柴强[1]2003年在《化感作用对复合群体根区土壤微生物及酶的影响研究》文中认为通过水培、盆栽、池栽和箱栽等试验，对四种作物根系分泌物进行了分离鉴定和生物学特性测试，重点研究了小麦根分泌物中的化感物质--间甲酚对小麦／／蚕豆根系及土壤微生物、酶活性的影响，并对不同复合群体的根系空间分布、根际效应进行了针对性研究。结果表明： 1．小麦、玉米、蚕豆和鹰咀豆根分泌的主要类型有有机酸、酚、烃、脂、酮、酰胺、醇、苯、醛和噻唑。小麦根分泌物中的间甲酚，玉米中的邻苯二甲酸，鹰咀豆中的苯甲醛是叁种化感效应不同的化感物质，间甲酚的化感作用大于另两种物质，化感物质对幼苗芽干重的影响大于对根干重的影响，叁种物质间无显着累加效应。 2．低浓度(150×10~(-6)mol／l．土，A_1)的间甲酚能够促进不同作物地上产量的增加，浓度大于150×10~(-6)mol／l．土时产生化感抑制作用，且随浓度的增大抑制作用增大：间甲酚作用下间作小麦相对与间作蚕豆的竞争力增大，施磷具有弱化间甲酚造成的复合群体中小麦相对于蚕豆竞争能力增大的作用；间甲酚作用下不同作物的收获指数降低，间作作物下降幅度小于单作作物。 A_1水平的间甲酚作用下，MW、MB和IWB地上干物重分别较对照高10.76％、14.74％和13.51％，其中IW增产显着：300×10~(-6)mol／kg．土(A_2)的间甲酚使MW、MB和IWB地上干物重较对照分别降低了0.32％、4.62％和6.8％，MB与对照差异显着；450×10~(-6)mol／kg．土(A_3)的间甲酚作用下叁种模式干物重分别较对照低12.47％、46.71％和25.10％，处理与对照差异显着。 不同施磷水平下，间甲酚对间作产量表现为明显降低作用。小麦拔节期，IWBP_0、IWBP_1、IWBP_2、A_2IWB P_0、A_2IWB P_1、A_2IWBP_2地上干物重分别高于对照38.95％、0.97％、15.02％、34.98％、13.86％、14.12％；小麦开花期IWBP_0、IWBP_1、IWBP_2、A_2IWB P_0、A_2IWB P_1、A_2IWBP_2较对照分别高12.10％、19.84％、13.82％、7.91％、31.21％和23.62％，增产效果显着；收获后，IWBP_0、IWBP_1、IWBP_2、A_2IWB P_0、A_2WB P_1、A_2IWBP_2生物产量分别提高11.24％、7.20％、17.28％、0.79％、3.43％、19.1％，经济产量增幅分别为16.14％、16.96％、16.5％、-13.85％、18.41％、19.00％，间作增产显着。 施磷可显着提高小麦／／蚕豆中小麦的竞争能力，A_2IWB P_0、A_2IWB P_1、A_2IWBP_2与IWBP_0、IWBP_1、IWBP_2对应相比，开花期小麦的相对竞争力比蚕豆分别高186.25％、30.12％、22.90％，成熟期小麦竞争力分别增大了6.55倍、3.19和1.93倍；IWBP_1、IWBP_2与IWBP_0相比小麦竞争力分别提高了3.85倍和14.44倍，A_2IWB P_1、A_2IWBP_2较A_2IWB P_0分别增大了1.39倍和3.96倍。 间甲酚对单作作物收获指数的抑制作用大于间作。