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年 月 甘 肃 农 业 大 学 学 报 第 卷第 期 双 月 刊兰州百合土壤浸提液对不同作物的化感作用樊 生 丰，师 桂 英，李 丽，孙 鸿 强，韩 军 强，郭 松 涛，师 娥（甘肃农业大学园艺学院，甘肃 兰 州；甘肃农业大学林学院，甘肃 兰 州）摘要 ：【目的 】从几种山区作物中选择适合兰州百合 的接茬作物 【方法 】通过营养钵栽培试验 ，研究兰州百合土壤浸提液对豌豆 、党参 、马铃薯幼苗的化感效应 【结果 】兰州百合土壤浸提液对 种受体作物的苗高 、茎粗 、根长均具有明显的化感作用 兰州百合土壤浸提液对党参幼苗苗高和根长有明显的抑制作用 ，且随质量浓度的增大抑制作用增强 ；对马铃薯和豌豆苗高 、茎粗 、根长有一定的化感促进作用 ，但在高质量浓度 （）时对马 铃薯表现出一定的抑制作用 ；随着兰州百合土壤浸提液质量浓度的提高 ，党参幼苗体内超氧化物歧化酶 （）、过氧化 物酶 （）和 过氧 化氢酶 （）活性呈上升趋势 ，和对照相比差异显著 （），但豌豆和马铃薯幼苗体内的 保护酶活性变化不明显 党参幼苗体内 含 量显 著增加 ，对豌豆和马铃薯幼苗体内 含 量影 响较小 【结论 】豌豆和马铃薯可能是兰州二阴山区兰州百合栽培结束后适宜的下茬作物 关键词 ：兰州百合 ；山区作物 ；化感作用 ；土壤浸提液中图分类号 ：文献标 志码 ：文章编 号 ：（）第一 作 者 ：樊生丰 （），男 ，硕士 研 究生 ，主要从事蔬菜栽培与生理方面的研究：通信作 者 ：师桂英 ，女 ，博士 ，教授 ，硕士生导师 ，研究方向为蔬菜栽培与生物技术 ：基 金项 目 ：甘肃省兰州市科技计划项目 （）；甘肃省农牧厅农业科技创新项目 （）；甘肃 农 业大 学 校 级项 目（）收稿 日期 ：；修回 日 期 ： ， ， ， ， ， ， （ ， ， ，； ， ， ，）：【】 【】 ， 【】 ， ， ， ， （） ， （）， ， ， 【】 DOI:10.13432/j.cnki.jgsau.2018.01.012第 期 樊 生 丰等 ：兰州百合土壤浸提液对不同作物的化感作用 ： ； ； 化感作 用是活体植物通过地上部淋溶 、挥发 、根系分泌 、花粉直感或残茬腐解等途径向环境中释放某些化学物质的现象 ，对周围植物的生长发育起到相互促进或相互抑制的作用研究植 物间的化感作用有利于在复杂的生长秩序中指导作物的种植方案 ，栽培体系和栽培措施 ，同时也是植物栽培中利用有利影响 ，避免不利影响的方法化感作 用在农业生产中的应用极为广泛 ，无论是作物的单一种植 ，还是作物轮作 、间作 、覆盖 、翻埋或重茬种植 ，都要考虑化感作用的影响因此 ，研究不同作物之间的化 感作用有重要的意义兰州百合 （ ）是中国 唯一的甜百合 ，是极具地方特色的甘肃名优蔬菜 ，其生产地区分布差异比较明显 ，仅适宜甘肃中部兰州周边二阴山区种植 ，种群数量较小 ，属于典型的狭域性分布植物，栽培面 积占产区耕地总面积的兰州百合属于无性繁殖 ，多年生栽培 ：母株上收获的一级小种球长成二级种球需要，二级种球长成商品种球需要；百合根系 生长具有 “跳根 ”现象 ，即每年新根发生 ，旧根衰老 ，残存土壤中 ，再加上近年来由于兰州百合产业的快速发展 ，种植兰州百合效益好 ，临洮县东部山区兰州百合栽培面积有所扩大 ，农民在一块地连续多年种植兰州百合 ，导致兰州百合产量低 ，品质差 ，连作障碍严重 ，因此提高兰州百合的产量和品质 ，解决兰州百合连作障碍成为生产中亟待解决的问题兰州百合在甘肃省主要分布在兰州市南部海拔 