全 文 ：中国生态农业学报 2014 年 11月 第 22卷 第 11期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Nov. 2014, 22(11): 13571363
* 国家自然科学基金项目(30671220,31070403)、福建省高校服务海西建设重点项目(0B08B005)资助
** 通讯作者: 林瑞余, 主要从事农业生态学研究。E-mail: lrylin2004@163.com
邱秋金, 主要从事植物逆境生理研究。E-mail: qiujin9493@163.com
收稿日期: 20140418 接受日期: 20140902
DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.140470
看麦娘叶片对化感小麦根水提液的生理响应*
邱秋金1,2 李圆萍2 王 微2 陈 珊2 肖清铁2
郑新宇2 王经源2 林瑞余2** 林文雄2
(1. 莆田学院基础教育学院 仙游 351200; 2. 福建农林大学生命科学学院农业生态研究所 福州 350002)
摘 要 为阐明小麦化感抑草的生理机制, 选择强化感小麦‘115/青海麦’、‘92L89’和弱化感小麦‘抗 10103’, 通
过添加浓度为 0.2%、0.5%和 1.0%的小麦根水提液进行水培试验 3周后, 测定了各处理看麦娘的鲜重, 分析叶
片中叶绿素(SPAD 值)、可溶蛋白、MDA、类黄酮、总酚的含量以及 SOD、POD、CAT 活性。结果表明, 水
提液处理显著抑制了看麦娘的生长 , 抑制率在不同处理浓度及小麦品种间均存在显著差异 , 强化感小麦的抑
制率显著高于弱化感小麦。在处理浓度范围内 , 不同小麦根水提液的抑制率大小依次为‘115/青海麦’(24.7%~
74.3%)>‘92L89’(15.7%~71.6%)>‘抗 10103’(13.8%~61.4%); 0.2%、1.0%和 5.0%水提液处理的抑制率大小依次为
13.8%~24.7%、41.7%~66.4%和 61.4%~74.2%。看麦娘叶绿素含量(SPAD 值)随处理浓度增大显著降低, 可溶蛋
白含量, SOD、POD、CAT 活性, MDA、类黄酮含量随处理浓度增大显著升高 , 强化感小麦对看麦娘的生理刺
激作用高于弱化感小麦。1.0%‘115/青海麦’及 5.0%各小麦水提液处理的看麦娘总酚含量高于对照。可见, 小麦
化感胁迫提高了看麦娘的保护酶系统活性 , 增强了抗氧化物质代谢 , 但显著增强了细胞膜脂质过氧化和叶绿
素降解, 不利于靶标植物看麦娘的生长。
关键词 看麦娘 小麦 化感作用 生理响应 根水提液
中图分类号: S512.1 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2014)11-1357-07
Physiological response of Alopecurus aequalis leaf to water extracts
from allelopathic wheat (Triticum aestivum L.) root tissues
QIU Qiujin1,2, LI Yuanping2, WANG Wei2, CHEN Shan2, XIAO Qingtie2, ZHENG Xinyu2,
WANG Jingyuan2, LIN Ruiyu2, LIN Wenxiong2
(1. School of General Education, Putian College, Xianyou 351200, China; 2. Institute of Agricultural Ecology, School of Life
Sciences, Fujian Agricultural and Forestry University, Fuzhou 350002, China)
Abstract In order to illustrate the physiological mechanism of weed suppression ability of allelopathic wheat (Triticum aestivum
L.), two strong allelopathic wheat accessions (‘115/Qinghai’ and ‘92L89’) and one weak allelopathic accession (‘Kang10103’) were
used in hydroponic culture experiments. Alopecurus aequalis seedlings were cultured in the hydroponic culture solutions with 0.2%,
0.5% and 1.0% of roots water extracts of the above three wheat accessions. The fresh weights, contents of chlorophyll (SPAD value),