与A_0水平相比，A_1、A_2、A_3水平下MW收获指数增减量分别为4.06％、-10.50％、-30.51％，IW分别为3.15％、-4.68％、-9.92％，MB分别为2.06％、-23.38、-51.53％，IB为3.23％、-24.64％、-35.05％；同一磷水平比较，IWBP_0、IWBP_1、IWBP_2、A_2IWB P_0、A_2IWB P_1、A_2IWBP_2模式中的小麦收获指数分别比单作提高了12.24％、20.12％、-2.58％、12.55％、29.8％、-5.25％，蚕豆收获指数分别提高了-10.29％、3.16％、3.62％、-16.05％、7.40％和3.56％。 3．间甲酚具有降低小麦／／蚕豆根冠比的作用 成熟期，AO～A3水平下间作根冠比与对照相比增减幅度分别为－2．41％、－9．46o、12．66％和－ZI．97O。 施磷对间甲酚降低根冠比的作用具有明显影响，小麦拔节期IWB在P。水平时根冠比低于对照9．84％， 但 PI和 PZ水平时高于对照 l．36O和 0．99O，AZIWB根冠比在 PO、PI和 PZ水平－h分别较对照低 15．66O、 2．76％和 16．35％；小麦开花期，！WB在 P。、P；和 PZ水平下的根冠比分别小丁对照ZI．18％、31．59％和 14．38％，AZIWB在 P。、PI和 PZ水平下的根冠比较单作对照低 5．77％、29．45％和 26．92％ 4．间作生长期的士壤微生物数量在浓度不高于 300X 10“mol／kg．土的间甲酚作用下增加，但土壤 微生物多样性指数在间甲酚作用下明显降低。 不同浓度间甲酚和同一施肥水平下，小麦拔节期间作十壤微生物数量在A；、入和山水平下较 A。分别增大了52．93％、22．45％和刁7．46％，微生物多样性指数分别降低了35．21％、5．87％和28．23％。 同浓度间甲酚不同施磷水平下，小麦开花期的A。IWB在P。、P；、P。叁个磷水平下的微生物总数 较IWB分别增大了77．53％、13石5％、11．38％，不同磷水平差异显着，间甲酚与无间甲酚处理差异显着； 间甲酚对土壤微生物DI具有显着降低作用，AZIWB、AZMW、AZMB较IWB、MW、MB在P。水平下 分别降低了22．49％、11．50％、sl．53％，P；水平下分别下降了33．4％、20．25％、41．99o／，P。水平F分 别降低T 29．25％、29．61O、38．72％。 5．浓度大于 300X 10－‘mol爪g．十的间甲酚可显着降
由海霞[2]2007年在《设施黄瓜不同种植模式的环境效应及其化感作用研究》文中研究指明随着设施蔬菜的发展,连作障碍已成为一些地区设施蔬菜生产亟待解决的问题,严重制约了设施农业生产的可持续发展,也对农产品安全及生态环境造成了不利影响,因此针对不同地区和设施条件,开展连作障碍产生的原因和克服途径的研究是实现设施农业生产可持续发展的当务之急。本文选择设施蔬菜中栽培面积较大,且易发生连作障碍的黄瓜为研究对象,开展了连作0 a、1 a、4 a和8 a共4种连作年限和翻青玉米—黄瓜、番茄—黄瓜、豇豆—黄瓜、豆角—黄瓜、油菜—黄瓜、翻青黑豆—黄瓜和休闲—黄瓜共7种不同前茬轮作模式对日光温室土壤环境及黄瓜产量和品质影响的研究,以揭示温室黄瓜连作的土壤环境效应及其土壤理化性质和生物学性质的变化规律,探明土壤恶化和产生连作障碍的主导因子和连作障碍的形成机制,来明确不同前茬作物对克服连作障碍的作用机理和确定黄瓜种植的最适宜前茬作物。