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地黄连作的障碍效应与生理生态特性研究

作　者: 尹文佳
导　师: 张重义
学　校: 河南农业大学
专　业: 作物栽培与耕作学
关键词: 地黄连作障碍光合特性内源激素根系活力 ATP酶活性光合产物分配
分类号: S567.234
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 201次
引　用: 2次
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内容摘要

本实验以具有典型连作障碍效应的药用植物地黄(Rehmannia glutinosa Libosch.)为试验材料,采用大田实验与室内分析相结合的方法。研究了连作对地黄出苗、生长、营养状况和品质的影响系统阐述连作对地黄生长的危害;同时从“源库流”三方面入手,根据重茬地黄障碍效应的特殊性以内源激素含量变化、光合作用、同化物运输分配为重点,综合分析连作条件下地黄植株细胞膜透性、根系活力、矿质元素吸收等;通过具有代表性的形态指标和生理指标的观察、测定、分析,对地黄的连作障碍效应及其机理进行初步探讨.结论如下:(1)地黄连作障碍效应起始于地黄生长早期(苗期),连作对地黄出苗没有影响,最主要的障碍效应表现在:生长速率慢和干物质分配失调。从而造成重茬地黄生长表现为:地上植株生长较小,地下块根不能正常膨大,根冠比失调,最后不能正常生长,生育期缩短,品质降低,不能形成商品药材。(2)内源激素含量是重茬植株体内最先发生变化的指标,在地黄栽种后50天,重茬地黄叶片中ABA显著高于对照,推测其是最初引起光合降低和光合流不畅的主要因子之一。内源激素的变化是引起地黄障碍效应的起始点,尤其ABA是最为重要的因子之一。(3)在栽种后70天时重茬地黄叶片中MDA含量显著高于对照,表明此时期重茬地黄叶片中产生大量活性氧、自由基,引发膜质过氧化,使膜的正常结构和功能受到破坏。(4)光合速率降低是造成重茬地黄生长速率慢的主要原因,气孔关闭和叶绿素含量的降低是造成光合速率降低的最初因素,而中后期光合细胞结构的破坏加剧降低了重茬叶片的光合速率。同位素C14示踪试验显示了重茬地黄向下的光合产物的输出流不畅,从而引起重茬地黄根冠比失调,证实光合流不畅,光合产物不能有效运输,是造成重茬地黄块根不能正常膨大的最重要原因。(5)连作地黄块根中ATP酶活性低于正茬,初步认为ATP酶活性的降低影响了块根中细胞的分裂,是抑制块根膨大的原因之一。重茬地黄的根系活力受到抑制,影响了根系对水分及矿质元素的吸收,使重茬地黄在生长过程中受到水分和营养的双重胁迫,加剧降低了生长速率。(6)分析显示重茬地黄植株的整个生育时期表现出钾素营养胁迫,推断钾素营养的胁迫影响了光合产物向地下的运输,是抑制地黄块根的膨大的主要因素之一。本研究认为:在重茬地黄栽种后50天左右,此时地黄处于苗期,其生长调节系统受到化感物质的影响,体内内源激素发生了显著变化,尤其ABA含量急剧上升,较高的ABA含量抑制了地黄同化物向下的运输,同时降低了叶片气孔导度,是重茬地黄障碍效应的起始点。同时随着地黄生长,连作逆境胁迫时间和强度的加深,地黄叶片细胞膜透性加大,防御系统受到破坏;叶片中叶绿素含量减少,光合细胞结构开始发生变化,光合作用加剧降低;根系活力降低,导致水分和营养的双重胁迫。以上原因又互为联系,相互制约:矿质元素匮乏尤其是K+影响光合产物的向下运输,并是光合作用的限制因子,输出流不畅对地上光合作用产生反馈抑制影响,地上光合产物减少从而分配到地下的产物更少,如此连锁反应,恶性循环。最终造成了重茬地黄生长缓慢和根冠比失调,在植株形态上表现为地上植株生长较小,地下块根不能正常膨大,根冠比失调,最后不能正常生长。

全文目录

致谢  5-8
摘要  8-10
1 文献综述  10-22
  1.1 地黄研究现状  10-14
    1.1.1 地黄的本草考证与地道产区的地质背景  10-12
    1.1.2 地黄的化学成分与药理作用研究现状  12-14
    1.1.3 国内外市场状况  14
  1.2 化感自毒作用与连作障碍  14-20
    1.2.1 连作障碍的危害  14-15
    1.2.2 植物化感与化感自毒作用研究  15-16
    1.2.3 药用植物的化感自毒作用  16-18
      1.2.3.1 药用植物化感自毒物质  16-17
      1.2.3.2 化感物质间的相互作用  17
      1.2.3.3 化感自毒作用的机理  17-18
    1.2.4 化感自毒作用与病虫害的发生  18-19
    1.2.5 化感自毒作用与土壤环境  19-20
  1.3 药用植物化感自毒作用的特点  20-22
    1.3.1 化感物质与有效成分的同源性  20
    1.3.2 中药材品质形成的逆境效应  20-22
2 引言  22-23
3 材料与方法  23-29
  3.1 试验地点与材料  23
  3.2 试验设计和种植管理  23
  3.3 测定项目及方法  23-29
    3.3.1 对地黄出苗情况的调查  23
    3.3.2 对地黄植株生长情况的调查  23
    3.3.3 植株氮磷钾营养分析  23
    3.3.4 地黄块根中梓醇含量的测定  23-24
    3.3.5 光合色素含量测定  24
    3.3.6 光合特性测定  24-25
    3.3.7 叶片细胞超微结构透射电镜取样及制样  25
    3.3.8 超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定  25
    3.3.9 丙二醛（MDA）含量的测定  25
    3.3.10 根系伤流强度测定  25-26
    3.3.11 ATP 酶活性测定  26
    3.3.12 光合产物转运分配规律研究  26
    3.3.13 内源激素的提取与含量测定  26-29
4 结果与分析  29-39
  4.1 连作对地黄出苗的影响  29
  4.2 连作对地黄生长的影响  29-30
  4.3 连作对地黄块根中梓醇含量的影响  30
  4.4 连作对地黄植株氮磷钾吸收的障碍效应  30-32
  4.5 连作对SOD 活性的影响  32
  4.6 连作对丙二醛（MDA）含量的影响  32-33
  4.7 连作对地黄叶片中叶绿素含量的影响  33-34
  4.8 连作对地黄植株光合特性的影响  34-35
  4.9 连作对地黄叶片超微结构的影响  35-36
  4.10 连作对光合产物运输的影响  36-37
  4.11 连作对地黄内源激素含量的影响  37-38
  4.12 连作对地黄块根中ATP 酶活性的影响  38-39
  4.13 连作对地黄根系活力的影响  39
5 结论与讨论  39-43
6 结语  43-45
参考文献  45-50
ABSTRACT  50-52

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