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相似文献
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1.
连作障碍是限制蚕豆生产的重要因素,利用植物间化感作用的间作栽培模式是解决连作障碍的有效手段。为了探究对羟基苯甲酸胁迫下蚕豆与小麦间作对蚕豆生长和枯萎病发生的影响及其生理响应,通过盆栽土培试验研究不同浓度[C0(0 mmol·L~(-1))、C1(0.36 mmol·L~(-1))、C2(0.72 mmol·L~(-1))和C3(1.45 mmol·L~(-1))]对羟基苯甲酸处理下,小麦与蚕豆间作蚕豆生长、枯萎病发生、抗氧化酶(POD和CAT)活性和膜质过氧化程度(MDA含量)的影响,从生理抗性角度探讨小麦与蚕豆间作缓解对羟基苯甲酸自毒效应的机制。结果表明,随着对羟基苯甲酸处理浓度提高,蚕豆生物量呈先增加后降低的趋势;C1和C2提高了蚕豆根系POD和CAT活性,降低了镰刀菌的数量,减轻了枯萎病的发生;C3降低了根系POD和CAT活性,增加了镰刀菌的数量,促进了枯萎病发生;随对羟基苯甲酸处理浓度增加,MDA含量显著增加,证实了对羟基苯甲酸是导致蚕豆连作障碍形成的主要自毒物质。与单作相比,对羟基苯甲酸胁迫下间作显著提高了根系POD活性(4.17%~22.22%)和CAT活性(10.53%~11.11%),显著降低了MDA含量(11.20%~52.80%);镰刀菌数量降低4.63%~23.65%,病情指数降低13.33%~50.00%,蚕豆干重显著增加15.73%~20.63%。综上,小麦与蚕豆间作通过提高蚕豆的生理抗性而减轻对羟基苯甲酸引起的枯萎病危害,促进蚕豆生长,是缓解对羟基苯甲酸自毒效应的有效措施。本研究结果为间作缓解连作障碍中的自毒效应提供了理论论据。  相似文献   

2.
肉桂酸对蚕豆枯萎病发生的影响及间作缓解机制   总被引：1，自引：0，他引：1  
董艳  董坤  杨智仙  朱锦惠  汤利  郑毅 《土壤学报》2017,54(2):503-515
采用盆栽试验,研究了肉桂酸不同浓度(C0(0.0 mg kg~(-1))、C1(14.0 mg kg~(-1))、C2(28.0 mg kg~(-1))和C3(56.0 mg kg~(-1)))处理对蚕豆枯萎病发生的影响及小麦与蚕豆间作对肉桂酸自毒效应的缓解机制。结果表明:(1)蚕豆单作条件下,肉桂酸处理显著降低了根系的过氧化物酶(POD)活性并增加了丙二醛(MDA)含量,导致根系脂质过氧化伤害加剧;肉桂酸处理降低了根际微生物的活性(AWCD值)、香农(Shannon)多样性指数(H)和丰富度指数(S)并改变了微生物群落结构;肉桂酸处理显著增加蚕豆根际土壤中镰刀菌数量,提高了枯萎病病情指数并降低根系干重。(2)肉桂酸胁迫下,与单作蚕豆相比,小麦与蚕豆间作提高了蚕豆根系的POD活性,降低了MDA含量,提高了根际微生物对碳源的利用能力及根际微生物的H和S,明显改变了根际微生物群落结构;间作显著降低了蚕豆根际土壤中镰刀菌数量及枯萎病病情指数,显著增加了蚕豆地上部干重和根系干重。表明小麦与蚕豆间作一方面提高蚕豆对枯萎病菌的生理抗性,另一方面有效调节根际微生物活性和多样性,从而缓解了肉桂酸引起的枯萎病危害,促进了蚕豆生长,但间作减轻枯萎病危害的效果受肉桂酸处理浓度的影响。因此,利用非寄主作物小麦的化感效应而采取的间作模式是缓解蚕豆自毒效应的有效措施。  相似文献   