soluble proteins, methane dicarboxylic aldehyde (MDA), flavonoids, total phenols and the activities of superoxide dismutase (SOD),
peroxidase (POD) and catalase (CAT) of A. aequalis seedlings were determined after cultured for 21 days. The results showed
significant differences in weed suppression ability among wheat accessions and concentrations of roots water extracts. Strong
allelopathic wheat accessions had higher inhibitory rates to A. aequalis seedlings than weak allelopathic wheat accessions. The
inhibitory rate to A. aequalis seedling fresh weight of different wheat root water extracts within designed concentrations was in the
order of ‘115/Qinghai’ (24.7%–74.3%) > ‘92L89’ (15.7%–71.6%) > ‘Kang10103’ (13.8%–61.4%). Wheat accessions with extract
concentrations of 0.2%, 1.0% and 5.0% had inhibitory rates of 13.8%–24.7%, 41.7%–66.4% and 61.4%–74.2%, respectively. The
contents of chlorophyll decreased with increasing extract concentration while the contents of soluble protein, MDA, flavonoids, and
activities of SOD, POD and CAT increased with decreasing extract concentration. Strong allelopathic wheat accessions had higher
stimulation effects on physiological indexes than weak wheat accessions. In addition, total phenol content of A. aequalis seedling
1358 中国生态农业学报 2014 第 22 卷
treated with 1.0% water extract of ‘115/Qinghai’ wheat and 5.0% water extracts of the three wheat accessions were higher than the
control. Thus allelopathy effects of wheat root water extracts enhanced enzyme activities, stimulated metabolism of anti-oxidatives,
accompanied stronger lipid peroxidation, degraded leaf chlorophyll and inhibited growth of A. aequalis seedling.
Keywords Alopecurus aequalis; Wheat (Triticum aestivum L.); Allelopathy; Physiological response; Water extract of roots
(Received Apr. 18, 2014; accepted Sep. 2, 2014)
小麦是我国最主要的粮食作物之一 , 但每年因
杂草危害造成小麦减产15%左右[1]。如何有效防止麦
田杂草, 实现粮食安全生产成为政府一直关注的问
题[12]。利用作物化感作用控制田间杂草被认为是 21
世纪农业可持续发展的有效途径之一 [34]。一些研究
表明, 植物化感抑草作用主要通过自身产生的化感
物质抑制伴生植物杂草种子的萌发与生长 [56], 影响
植物光合/呼吸作用 [78]以及水分和矿质元素的吸收
[910], 抑制蛋白质合成 , 改变植物细胞及细胞器膜
的完整性、渗透性[1113]、类脂和有机酸代谢[10,14]以
