不同供水水平下丁香酚和间作蚕豆对小麦根系生长的互作效应.pdf

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1、第23卷第2期草业学报133—139Vo1．23，No．2ACTAPRATACUITURAESINICA2014年4月不同供水水平下丁香酚和间作蚕豆对小麦根系生长的互作效应赵财，周海燕，柴强，黄高宝，刘辉娟，朱静(甘肃省干旱生境作物学重点实验室甘肃农业大学农学院，甘肃兰州730070)摘要：作物根系分泌物通过土壤或其他介质产生的化感作用极为普遍，与作物连作障碍密切相关，对作物根系生长和产量具有一定影响。为寻求减小作物连作障碍的途径，本研究通过盆栽试验，探讨了不同供水水平(田间持水量的75，6o，45)下小麦根系分泌物丁香酚(2一甲氧基3烯丙基苯酚)和间作蚕

2、豆对小麦根系生长特性及产量的协同影响。结果表明，丁香酚对单、间作小麦根体积和根干重及根长生长均具有抑制作用，表现为化感负效应。随供水水平的提高丁香酚对小麦根系形态的化感效应呈减弱趋势，其中丁香酚对间作小麦根体积、根长和根干重化感效应在75供水水平处理下较45供水处理分别低54．69，26．7o和18．67，单作小麦根体积、根长和根于重在75供水处理中所受化感抑制作用较45供水处理分别低33．32，49．55和55．41，单作和间作模式中丁香酚对75供水处理的小麦根系形态的化感作用与45供水处理差异显著。间作与单作小麦相比，75供水水平下的丁香酚对间作小麦根

3、系的化感效应小于单作小麦，并且种植模式与供水水平对根干重的交互效应显著。因此，生产实践中，通过合理的间作和优化灌溉可减轻造成连作障碍的化感负效应，进而克服连作障碍。关键词：丁香酚；供水水平；间作；根系特性；化感作用中图分类号：$344．2；Q945．79文献标识码：A文章编号：1004—5759(2014)02—0133一O7Dol：10．11686／cyxb20140216我国人均耕地少，连作普遍，随之而来的连作障碍成为制约作物生产的重要原因。连作障碍的发生不仅同营养偏耗、病原菌滋生、土壤传染性病害和土壤理化性状劣变有关，也同由根系分泌物引起的化感自毒作

4、用有关u。化感作用(allelopathy)指植物通过向环境释放特定次生物质，从而对邻近其他植物(含微生物及其自身)生长发育产生的有益或有害影响_2]，其强度受光照、水分、养分、土壤环境条件和生物等多重因子的影响嘲。其中，水分与植物化感作用的关系倍受研究者的关注，研究发现万寿菊(Tageteserecta)在干旱胁迫下产生的酚类物质较充分供水时增加[4]，导致化感作用加强；在水分胁迫时，化感物质对受试植物的活性会增强。在有关作物化感作用解除措施的研究中，研究者发现小麦蚕豆间作时，间作蚕豆(Viciasativa)可降低小麦(Triticumaes—tivu

5、m)根系分泌物间甲酚对小麦产量的抑制作用[7]，说明通过改变种植模式是克服化感作用的有效途径之一。根系是化感物质的主要来源州，化感物质对植物根系具有抑制作用，且根系的生长、代谢和活力变化可直接影响到地上部的生长发育及产量[1¨]。因此，揭示不同条件下化感物质与作物根系生长间的相互关系，对于寻求调控化感作用的途径具有重要理论价值。前期研究中，研究者在土壤含水量为田间持水量的75，6O和45条件下分离鉴定了宁春4号小麦的根系分泌物，发现3个供水水平下，小麦根系分泌物中均含有浓度较高的丁香酚，且该物质对小麦幼苗的抑制作用大于玉米(Zeamays)幼苗[‘M]，说

6、明该物质是造成宁春4号小麦连作障碍的化感物质之一。为寻求克服小麦连作障碍的可能途径，系统揭示作物根系与调控措施间的相关关系，本研究在前期工作基础上，以小麦根系分泌物丁香酚为参试化感物质，探讨了供水、间作蚕豆及丁香酚对小麦根系形态学特征和产量的协同影响，以期为合理利用种群结构和灌水减小连作障碍提供理论依据。收稿日期：2O13—02—21；改回日期：2O13—07O1基金项El：国家自然科学基金项目(31360323，31160265)，甘肃省杰出青年基金(1lllRJDA006)和国家公益性行业项目(201103001)资助。作者简介：赵财(1978一)，男

7、，甘肃武威人，在读博士。E—mail：zhaoc@gsau．edu．cn*通讯作者。E—mail：chaiq@gsau．edu．cn134ACTAPRATACULTURAESINICA(2014)1材料与方法1．1试验材料供试作物品种为宁春4号春小麦和临蚕8号蚕豆。1．2试验设计设3个水分梯度(I)，分别为田间最大持水量的75(I)，60(Iz)和45(I)；2种种植模式(P)，分别为单作小麦(w)和小麦间作蚕豆(WB)；2个丁香酚处理水平，分别为0和300×10mol／kg土(A)；共12个处理，每处理重复12盆(试验设计及处理代码详见表1)。袭1试验设

8、计及处理代码Table1Experimentdesignandtr