3.
为明确酚酸类自毒物质阿魏酸在蚕豆连作障碍形成中的作用,研究其促进蚕豆枯萎病发生的组织病理学机制,揭示小麦蚕豆间作对阿魏酸胁迫的缓解效应。以蚕豆为试材,研究尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. fabae,FOF)与不同浓度(0、50、100、200 mg·L~(–1))阿魏酸双重胁迫下,小麦蚕豆间作对蚕豆枯萎病发生、根系细胞壁降解酶(果胶酶、纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶)活性、木质素含量、胼胝质沉积和根系超微结构的影响。结果表明:与不添加阿魏酸的对照相比,阿魏酸不同浓度处理均显著增加了蚕豆枯萎病的发病率、病情指数和细胞壁水解酶活性,显著提高了木质素含量和胼胝质沉积,使细胞结构扭曲变形,胞内物质外泄,表明阿魏酸与尖孢镰刀菌协同作用加剧了蚕豆连作障碍的发生。与单作相比,不同浓度阿魏酸胁迫下,间作均显著降低蚕豆枯萎病和病情指数;显著降低根系果胶酶、纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶活性;减少胼胝质沉积,保证营养物质的正常运输,缓解细胞结构的变形。根系细胞膜、细胞核、细胞器等胞内物质受损较单作轻,有效阻止尖孢镰刀菌进一步入侵蚕豆,减轻枯萎病危害,保证蚕豆的正常生长。上述结果表明,阿魏酸胁迫下小麦与蚕豆间作能提高蚕豆对FOF侵染的抗性,因此,利用非寄主作物小麦与蚕豆间作是缓解蚕豆连作障碍的有效措施。  相似文献   

4.
通过田间小区试验和盆栽试验,研究了3个不同品种小麦［云麦42（YM42）,云麦47（YM47）和绵阳29（MY29）］与蚕豆间作对蚕豆枯萎病发生、 根系分泌物和根际微生物群落功能多样性的影响。结果表明,云麦42与蚕豆间作处理（YM42//B）和云麦47与蚕豆间作处理（YM47//B）使蚕豆枯萎病病情指数分别降低47.6%和33.3%,而绵阳29与蚕豆间作处理（MY29//B）对蚕豆枯萎病病情指数无显著影响。与蚕豆单作相比,YM42//B和YM47//B处理显著增加了根系分泌物中有机酸的含量,显著降低了根系分泌物中可溶性总糖和游离氨基酸含量; 显著提高了蚕豆根际微生物对碳源的利用强度,明显改变了蚕豆根际微生物群落结构,并且YM42//B处理的影响大于YM47//B; 而MY29//B处理对碳源利用强度、 根际微生物群落结构和根系分泌物中有机酸、 可溶性总糖和游离氨基酸含量均无显著影响。 YM42//B处理根际微生物利用碳源的种类比YM47//B处理多,同时YM42//B和YM47//B处理利用的糖类、 氨基酸类和羧酸类碳源种类完全不同。表明云麦42和云麦47与蚕豆间作通过增加有机酸含量,从而提高根际微生物活性和多样性,促进了根际微生物利用更多的碳源,同时云麦42和云麦47与蚕豆间作抑制了氨基酸和总糖的分泌,而最终控制了蚕豆枯萎病的发生。表明不同品种小麦与蚕豆间作系统根系分泌物-根际微生物的互作是影响蚕豆枯萎病抗性的重要原因。小麦与蚕豆间作控病效果受小麦品种的影响,以云麦42与蚕豆间作效果最好,其次为云麦47与蚕豆间作,而绵阳29与蚕豆间作无显著控病效果。  相似文献   

