棉花化感作用機(jī)制的初步研究.pdf

1、棉花是新疆地區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)作物,由于種植面積大,連作時(shí)間長(zhǎng),產(chǎn)生了一系列負(fù)面影響,導(dǎo)致新疆棉花連作問題突出。其中化感作用,可能是棉花連作障礙的重要原因之一。本研究采用室內(nèi)生測(cè)與盆栽試驗(yàn),研究棉花植株浸提液的他感作用與棉花自毒作用,以及模擬大田棉花秸稈還田后化感作用。通過化學(xué)萃取等方法收集、分離棉花化感物質(zhì),應(yīng)用高效液相色譜(HPLC)法進(jìn)行定量分析。探索棉花化感作用效應(yīng)和棉花自毒作用的作用機(jī)理。為揭示棉花連作障礙,構(gòu)建高效合理的種植模式、

2、實(shí)現(xiàn)新疆棉花的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。主要結(jié)果如下： 1.棉花植株水浸提液對(duì)不同植物的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)有一定的化感效應(yīng),表現(xiàn)為“低促高抑”的濃度效應(yīng)。其中莖葉水浸提液對(duì)受體植物的化感作用強(qiáng)度要大于根系水浸提液的作用強(qiáng)度。不同濃度的浸提液對(duì)不同受體的作用效果也存在著差異。棉花植株的水浸提液對(duì)蘿卜、白菜、萵苣、油菜、稗草、狗尾草、苘麻均具有化感效應(yīng),隨著作用濃度增加,抑制效應(yīng)逐漸加強(qiáng)。當(dāng)浸提液的濃度為0.02 g·ml-1時(shí),對(duì)受

3、體植物的根長(zhǎng)、苗高、萌發(fā)率、鮮重有一定促進(jìn)作用。當(dāng)濃度達(dá)到0.1g·ml-1時(shí),對(duì)所有受試植物都有強(qiáng)烈抑制作用。 2.棉花具有較強(qiáng)的自毒作用。棉花植株水浸提液可抑制幼苗期棉花根系的生長(zhǎng)發(fā)育,表現(xiàn)在根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)減少,鮮重降低,根系活力、SOD活性下降,而POD活性和MDA含量升高,制約了根系對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收,從而直接影響到幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育；棉花自毒作用對(duì)種子的萌發(fā)影響不大,只有當(dāng)浸提液的濃度較高時(shí),才會(huì)對(duì)棉花種子的萌發(fā)起到抑制作用

4、。當(dāng)莖葉浸提液濃度為0.02g·ml-1的低濃度時(shí),棉花根長(zhǎng)、苗高、側(cè)根數(shù)、干重分別比對(duì)照增加10.3％、3.1％、22.9％和2.4％,當(dāng)濃度為0.1g·ml-1時(shí),上述指標(biāo)與對(duì)照相比分別降低了34.5％、39.2％、40.5％和19.1％,而根系活力、SOD活性比對(duì)照降低38.2％、36.75％,POD活性、MDA含量較對(duì)照增加52.3％和36.4％。 3.棉花秸稈還田也表現(xiàn)出一定的化感效應(yīng),當(dāng)土壤中加入棉稈的量為10g/k

5、g時(shí),表現(xiàn)為促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育,而在90g/kg時(shí),卻起到了明顯的抑制作用,在一定程度上抑制了棉種的萌發(fā),延長(zhǎng)了出土?xí)r間,影響了個(gè)體生物量的積累。表現(xiàn)為棉花植株根系活力的減弱,而POD、SOD酶活性增大,丙二醛含量提高。隨著秸稈還Ffl量增加,棉花葉片的凈光合速率和氣體交換受抑制。 4.應(yīng)用HPLC檢測(cè)棉花中酚類物質(zhì)的含量,確定棉花秸稈和根系分泌物中含有對(duì)-羥基苯甲酸、阿魏酸、沒食子酸、香草醛四種酚類化感物質(zhì)。其中,根系分泌物中的化感

6、物質(zhì)以對(duì)-羥基苯甲酸和阿魏酸為主,而秸稈浸提物中檢測(cè)的化感物質(zhì)主要是對(duì)-羥基苯甲酸和沒食子酸。其中都以對(duì)-羥基苯甲酸的含量為最高,秸稈地上部、地下部浸提物和根系分泌物中分別達(dá)42.388、32.166和26.211μmol/L。 5.通過對(duì)棉花的秸稈浸提物和根系分泌物中檢測(cè)出的對(duì)-羥輕基苯甲酸、阿魏酸、香草醛和沒食子酸四種物質(zhì)的生物活性進(jìn)行分析,結(jié)果表明,這四種酚類物質(zhì)對(duì)棉花幼苗生長(zhǎng)及生理活性有一定的影響,存在明顯的濃度效應(yīng),而