间作组合对作物氮利用的影响及根分泌物在根形态变化中的作用-博士论文.doc

分类号： 单位代码：10019 密 级： 学 号：B0座机电话号码 博士学位论文 间作组合对作物氮利用的影响及根分泌物 在根形态变化中的作用 Crop N use and root exudates role in root morphology changes in different intercropping combination 研 究 生： 指 导 教 师： 合 作 指 导 教 师：  李春杰 李 隆 教授 Dr. Min An 申请学位门类级别： 农学博士 专 业 名 称： 植物营养学 研 究 方 向： 根际营养 所 在 学 院： 资源与环境学院 二〇一〇年六月 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 研究生签名： 时间： 年 月 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送 交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容。 必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此协议 研究生签名： 时间： 年 月 日 导师签名： 时间： 年 月 日 2 PH. D. DISSERTATION Crop N use and root exudates role in root morphology changes in different intercropping combination CANDITATE: CHUNJIE LI SUPERVISOR: Prof. LONGLI Dr. MIN AN SPECIALTY: PLANT NUTRITION DEPARTMENT OF PLANT NUTRITION CHINA AGRICULTURAL UNIVERSITY JUNE 2010 摘 要 间作生产体系在我国历史悠久，也是我国西北地区当前重要的高产高效生产体系。前人对间作 优势的研究表明种间根系相互作用是种间优势的重要机制，而根系分泌物是植物种间根系相互作用 的桥梁，对研究间作优势具有重要理论意义。本研究选取小麦/玉米、玉米/蚕豆、小麦/蚕豆三种间 作体系为研究对象，在田间条件下采用两种间作模式（间作连作和间作小倒茬）与连作体系比较， 系统研究了不同作物组合及作物残茬对间作体系作物吸氮量及土壤无机氮累积的影响，在室内培养 条件下设置了琼脂无菌培养和砂培试验，研究了小麦、玉米根系分泌物中主要的化感物质丁布、门 布对作物根生长及形态的影响，同时分析了对蚕豆结瘤具有信号诱导作用的黄酮类物质，为小麦/ 玉米、玉米/蚕豆和小麦/蚕豆种间根系互作机理研究奠定理论基础，得出以下主要结论： （1）间作作物组合在决定种间相互作用关系及间作优势上发挥首要作用，玉米/蚕豆间作组合 优于小麦/玉米间作，优于小麦/蚕豆间作。玉米/蚕豆间作组合产量为 8848-10352 kg/ha，小麦/玉米 间作组合产量为 7313-8698 kg/ha，小麦/蚕豆间作组合产量为 4270-4485 kg/ha，将生育期不同的作物 组合在一起可最大程度的发挥间作优势。 （2）与连作蚕豆相比，蚕豆在小麦/蚕豆间作连作体系中的吸氮量降低了 36.5 %，而小麦/玉米 间作小倒茬和小麦/蚕豆间作小倒茬缓解或消除了小麦对玉米和蚕豆生长的抑制，并显著增加了小麦 和玉米的氮素收获指数，且优于相应的间作连作体系和轮作体系，提高了作物对氮素营养的利用。 （3）间作体系与轮作体系相比减少了小麦带下土壤无机氮的累积，比轮作体系更有利于维持可 持续的环境友好的种植体系，玉米后期对与其间作作物带下土壤无机氮的吸收对降低土壤无机氮的 累积发挥着重要的作用。 （4）对于小麦/蚕豆间作体系，根系分泌物或小麦根系残茬降解释放的植物性毒素是抑制蚕豆 结瘤的重要因素；而对于玉米/蚕豆间作体系而言，氮稀释效应与根系分泌物共同促进了蚕豆的结瘤。 （5）小麦、玉米和蚕豆三种作物总酚酸的分泌量高低顺序为：蚕豆 小麦 玉米；总黄酮分泌 量的高低顺序为：蚕豆 玉米 小麦。小麦、玉米在苗期均分泌丁布和门布，小麦根系分泌物中主要 以门布为主，而玉米根系分泌物中主要以丁布为主，蚕豆根系分泌物中则未检测到丁布、门布；小 麦几乎不分泌大豆苷元和染料木素两种异黄酮，而玉米则分泌与蚕豆几乎相