小麦%2f玉米间作体系根系分泌物和养分空间异质性对作物生长和根系形态影响.pdfVIP

中国农业大学硕士学位论文 第一章文献综述及研究思路 1．2国内外研究现状 1．2．1种内植物“公共财产悲剧”现象 在研究同一植物种不同植株间根系竞争关系时发现，共享相同环境中资源的两棵同种植物， et 他们的根系生物量会增加，但产量会明显降低，出现了。公共财产悲剧”现象(0er女nia1．2001)。 很多人将这一现象归结为植物根系进行自身／非自身识别(self／non-self 的(Gersani etal．2001，Faliketal．2003，Grununan 的环境条件一致的情况下，两棵种内植物种植在一起，他们会比单独生长的植物增加更多的根系 生物量。植物根系的这种自身／非自身识别特点可以减少同自身根系没有必要的竞争活动，增加 自己同邻近植物根系的竞争能力。但植物根系选择的这种应对措施是以牺牲最终产量作为代价 et 的。Falik a1．(2003)通过试验发现两棵同种植物根系阃的竞争导致植物朝向邻近植物的侧根的 大量生长，并认为植物根系间的自身，非自身识别是由植物内不同组织通过共同生理调节来实现 的，而不是对根系分泌的化感物质的识别来实现的，这对植物根系高效利用生长环境内的有限资 识别是通过植物体内的生理调节来实现的。 就同种植物问“公共财产悲剧”理论的研究已经发展到养分浓度差异及空间差异对植物生物 量分配的影响方面。研究发现，对于两棵同种植物根系的共同生长区域，相对于植物各自占有的 生长区域，存在着养分空间异质性环境，在这种环境条件下，种内植物根系间的竞争会使植物的 根系生物量增加，作物产量下降，茎叶的生物量上升；而存在空间差异时，竞争关系中的植物只 有根系生物量增加，其他部分的生物量不存在差异(o’Bdenetal．2005)。 目前，又有新研究表明，植物根系生长的空间因素对自身／非自身根系识另Ⅱ有较大的影响。在 相同生长体积条件下，通过利用活性炭吸附根系分泌物处理的植物根系生物量比未加入活性炭处 理的植物根系生物量要大，对于之前的“公共财产悲剧”现象，不存在竞争条件时，植物的生长 空间变小，影响植物根系的正常生长(Semchenkoetal．2007)． 对于以上的“公共财产悲剧”现象及植物自身／非自身根系识别，在关于种间根系竞争关系 的研究中未见报道。而且，很多研究植物根系问相互作用的试验的测定项目都集中于根系生物量 的检验，植物间根系相互作用对根系形态影响的研究还比较少。 1．2．2根系分泌物对种问根系互作的影响 and 化感作用是一种植物释放的化学物质作用于另一种植物，并使其产量下降(Callaway Aschehoug,2000，Schenket 感作用现象。植物根系分泌物中存在着大量对邻近植物根系及根际微生物群落产生显著影响的化 感物质，所以，对根系分泌物的研究已成为大量针对植物根系及根际研究的重点。有研究表明， 植物根系可以利用根系分泌物来识别邻近的障碍物，并进行规避，即抑制自身根系的生长，当利 用高锰酸钾将根系分泌物氧化后，根系的规避活动消失，说明根系分泌物在根系生长及分布方面 起着重要作用(Falik etal．2005)。有入在研究小麦与黑麦草间的化感作用时发现，在养分缺乏的 中国农业大学硕士学位论文 第一章文献综述及研究思路 da1． 条件F。小麦根系主要分泌酚类化合物来抑制黑麦草根系的生长，以达到竞争优势(Wu 2000)。很多对化感作用中植物根系分泌物的研究大都集中于对根系分泌物质的鉴定上，但就目 前的研究结果还不能清楚地说明分泌物质在植物根系间的竞争关系中作用的强弱，以及在不同养 分水平下，化感作用强度的变化，甚至根系分泌物质对植物根系形态变化的影响。Weidenhameret al(1989)的试验证明，在某两个物种闻有效化感物质含量较低时，养分竞争起主要作用，但当 化感物质浓度达到一定程度后，化感抑制作用成为主要方面。 目前，还缺