的七道梁二阴山区，受自然 条件限制 ，可种植的经济作物主要有中草药 、马铃薯 、豌豆等 ，还有少量的玉米 、小麦 、苜蓿 ，可轮作作物少研究兰州百合与上述经济作物间的化感作用 ，可以优化轮作栽培模式 ，克服其连作障碍 ，进行土壤生态修复目前有关兰州百合化感作用的研究已有报道 ，陈君良等研究表 明 ，兰州百合根系分泌物具有明显的自毒效应谢忠奎等研究表 明 ，兰州百合持续单一种植时 ，根系大量释放邻苯二甲酸并积累在土壤中植物根系分泌的自毒物质 ，产生自毒效应的同时 ，对其下茬作物也同样存在化感作用而兰州百合对其他作物的化感作用研究尚未报道综上所述 ，本试验通过营养钵栽培试验来研究兰州百合土壤浸提液对豌豆 、党参 、马铃薯的化感作用 ，以期为兰州百合和其他作物的栽培提供理论依据 材料 与 方法 试验材 料以豌豆 、党参 、马铃薯为受体作物 ，豌豆 、党参的种子选用当地的农家自留种 ，品种不详 ，马铃薯选用费乌瑞它原原种 试验方法 兰州百合土壤浸提 液的制备于年月在临洮县上营乡包家山村百合 实验田中挖取兰州百合植株根际土壤 ，样品风干 、粉碎后过孔 径的筛 ，称 取土 加入蒸馏水 ，瓶口密封扎紧放入振荡器中浸提，再 经过 滤得到质量浓度为的供试 土壤浸提液土壤浸提液密闭置于冰箱中保存备用 受体作物化感作用试验年月在甘肃 农业大学园艺学院实验室进行幼苗试验 ，挑选大小均匀一致的豌豆 、马铃薯种子各粒 ，消 毒后播 于的营养 钵中 ，每钵一粒 ，栽培基质为蛭石珍珠岩（），试验共 设个处理 ，用，的土壤 浸提液进行处理 ，蒸馏水作为对照 （）待马铃薯和豌豆出苗后 ，每个处理选取长势基本一致的幼苗盆 ，用不同质量浓度的兰州百合土壤浸提液浇灌 ，每隔浇灌一次 ，每 钵浇，共浇灌次处理后 ，各处 理随 机取株进行形态指标和各项生理生化指标的测定 ，重复次由于党参种子小 ，无法在营养钵中进行栽培试验 ，因此参照赵庆芳等的做法 进行试验将已预先催芽的长势一致的党参种子放入的小烧杯 中 ，烧杯底部铺两张滤纸 ，作为培养床 ，每杯株 ，分别加入的 土壤 浸提液 （质量浓度分为，），蒸馏水 为对照 （），并用封甘 肃 农 业 大 学 学 报年口膜封 口 ，次重复 ，将小烧杯置于恒温的 光照培 养箱中培养 ，次重复 ，第天测定党参幼苗的形态指标和各项生理生化指标 测定项目与方法用电子游标卡尺测定苗高 、茎粗和根长 ，超氧化物歧化酶 （）、过氧化 氢酶 （）活 性的 测定按照等的方法 ，过 氧化物酶 （）活 性测定 用愈创木酚显色法 ，采用硫代巴比妥酸比色法测定丙二醛 （）含 量 数据统 计与分析采用化 感 效 应 指 数 （）对 化 感 作 用 进 行 分析，当时 ，当时 ，其中表示对 照值 ，表示处 理值 ，为促进 作用 ，为抑制 作用 ，绝对值大小表示作用强弱采用 进行数 据处理和图表绘制 ，用软 件进 行方差分析 结果 与 分析 兰州百合土壤浸提液对受体作物生长的影响兰 州百合土壤浸提液对受体作物的苗高 、根长 、茎粗的影响差异性显著由表可以看出 ，兰州百合土壤浸提液对党参幼苗的生长具有明显的抑制作用 ，并且随着浸提液质量浓度的增加 ，抑制程度越明显当浸提液质量浓度为时 ，对苗高 和根长的抑制率达到和兰州百 合土壤浸提液对豌豆的苗高 、茎粗和根长的促进效应增强 ，与对照相比具有显著差异 ，当质量浓度达到时各项指标达到最大值 ，和对 照相比对豌豆的苗高 、茎粗和根长分别促进了，对马铃薯 幼苗生长的影响表现出低促高抑的作用在土壤浸提液质量浓度为时 ，马铃薯 幼苗各项指标均达到最大值 ，随着质量浓度的增加 ，上升趋势减弱 ，甚至反向下降图 兰州百合土壤浸提液对受体作物 