年 月 甘 肅 農 業(yè) 大 學 學 報 第 卷第 期 雙 月 刊蘭州百合土壤浸提液對不同作物的化感作用樊 生 豐，師 桂 英，李 麗，孫 鴻 強，韓 軍 強，郭 松 濤，師 娥（甘肅農業(yè)大學園藝學院，甘肅 蘭 州；甘肅農業(yè)大學林學院，甘肅 蘭 州）摘要 ：【目的 】從幾種山區(qū)作物中選擇適合蘭州百合 的接茬作物 【方法 】通過營養(yǎng)缽栽培試驗 ，研究蘭州百合土壤浸提液對豌豆 、黨參 、馬鈴薯幼苗的化感效應 【結果 】蘭州百合土壤浸提液對 種受體作物的苗高 、莖粗 、根長均具有明顯的化感作用 蘭州百合土壤浸提液對黨參幼苗苗高和根長有明顯的抑制作用 ，且隨質量濃度的增大抑制作用增強 ；對馬鈴薯和豌豆苗高 、莖粗 、根長有一定的化感促進作用 ，但在高質量濃度 （）時對馬 鈴薯表現(xiàn)出一定的抑制作用 ；隨著蘭州百合土壤浸提液質量濃度的提高 ，黨參幼苗體內超氧化物歧化酶 （）、過氧化 物酶 （）和 過氧 化氫酶 （）活性呈上升趨勢 ，和對照相比差異顯著 （），但豌豆和馬鈴薯幼苗體內的 保護酶活性變化不明顯 黨參幼苗體內 含 量顯 著增加 ，對豌豆和馬鈴薯幼苗體內 含 量影 響較小 【結論 】豌豆和馬鈴薯可能是蘭州二陰山區(qū)蘭州百合栽培結束后適宜的下茬作物 關鍵詞 ：蘭州百合 ；山區(qū)作物 ；化感作用 ；土壤浸提液中圖分類號 ：文獻標 志碼 ：文章編 號 ：（）第一 作 者 ：樊生豐 （），男 ，碩士 研 究生 ，主要從事蔬菜栽培與生理方面的研究：通信作 者 ：師桂英 ，女 ，博士 ，教授 ，碩士生導師 ，研究方向為蔬菜栽培與生物技術 ：基 金項 目 ：甘肅省蘭州市科技計劃項目 （）；甘肅省農牧廳農業(yè)科技創(chuàng)新項目 （）；甘肅 農 業(yè)大 學 校 級項 目（）收稿 日期 ：；修回 日 期 ： ， ， ， ， ， ， （ ， ， ，； ， ， ，）：【】 【】 ， 【】 ， ， ， ， （） ， （）， ， ， 【】 DOI:10.13432/j.cnki.jgsau.2018.01.012第 期 樊 生 豐等 ：蘭州百合土壤浸提液對不同作物的化感作用 ： ； ； 化感作 用是活體植物通過地上部淋溶 、揮發(fā) 、根系分泌 、花粉直感或殘茬腐解等途徑向環(huán)境中釋放某些化學物質的現(xiàn)象 ，對周圍植物的生長發(fā)育起到相互促進或相互抑制的作用研究植 物間的化感作用有利于在復雜的生長秩序中指導作物的種植方案 ，栽培體系和栽培措施 ，同時也是植物栽培中利用有利影響 ，避免不利影響的方法化感作 用在農業(yè)生產中的應用極為廣泛 ，無論是作物的單一種植 ，還是作物輪作 、間作 、覆蓋 、翻埋或重茬種植 ，都要考慮化感作用的影響因此 ，研究不同作物之間的化 感作用有重要的意義蘭州百合 （ ）是中國 唯一的甜百合 ，是極具地方特色的甘肅名優(yōu)蔬菜 ，其生產地區(qū)分布差異比較明顯 ，僅適宜甘肅中部蘭州周邊二陰山區(qū)種植 ，種群數(shù)量較小 ，屬于典型的狹域性分布植物，栽培面 積占產區(qū)耕地總面積的蘭州百合屬于無性繁殖 ，多年生栽培 ：母株上收獲的一級小種球長成二級種球需要，二級種球長成商品種球需要；百合根系 生長具有 “跳根 ”現(xiàn)象 ，即每年新根發(fā)生 ，舊根衰老 ，殘存土壤中 ，再加上近年來由于蘭州百合產業(yè)的快速發(fā)展 ，種植蘭州百合效益好 ，臨洮縣東部山區(qū)蘭州百合栽培面積有所擴大 ，農民在一塊地連續(xù)多年種植蘭州百合 ，導致蘭州百合產量低 ，品質差 ，連作障礙嚴重 ，因此提高蘭州百合的產量和品質 ，解決蘭州百合連作障礙成為生產中亟待解決的問題蘭州百合在甘肅省主要分布在蘭州市南部海拔 的七道梁二陰山區(qū)，受自然 條件限制 ，可種植的經濟作物主要有中草藥 、馬鈴薯 、豌豆等 ，還有少量的玉米 、小麥 、苜蓿 ，可輪作作物少研究蘭州百合與上述經濟作物間的化感作用 ，可以優(yōu)化輪作栽培模式 ，克服其連作障礙 ，進行土壤生態(tài)修復目前有關蘭州百合化感作用的研究已有報道 ，陳君良等研究表 明 ，蘭州百合根系分泌物具有明顯的自毒效應謝忠奎等研究表 明 ，蘭州百合持續(xù)單一種植時 ，根系大量釋放鄰苯二甲酸并積累在土壤中植物根系分泌的自毒物質 ，產生自毒效應的同時 ，對其下茬作物也同樣存在化感作用而蘭州百合對其他作物的化感作用研究尚未報道綜上所述 ，本試驗通過營養(yǎng)缽栽培試驗來研究蘭州百合土壤浸提液對豌豆 、黨參 、馬鈴薯的化感作用 ，以期為蘭州百合和其他作物的栽培提供理論依據(jù) 材料 與 方法 試驗材 料以豌豆 、黨參 、馬鈴薯為受體作物 ，豌豆 、黨參的種子選用當?shù)氐霓r家自留種 ，品種不詳 ，馬鈴薯選用費烏瑞它原原種 試驗方法 蘭州百合土壤浸提 液的制備于年月在臨洮縣上營鄉(xiāng)包家山村百合 實驗田中挖取蘭州百合植株根際土壤 ，樣品風干 、粉碎后過孔 徑的篩 ，稱 取土 加入蒸餾水 ，瓶口密封扎緊放入振蕩器中浸提，再 經過 濾得到質量濃度為的供試 土壤浸提液土壤浸提液密閉置于冰箱中保存?zhèn)溆?受體作物化感作用試驗年月在甘肅 農業(yè)大學園藝學院實驗室進行幼苗試驗 ，挑選大小均勻一致的豌豆 、馬鈴薯種子各粒 ，消 毒后播 于×的營養(yǎng) 缽中 ，每缽一粒 ，栽培基質為蛭石珍珠巖（），試驗共 設個處理 ，用，的土壤 浸提液進行處理 ，蒸餾水作為對照 （）待馬鈴薯和豌豆出苗后 ，每個處理選取長勢基本一致的幼苗盆 ，用不同質量濃度的蘭州百合土壤浸提液澆灌 ，每隔澆灌一次 ，每 缽澆，共澆灌次處理后 ，各處 理隨 機取株進行形態(tài)指標和各項生理生化指標的測定 ，重復次由于黨參種子小 ，無法在營養(yǎng)缽中進行栽培試驗 ，因此參照趙慶芳等的做法 進行試驗將已預先催芽的長勢一致的黨參種子放入的小燒杯 中 ，燒杯底部鋪兩張濾紙 ，作為培養(yǎng)床 ，每杯株 ，分別加入的 土壤 浸提液 （質量濃度分為，），蒸餾水 為對照 （），并用封甘 肅 農 業(yè) 大 學 學 報年口膜封 口 ，次重復 ，將小燒杯置于恒溫的 光照培 養(yǎng)箱中培養(yǎng) ，次重復 ，第天測定黨參幼苗的形態(tài)指標和各項生理生化指標 測定項目與方法用電子游標卡尺測定苗高 、莖粗和根長 ，超氧化物歧化酶 （）、過氧化 氫酶 （）活 性的 測定按照等的方法 ，過 氧化物酶 （）活 性測定 用愈創(chuàng)木酚顯色法 ，采用硫代巴比妥酸比色法測定丙二醛 （）含 量 數(shù)據(jù)統(tǒng) 計與分析采用化 感 效 應 指 數(shù) （）對 化 感 作 用 進 行 分析，當時 ，當時 ，其中表示對 照值 ，表示處 理值 ，為促進 作用 ，為抑制 作用 ，絕對值大小表示作用強弱采用 進行數(shù) 據(jù)處理和圖表繪制 ，用軟 件進 行方差分析 結果 與 分析 蘭州百合土壤浸提液對受體作物生長的影響蘭 州百合土壤浸提液對受體作物的苗高 、根長 、莖粗的影響差異性顯著由表可以看出 ，蘭州百合土壤浸提液對黨參幼苗的生長具有明顯的抑制作用 ，并且隨著浸提液質量濃度的增加 ，抑制程度越明顯當浸提液質量濃度為時 ，對苗高 和根長的抑制率達到和蘭州百 合土壤浸提液對豌豆的苗高 、莖粗和根長的促進效應增強 ，與對照相比具有顯著差異 ，當質量濃度達到時各項指標達到最大值 ，和對 照相比對豌豆的苗高 、莖粗和根長分別促進了，對馬鈴薯 幼苗生長的影響表現(xiàn)出低促高抑的作用在土壤浸提液質量濃度為時 ，馬鈴薯 幼苗各項指標均達到最大值 ，隨著質量濃度的增加 ，上升趨勢減弱 ，甚至反向下降圖 蘭州百合土壤浸提液對受體作物 活 性的 影響 蘭州百 合土壤浸提液對受體作物幼苗體內抗氧化物酶的影響 對受體 植物活 性的 影響植物在不良環(huán)境下的反應與內源活 性密 切相關由圖表 蘭州百合土壤浸提液對受體作物幼苗生長的影響 受 體植 物處理質量濃度 （·）苗高 莖粗 根長 豌豆 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± 黨參 ± ± ± ± ± ± ± ±馬鈴薯 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±由于黨參幼苗過于細小 ，用常規(guī)方法無法測出其莖粗 同列數(shù)據(jù)中肩標不同小寫字母表示差異顯著 （）第 期 樊 生 豐等 ：蘭州百合土壤浸提液對不同作物的化感作用圖 蘭州百合土壤浸提液對受體作物 活 性的 影響 可以看 出 ，蘭州百合土壤浸提液對受體作物的活 性有 著不同的影響黨參幼苗內活 性隨 著蘭州百合土壤浸提液質量濃度的增加逐漸增加 ，與對照相比 差 異 顯 著 ，處理較對照提高了但在不 同質量濃度的蘭州百合土壤浸提液處理下 ，豌豆和馬鈴薯的活性和對照相比差異不顯著 對受體 植物活 性的 影響是 植物在 逆境條件下酶促防御系統(tǒng)的關鍵酶之一，由圖可以看 出 ，蘭州百合土壤浸提液對不同受體作物的活 性有 著不同的化感作用蘭州百合土壤浸提液處理下 ，黨參幼苗體內活 性顯 著增加 ，而對豌豆和馬鈴薯幼苗體內活性無明顯影響 ；隨 著浸 提液質量濃度的增加 ，黨參幼苗體內活性 顯著 增加 ，和對照相比其增幅分別為，但對豌 豆和馬鈴薯的活 性的圖 蘭州百合土壤浸提液對受體作物活 性的 影響 影響和對照相比無顯著性差異 對受體 植物活 性的 影響植物體內的是 一種 重要的氧化還原酶 ，主要參與活性氧代謝過程蘭州百 合土壤浸提液對不同受體作物的活 性影 響不同在蘭州百合土壤浸提液處理下 ，黨參幼苗體內活 性顯 著增強 ，并且隨著處理質量濃度的增加 ，黨參活 性呈 現(xiàn)上升的趨勢 ，并與對照差異顯著但不同質量濃度的蘭州百合土壤浸提液對豌豆的活 性影 響較小 ，與對照差異不顯著馬鈴薯活 性的 變化沒有明顯的規(guī)律 對受體 植物含 量的 影響是 膜脂過 氧化的最終分解產物 ，其含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度蘭州百 