及植物激素平衡[15]等过程实现。探讨植物化感效应
的生理生化特性 , 有助于为植物化感作用调控提供
理论依据。看麦娘(Alopecurus aequalis)与小麦同属
禾本科, 为一年生植物, 是麦田最主要的杂草之一 ,
每年危害面积在 200 万 hm2以上, 导致严重的经济
损失[1]。目前麦田杂草主要通过化学除草剂控制 , 但
除草剂的大量使用, 产生了严重的环境与农药残留
问题, 不利于农业可持续发展。利用小麦的化感效
应抑制看麦娘等麦田杂草 , 将有利于实现小麦增产
[56], 减少除草剂的使用, 减轻农业环境污染 , 预期
具有良好的经济与生态效益。目前 , 有关小麦化感
作用的研究主要集中在化感小麦资源的筛选、化感
效应的测试以及化感物质的分离鉴定上[56,1619], 有
关小麦化感抑草机理的研究还较少 [2021]。为此, 本
研究拟以不同化感潜力小麦的根系水浸提液处理看
麦娘, 分析看麦娘叶片的生理响应 , 以期为进一步
探讨小麦化感作用机理提供借鉴。
1 材料与方法
1.1 材料的培养与取样
本试验在福建农林大学教学田间网室中进行。
采用的 3 个小麦品种为强化感小麦‘115/青海麦’、
‘92L89’和弱化感小麦‘抗 10103’[16], 供试小麦根系
及看麦娘取自福建农林大学教学农场麦田。水培试
验以 Hoagland 完全培养液为对照 , 在盛有 10 L
Hoagland完全培养液的塑料盆(45 cm×35 cm×15 cm)
中培养小麦和看麦娘, 设置根水提液(比例 1︰5, 浸
提 24 h)浓度为 0.2%、1.0%和 5.0%的 3个处理, 各
处理 3次重复。材料培养时在塑料盆中悬浮一厚为
1.5 cm的塑料泡沫板, 在泡沫板上均匀分布直径 2 cm
的小孔 40个(8 行×5列), 将看麦娘幼苗植于孔中并
用棉花固定, 每孔 2株, 每盆培养看麦娘 60 株, 留
空 2行, 株行距为 5 cm×5 cm, 培养 21 d后分别取样,
测定看麦娘叶绿素含量、生物量、叶保护酶活性、
类黄酮和总酚含量, 测定保护酶活性的样品取样后
立即放入液氮中保存, 1周内完成分析测定。
1.2 测定方法
看麦娘的生物量采用电子天平测定 , 结果以植
株鲜重表示; 看麦娘叶绿素含量采用 SPAD502测定,
结果以 SPAD 值表示 ; 叶片中可溶蛋白、丙二醛
(MDA)含量的测定方法参照文献[22]; 超氧化物歧
化酶(SOD)活性测定参照朱广廉等 [23]的方法; 过氧
化物酶(POD) 、过氧化氢酶(CAT)活性测定参照华东
师范大学生物系植物生理教研组 [24]的方法; 类黄酮
和总酚含量的测定方法参照文献[25]。
1.3 统计分析
小麦根系浸提物对看麦娘的化感效应均以看麦
娘的生长抑制率(inhibitory rate, IR)表示, 即 IR=[(对
照处理)/对照]×100%。数据的统计分析采用 DPS
7.0软件(杭州睿丰信息技术有限公司)完成。
2 结果与分析
2.1 化感小麦根水提液对看麦娘植株生长的影响
由图 1A可知, 不同浓度水提液均对看麦娘鲜重
产生显著抑制作用。看麦娘鲜重随处理浓度升高呈
下降趋势。0.2%、1.0%和 5.0%的水提液处理的看麦
娘鲜重为 3.92~4.49 gplant1、1.75~3.04 gplant1和
1.34~2.01 gplant1, 与对照(5.21 gplant1)相比 , 不
同浓度水提液的抑制率为 13.8%~24.7%、41.7%~
66.4%和 61.4%~74.2%, 浓度为 0.2%的水提液即对
看麦娘生长的抑制作用达显著水平。由图 1B 可知,
不同化感小麦对看麦娘的抑制率随处理浓度升高而
增大, 在不同处理浓度下各小麦对看麦娘的抑制率
大小为: ‘115/青海麦’(24.7%~74.3%)>‘92L89’ (15.7%~
71.6%)>‘抗 10103’(13.8%~61.4%)。方差分析表明(表
1), 不同小麦根水提液对看麦娘生长均有显著抑制
作用 (P<0.05), 且不同小麦品种及处理浓度间存在
互作效应。
第 11期 邱秋金等: 看麦娘叶片对化感小麦根水提液的生理响应 1359
图 1 不同小麦品种的不同浓度根水提液处理下看麦娘鲜重(A)及其抑制率(B)
Fig. 1 Fresh weight (A) and its inhibitory rate (B) of Alopecurus aequalis treated by different concentrations of root
water extracts of different wheat accessions
图柱上方的小写字母代表不同品种间和浓度间差异显著(P<0.05)。下同。Small letters on the column indicate significant differences among wheat
accessions and concentrations at 0.05 level. The same below.
