连作西瓜光合特性及抗病性对小麦伴生的响应

连作障碍是限制设施西瓜栽培的重要因素,利用植物间化感作用的伴生栽培模式是解决连作障碍的有效手段。为探讨小麦品种‘D125’伴生对连作西瓜生长的效应,采用连作西瓜土壤进行盆栽试验,设置西瓜单作和小麦伴生西瓜2个处理,研究连作西瓜光合特性及抗病性对小麦伴生的响应。结果表明,西瓜定植40 d时,伴生小麦与单作相比,西瓜叶片光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度分别提高32.2%、28.5%、7.8%,叶片叶绿素总量、叶绿素a含量和叶绿素a/b分别增加7.5%、8.4%和3.2%,且差异显著;西瓜定植60 d时,伴生小麦与单作相比,西瓜叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度分别提高52.9%、116.7%、33.8%,叶片叶绿素总量、叶绿素a含量和叶绿素a/b分别提高5.8%、7.1%、4.9%,均达到差异显著水平。但两个处理间的初始荧光、可变荧光、PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ实际光化学效率及光化学猝灭系数无显著差异;西瓜白粉病病情指数降低6.3%。西瓜定植40 d后,伴生小麦与单作相比,西瓜叶片MDA含量和PAL活性分别降低44.43%和8.68%,SOD和PPO活性升高17.3%和84.5%;西瓜定植60 d,叶片PAL活性显著高于单作,MDA含量、SOD和PPO活性无显著差异。可见连作西瓜对伴生小麦产生了积极的响应,伴生小麦具有提高连作西瓜净光合速率,减缓西瓜叶片衰老,延长光合功能期的作用,提升了连作西瓜的抗病性。

西瓜根际土壤酶及微生物对小麦伴生的响应

连作障碍是限制设施西瓜生产的重要因素,合理地运用地上部生物多样性是解决连作障碍的有效手段。为探讨连作西瓜根际土壤酶活性和微生物对小麦伴生的响应,采用连作西瓜土壤进行盆栽试验,设置D123小麦伴生西瓜、D125小麦伴生西瓜、西瓜单作和无苗对照4个处理,研究土壤酶活性、微生物区系和微生物生物量碳、氮、磷对小麦伴生的响应。结果表明,D_(123)小麦伴生处理的根际土壤微生物总数和放线菌数量分别比西瓜单作增加了45.21%和130.20%,根际土壤放线菌的比例比西瓜单作增加了7.6%;D125小麦伴生处理的根际土壤细菌数量比西瓜单作增加了40.89%,根际细菌的比例比西瓜单作增加了10.81%。同时,两种小麦伴生处理均降低了西瓜根际土壤真菌的比例,提高了西瓜根际微生物生物量碳、氮、磷含量,降低了微生物生物量碳氮比,提高了多酚氧化酶和蔗糖酶活性。可见,连作西瓜根际对小麦伴生产生了积极的响应。

小麦伴生对黄瓜主要病害发生及产量的影响

针对小麦伴生对黄瓜生产中的主要病害及产量的影响展开了相关研究,探讨小麦伴生对黄瓜连作障碍的缓解作用。研究发现,小麦伴生不仅能够在一定程度上抑制黄瓜白粉病、霜霉病及细菌性角斑病的发生与发展,而且能够提高黄瓜的总产量,特别是对黄瓜生产前期的产量形成具有明显的促进作用,有利于黄瓜生产的经济效益的提高。因此,小麦伴生对黄瓜生产具有重要的意义。