5.
【目的】接种丛枝菌根 (arbuscular mycorrhizal,AM) 真菌和间作均是防治蚕豆枯萎病的有效方法,从土壤微生物学角度研究两者协同减轻蚕豆枯萎病的机理,对控制蚕豆枯萎病传播具有重要意义。【方法】利用盆栽试验方法,进行了间作和接种AM真菌摩西管柄囊霉 (Funneliformis mosseae,Fm) 和扭形球囊霉 (Glomus tortuosum,Gt) 试验。设蚕豆单作对照 (MF)、蚕豆小麦间作 (IF)、蚕豆单作接种Fm (MFFm)、蚕豆小麦间作接种Fm (IFFm)、蚕豆单作接种Gt (MFGt)、蚕豆小麦间作接种Gt (IFGt) 6个处理。于蚕豆开花期 (生长70天) 取土壤样品,测定蚕豆幼苗生长、枯萎病发生、根际镰刀菌数量和微生物碳代谢活性。【结果】间作显著增加蚕豆幼苗干重93.0%、降低蚕豆枯萎病病情指数71.4%,接菌显著增加蚕豆幼苗干重55.3%、降低病情指数76.6%,其中接种Fm真菌对蚕豆幼苗干重的影响更大,对病情指数的抑制效果更好。间作接菌显著增加蚕豆幼苗干重100%、降低病情指数89.8%。Biolog微平板测试结果显示,间作提高根际微生物碳代谢活性32.3%;接菌提高微生物活性85.4%;间作接菌提高微生物活性122%。主成分分析结果表明,间作和接菌均明显改变了根际微生物的群落结构,并主要改变了对碳水化合物类、氨基酸和羧酸类碳源的利用。相关性分析结果显示,枯萎病发病率和病情指数与根际镰刀菌数量呈极显著正相关关系,与AWCD值、Shannon多样性指数和丰富度指数均呈极显著负相关。【结论】蚕豆与小麦间作和接菌对抑制蚕豆枯萎病和促进蚕豆生长均具有积极效应,间作显著提高了AM真菌的定殖率,二者协同提高了根际微生物活性,改变了微生物群落结构,并抑制了病原菌增殖,进而控制蚕豆枯萎病发生。  相似文献   

6.
  【目的】  酚酸类化合物是多种农作物根际土壤中常见的自毒物质，化感自毒物质与土传病害发生密切相关。研究阿魏酸对枯萎病发生的促进效应及机理，为阐明连作自毒物质–病原菌–寄主抗病性互作效应提供参考。  【方法】  采用水培试验研究阿魏酸对蚕豆幼苗生长和枯萎病发生的影响。在蚕豆幼苗长至4～6片真叶时，将其移入2 L Hoagland 营养液中进行培养，其中阿魏酸浓度分别为0、50、100、200 mg/L。待阿魏酸处理2 天后，加入25 mL 1 × 106 cfu/mL的尖孢镰刀菌孢子悬浮液。继续培养40天后，取样调查植株生长状况和枯萎病发病率。利用显微镜观察蚕豆根系细胞组织结构的变化，通过室内培养试验研究尖孢镰刀菌菌丝生长和致病力对阿魏酸胁迫的响应。  【结果】  与无添加阿魏酸 (0 mg/L) 处理相比，添加阿魏酸处理显著抑制蚕豆幼苗的生长，且阿魏酸浓度越高抑制作用越强。本试验条件下，阿魏酸处理显著提高蚕豆枯萎病发病率300.0%～500.0%，显著增加病情指数113.3%～1666.7%，发病率和病情指数均在阿魏酸处理浓度200 mg/L下达到最大值。阿魏酸处理抑制尖孢镰刀菌的菌丝生长，显著提高尖孢镰刀菌产生的果胶酶、纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶活性44.8%～59.0%、78.2%～145.6%、975.6%～2435.4%和165.1%～622.9%；显著提高枯萎酸含量107.6%～236.2%。阿魏酸胁迫下，蚕豆根系表皮细胞扭曲变形，木质部导管变细，导管壁增厚，胶状物和内含物充满整个细胞，阻碍营养物质和水分的正常运输，进而加速蚕豆枯萎死亡。  【结论】  阿魏酸胁迫虽然抑制尖孢镰刀菌的菌丝生长，但显著提高蚕豆根系细胞壁降解酶活性和枯萎酸含量，进而增加尖孢镰刀菌致病力，加速根系细胞组织结构损伤，促进尖孢镰刀菌侵入蚕豆根系，加剧枯萎病发生和危害。阿魏酸在蚕豆连作障碍中扮演着初始诱因的角色。  相似文献   