表 1 不同小麦品种不同浓度根水提液处理看麦娘生理指标的方差分析
Table 1 ANOVA of physiological index for Alopecurus aequalis treated by different concentrations of root water extracts of
different wheat accessions
来源
Source
鲜重
Fresh weight
叶绿素
Chlorophyll
可溶蛋白
Soluble protein
SOD POD CAT MDA 类黄酮
Flavonoids
总酚
Total phenols
品种 Variety (V) 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.078 0.007
浓度 Concentration (C) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001
品种×浓度 V×C 0.000 0.146 0.036 0.001 0.000 0.000 0.000 0.482 0.000
2.2 化感小麦根水提液对看麦娘叶片叶绿素及可
溶蛋白含量的影响
看麦娘叶绿素含量(SPAD值)随处理浓度升高而
降低, 浓度为 0.2%、1.0%和 5.0%水提液处理的看麦
娘 SPAD值依次为 23.1~25.4、21.5~23.6、15.0~16.9,
均显著低于对照 (27.6); 不同浓度强化感小麦 ‘115/
青海麦’、‘92L89’和‘抗 10103’根水提液处理的看麦
娘 SPAD值依次为 15.2~23.1、15.0~23.5和 16.9~25.4,
均显著低于对照 , 但‘115/青海麦’和‘92L89’间无显
著差异(图 2A)。看麦娘叶片中可溶蛋白含量经化感
小麦根水提液处理后显著提高 (图 2B)。 ‘115/青海
麦’、‘92L89’和 ‘抗 10103’水提液处理后的可溶蛋白
含量依次为 17.57~18.30 mgg1、15.79~18.69 mgg1、
15.62~17.43 mgg1, 分别比对照(12.07 mgg1)提高
45.5%~51.6%、30.8%~54.9%和 29.4%~44.4%; 0.2%、
1.0% 和 5.0%水提液处理的可溶蛋白平均含量为
16.32 mgg1、17.15 mgg1、18.14 mgg1, 分别比对
照提高 35.8%、42.1%和 50.3%(图 2B)。叶绿素含量、
可溶蛋白含量在不同小麦品种及浓度处理间均存在
显著差异 , 但前者两因素间无相互作用 , 后者存在
互作关系(表 1)。
2.3 化感小麦根水提液对看麦娘叶片保护酶系统
的影响
图 3 表明 , 水提液处理后看麦娘叶片 SOD、
POD、CAT活性及 MDA 含量在小麦品种及处理浓
度间均存在显著差异, 且两因素间存在互作(表 1)。
SOD、POD、CAT活性及 MDA 含量均随水提液处
理浓度的提高而增大。浓度为 0.2%、1.0%和 5.0%
图 2 不同小麦品种不同浓度根水提液处理看麦娘叶片中叶绿素(A)与可溶蛋白(B)含量
Fig. 2 Effects of different concentrations of root water extracts of different wheat accessions on contents of chlorophyll (A) and
soluble protein (B) in Alopecurus aequalis leaves
1360 中国生态农业学报 2014 第 22 卷
水提液处理的看麦娘叶片 SOD 活性平均值依次为
169.0 U·mg1、207.3 U·mg1、216.5 U·mg1, 分别比
对照(131.2 U·mg1)升高 28.8%、58.0%、65.0%; ‘115/
