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大量元素胁迫下西瓜化感作用的研究

王合川  
【摘要】: 西瓜连作障碍是限制西瓜产业发展的主要因素。目前生产上主要采用嫁接栽培来减轻连作障碍。许多研究证实化感作用是导致作物产生连作障碍的主要原因之一,因此,开展西瓜化感作用机理的研究十分必要。目前,对于西瓜化感效应的研究比较广泛,而对于大量元素胁迫下西瓜化感效应的研究未见报道。本研究采用水培实验、生物测试以及GC/MS检测相结合的方法,研究在大量元素(N、P、Ca、Mg)胁迫下西瓜根系分泌物、根、茎叶干物质浸提液对西瓜幼苗生长的化感作用,得出以下结论: 1.西瓜在大量元素胁迫下,根系分泌物、根和茎叶水浸提液都不同程度地抑制了西瓜幼苗胚根和胚轴的生长;9个处理的根系分泌物对西瓜种子的发芽也表现出抑制作用;处理1、4、9三个处理的根水浸提液促进了西瓜种子的发芽;处理4的茎叶水浸提液也促进了西瓜种子的发芽。 2.不同的营养元素对西瓜化感作用的影响不同。西瓜根系分泌物对幼苗胚根和胚轴生长产生抑制作用的过程中,N的贡献最大,P和Mg的贡献最小;西瓜根系水提取液对西瓜幼苗胚根和胚轴生长抑制过程中,Mg的影响最大,Ca的影响最小;西瓜茎叶水提取液对西瓜幼苗胚根和胚轴生长抑制过程中,Ca影响最大,N和Mg的影响最小。 3.对9个处理营养胁迫所产生的化感作用效应指数,以及在9个处理下西瓜根系分泌物与根、茎叶干物质水提取液对西瓜胚根所产生的化感效应RI值进行相关性分析表明:西瓜根系分泌物与根、茎叶干物质水提取液对受体所产生的化感效应与其不同的营养条件显著相关;西瓜根系分泌物与根、茎叶干物质水提取液三者两两之间也呈现显著的相关关系。 4.9个不同大量元素营养胁迫组合处理下,根系分泌物对西瓜胚根和胚轴抑制作用最弱的大量元素组合为:N(15 mmol·L-1)+P(1 mmol·L-1)+Ca(4 mmol·L-1)+Mg(2 mmol·L-1);根水浸提液对西瓜胚根和胚轴抑制作用最弱的大量元素组合分别为N(7.5 mmol·L-1)+P(1 mmol·L-1)+Ca(4 mmol·L-1)+Mg(2 mmol·L-1)和N(7.5 mmol·L-1)+P(0.5 mmol·L-1)+Ca(2 mmol·L-1)+Mg(2 mmol·L-1);茎叶水浸提液对西瓜胚根和胚轴抑制作用最弱的大量元素组合分别为N(15mmol·L-1)+P(1 mmol·L-1)+Ca(2 mmol·L-1)+Mg(2 mmol·L-1)和N(7.5 mmol·L-1)+P(1 mmol·L-1)+Ca(2mmol·L-1)+Mg(2mmol·L-1)。 5.通过GC/MS检测,根系分泌物中检测到31中化学物质,茎叶中检测到19种,根中检测到14种,西瓜根系分泌物、根和茎叶对西瓜连作障碍的影响存在差异。根系分泌物、根和茎叶在每个处理间检测出的化学物质在种类和数量上具有明显差异,营养元素的丰缺刺激了西瓜向环境释放了不同的化感物质。


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