7.
小麦与蚕豆间作对根际真菌代谢功能多样性的影响   总被引：3，自引：0，他引：3  
胡国彬  董坤  董艳  汤利  郑毅  李欣然 《土壤学报》2015,52(4):926-933
通过田间小区试验,采用Biolog FF微平板培养方法,研究小麦与蚕豆间作对小麦和蚕豆根际真菌代谢功能多样性的影响。结果表明:与单作相比,间作明显提高了小麦和蚕豆根际真菌的碳源平均利用率(AWCD),且间作提高蚕豆根际真菌活性的幅度大于小麦。与单作相比,间作显著提高了蚕豆和小麦根际真菌对Biolog FF板中聚合物、糖类、羧酸类、氨基酸类和胺类碳源的利用;同时间作使小麦和蚕豆根际真菌对碳源的总利用强度比单作分别显著提高63.30%和52.02%,小麦和蚕豆根际真菌对Biolog FF板中6类碳源的利用强度百分比以糖类、羧酸类和氨基酸最高,分别为36.66%~45.99%、25.65%~27.70%和16.37%~20.67%。小麦与蚕豆间作显著提高了小麦和蚕豆根际真菌的香农多样性指数(H)和丰富度指数(S)。主成分分析表明,间作明显改变了小麦和蚕豆根际真菌的群落结构。小麦与间作蚕豆明显促进了小麦和蚕豆根际土壤真菌的碳源代谢强度,显著提高了根际真菌的多样性和丰富度,改变了根际真菌的群落结构,因而是一种有利于改善蚕豆连作栽培根际微生态环境的有效措施。  相似文献   

8.
通过盆栽和水培试验,采用小麦蚕豆间作、蚕豆单作、小麦单作3种种植方式,研究了不同生育期不同氮水平(低氮、常规氮和高氮)处理下,单、间作小麦和蚕豆根系大豆异黄酮分泌量的变化,为进一步探明间作增产和控病机制提供依据。结果表明,随作物生育期推移,小麦根系分泌大豆异黄酮数量明显减少,蚕豆根系大豆异黄酮的分泌量先增加后减少。随施氮量增加,小麦蚕豆根系大豆异黄酮分泌量均减少,且多达显著水平。与低氮处理相比,常规氮和高氮处理下,单、间作小麦大豆异黄酮分泌量分别显著减少,且多达显著水平。间作可以显著提高作物大豆异黄酮的分泌量,但间作优势仅在低氮和常规氮处理下明显,高氮处理下,单、间作小麦和蚕豆根系分泌大豆异黄酮数量差异不显著,并且这种间作效应会随生育期的推移逐渐消失。总之,间作种植和施氮量均影响作物根系大豆异黄酮分泌量,且低施氮量的影响更明显。  相似文献   

9.
间作模式是充分挖掘作物自身生物学潜力,促进磷资源高效利用的有效手段。为进一步探明间作诱导的根系形态适应性变化对磷吸收的相对贡献,理解小麦||蚕豆间作系统促进磷吸收的作用机制,本研究采用水培法,研究了常规磷(Hoagland营养液磷水平)和低磷(1/2-Hoagland营养液磷水平)条件下,小麦||蚕豆间作对小麦和蚕豆磷吸收、生长性状和根系形态变化的影响,并结合集成推进树算法(ABT)分析小麦和蚕豆根系形态对小麦和蚕豆磷吸收的相对贡献。结果表明,在低磷水平下,与单作小麦相比,小麦||蚕豆间作可以显著促进小麦对磷的吸收;而在正常磷水平下,间作小麦的磷吸收量显著低于单作小麦。在常规磷和低磷水平下,间作均能够显著促进蚕豆对磷的吸收。正常磷水平,间作系统的磷吸收量是小麦和蚕豆单作系统平均磷吸收量的1.04倍;低磷水平,间作系统的磷吸收量是小麦和蚕豆单作系统磷吸收量的1.28倍。种植模式和供磷水平能够显著影响小麦的株高,且有显著的交互作用;间作显著降低蚕豆的株高。ABT分析结果表明,小麦根长、根平均直径主导了小麦根系对磷的吸收,其解释量分别为74.7%和25.3%;蚕豆根长、根平均直径和根表面积共同解释了根系对磷的吸收,其解释量分别为48.0%、35.2%和16.9%。因此,低磷条件下,小麦||蚕豆间作主要通过增加小麦的根长,显著降低小麦根系平均直径,促进小麦对磷的吸收;而间作系统中的蚕豆则通过增加根长促进其对磷的吸收。  相似文献   