青海麦’、‘92L89’、‘抗 10103’处理的看麦娘 SOD活
性分别比对照提高 34.6%~92.5%、23.6%~64.3%及
28.2%~38.3%, POD 活性是对照的 2.32~5.49 倍、
1.67~3.37 倍和 1.01~1.60 倍 , 强化感小麦水提液对
POD活性的影响大于弱化感小麦。CAT活性随水提
液处理浓度的升高而增强 ; 在不同小麦品种间 , 处
理浓度为 0.2%时 CAT活性‘115/青海麦’>‘抗 10103’,
‘92L89’与前两者无显著差异 ; 处理浓度为1.0%时 ,
CAT活性‘115/青海麦’>‘92L89’, ‘抗 10103’与前两者
无显著差异; 处理浓度为 5.0%时, CAT 活性‘115/青
海麦’>‘92L89’, 显著低于‘抗 10103’, 不同浓度‘115/
青海麦’、‘92L89’、‘抗 10103’ 水提液处理看麦娘的
CAT活性依次是对照的 3.62~6.34 倍、3.26~5.69 倍
和 3.08~7.51 倍。MDA 含量经强化感小麦水提液处
理后显著提高 , 弱化感小麦处理对 MDA 含量的影
响较小 , 不同小麦品种间 MDA 平均含量高低为 :
‘115/青海麦’(8.85 mgg1)>‘92L89’(8.20 mgg1)>‘抗
10103’(4.50 mgg1) , 分别是对照的 1.96倍、1.82 倍
及 1.00倍。
图 3 不同小麦品种不同浓度根水提液处理看麦娘叶片中 SOD(A)、POD(B)、CAT(C)活性及 MDA含量(D)
Fig. 3 Effects of different concentrations of root water extracts of different wheat accessions on SOD (A), POD (B), CAT (C)
activities and MDA contents (D) in leaves of Alopecurus aequalis
2.4 化感小麦根水提液对看麦娘叶片类黄酮及总
酚含量的影响
图 4 表明, 看麦娘叶片类黄酮含量随处理浓度
升高而增大 , 在不同处理浓度间存在显著差异 , 而
在小麦品种间无显著差异(表 1)。不同浓度‘115/青海
麦’、‘92L89’、‘抗 10103’ 水提液处理的类黄酮含量为
89.0~102.5 mg  g  1、 92.5~95.2 mg g  1 和 84.6~95.2
mgg1, 分别是对照 (71.3 mg g1)的 1.25~1.44 倍、
1.30~1.34倍和 1.19~1.33 倍; 浓度为 0.2%、1.0%和
5.0%水提液处理的类黄酮平均含量为 88.7 mgg1、
91.9 mgg1、97.6 mgg1, 分别是对照的 1.24倍、1.29
倍及 1.37倍。看麦娘总酚含量在处理浓度及小麦品
种间均存在显著差异, 且两者间存在互作(表 1)。浓
度为 0.2%‘92L89’水提液处理的总酚含量低于对照 ,
1.0%‘115/青海麦’及 5.0%各小麦水提液处理的总酚
含量显著高于对照, 其余处理与对照无显著差异。
3 结论与讨论
应用根水提液处理看麦娘发现 , 化感小麦表现
出很强的化感效应, 浓度为 1.0%的根水提液对看麦
娘生长的抑制率即可达 60%以上; 抑草能力在不同
小麦品种间存在显著差异 , 强化感小麦的抑草效应
显著高于弱化感小麦。本研究结果与课题组前期的
种质资源筛选试验相一致 [16]。已有研究表明, 小麦
不同器官及其根际土壤水提液均能够有效抑制伴生
杂草的生长, 显示其化感效应[56,26]。孙磊等[19]发现小
麦残留的根系分泌物能够显著抑制棉花(Gossypium
hirsutum L.)苗生长, 抽穗期的小麦提取物对反枝苋
(Amaranthus retroflexus L.)的抑制率达 82%, 同浓度
的提取物处理 30 d 后可致繁缕[Stellaria media (L.)
