兰州百合不同连作年限土壤中化感物质的检测及其自毒效应的研究

为探讨兰州百合(Lilium davidii var.unicolor)连作障碍的可能机理,收集了兰州百合正茬、连作2 a及连作4 a不同生育期的根际土壤,采用GC-MS技术对不同土壤中的化感物质进行了鉴定,并通过生物试验验证了典型自毒物质对苯二甲酸二辛酯(D)和抗氧剂2246(A)对兰州百合幼苗生长的影响。结果显示:从生长旺盛期兰州百合正茬、连作2 a及4 a土壤中分别鉴定出11、15和19种化合物,收获期鉴定出9、15及17种成分,主要包括:醇类、醛类、酯类、酚酸类及少量萜类化合物。其中,对苯二甲酸二辛酯(D)在不同生育期连作土壤中均存在,抗氧剂2246(A)除收获期正茬土壤外在其余土壤中也均存在,且二者相对含量均较高。生物试验结果表明,0.2 mg·mL~(-1)时,D_(0.2)对兰州百合幼苗生长的综合化感效应(SE)为-0.003,具有抑制效应,A_(0.2)的SE值为0.131,具有促进作用;5.0 mg·mL~(-1)浓度下,D_5和A_5均能抑制兰州百合幼苗的生长,SE值分别为-0.489和-0.040,对苯二甲酸二辛酯的抑制效应更强;共施条件下,D_(0.2)A_5和D_5A_5混合液仍能抑制兰州百合幼苗生长,但未体现出2种成分单施时的抑制协同效应;D_5A_(0.2)混合液表现出抑制作用,D_(0.2)A_(0.2)表现出促进作用,体现了2种成分单施时相反作用的叠加效应。     

苜蓿自毒性的研究进展及其前景

从苜蓿自毒性的发现及概念入手 ,对苜蓿不同部分的自体毒素含量、不同土壤结构对自毒性的表现、不同的品种自体毒素含量的研究、自体毒素化合物对其它各类杂草或对作物的影响、苜蓿自毒性的可能物质基础、克服苜蓿自毒性的主要方法和途径等进行了论述。并展望未来可开展的研究领域以及我国开展相关研究的意义。     

不同紫花苜蓿品种植株浸提液对种子萌发和幼苗生长的自毒效应

以5个紫花苜蓿品种为浸提液提取材料,分别用不同浓度(0、10、30、50、70g/L)的根、茎、叶浸提液处理甘农3号紫花苜蓿种子及幼苗,研究不同处理对其种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:5个苜蓿品种植株浸提液对甘农3号种子萌发和幼苗生长具有明显自毒效应,其效应因苜蓿品种、器官和浸提液浓度不同而存在显著差异。同一品种、相同浓度下自毒效应强弱顺序为叶茎根;同一品种和器官的浸提液随着浓度的增大,甘农3号苜蓿种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均显著降低,胚根长、胚芽长及根系活力显著减小;随着浸提液浓度逐渐增大(10~70g/L),种子发芽势、发芽率的化感指数(RI)也逐渐增大(0.002 6~12.640 0),同时受抑制程度逐步增强,而且,叶浸提液对种子发芽势、发芽率抑制作用最强,根浸提液抑制作用最弱,茎浸提液抑制作用居中。同样的,随着浸提液浓度增大,幼苗的胚根长、胚芽长受抑制程度也逐步增大(1.3%~54.1%),其中根浸提液抑制率在1.3%~31.3%,茎浸提液抑制率在4.0%~34.1%,而浓度为50g/L叶浸提液抑制率达到54.1%,浓度为70g/L叶浸提液甚至致使苜蓿种子和幼苗腐烂或死亡,检测不到胚根长、胚芽长。不同苜蓿品种的自毒作用存在差异;同一苜蓿品种,根、茎、叶浸提液的自毒效应叶浸提液最强,其次为茎浸提液,根浸提液自毒效应最弱。苜蓿自毒作用会抑制种子萌发和幼苗的胚根、胚芽生长。     

水稻残茬自毒作用研究

采用室内生物测定方法,研究了水稻残茬秸秆浸提液的自毒作用。结果表明,水稻秸秆浸提液对水稻种子萌发和水稻幼苗生理活性的影响因浸提液浓度不同而有差异,随着浸提液浓度的增大,抑制作用增强,RI绝对值增大。当浸提液浓度稀释至1∶40时化感作用略微表现为促进作用,与空白试验结果相近。     