10.
蚕豆枯萎病是土传病害,其发生与蚕豆根系分泌物有密切关系。本文以3个枯萎病不同抗性蚕豆品种——‘89-147’(高抗)、‘8363’(中抗)和‘云豆324’(感病)为材料,通过水培试验收集根系分泌物,测定根系分泌物对镰刀菌孢子萌发和菌丝生长的影响,分析对枯萎病表现出不同抗性的蚕豆品种根系分泌物中糖、氨基酸和有机酸的含量,分离鉴定了根系分泌物中氨基酸和有机酸的组分。结果表明,抗病品种的根系分泌物抑制了尖孢镰刀菌的孢子萌发和菌丝生长,在加入5 mL中抗品种根系分泌物时,显著促进尖孢镰刀菌孢子萌发,但对菌丝生长无显著影响;而在加入1 mL感病品种根系分泌物时,就能显著促进尖孢镰刀菌孢子萌发和菌丝生长。不同抗性蚕豆品种根系分泌物中氨基酸总量和总糖含量随抗性的降低而升高,有机酸分泌总量则随蚕豆品种对枯萎病的抗性增加而升高。感病品种和中抗品种中检出15种氨基酸,而高抗品种中检出14种,组氨酸只存在于中抗品种中,脯氨酸仅在感病品种中检出,3个蚕豆品种根系分泌物中均未检出精氨酸。蚕豆根系分泌物中天门冬氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和亮氨酸含量高,可能会促进枯萎病的发生,而蛋氨酸、赖氨酸和丝氨酸含量高可能抑制枯萎病发生。酒石酸仅在抗病品种中存在,根系分泌物中有机酸种类丰富,有助于提高蚕豆对枯萎病的抗性。蚕豆对枯萎病的抗性不同,根分泌物对镰刀菌孢子萌发和菌丝生长的影响也不同,而这种抗病性差异与蚕豆根系分泌物中糖、氨基酸、有机酸的含量和组分密切相关。  相似文献   

11.
Abstract

Soil and hydroponic experiments were carried out to examine the influences of intercropping and nitrogen supply on flavonoid exudation in wheat roots. Both experiments comprising three cropping patterns (wheat intercropped with faba bean, monocropped wheat, and monocropped faba bean) and three N supply levels (deficient, adequate, and excessive) with three replicates in a randomized complete block design. Across two experiments, intercropping increased but N fertilization decreased flavonoids of wheat roots frequently. Intercropping variably increased secretion of naringenin from 0.5 to 1.9 folds (P?<?0.5) in wheat roots at all three N levels, but rarely increased secretion of genistein and hesperetin in wheat at the deficient N level. Intercropped wheat secreted more flavonoids than monocropped wheat at its tillering (60th d) and flowering (95th d) stages; after the flowering stage, however, the differences between intercropping and monocropping were not significant at any N level. Secretion of flavonoids in wheat roots decreased with increased N supply. Interspecies and N supply altered the contents and proportions of flavonoids in wheat root exudations under wheat and faba bean intercropping. These results indicate facilitative root–root interactions and provide insight into cereal promote nodule of legume in intercropping system.  相似文献   

12.
Below‐ground niche complementarity in legume–cereal intercrops may improve resource use efficiency and root adaptability to environmental constraints. However, the effect of water limitation on legume rooting and nodulation patterns in intercropping is poorly understood. To advance our knowledge of mechanisms involved in water‐limitation response, faba bean (Vicia faba L.) and wheat (Triticum aestivum L.) were grown as mono‐ and intercrops in soil‐filled plexiglass rhizoboxes under water sufficiency (80% of water‐holding capacity) and water limitation (30% of water‐holding capacity). We examined whether intercropping facilitates below‐ground niche complementarity under water limitation via interspecific root stratification coupled with modified nodulation patterns. While no significant treatment effects were measured in intercropped wheat growth parameters, water limitation induced a decrease in shoot and root biomass of monocropped wheat. Likewise, shoot biomass and height, and root length of monocropped faba bean significantly decreased under water limitation. Conversely, water limitation stimulated root biomass of intercropped faba bean in the lower soil layer (15–30 cm soil depth). Similarly, total nodule number of faba bean roots as well as nodule number in the lower soil layer increased under intercropping regardless of water availability. Under water limitation, intercropping also led to a significant increased nodule biomass (48%) in the lower soil layer as compared to monocropping. The enhanced nodulation in the lower soil layer and the associated increase in root and shoot growth provides evidence for a shift in niche occupancy when intercropped with wheat, which improves water‐limited faba bean performance.  相似文献   