第 11期 邱秋金等: 看麦娘叶片对化感小麦根水提液的生理响应 1361
图 4 不同小麦品种不同浓度根水提液处理看麦娘叶片中类黄酮(A)及总酚(B)含量
Fig. 4 Effects of different concentrations root water extracts from different wheat accessions on flavonoids (A) and total phenols (B)
contents in leaf tissues of Alopecurus aequalis
Cyr.]死亡 [5], 小麦残桩提取物对千金子 (Euphorbia
lathyris L.)具有明显的抑制作用 [22]。由此可见, 利用
小麦化感作用防治田间杂草是一种有效可行的可持
续现代农业技术 , 具有很好的应用前景 , 小麦不同
部位的水提液可用于化感小麦种质资源评价。
小麦化感作用主要通过化感物质实现 , 小麦不
同部位的水提液中含有各种化感活性物质 , 这些物
质可以干扰植物体内某些生理过程 , 如影响水分和
矿质元素吸收、光合作用、细胞分裂和激素代谢等 ,
从而影响伴生杂草的生长 [15,20]。本研究发现, 经小麦
根水提液处理后看麦娘的叶绿素含量显著下降 , 可
溶蛋白含量升高, SOD、POD 和 CAT活性增强, 但
MDA含量显著升高, 降低了看麦娘叶片的光合能力,
引起了细胞的脂质过氧化作用增强 , 强化感小麦对
看麦娘的影响大于弱化感小麦 , 表明看麦娘在小麦
根水提物中的化感物质刺激下 , 引起了保护酶系统
的变化, 同时消耗了能量 , 不利于植株的光合同化
作用, 抑制了植株的生长。另一些研究表明, 化感物
质中酚酸类化合物及水解丹宁等会阻碍赤霉素所诱
导的伸长生长, 阿魏酸能够严重抑制 IAA 氧化酶的
活性, 许多醌类、黄酮类和酚酸类物质对线粒体的
功能有干扰作用[21,27]; 10~30 μmolL1的咖啡酸、香
豆酸、阿魏酸、五倍子酸、肉桂酸和香草酸能明显
抑制大豆[Glycine max (L.) Merr.]生长, 使得光合产
物减少、叶绿素含量降低 [13]。小麦根系中含有异羟
肟酸类、酚酸类物质和短链脂肪酸等化感物质 [2], 可
通过化感胁迫刺激看麦娘产生积极的抗逆防御 , 包
括通过增强两大类物质的代谢 , 控制体内活性氧平
衡 , 减轻细胞伤害 : 一是抗氧化保护酶系统 , 主要
有 SOD、POD和 CAT等[2829]; 二是抗氧化物质, 主
要有总酚、类黄酮、类胡萝卜素、抗坏血酸和谷胱
甘肽等[2930]。保护酶系统酶活的变化为看麦娘适应
小麦化感胁迫起到积极的防卫作用。
小麦化感胁迫诱导了看麦娘体内类黄酮和酚类
化合物的合成, 为清除活性氧化合物提供了抗氧化
物质, 提高了抗逆性。经水提液处理后, 看麦娘的光
合能力降低 , 可诱导产生大量的活性氧 , 引起细胞
的脂质过氧化作用。类黄酮作为一种活性很强的抗
氧化剂, 可有效清除体内的氧自由基 , 减轻细胞的
氧化损伤[27]。水提液处理的看麦娘叶片类黄酮含量
显著高于对照, 有利于活性氧的淬灭作用。同时, 在
看麦娘叶片中具有抗氧化、抗菌、抗病等作用的酚
类化合物经水提液处理后亦明显升高 , 尤其是强化
感小麦‘115/青海麦’, 叶片总酚含量显著提高, 对看
麦娘应答小麦化感胁迫起到积极作用 [31]。本研究结
果与低氮胁迫下水稻化感效应增强、酚酸类化合物
代谢作用增强相类似 [28,30]。可见, 化感小麦根水提液
处理引起看麦娘产生一系列的胁迫应答 , 降低了光
合能力, 改变了保护酶活性, 促进了类黄酮、总酚等
抗氧化物质的合成, 尤其是强化感小麦的化感胁迫
消耗了看麦娘大量的能量 , 不利于干物质积累 , 抑
制了植株的生长。
参考文献
[1] 张玉聚 , 孙化田 , 王春生 . 除草剂及其混用与农田杂草化
学防治[M]. 北京: 中国农业科学技术出版社, 2000: 80–81
Zhang Y J, Sun H T, Wang C S. Herbicides and Mixtures Used
in Controlling Farmland Weeds[M]. Beijing: China
Agriculture Science and Technology Press, 2000: 80–81
[2] 叶仁杰, 李彩娟, 陈艳玲, 等. 小麦化感作用及其在农业生
产中的应用综述[J]. 安徽农学通报, 2011, 17(15): 49–55
Ye R J, Li C J, Chen Y L, et al. Summarizatian of wheat
allelopathy and its application on agricultural production[J].