酚酸对烟苗根系生长及叶片光合特性的影响

为了解酚酸类他感物质对烟苗生长发育的影响研究了苯甲酸对羟基苯甲酸和水杨酸对烟苗根系发 育气体交换特征叶绿素荧光参数及叶绿素含量的影响结果表明3 种酚酸随着浓度的增加烟苗叶片叶绿素含量 SPAD 值均呈先增加后降低趋势3 种酚酸能够显著抑制烟苗根系发育,随着浓度增加,根尖数、总根长和总根表面 积呈先升后降或直接降低的趋势3 种酚酸能够降低净光合速率(Pn)苯甲酸差异不显著3 种酚酸对叶绿素荧光参 数均有影响随着浓度的增加Fv/Fm 有降低趋势,但差异不显著qp 和囟PSII 呈显著下降趋势NPQ 呈显著升高趋 势本试验证明了3 种酚酸对烟苗根系发育光合作用有抑制作用。     

天山云杉凋落物提取液对种子萌发和幼苗生长的自毒作用

设定光周期为20℃、16 h,暗周期为15℃、8 h,在人工气候箱中对天山云杉不同浓度凋落物水浸提取液对其种子萌发和幼苗生长的影响进行了实验研究.结果表明:天山云杉凋落物水浸提取液对其种子萌发和幼苗生长存在自毒作用.当提取液浓度达到0.025 gDW mL-1时,对种子发芽势和发芽指数的抑制作用达到极显著(P＜0.01),抑制率分别为14.5;和29.3;;当提取液浓度达到0.1 gDW mL-1时,对种子发芽率和幼苗胚芽、胚根生长的抑制作用达到极显著(P＜0.01),抑制率分别为21.2;、34.1;和51.3;,并显著延长种子的发芽时间;当提取液浓度达到0.2 gDW mL-1时,对幼苗鲜重增加的抑制作用达到极显著(P＜0.01),抑制率为31.4;;提取液浓度对幼苗干重增加的影响不显著.实验还表明,在低浓度(≤0.05 gDW mL-1)时,天山云杉凋落物提取液对其种子的发芽率表现出一定的促进作用.     

燕山山地不同林龄华北落叶松叶凋落物浸提液对其种子萌发和幼苗生长的自毒作用

以燕山山地华北落叶松人工林为研究对象,从不同林龄(16a、23a、34a、42a)、不同浓度(0.001g/mL、0.005g/mL、0.010g/mL、0.050g/mL、0.100g/mL)等方面研究了叶凋落物对落叶松种子萌发和幼苗生长的自毒作用。结果表明:不同林龄、不同浓度华北落叶松叶凋落物水浸液处理均抑制华北落叶松种子的萌发和幼苗的生长,不同浓度的发芽率、发芽指数、胚根长、胚芽长、苗高及地径的抑制作用均呈现:42a34a23a16a,随着浓度增加,不同林龄凋落物水浸液的抑制作用增强;不同林龄落叶松水浸液对种子萌发和幼苗生长具有不同程度的抑制作用,以0.100g/mL的42a落叶松凋落物水浸液抑制作用最强,发芽率和发芽指数分别降低64%和68%,胚根和胚芽长分别降低54%和45%,苗高和地径分别降低55%和78%。     

云南蓝果树对种子萌发及幼苗生长的自毒效应

云南蓝果树为中国特有极度濒危一级保护植物,为探讨云南蓝果树濒危机理并进行有效保护,通过野外原位实验和室内受控实验相结合的方法,研究云南蓝果树对种子萌发及幼苗生长是否有自毒效应。结果表明:野外条件下,云南蓝果树的种子萌发受野外枯枝落叶和自身种皮的显著抑制;室内受控实验发现,云南蓝果树的根、茎、叶和种皮浸提液对种子萌发都有不同程度的显著抑制作用,其中,根的抑制作用最强(80.90%),种皮的抑制作用最弱(13.59%),而且云南蓝果树的根、茎、叶浸提液和根际土壤对幼苗生长(株高、叶片数和生物量)也表现出显著的抑制作用。     