13.
  【目的】  通过研究小麦//蚕豆间作地上部的氮含量和吸收量,明确不同氮水平下小麦//蚕豆间作的氮吸收累积特征,解析间作小麦和蚕豆种间氮素竞争关系。  【方法】  田间试验采用两因素随机区组试验设计,设置3个种植模式 (单作小麦,单作蚕豆及小麦//蚕豆间作) 及4个氮水平 (N0,N1,N2,N3),其中小麦的4个施氮量依次为0、90、180、270 kg/hm2,蚕豆的4个施氮量依次为0、45、90、135 kg/hm2。测定了单间作小麦和蚕豆的产量、地上部氮累积含量,利用Logistic模型模拟小麦蚕豆的氮吸收关键参数及氮吸收动态,分析了间作小麦和蚕豆的氮素竞争关系。  【结果】  小麦//蚕豆间作整体平均提高小麦产量33.4% (除N3外)、降低蚕豆产量20.7%,N0和N1水平下,间作具有显著产量优势。通过Logistic模型分析发现,间作条件下小麦的氮吸收高峰比蚕豆晚12～19天。4个氮水平下,间作主要提高了小麦最大氮累积量 (A)、最大氮吸收速率 (Rmax) 和初始氮吸收速率 (r),却降低了蚕豆的A、达到最大氮吸收速率所需的时间 (Tmax) 和Rmax。在营养生长阶段,小麦的氮素竞争力低于蚕豆,施氮可提高小麦的氮素吸收量。从施氮水平和种植模式共同作用角度分析,N0、N1和N2水平下,间作分别提高小麦的Rmax 34.1%、44.6%和21.0%。因此,当小麦达到氮吸收高峰后,间作分别提高小麦氮吸收速率和氮素累积量15.1%～48.4%和9.2%～28.9%,却降低蚕豆氮吸收速率和氮素累积量7.3%～28.4%和7.9%～14.0%。此时,间作小麦氮素竞争力大于蚕豆,在N1水平下小麦的氮素竞争力最强。  【结论】  小麦//蚕豆间作提高了小麦的初始及最大氮素吸收速率 (r和Rmax),提高了小麦生殖生长阶段的氮素吸收和累积,是间作小麦产量优势的基础。优化氮肥投入量,可调控小麦和蚕豆的种间竞争及互补关系,是小麦//蚕豆间作体系产量优势形成、氮素高效吸收利用的关键。  相似文献   

14.
通过田间小区试验,研究了蚕豆/小麦间作条件下4 种施氮水平（N 0、45、90、135 kg/hm2）对蚕豆锰营养和叶赤斑病的影响。结果表明: 在4种施氮水平下,间作蚕豆与单作相比,蚕豆产量、根际土壤交换锰含量及分枝期蚕豆叶中锰浓度均有显著增加,其中产量提高 49.16%～87.77%,根际土壤交换锰含量提高16.27%～35.25%,分枝期蚕豆叶中锰浓度分别提高 4.98%～27.75%。间作条件下,施氮也能显著提高蚕豆产量、开花期蚕豆根际土壤交换锰含量和分枝期、成熟期蚕豆叶中锰的浓度,其中施氮 90 kg/hm2 时最佳。在发病盛期,间作蚕豆叶赤斑病发病率和病情指数分别比单作降低了15.75%和1.5%,而且与蚕豆叶中锰浓度均有极显著的负相关性,相关系数分别为 -0.9399 和 -0.8751; 同时高氮（N 135 kg/hm2）和常规施氮（N 90 kg/hm2）处理蚕豆叶发病率和病情指数均高于低氮（N 45 kg/hm2）和不施氮（N 0 kg/hm2）处理。  相似文献   

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