Anhui Agricultural Science Bulletin, 2011, 17(15): 49–55
[3] Weston L A. Utilization of allelopathy for weed management
in agroecosystems[J]. Agronomy Journal, 1996, 88(6): 860–866
[4] 林文雄, 何海斌, 熊君, 等. 水稻化感作用及其分子生态学
研究进展[J]. 生态学报, 2006, 26(8): 2687–2695
Lin W X, He H B, Xiong J, et al. Advances in the
investigation of rice allelopathy and its molecular ecology[J].
Acta Ecologica Sinica, 2006, 26(8): 2687–2695
1362 中国生态农业学报 2014 第 22 卷
[5] 李善林, 由振国, 李孙荣, 等. 小麦提取物对反枝苋、繁缕
生长的化感效应研究 [J]. 中国生物防治 , 1996, 12(4):
168–170
Li S L, You Z G, Li S R, et al. Allelopathy of wheat extraction
to the growth of two weeds[J]. Chinese Journal of Biological
Control, 1996, 12(4): 168–170
[6] 于建光, 顾元, 常志州, 等. 小麦秸秆浸提液和腐解液对水
稻的化感效应[J]. 土壤学报, 2013, 50(2): 349–356
Yu J G, Gu Y, Chang Z Z, et al. Allelopathic effects of wheat
straw extract and decomposition liquid on rice[J]. Acta
Pedologica Sinica, 2013, 50(2): 349–356
[7] Hejl A A M, Einhelig F A, Rasmussen J A. Effects of juglone
on growth, photosynthesis, and respiration[J]. Journal of
Chemical Ecology, 1993, 19(3): 559–568
[8] Jose S, Gillespie A R. Allelopathy in black walnut (Juglans
nigra L.) alley cropping Ⅱ . Effects of juglone on
hydroponically growth corn (Zea mays L.) and soybean
(Glycine max L Merr.) growth and physiology[J]. Plant and
Soil, 1998, 203(2): 199–206
[9] Booker F L, Blum U, Fiscus E L. Short-term effects of ferulic
acid on ion uptake and water relations in cucumber
seedlings[J]. Journal of Experimental Botany, 1992, 43(5):
649–655
[10] 李杨瑞. 植物的生化互作现象[J]. 土壤, 1993(5): 248–251
Li Y R. Plant allelopathy[J]. Soils, 1993(5): 248–251
[11] Baziramakenga R, Leroux G D, Slmard R R. Effects of
benzoic and cinnamic acids on membrane permeability of
soybean roots[J]. Journal of Chemical Ecology, 1995, 21(9):
1271–1285
[12] 张宝琛, 白雪芳, 顾立华, 等. 生化他感作用与高寒草甸上
人工草场自然退化现象的研究 [J]. 生态学报 , 1989, 9(2):
115–119
Zhang B C, Bai X F, Gu L H, et al. Study on allelopathy and
natural degeneration phenomena of artificial grassland on alpine
meadow[J]. Acta Ecologica Sinica, 1989, 9(2): 115–119
[13] 柴强, 黄高宝. 植物化感作用的机理、影响因素及应用潜力
[J]. 西北植物学报, 2003, 23(3): 509–515
Chai Q, Huang G B. Review on action mechanism affecting
factors and applied potential of allelopathy[J]. Acta Botanica
Boreali-Occidentalia Sinica, 2003, 23(3): 509–515
[14] Padhy B, Patnaik P K, Tripathy A K. Allelopathic potential of
Eucalyptus leaf litter leachates on germination and seedling
growth of fingermillet[J]. Allelopathy Journal, 2000, 7(1):