同时选择玉米、番茄、豇豆、豆角、油菜、黑豆、黄瓜、小麦、小白菜和南瓜10种作物开展了黄瓜化感作用的研究,从化感作用角度揭示黄瓜连作障碍产生的机理和不同作物根系分泌物溶液的交互作用机理,来确定黄瓜的适宜前茬作物。试验结果表明:1、黄瓜连作使土壤呼吸强度降低,土壤细菌和真菌增加而放线菌减少,微生物总量略有上升而其种群相对结构稳定。随连作年限增加,土壤细菌呈先升后降趋势,土壤放线菌变化不显着,而土壤真菌直线显着上升。土壤过氧化氢酶和脲酶活性随着连作年限的增加呈显着的先升后降趋势,蔗糖酶活性对连作年限反应不显着,土壤碱性磷酸酶活性的连作效应显着而呈先降后升趋势。土壤全N、全P、有效P、速效K和有机质含量及土壤有效态Fe、Zn和Cu含量随连作年限的增加而明显积累,有效Mn无显着变化,但出现了以P素积累最为突出、有机质和N素积累次之,而速效K积累最小的养分积累不平衡现象,且连作土壤的电导率和盐离子浓度提高而土壤pH值降低,随着连作年限的增加土壤趋于酸化和盐渍化。同时,黄瓜连作对黄瓜叶片净光合速率、叶绿素含量和叶片保护酶活性、株高、叶数、根数及植株干物质等生理和农艺性状均有抑制作用,连作黄瓜的产量降低,果实品质变劣。4 a以上连作年限土壤的真菌数量显着增加而土壤呼吸显着降低,土壤养分失衡更趋明显,土壤电导率值过高而超过了黄瓜生长的临界值,加之土壤有效锰含量有降低趋势,土壤生物学环境恶化,黄瓜生理特性、农艺性状和产量、品质下降,连作障碍现象发生,不宜再连作黄瓜。2、翻青玉米—黄瓜、番茄—黄瓜、豇豆—黄瓜、豆角—黄瓜、油菜—黄瓜、翻青黑豆—黄瓜6种不同作物轮作模式与前茬休闲相比,其土壤微生物类群总数、土壤细菌数、土壤呼吸强度和土壤pH值均有不同程度的增加,土壤N、P、K,有效态Mn、Zn和Cu的含量及土壤电导率均降低,而土壤真菌、放线菌和土壤有效Fe有增有减。6种前茬作物中,玉米和豇豆能明显降低土壤真菌数量、土壤有效磷含量和土壤电导率,显着增加土壤放线菌数量而对土壤有效钾、有机质及有效锰含量的作用不明显,且能增加土壤pH值和明显提高黄瓜单叶光合速率、叶绿素含量和叶片保护酶活性,黄瓜植株农艺性状协调而黄瓜产量高,果实品质优,是黄瓜最适宜的轮作作物;其次休闲和豆角也可以作为黄瓜前茬,而番茄和油菜能增加土壤真菌数量而抑制土壤放线菌和土壤有效Mn、Zn和Cu的积累,且显着降低土壤有机质含量,黑豆和番茄能明显降低黄瓜光合速率和叶片保护酶活性,植株农艺性状不好,产量不高,果实品质变劣,所以番茄最不宜作为黄瓜前茬作物,其次为黑豆和油菜。3、黄瓜根系分泌物溶液对黄瓜种子萌发和幼苗生长的自毒作用随着黄瓜幼苗培养茬次的增加而增强,且主要通过降低培养介质pH值和硝态氮含量,提高电导率和盐离子浓度来抑制黄瓜幼苗根系生长;连续培养黄瓜幼苗3茬以上的培养介质即出现连作障碍而不适宜继续培养黄瓜。4、各作物幼苗的培养均显着提高培养介质pH值,但南瓜、豆角、黑豆、黄瓜和小麦幼苗显着提高培养溶液电导率,黑豆、黄瓜、豇豆、油菜、豆角和玉米的根系分泌物降低培养溶液硝态氮含量而番茄、南瓜和小麦增加培养溶液硝态氮含量。