活 性的 影响 兰州百 合土壤浸提液对受体作物幼苗体内抗氧化物酶的影响 对受体 植物活 性的 影响植物在不良环境下的反应与内源活 性密 切相关由图表 兰州百合土壤浸提液对受体作物幼苗生长的影响 受 体植 物处理质量浓度 （）苗高 茎粗 根长 豌豆 党参 马铃薯 由于党参幼苗过于细小 ，用常规方法无法测出其茎粗 同列数据中肩标不同小写字母表示差异显著 （）第 期 樊 生 丰等 ：兰州百合土壤浸提液对不同作物的化感作用图 兰州百合土壤浸提液对受体作物 活 性的 影响 可以看 出 ，兰州百合土壤浸提液对受体作物的活 性有 着不同的影响党参幼苗内活 性随 着兰州百合土壤浸提液质量浓度的增加逐渐增加 ，与对照相比 差 异 显 著 ，处理较对照提高了但在不 同质量浓度的兰州百合土壤浸提液处理下 ，豌豆和马铃薯的活性和对照相比差异不显著 对受体 植物活 性的 影响是 植物在 逆境条件下酶促防御系统的关键酶之一，由图可以看 出 ，兰州百合土壤浸提液对不同受体作物的活 性有 着不同的化感作用兰州百合土壤浸提液处理下 ，党参幼苗体内活 性显 著增加 ，而对豌豆和马铃薯幼苗体内活性无明显影响 ；随 着浸 提液质量浓度的增加 ，党参幼苗体内活性 显著 增加 ，和对照相比其增幅分别为，但对豌 豆和马铃薯的活 性的图 兰州百合土壤浸提液对受体作物活 性的 影响 影响和对照相比无显著性差异 对受体 植物活 性的 影响植物体内的是 一种 重要的氧化还原酶 ，主要参与活性氧代谢过程兰州百 合土壤浸提液对不同受体作物的活 性影 响不同在兰州百合土壤浸提液处理下 ，党参幼苗体内活 性显 著增强 ，并且随着处理质量浓度的增加 ，党参活 性呈 现上升的趋势 ，并与对照差异显著但不同质量浓度的兰州百合土壤浸提液对豌豆的活 性影 响较小 ，与对照差异不显著马铃薯活 性的 变化没有明显的规律 对受体 植物含 量的 影响是 膜脂过 氧化的最终分解产物 ，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度兰州百 合土壤浸提液对不同受体作物的含 量影 响不同在低质量浓度（）兰州百 合土壤浸提液处理下 ，马铃薯和豌豆的含 量与 对照相比差异不显著 ，但党参的含 量明 显增加随着处理液质量浓度的增加 ，党参植株内的含 量呈 增加的趋势 ，与对照差异显著 ，但对豌豆和马铃薯的含 量影 响较小 ，没有明显的效应 ，与对照无显著差异图 兰州百合土壤浸提液对受体作物含 量的 影响 讨论有些植 物具有化感潜力 ，对周围的环境释放化感物质 ，并对附近作物生长产生有益或有害的影响本试验研究表明 ，兰州百合土壤浸提液对不同受体作物有不同的化感作用兰州百合土壤浸提液对党参苗高和根长均有抑制作用 ，而且随着处理质量浓甘 肃 农 业 大 学 学 报年度的增 加抑制作用逐渐增强 ，但对豌豆的苗高 、茎粗和根长的促进效应较对照具有上升趋势对马铃薯苗高 、茎粗和根长表现出低促高抑的化感作用陈君良等研究表 明 ，兰州百合根系分泌物具有明显的自毒效应 ，通过对兰州百合根系分泌物分析 ，检测出 了种潜在化感物质通过萝卜种子发芽试验 ，证明种潜在的化感物质 （，二叔丁 基苯酚 、邻苯二甲酸二丁酯 、双酚、抗氧剂、棕榈酸 ）具有 较强的化感活性蔺琰东等研究表 明 ，邻苯二甲酸二甲酯和苯甲酸对马铃薯组培苗有显著的抑制作用由此推论 ，本研究中关于兰州百合根系分泌物对马铃薯苗高 、茎粗和根长表现出低促高抑的化感作用可能与兰州百合根系分泌物之一邻苯二甲酸二丁酯有关关于邻苯二甲酸二甲酯等常见化感物质对党参及豌豆的化感作用研究未见报道为适应外界生物或非生物胁迫 ，高等植物已演化出一套适应机制和应对策略 ，启动体内抗氧化系统是植物应对胁迫的重要生化机制当植物 受到逆境胁迫时 ，保护酶系统发挥着抵御活性氧或其他过氧化物自由基破坏细胞膜系统的作用本试验结 果表明 ，在兰州百合土壤浸提液处理下 ，党参幼苗体内超氧化物歧化酶 （）、过氧化 物酶 （）和过 氧化 氢酶 （）活 性呈 上升趋势 ，说明党参幼苗受到了一定的逆境胁迫 ，但豌豆和马铃薯幼苗体内的保护酶活性变化不明显是膜脂 过氧化的最终分解产物 ，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度本试验结果表明 ，随着处理液质量浓度的增加 ，党参幼苗体内含 量显 著增加 ，对豌豆和马铃薯幼苗体内含 量影 响较小兰州百合土壤浸提液可能对党参幼苗有胁迫作用化感作用已经广泛应用于农业生态系统中 ，尤其在植物的间套作和轮作方面植物合 理的间作或轮作可以优化轮作栽培模式 ，克服连作障碍 ，进行土壤生态修复本试验结果表明 ，兰州百合土壤浸提液对不同的受体植物有不同的化感作用 ，对党参表现出化感抑制作用 ，但对马铃薯和豌豆化感作用不明显 ，甚至有化感促进作用因此 ，在兰州百合产区有限的高山冷凉作物中 ，马铃薯和豌豆可能是兰州二阴山区兰州百合栽培结束后可选择的较好的下茬作物参考 文 献 ，（）： ， ， ， ，（）： ， ， ， ，（）：韩小燕 胡葱对番茄幼苗化感 作用的研究 重庆 ：西南大学 ，徐学军 ，梁 玉文 ，胡相莉 百合新品种兰州百合 号中国蔬菜，（）：徐 学军 ，梁 玉文 ，刘凯 ，等 百合新品种兰州百合 号中国蔬菜，（）：李 谋 强 ，陈 君 良 ，黄 彦 玮 ，等 不同海拔区兰州百合（ ）栽培群 体遗传多样性中国沙漠，（）：陈 君良 ，孙 鸿强 ，樊生丰 ，等 兰州百合根系分泌物对百合幼苗自毒作用的研究 甘肃农业大学学报 ，（）： ， ， ， （ ） ，（）：赵庆芳 ，陈 健 ，郭鹏辉 ，等 党参自毒作用研究 西北师范大学学报 （自然科学版 ），（）： ， ， ， ， ，（）：高俊凤 植物生理学实验指导 北 京 ：高等教育出版社 ， ， ： ，（）：沈慧敏 ，郭 鸿儒 ，黄高宝 不同植物对小麦 、黄瓜和萝卜幼苗化感作用潜力的初步评价 应用生态学报 ，（）：（下 转第页）第 期 李 丽 等 ：伊贝母种胚的离体培养杨毅 新疆阿魏种子离体胚培养体系建立及 毛 状根诱导 乌鲁木齐 ：新疆大学 ，王 有生 ，王 文杰 伊贝母种子的休眠特性及化学药剂对解除休眠的效应 中药材 ，（）：汤甜 三种 贝母 （）的快 繁 及离体保存技术研究 南京 ：南京林业大学 ，马吉义 暗紫贝母组织培养 和快速繁殖的研究 西宁 ：青海师范大学 ，高 山林 ，朱 丹妮 ，蔡朝晖 ，等 暗紫贝母鳞茎器官培养生长特征和生物碱累积的研究 中国药科大学学报 ，（）：徐德然 ，高 山林 ，蔡朝晖 ，等 暗紫贝母鳞茎培养中培养基的选择和简化试验 中国药科大学学报 ，（）：盛长忠 ，王 淑芳 ，王宁宁 ，等 红豆杉愈伤组织培养中褐变现象的初探 南开大学学报 （自然科学版 ），（）：王鹤娉 甘肃贝母组培快繁技术及对其总生 物碱积累影响的研究 兰州 ：甘肃农业大学 ，谭丰苹 ，高 山林 生长调节物质对组培暗紫贝母小鳞茎生长的影响 植物资源与环境 ，（）：张振霞 ，李 彩萍 ，张秋枚 ，等 甘肃贝母的组织培养和植株再生研究 北方园艺 ，：王世伟 药 用植物贝母菌核病的防治 致富天地 ，（）：王冬梅 余甘子离体繁殖和培 养 植物生理学通讯 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