水稻秸秆化感物质对水稻生长发育的影响及消除化感影响的研究

【摘要】：化感作用(Allelopathy)广泛存在于自然界中,指的是一种活体植物产生并通过挥发、淋溶、分泌和分解等方式向环境释放某些化学物质,从而影响环境中自身或其它植物的生长和发育的化学生态学现象。水稻是强化感作用植物,水稻秸秆经过雨水的淋溶和腐解而释放出来的化感物质,常常会对下茬作物的生长产生不良影响。近些年来,利用水稻的化感作用抑制稻田里的稗草、杂草的生长,开发无污染绿色环保的化感除草剂成为研究的热点。如此看来水稻的化感作用会抑制杂草,那么化感对农作物也存在或多或少的影响作用,研究发现,水稻秸秆覆盖麦田会对小麦的生长产生影响。然而,之前的研究都集中于作物秸秆覆盖还田所带来的好处上,很少有研究人员注意水稻秸秆的化感作用对水稻出苗、生长发育以及产量等方面的不利影响。本文重点研究了,水稻秸秆的化感自毒作用、水稻秸秆浸提液中化感物质的分离鉴定以及微生物法消除化感作用的研究。研究结果如下： 1不同浓度水稻秸秆浸提液对水稻种子萌芽及幼苗生长及相应生理生化指标的影响 采用室内生物测定的方法,研究了水稻秸秆水提液的自毒作用。结果表明,水稻秸秆水提液对水稻种子萌发和水稻幼苗生理活性的影响因浸提液浓度不同而有差异,随着浸提液浓度的增大,抑制作用增强,RI绝对值增大。当浸提液浓度稀释至1：40时化感作用略微表现为促进作用,与空白试验结果相近。水稻秸秆浸提液对水稻种子发芽率、胚根胚芽长度均有抑制作用,分别比CK降低了59.5%、58.0%、47.8%。 2水稻秸秆浸提液中化感物质鉴定 以乙酸乙酯作浸提剂,分别采用超声波法和索氏提取法对水稻秸秆中的化感物质进行提取,然后用气质联用仪(GC-MS)鉴定浸提液的化感物质,按峰面积归一化法确定各成分的相对含量。通过计算机检索,人工图谱解析,按各色谱峰的质谱裂片图与文献核对,两种方法共鉴定出水稻秸秆提液中含29种化学组分,以脂肪酸及其衍生物为主要类别,还含有醇、醛、酯和一些烃类等有机化合物,GC-MS测试表明：水稻秸秆乙酸乙酯浸提液中化学成分包括己酸、苯甲酸、水杨酸、十六烷、香草醛、十八烷、十四酸、香草酸、6,10,14-三甲基-2-十五烷酮、4-羟基-3,5二甲基苯甲醛、正十六酸、邻苯二甲酸二异丁酯、十七酸、植醇、9-十八(碳)烯酸、1-十五炔、亚麻酸甲酯、硬脂酸、顺-11-十六碳醛。大部分化合物都是被报道的化感物质。 3用微生物发酵法探究微生物发酵对水稻秸秆浸提液化感作用的影响 通过EM菌和黄孢原毛平革菌对水稻秸秆浸提液进行发酵,用生物测试法测定不同处理浸提液化感效应的变化。结果表明,水稻秸秆浸提液可以显著抑制水稻种子发芽率、胚根、胚芽长度,水稻幼苗的苗高、鲜重、叶绿素含量。经过EM菌和黄孢原毛平革菌发酵7d、10d的浸提液与未发酵的浸提液之间差异达到极显著水平,与空白对照结果相一致。显然通过EM菌或者黄孢原毛平革菌发酵可以在较短时间内促进化感物质分解,消除水稻残茬的自毒作用,提高土壤微生物活性,可减轻因自毒作用而带来的连作障碍。 【关键词】：化感作用 水稻秸秆 GC-MS 发酵
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S511
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 前言10-11
• 第一章 化感物质综述11-23
• 1.1 化感物质的定义及其研究概况11-12
• 1.1.1 化感作用的定义11
• 1.1.2 化感作用的研究概况11-12
• 1.2 化感物质的释放途径12-13
• 1.2.1 雨露淋溶12
• 1.2.2 地方部分挥发12
• 1.2.3 根系分泌12
• 1.2.4 植株残留物腐解12-13
• 1.3 化感物质的生化合成途径及作用机理13-16
• 1.3.1 化感物质的生化合成途径13
• 1.3.2 化感物质在植物细胞内的作用机理13-16
• 1.4 化感物质的类型16-18
• 1.5 化感物质的提取分离和鉴定方法的研究18-19
• 1.5.1 化感物质的提取分离18-19
• 1.5.2 化感物质的鉴定19
• 1.6 化感物质的生物检测方法19-20
• 1.6.1 实验室模拟法20
• 1.6.2 田间试验法20
• 1.6.3 生物测试法的检测内容20
• 1.7 化感作用的研究趋势及存在问题20-21
• 1.8 水稻化感作用的研究进展21-23
• 1.8.1 水稻的自毒作用21-22
• 1.8.2 水稻的抑草研究22
• 1.8.3 水稻秸秆化感作用的研究意义22-23
• 第二章 水稻秸秆浸提液对水稻种子及幼苗发育的化感作用23-30
• 2.1 试验材料及仪器23
• 2.2 试验设计方法23-26
• 2.2.1 水稻秸秆浸提液的制备23
• 2.2.2 种子萌芽试验23-24
• 2.2.3 幼苗生长试验24
• 2.2.4 化感效应评价方法24
• 2.2.5 叶绿素的测定方法24-25
• 2.2.6 植物全磷、全氮、全钾的测定方法25-26
• 2.3 结果与分析26-29
• 2.3.1 不同浓度秸秆浸提液对水稻种子发芽率、胚根长度、胚芽长度的影响26-27
• 2.3.2 不同浓度水稻秸秆浸提液对水稻幼苗株高、鲜重的影响27-28
• 2.3.3 不同浓度水稻秸秆浸提液对水稻幼苗叶绿素含量的影响28
• 2.3.4 不同浓度水稻秸秆浸提液对水稻幼苗N/P/K元素含量的影响28-29
• 2.4 小结29-30
• 第三章 水稻秸秆浸提液中化感物质的提取鉴定30-35
• 3.1 试验材料30
• 3.1.1 仪器30
• 3.1.2 试验材料30
• 3.2 方法与结果30-33
• 3.2.1 方法30-31
• 3.2.2 测定结果31-33
• 3.3 小结33-35
• 第四章 消除水稻秸秆浸提液化感作用的研究35-44
• 4.1 材料与方法35-37
• 4.1.1 供试材料35
• 4.1.2 试验设计35-37
• 4.2 结果与分析37-42
• 4.2.1 两种菌体发酵液对水稻种子发芽率、胚根长度、胚芽长度的影响37-39
• 4.2.2 两种菌体发酵液对水稻幼苗苗高、鲜重、叶绿素含量的影响39-42
• 4.3 小结42-44
• 第五章 结论44-45
• 5.1 水稻的自毒作用44
• 5.2 水稻秸秆化感成分的鉴定44
• 5.3 消除水稻秸秆化感作用的研究44-45
• 参考文献45-51
• 致谢51-52
• 作者简历52

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