同时,各作物根系分泌物中培养黄瓜幼苗后,溶液的电导率和盐离子浓度均提高,番茄、南瓜、黄瓜的根系分泌物溶液pH值降低,豆角、小麦、番茄和黑豆的根系分泌物溶液的硝态氮含量增加。除玉米根系分泌物溶液外,其余作物根系分泌物溶液均抑制黄瓜种子胚根和胚芽生长;玉米、油菜、小白菜和黄瓜根系分泌物溶液对黄瓜幼苗苗高和茎粗有促进作用。黑豆、豆角、玉米和豇豆的根系分泌物溶液对黄瓜幼苗农艺性状无明显不良影响,油菜和番茄根系分泌物溶液对黄瓜幼苗农艺性状均有抑制。加之黑豆、玉米、豆角和豇豆的根系分泌物溶液对黄瓜幼苗干物质有较强的化感综合促进作用,油菜、南瓜和小麦根系分泌物溶液显着促进黄瓜根、叶干重而抑制茎干重,而对全株干重的作用不显着;黄瓜和番茄根系分泌溶液对黄瓜幼苗干物质为综合化感抑制作用。所以,玉米是克服黄瓜连作障碍而进行轮作换茬的最佳前茬作物,其次为豇豆,再者为豆角、小麦和小白菜,而番茄最不宜作为黄瓜前茬作物,其次黑豆、油菜、南瓜和黄瓜也不宜作为黄瓜前茬。
沈平[3]2009年在《渭北几种农林复合模式化感效应的研究》文中研究说明农林复合生态系统是一种经济、高效、可持续的土地利用方式,具有重要的经济、社会、生态效益。本研究采用生物检测方法,测定了核桃和李子叶水浸液对不同农作物种子萌发和幼苗生长的化感作用;分别取核桃树下、李子树下相同生长期农作物叶片进行保护性酶(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶)活性,可溶性蛋白含量和膜脂过氧化产物丙二醛含量的测定;探讨渭北农林复合最佳模式。主要结论如下:供试的五种农作物(大豆、绿豆、红小豆、辣椒、玉米)种子的发芽率与发芽指数和幼苗的株高、根长、地上地下鲜重均受李子叶水浸液的化感作用影响。以0.01g/mL为分界点,表现为低浓度促进,高浓度抑制的浓度双重效应,不同作物对李子树化感作用的敏感程度不一样,大豆、绿豆、红小豆和玉米对李子树化感作用较敏感,辣椒最为不敏感。核桃是具有较强化感作用,选择适合的间作作物是核桃复合经营成功的关键。核桃叶水浸液对大豆、绿豆、红小豆、玉米和辣椒种子的萌发和幼苗生长均有化感效应,不同浓度的水浸液产生的化感效应各异。随着水浸液浓度提高,化感抑制效应增强,特别是0.03～0.04g/mL的水浸液使玉米、大豆和红小豆的种子发芽率、发芽指数、幼苗根长、苗高、鲜重显着下降;但是,随着水浸液浓度的降低,化感抑制作用逐渐减弱、消失,甚至转变为促进作用,说明核桃叶水浸液对这五种供试作物具有浓度双重效应。李子树下五种供试作物酶活性变化差异较大,红小豆及玉米SOD、POD、CAT活性均低于对照大田;除绿豆外其余四种作物MDA含量都低于对照;绿豆、红豆和玉米的可溶性蛋白含量低于对照;李子树下玉米与红小豆膜脂过氧化作用强于对照。核桃树下的供试作物在整个生长期内保护性酶(SOD、POD、CAT)活性和可溶性蛋白含量基本高于对照,而除了绿豆外其它供试作物MDA含量都低于对照。对比发现,李子树下供试作物膜脂过氧化作用较之核桃树下的呈增大趋势。在实施农林复合模式时要充分考虑这些因素,以充分发挥林农复合生态系统的经济、生态效益。
