半夏化感物质浸提液对8种作物的化感效应

为探明半夏连作障碍的化感物质释放途径和构建半夏高效种植制度提供参考,以半夏、生菜、莴笋、高粱、决明子、小麦、油菜和玉米8种作物为受试材料,采用生物测试方法研究半夏植株腐解液、半夏根系分泌物浸提液和半夏根际土壤浸提液对受试材料的化感效应。结果表明:半夏植株腐解液对受试材料均有强烈的化感抑制作用,半夏根际土壤和根系分泌物浸提液对受试材料有微弱的化感促进或抑制作用,3种浸提液化感作用强度为半夏植株腐解液半夏根系分泌物浸提液半夏根际土壤浸提液,半夏植株腐解液含有丰富的化感物质,可能是半夏自毒物质的主要来源之一,是半夏化感物质研究的可靠基础材料。半夏化感物质对受试材料的化感抑制作用强度表现为玉米生菜莴笋小麦高粱油菜半夏决明子,决明子是8种受试材料中最耐化感胁迫的作物,可以用于构建半夏高效种植体系。在试验设置的浓度范围内,半夏化感物质对受试材料的抑制作用与其质量浓度呈正比,其中0.01g/mL是半夏自毒作用临界值,大于0.02g/mL就会产生强烈的自毒作用。     

半夏根系分泌物化感作用研究

以半夏根系分泌物及其不同极性组分为供试材料,半夏、莴笋、萝卜、白菜、苋菜为受试材料,采用生物测试的方法研究半夏根系分泌物对不同受试材料的化感效应。结果表明:半夏根系分泌物对萝卜、莴笋、半夏有化感抑制作用,作用强度为半夏莴笋萝卜。半夏根系分泌物的化感作用具有浓度效应,当浓度为1.122 3g·L~(-1)时,化感作用最强,对受试材料均呈化感抑制作用。半夏根系产生的化感自毒物质极性分布范围广,各极性部位产生自毒作用的强度不同,其中乙酸乙酯相最强,能强烈抑制半夏珠芽萌发和幼苗生长。根系分泌物可能是引起半夏连作障碍的原因之一,半夏根系分泌的化感物质具有一定选择性,只有在合适浓度、遇到合适受体时才会产生化感作用。半夏根系产生的化感自毒物质极性分布范围广,主要存在于乙酸乙酯部位,能强烈抑制半夏珠芽萌发和幼苗生长,可能是大田生产中半夏连作地出苗率低、倒苗严重的原因之一。     

不同间作模式下半夏产量及品质的综合评价

以半夏、魔芋、大豆及辣椒为试材,采用随机区组设计大田试验,研究单作半夏及半夏间作魔芋(半夏‖魔芋)、半夏间作辣椒(半夏‖辣椒)、半夏间作大豆(半夏‖大豆)3种间作处理对半夏产量及品质的影响。结果表明:在产量方面,与大豆间作半夏总产量最高,与辣椒间作半夏一级种产量最高,一级种与四级种呈此消彼长的态势,再加之变异系数较大,所以通过间作提高半夏一级种产出是提高半夏产量的有效途径;在品质方面,与魔芋间作半夏的可溶性蛋白质及浸出物含量最高,与辣椒间作半夏的可溶性糖、还原糖、琥珀酸及鸟苷含量最高,与大豆间作半夏的生物碱含量最高,但品质方面变异系数较小。通过主成分对产量及品质分析综合评分得出半夏‖大豆最高,半夏‖辣椒次之,可作为半夏高产优质栽培的理想间作搭配,为半夏产业化种植提供重要的理论依据。     

半夏植株腐解液对8种作物的化感作用及化感物质成分分析

为探究半夏植株腐解液(PTDL)化感作用与连作障碍的关系以及半夏合理种植制度的建立,采用生物测试法研究半夏植株腐解液对8种作物种子萌发和幼苗生长的影响,并结合气质联用(GC-MS)技术对潜在的化感物质进行定性分析。结果表明,在物种水平,半夏植株腐解液对8种受试材料均有化感抑制作用,作用强度依次为生菜莴笋小麦玉米高粱油菜决明子半夏。半夏植株腐解液的自毒作用呈低促高抑的浓度效应,0.01 g·m L-1是半夏植株腐解液产生显著自毒作用的临界浓度;半夏植株腐解液对生菜等7种作物的抑制作用强度与浓度呈正相关。乙醚萃取半夏植株腐解液所得活性组分中鉴定到30种化合物,其中2,6-二叔丁基对甲酚、芥酸酰胺和2,2'‐亚甲基双(4甲基-6-叔丁基苯酚)的相对含量合计占总体的60.35%,为化感物质,由此推测这是导致半夏连作障碍发生的重要原因之一。本研究为缓解和消除半夏连作障碍提供了理论依据。