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渭北黄土区农林复合系统核桃根际土壤及根系分泌物化感作用研究

崔翠  
【摘要】:化感作用是指一个活体植物(供体植物)通过茎叶挥发、淋溶、根系分泌等途径向环境中释放其产生的某些化学物质,从而影响周围植物(受体植物)的生长和发育的化学生态学现象。核桃(Juglans regia L.)是胡桃科(Juglandaceae)核桃属(Juglans L.)落叶乔木,在我国栽培历史悠久,分布很广,资源十分丰富。然而,核桃的生长会抑制周围其它作物的生长发育。本研究以渭北黄土区农林复合系统主要经济树种核桃为供体植物,在探讨其化感物质对几种常见作物化感作用的基础上,利用气相色谱-质谱联用技术分析了核桃树根际土壤浸提液的成分和核桃树根系分泌物浸提液的组分,同时研究了其对核桃树根际土壤微生态的影响,为渭北黄土区的农林复合系统优化经营模式的实践提供科学依据和奠定理论基础。结果表明: 1.核桃叶水浸提液对受体植物贝母、小麦、萝卜、花生、绿豆和白菜的种子发芽和幼苗生长都有一定的影响,且表现出明显的化感效应和浓度效应,适宜受体植物为萝卜和白菜。 2.不同生长年限的核桃树根际土壤四种不同溶剂(20%甲醇、甲醇、乙酸乙酯和正己烷)的浸提液均有明显的化感效应;2年生核桃树根际土壤浸提液含有酯类、醇类、烷烃类、烯烃类、酮类、醛类、萘类、醌类、酸类、酚类、酰胺类、苯类等12大类91种有机化合物;3年生核桃树根际土壤浸提液包含烷烃类、烯烃类、醇类、酸类、酯类、醛类、酮类、酚类、酰胺类、醌类等11大类90种有机化合物;4年生核桃树根际土壤浸提液含有烷烃类、烯烃类、醇类、酸类、酯类、酮类、酚类、醛类、醌类、酰胺类、苯环类、芳香烃类、氰类、苯类等14大类89种有机化合物。 3.不同生长年限的核桃树根系分泌物均呈现出明显的化感效应;2年生核桃树根系分泌物浸提液中含有烷烃类、烯烃类、醇类、酸类、酯类、酰胺类、酚类、醌类、苯类等9大类35种有机化合物;3年生核桃树根系分泌物浸提液含有烷烃类、醇类、酸类、酯类、酮类、酰胺类、酚类、醌类、烯烃类、醛类等10大类43种有机化合物;4年生核桃树根系分泌物浸提液包含烷烃类、醇类、酸类、酯类、胺类、酚类、烯烃类、醌类、芳香烃类等9大类50种有机化合物。 4.在核桃树生长过程中,根际土壤有机养分和无机养分含量基本高于非根际土壤,随着生长年限增加,土壤有机质、全氮、速效氮、全钾及速效钾呈现逐年升高的趋势,土壤全磷、速效磷及pH值呈现逐年降低的趋势,且除了pH值随着土壤深度的增加明显升高,土壤养分均随着土层深度的增加呈现明显降低的趋势;与非根际土壤相比,核桃树根际土壤中的过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性都有不同程度的降低,四种酶活性的空间变化随着土层剖面的加深而活性降低,说明土壤中各种酶的活性可能和核桃根系的分泌物有关,脲酶和蔗糖酶活性均随生长年限的增加而增强,磷酸酶活性随生长年限的增加而降低,随着生长年限的不同,各种土壤酶活性的变化规律不一致,可能是因为核桃根系分泌物的种类和数量以及根系周围的微生物对每种土壤酶的合成影响不同所致;在不同生长年限的核桃树根际土壤中,土壤微生物数量发生了较大的变化,与非根际土壤相比,土壤中细菌和真菌随着生长年限的增加而增多,放线菌则表现出随着生长年限的增长而降低,且均随着土层深度的增加呈现明显降低的趋势。


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