邵财[4]2009年在《人参连作障碍化感作用研究》文中认为连作障碍是制约人参产业化发展的瓶颈。许多研究证实,化感作用是导致人参连作障碍的主要原因之一。鉴于此,本项研究以化感物质组分筛选及化感作用机理为核心,初步探讨人参化感物质对连作障碍的影响,为解决连作障碍问题提供理论参考。主要研究内容如下:1、栽参土壤提取物活性组分筛选及其化感效应研究试验采用对栽参土壤水提取液用不同化学试剂萃取和直接采用不同化学试剂提取两种方法,对所得各个组分以人参种子为试材进行生物活性测定,经筛选所得活性组分再以人参幼苗为试材进行化感效应研究。结果表明,栽参土壤提取液不同组分均对人参种子胚根生长有不同程度的影响,化感效应随浓度逐渐增加而增强。采用生物活性较强的栽参土壤水提取液乙酸乙酯萃取相和栽参土壤乙酸乙酯提取液两部分培养人参幼苗,取抑制作用在50%左右的浓度进行培养,来研究活性组分对人参幼苗根系活力和丙二醛含量的影响,测定结果表明,两组活性组分均能促进根系细胞膜质过氧化作用,使膜透性增加,显着降低人参幼苗根系活力。2、化感物质组分对人参根源愈伤组织生长的影响研究利用初步确定的人参化感物质-栽参土水提液乙酸乙酯萃取相组分培养人参根源愈伤组织,结果表明,随着培养浓度逐渐增加,对人参根源愈伤组织生长抑制能力越强。通过对愈伤组织生理生化特性研究表明,人参化感物质显着增加愈伤组织中丙二醛含量,降低DNA含量,在培养24h后处理根源愈伤组织DNA含量与对照差异极显着(p<0.01)。通过对愈伤组织解剖结构观察可知,随着培养时间延长,根源愈伤组织细胞壁无序性加强,细胞核逐渐解体消失,使细胞分裂和生长受阻,抑制人参根源愈伤组织生长。3、化感物质组分对幼苗根系内源激素的影响研究研究人参化感物质对其幼苗根系内源激素的影响,采用抑制作用在50%左右浓度的人参化感物质培养人参幼苗,分别对培养12h、24h、48h、96h的人参幼苗取样,采用HPLC法进行幼苗根系内源激素(ZT、IAA、GA3、ABA)的测定,结果表明,人参化感物质组分对其幼苗根内源激素平衡有显着影响,在显着降低ZT、IAA、GA3叁种促进植物生长的植物内源激素含量的同时显着增高抑制植物生长、促进衰老的ABA含量,使代谢调控系统失衡,从而影响人参幼苗的正常生长发育。4、人参化感物质对人参幼苗根尖解剖结构的影响研究人参化感物质具有引起人参幼苗根部细胞膜质过氧化,激素平衡失调和根系活力下降等活性。对于上述生理生化方面的影响必然引起细胞水平上的形态结构变化。利用人参化感物质活性组分培养其幼苗96h后,取其根尖,进行石蜡切片,采用番红—固绿染色,由根尖解剖结构可知,化感物质组分处理后的人参幼苗根尖几个功能部位的细胞发生了明显的大小和排列方面的变化:处理后的幼苗根尖明显变粗,细胞间隙加大,表皮层细胞部分脱落,顶端分生组织和根冠的细胞混乱,这种效应随着处理浓度的增加而增强,且在浓度为40g/ml处理时一部分顶端分生组织细胞的细胞壁形态异常甚至破裂,中柱鞘细胞明显膨胀。
参考文献：
[1]. 化感作用对复合群体根区土壤微生物及酶的影响研究[D]. 柴强. 甘肃农业大学. 2003
[2]. 设施黄瓜不同种植模式的环境效应及其化感作用研究[D]. 由海霞. 西北农林科技大学. 2007
[3]. 渭北几种农林复合模式化感效应的研究[D]. 沈平. 西北农林科技大学. 2009
[4]. 人参连作障碍化感作用研究[D]. 邵财. 中国农业科学院. 2009
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