论文部分内容阅读
农林复合种植模式是提高土地利用效率的重要途径之一。然而,在以往的农林复合系统研究中,养分利用的互补和植株形态结构的搭配是主要的考虑因素,而忽视了植物间的相生相克作用,即化感作用。核桃树具有强烈的化感作用,是推行核桃间套混作系统需要考虑的重要因素。本试验采用盆栽的形式,以小麦(Triticum aestivum L.)、燕麦(Avena sativa L.)、黑麦草(Lolium perenne L.)、鸭茅(Dactylis glomerata L.)四种禾本科麦类植物为受体,设置0 g·ml-1(CK:0 g·pot-1,每5d浇一次浸提液,每盆100 ml,共浇灌18次,下同),0.0167 g·ml-1 (A1:30 g·pot-1),0.0333 g·ml-1 (A2: 60 g·pot-1),0.050 g·ml-1 (A3:90 g·pot-1)四个梯度,研究了核桃凋落叶浸提液经过土壤物质循环和微生物的腐解后对禾本科四种麦类作物的生长、抗性生理和光合生理的影响,初步探讨了核桃凋落叶浸提液对四种禾本科植物的化感作用机制,旨在为核桃农林复合种植模式中正确的选择搭配作物并采取合理经营措施提供参考。初步研究结果如下:(1)核桃凋落叶浸提液对四种禾本科植物生长的影响60 d时,随着核桃凋落叶浸提液浓度的增加,小麦、黑麦草和鸭茅的茎秆地茎、茎高、株高、和地上部分干重均显著降低(p<0.05);浸提液对燕麦各生长指标的影响呈现出不一致的规律。60 d时,核桃凋落叶浸提液对四种禾本科植物的化感综合效应大小为:小麦>黑麦草>鸭茅>燕麦,这说明浸提液对小麦的化感作用最强,黑麦草次之,鸭茅和燕麦最弱。(2)核桃凋落叶浸提液对四种禾本科植物抗氧化酶活性的影响小麦、燕麦和黑麦草叶片SOD活性均随着浸提液浓度的增加呈先下降后上升的趋势,鸭茅SOD活性随着浸提液浓度的增加呈现下降的趋势;各浸提液处理对燕麦、黑麦草和鸭茅POD活性均表现为显著的抑制作用;四种禾本科植物叶片CAT活性均随着浸提液浓度的增加呈现下降的趋势。(3)核桃凋落叶浸提液对四种禾本科植物渗透调节的影响小麦和黑麦草叶片MDA含量随着浸提液浓度的增加均呈现出上升的趋势,各浸提液处理燕麦MDA含量均显著低于CK,各处理间鸭茅MDA含量差异不显著。A1处理小麦叶片可溶性糖含量显著高于CK,各浸提液处理对黑麦草和燕麦可溶性糖含量均表现为促进作用;各处理间鸭茅可溶性糖含量差异不显著;随着核桃凋落叶浸提液浓度的增加,小麦、燕麦和黑麦草可溶性蛋白含量均呈现出下降的趋势,相反,各浸提液处理对鸭茅可溶性蛋白含量均表现为促进作用。(4)核桃凋落叶浸提液对四种禾本科植物光合特性的影响随着核桃凋落叶浸提液浓度的增加,小麦、燕麦、黑麦草和鸭茅的叶绿素总量均呈现出下降的趋势;浸提液对四种禾本科植物的化感综合效应大小为:小麦(RI=-0.537)>黑麦草(RI=-0.382)>鸭茅(RI=-0.100)>燕麦(RI=-0.285);随着浸提液浓度的增加,四种禾本科植物的Pn呈现出下降的趋势,浸提液对四种禾本科植物净光合速率Pn的化感综合效应大小为:黑麦草(-0.511)>小麦(-0.320)>鸭茅(-0.260)>燕麦(-0.239);Ci变化不显著或者上升,表明Pn的下降是由非气孔限制即叶肉光合活性的降低引起的,这与本试验中叶绿素含量受到抑制的现象相吻合。浸提液显著抑制了小麦Gs和Tr(p<0.05),但各处理间燕麦Gs和Tr差异不显著,黑麦草和鸭茅的Gs和Tr呈现出先上升后下降的趋势;各凋落叶浸提液处理对小麦AQY、Pn max、LSP、LCP和Rd表现为显著的抑制作用(p<0.05),A3处理AQY、Pn max、LCP与CK相比均降低了50%以上。(5)核桃凋落叶浸提液对小麦籽粒产量及其构成因素的影响各浸提液处理对小麦的穗长、单穗粒数、千粒重和单穗产量表现为显著的抑制作用(p<0.05),且随着浸提液浓度的增加抑制效应增强;A2降低的幅度最大,之后降幅趋于平缓。同时,千粒重大幅降低也表明麦粒质量下降,麦麸比例增大,而面粉产出量减少。综上,核桃凋落叶浸提液中的化感物质对四种禾本科植物的抗性生理产生显著的影响,小麦和黑麦草表现为耐受程度较弱,产生膜脂过氧化作用,细胞受到了损害;浸提液对四种植物的光合色素产生显著的抑制作用,降低了植物吸收、转化和利用光能的能力,导致光合速率的降低,影响了植物对碳的固定和同化,从而抑制了植物的生长;核桃凋落叶浸提液对四种禾本科植物的化感综合效应大小顺序为:小麦>黑麦草>鸭茅>燕麦,这说明浸提液对小麦的化感作用最强,黑麦草次之,鸭茅和燕麦最弱,因此,从生态学角度看,核桃+鸭茅或者核桃+燕麦间作的林农复合模式较小麦和黑麦草更为可行。