咖啡连作根际土壤水提液对其幼苗根系发育的影响

咖啡是世界三大饮料之一,营养丰富,经济价值高,深受消费者欢迎。咖啡是热区重要的多年生经济作物,长期的连作产生了严重的连作障碍,已成为影响咖农增收、制约产业可持续发展的严重问题,亟待解决。本研究采集咖啡园病株根际土壤,开展室内盆栽试验,研究其4个浓度的水提液（0、0.50、1.00和2.00 g/mL,分别表示为CK、T₁、T₂和T₃）对咖啡幼苗根系生长发育的影响,以期明晰咖啡连作障碍产生的机理,为克服咖啡连作障碍提供科学和试验依据。结果表明：发病植株根际土壤水提液导致其幼苗根系表皮细胞变小、排列更加紧密,并且随着浓度的升高,根系细胞壁及内膜系统逐渐被破坏,形成空腔;初生木质部细胞的木质化程度逐渐增加。根系鲜重、干重、总根长、根体积、根尖数、总根表面积以及根系活力均随根际土壤水提液浓度的升高而下降,T₂处理与CK相比差异显著（P<0.05）,T₃处理差异极显著（P<0.01）。随着根际土壤水提液浓度的升高,根系木质素含量和相对电导率逐渐升高,T₁处理与CK相比,木质素含量增加29.53%,差异显著,T₂、T₃处理木质素含量分别增加42.38%、66.52%,差异均达极显著;T₂、T₃根系相对电导率分别增加34.40%、58.30%,差异均达极显著。根系可溶性蛋白含量随着土壤水提液浓度的升高呈现先升高后下降的变化趋势,T₂处理与CK相比,可溶性蛋白含量增加61.75%,差异显著。MDA含量、SOD、POD和CAT活性均随着土壤水提液浓度升高而升高,T₃处理与CK相比,SOD活性增长56.77%,差异显著;POD活性增加96.28%,差异极显著。综上可知,发病咖啡植株根际土水提液中存在自毒物质,破坏咖啡幼苗根系结构、抑制根系生长发育。     

对苯二甲酸二辛酯和抗氧剂2246对兰州百合幼苗的化感作用

【目的】明确兰州百合化感物质对其幼苗的自毒效应及其作用机制。【方法】分别采用0.02,0.2,2和5 mg/mL的对苯二甲酸二辛酯（D）和抗氧剂2246（A）单施胁迫兰州百合种球,并进一步选择0.2和5 mg/mL对苯二甲酸二辛酯和抗氧剂2246进行交叉试验,探讨2种物质对兰州百合幼苗的自毒互作效应。【结果】单施条件下,对苯二甲酸二辛酯和抗氧剂2246对兰州百合幼苗的生长均具有“低促高抑”现象,其中对苯二甲酸二辛酯在0.02 mg/mL条件下产生促进生长作用,在0.2~5 mg/mL均具有抑制生长效应,而抗氧剂2246在0.02~2 mg/mL对兰州百合幼苗的生长均具有促进作用,在5 mg/mL时才产生抑制效应。设置质量浓度范围内,对苯二甲酸二辛酯对兰州百合幼苗CAT、POD、SOD活性及可溶性蛋白含量的影响均呈先升高后降低的变化,且升高最大值与下降最低值与对照差异均达显著水平（P<0.05）;而抗氧剂2246仅在5 mg/mL条件下,对兰州百合幼苗可溶性蛋白含量的影响较大,使之显著下降（P<0.05）,对抗氧化酶活性的影响较小;随溶液质量浓度的升高,对苯二甲酸二辛酯处理兰州百合幼苗MDA含量不断增加,而抗氧剂2246处理MDA含量先降低后升高,当质量浓度为5 mg/mL时,两处理兰州百合幼苗MDA含量较对照均显著提高（P<0.05）。交叉试验结果表明,D_0.2A_0.2、D_0.2A₅、D₅A_0.2及D₅A₅混合液对兰州百合幼苗的生长均未产生显著影响,与单施结果相比较,若二者单施作用方向相同,交叉试验中均未表现出同方向的协同效应,而当二者单施作用方向相反,交叉处理中表现出相反作用的叠加效应;兰州百合幼苗CAT、POD和SOD活性,及MDA和可溶性蛋白含量较对照均未发生显著改变。【结论】对苯二甲酸二辛酯和抗氧剂2246对兰州百合幼苗的化感作用程度和作用方向存在差异,对苯二甲酸二辛酯对兰州百合幼苗生长的影响效应较大,而抗氧剂2246的影响效应较小,且两物质间存在一定的化感互作效应。