合土壤浸提液對不同受體作物的含 量影 響不同在低質量濃度（）蘭州百 合土壤浸提液處理下 ，馬鈴薯和豌豆的含 量與 對照相比差異不顯著 ，但黨參的含 量明 顯增加隨著處理液質量濃度的增加 ，黨參植株內的含 量呈 增加的趨勢 ，與對照差異顯著 ，但對豌豆和馬鈴薯的含 量影 響較小 ，沒有明顯的效應 ，與對照無顯著差異圖 蘭州百合土壤浸提液對受體作物含 量的 影響 討論有些植 物具有化感潛力 ，對周圍的環(huán)境釋放化感物質 ，并對附近作物生長產生有益或有害的影響本試驗研究表明 ，蘭州百合土壤浸提液對不同受體作物有不同的化感作用蘭州百合土壤浸提液對黨參苗高和根長均有抑制作用 ，而且隨著處理質量濃甘 肅 農 業(yè) 大 學 學 報年度的增 加抑制作用逐漸增強 ，但對豌豆的苗高 、莖粗和根長的促進效應較對照具有上升趨勢對馬鈴薯苗高 、莖粗和根長表現(xiàn)出低促高抑的化感作用陳君良等研究表 明 ，蘭州百合根系分泌物具有明顯的自毒效應 ，通過對蘭州百合根系分泌物分析 ，檢測出 了種潛在化感物質通過蘿卜種子發(fā)芽試驗 ，證明種潛在的化感物質 （，二叔丁 基苯酚 、鄰苯二甲酸二丁酯 、雙酚、抗氧劑、棕櫚酸 ）具有 較強的化感活性藺琰東等研究表 明 ，鄰苯二甲酸二甲酯和苯甲酸對馬鈴薯組培苗有顯著的抑制作用由此推論 ，本研究中關于蘭州百合根系分泌物對馬鈴薯苗高 、莖粗和根長表現(xiàn)出低促高抑的化感作用可能與蘭州百合根系分泌物之一鄰苯二甲酸二丁酯有關關于鄰苯二甲酸二甲酯等常見化感物質對黨參及豌豆的化感作用研究未見報道為適應外界生物或非生物脅迫 ，高等植物已演化出一套適應機制和應對策略 ，啟動體內抗氧化系統(tǒng)是植物應對脅迫的重要生化機制當植物 受到逆境脅迫時 ，保護酶系統(tǒng)發(fā)揮著抵御活性氧或其他過氧化物自由基破壞細胞膜系統(tǒng)的作用本試驗結 果表明 ，在蘭州百合土壤浸提液處理下 ，黨參幼苗體內超氧化物歧化酶 （）、過氧化 物酶 （）和過 氧化 氫酶 （）活 性呈 上升趨勢 ，說明黨參幼苗受到了一定的逆境脅迫 ，但豌豆和馬鈴薯幼苗體內的保護酶活性變化不明顯是膜脂 過氧化的最終分解產物 ，其含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度本試驗結果表明 ，隨著處理液質量濃度的增加 ，黨參幼苗體內含 量顯 著增加 ，對豌豆和馬鈴薯幼苗體內含 量影 響較小蘭州百合土壤浸提液可能對黨參幼苗有脅迫作用化感作用已經廣泛應用于農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中 ，尤其在植物的間套作和輪作方面植物合 理的間作或輪作可以優(yōu)化輪作栽培模式 ，克服連作障礙 ，進行土壤生態(tài)修復本試驗結果表明 ，蘭州百合土壤浸提液對不同的受體植物有不同的化感作用 ，對黨參表現(xiàn)出化感抑制作用 ，但對馬鈴薯和豌豆化感作用不明顯 ，甚至有化感促進作用因此 ，在蘭州百合產區(qū)有限的高山冷涼作物中 ，馬鈴薯和豌豆可能是蘭州二陰山區(qū)蘭州百合栽培結束后可選擇的較好的下茬作物參考 文 獻 ，（）： ， ， ， ，（）： ， ， ， ，（）：韓小燕 胡蔥對番茄幼苗化感 作用的研究 重慶 ：西南大學 ，徐學軍 ，梁 玉文 ，胡相莉 百合新品種蘭州百合 號中國蔬菜，（）：徐 學軍 ，梁 玉文 ，劉凱 ，等 百合新品種蘭州百合 號中國蔬菜，（）：李 謀 強 ，陳 君 良 ，黃 彥 瑋 ，等 不同海拔區(qū)蘭州百合（ ）栽培群 體遺傳多樣性中國沙漠，（）：陳 君良 ，孫 鴻強 ，樊生豐 ，等 蘭州百合根系分泌物對百合幼苗自毒作用的研究 甘肅農業(yè)大學學報 ，（）： ， ， ， （ ） ，（）：趙慶芳 ，陳 健 ，郭鵬輝 ，等 黨參自毒作用研究 西北師范大學學報 （自然科學版 ），（）： ， ， ， ， ，（）：高俊鳳 植物生理學實驗指導 北 京 ：高等教育出版社 ， ， ： ，（）：沈慧敏 ，郭 鴻儒 ，黃高寶 不同植物對小麥 、黃瓜和蘿卜幼苗化感作用潛力的初步評價 應用生態(tài)學報 ，（）：（下 轉第頁）第 期 李 麗 等 ：伊貝母種胚的離體培養(yǎng)楊毅 新疆阿魏種子離體胚培養(yǎng)體系建立及 毛 狀根誘導 烏魯木齊 ：新疆大學 ，王 有生 ，王 文杰 伊貝母種子的休眠特性及化學藥劑對解除休眠的效應 中藥材 ，（）：湯甜 三種 貝母 （）的快 繁 及離體保存技術研究 南京 ：南京林業(yè)大學 ，馬吉義 暗紫貝母組織培養(yǎng) 和快速繁殖的研究 西寧 ：青海師范大學 ，高 山林 ，朱 丹妮 ，蔡朝暉 ，等 暗紫貝母鱗莖器官培養(yǎng)生長特征和生物堿累積的研究 中國藥科大學學報 ，（）：徐德然 ，高 山林 ，蔡朝暉 ，等 暗紫貝母鱗莖培養(yǎng)中培養(yǎng)基的選擇和簡化試驗 中國藥科大學學報 ，（）：盛長忠 ，王 淑芳 ，王寧寧 ，等 紅豆杉愈傷組織培養(yǎng)中褐變現(xiàn)象的初探 南開大學學報 （自然科學版 ），（）：王鶴娉 甘肅貝母組培快繁技術及對其總生 物堿積累影響的研究 蘭州 ：甘肅農業(yè)大學 ，譚豐蘋 ，高 山林 生長調節(jié)物質對組培暗紫貝母小鱗莖生長的影響 植物資源與環(huán)境 ，（）：張振霞 ，李 彩萍 ，張秋枚 ，等 甘肅貝母的組織培養(yǎng)和植株再生研究 北方園藝 ，：王世偉 藥 用植物貝母菌核病的防治 致富天地 ，（）：王冬梅 余甘子離體繁殖和培 養(yǎng) 植物生理學通訊 ，（）：肖尊安 墨西哥紅豆杉愈傷組織的誘導和 器官發(fā)生植物生理學通訊，（）：艾鵬飛 ，羅 正榮 甜柿試管苗生根條件的研究 華中農業(yè)大學學報 ，（）：王 躍華 ，代 勇 ，閆勝杰 ，等 卷葉貝母愈傷組織快速增殖條件的研究 西南農業(yè)學報 ，（）：蘇新 ，趙嵐 浙 貝母鱗莖的定向組培 （簡報 ）植物生理學通訊 ，（）：（責 任編 輯趙曉倩）（上接 第頁）王 文斌 植 物活性氧代謝及其利用 北京 ：中國農業(yè)科學技術出版社 ， ， ， ， （） （ ） ，（）： ， ， ， ，：陳君良 蘭州百合根系分 泌物自毒作用的研究及化感物質的 分析 蘭 州 ：甘 肅農業(yè)大學 ，藺 琰東 ，秦 舒浩 ，王麗 ，等 外源鄰苯二甲酸二甲酯和苯甲酸對馬鈴薯組培苗生長的化感效應 廣東農業(yè)科學 ，（）：孫小妹 ，張 濤 ，陳年來 ，等 土壤水分和氮素對春小麥葉片抗氧 化 系 統(tǒng) 的 影 響 干 旱 區(qū) 研 究 ，（）：鄭 炳松 高級植物生理學 杭 州 ：浙江大學出版社 ，（責任編 輯趙曉倩 ）