伴生小麦的生物学和遗传学特性

小麦田伴生小麦和小麦同时出苗生长,严重影响小麦产量,为研究伴生小麦的生物学和其遗传特性,对河北省小麦田伴生小麦进行形态调查,并结合田间种植研究其农艺及遗传性状,应用A-PAGE方法对普通小麦和伴生小麦进行醇溶蛋白遗传分析。结果表明:伴生小麦植株比小麦高30～40cm左右,茎杆细1.2～2.5mm,其分蘖多,分蘖成穗率高,叶片细长,穗粒数30～35粒左右,千粒重20～30g左右,种子休眠期通常比小麦长,伴生小麦为自花授粉作物,与小麦杂交能够结实,有42条染色体,醇溶蛋白遗传分析表明,伴生小麦属于普通小麦类型。伴生小麦形态上与小麦相似,又有一定差异,其亲缘关系与普通小麦相近。

伴生栽培小麦灌浆后期光合特性分析

以伴生栽培小麦和栽培小麦旗叶为实验材料,对其部分光合特性进行了研究,试验表明,叶室内空气温度(TA)、光合有效辐射(PAR)对伴生栽培小麦有较强的限制性作用,而细胞间隙CO2浓度对伴生小麦有限制作用。伴生栽培小麦的色素含量、丙二醛含量均高于栽培小麦;,而SOD酶活性则低于栽培小麦。这可能与伴生栽培小麦生物产量较高而经济产量较低有着密切关系。

伴生栽培小麦产量与品质性状的研究

为了解伴生栽培小麦产量和品质性状及合理开发利用伴生栽培小麦的优异性状,以6个伴生栽培小麦基因型和6个普通栽培小麦基因型为试验材料,对伴生栽培小麦产量与品质性状进行了研究。结果表明,伴生栽培小麦收获指数平均值为0.3823,普通栽培小麦比其高了28.0%,两者差异极显著;伴生栽培小麦单株穗数比普通栽培小麦多6.0穗,多出幅度为50.5%,两者差异极显著,千粒重平均值为26.38 g,普通栽培小麦是伴生栽培小麦的1.68倍,差异极显著,穗粒数差异不显著;6个伴生栽培小麦的蛋白质含量平均值为14.53%、湿面筋含量平均值为37.00%、沉降值的平均值为30.72%,均高于普通栽培小麦,差异极显著,水分为12.82%,小于普通栽培小麦,与普通栽培小麦比较差异显著。

伴生栽培小麦倒伏原因的调查研究

为探讨伴生栽培小麦倒伏原因,以10个伴生栽培小麦基因型与10个普通栽培小麦基因型为试验材料,采用2种种植密度进行试验研究。结果表明:2个密度处理的10个伴生栽培小麦基因型倒伏率为100.0%,平均倒伏程度为54.1%,比10个普通栽培小麦基因型平均高90.0、51.3个百分点,差异极显著。伴生栽培小麦与普通栽培小麦相比,抗倒指数低0.015 6,达到极显著差异水平;基部第一、二节节间长度也比普通栽培小麦分别多1.9、5.8 cm,均达到极显著差异水平;基部第一、二节节间粗度分别少0.84、0.73 mm,也均达到极显著差异水平,因而导致伴生栽培小麦抗倒能力显著差。

伴生栽培小麦是品种混杂退化的重要种质源

研究发现,伴生栽培小麦是小麦品种混杂退化的重要种质源,本文结合作者多年的研究资料,对伴生栽培小麦的定义、形成的途径、生存机制、引起减产的原因和防除措施等问题进行了讨论。

伴生小麦对黄瓜生长及生理指标的影响

采用田间试验,研究了伴生小麦对黄瓜生长及生理指标的影响。结果表明:伴生小麦栽培模式与黄瓜单作相比,在一定程度上能够促进黄瓜生长,延缓黄瓜叶绿素和可溶性蛋白含量的下降,提高黄瓜光合作用的强度,增强黄瓜SOD、POD的活性,同时抑制黄瓜MDA含量的持续上升。伴生小麦栽培模式可以降低黄瓜叶绿素和蛋白质的降解速度,提高黄瓜抗氧化酶的活性,通过阻止氧自由基的积累,从而减缓黄瓜叶片的衰老。