69–78
[15] 余叔文, 汤章城. 植物生理与分子生物学[M]. 第 2版. 北京:
科学出版社, 1998: 182–184
Yu S W, Tang Z C. Plant Physiology and Molecular
Biology[M]. 2nd ed. Beijing: Science Press, 1998: 182–184
[16] 孙红艳, 林瑞余, 叶陈英, 等. 化感小麦种质资源的筛选与
评价[J]. 中国生态农业学报, 2008, 16(4): 894–899
Sun H Y, Lin R Y, Ye C Y, et al. Screening and evaluating
allelopathic potential of wheat germplasm[J]. Chinese Journal
of Eco-Agriculture, 2008, 16(4): 894–899
[17] 张晓珂 , 梁文举 , 姜勇 . 东北地区不同小麦品种对黑麦草
的化感作用[J]. 应用生态学报, 2006, 17(7): 1191–1195
Zhang X K, Liang W J, Jiang Y. Allelopathic potentials of
different wheat varieties in Northeast China against
ryegrass[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2006, 17(7):
1191–1195
[18] 董立尧, 王鸣华, 武淑文, 等. 小麦对直播稻田千金子的化
感作用及化感物质分离鉴定 [J]. 中国水稻学 , 2005, 19(6):
551–555
Dong L Y, Wang M H, Wu S W, et al. Isolation and
identification of allelochemicals from wheat and allelopathy
on Leptochloa chinensis in direct seeding rice field[J].
Chinese Journal of Rice Science, 2005, 19(6): 551–555
[19] 孙磊 , 陈兵林 , 周治国 . 麦棉套作系统中小麦根区化感物
质对棉苗生长的影响[J]. 棉花学报, 2006, 18(4): 213–217
Sun L, Chen B L, Zhou Z G. Effect of allelopathic substance
from wheat root zones on the growth of cotton seedling in
wheat-cotton interplanting system[J]. Cotton Science, 2006,
18(4): 213–217
[20] 杨平 , 吴凤芝 . 不同化感效应小麦根系分泌物对黄瓜幼苗
叶片保护酶活性及渗透调节物质的影响 [J]. 中国蔬菜 ,
2011(12): 32–36
Yang P, Wu F Z. Effect of aqueous root extracts of different
allelopathic wheat on protective enzymes and osmotic
adjustments of cucumber seedlings[J]. China Vegetables,
2011(12): 32–36
[21] 刘秀芬 , 胡晓军 . 化感物质阿魏酸对小麦幼苗内源激素水
平的影响[J]. 中国生态农业学报, 2001, 9(1): 86–88
Liu X F, Hu X J. Effects of allelochemical ferulic acid on
endogenous hormone level of wheat seedling[J]. Chinese
Journal of Eco-Agriculture, 2001, 9(1): 86–88
[22] 李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京: 高等教
育出版社, 2000: 182–184
Li H S. Principle and Technology of Plant Physiological and
Biochemical Experiments[M]. Beijing: Higher Education
Press, 2000: 182–184
[23] 朱广廉 , 钟诲文 , 张爱琴 . 植物生理学实验 [M]. 北京 : 北
京大学出版社, 1990
Zhu G L, Zhong H W, Zhang A Q. Plant Physiology
Experiments[M]. Beijing: Peking University Press, 1990
[24] 华东师范大学生物系植物生理教研组 . 植物生理学实验指
导[M]. 北京: 人民教育出版社, 1980: 143–144
Plant Physiology Teaching and Research Group in Biology
Department of East China Normal University. Plant
Physiology Experiment Instruction[M]. Beijing: The People’s
Education Press, 1980: 143–144
[25] 程水源, 王燕, 李俊凯, 等. 银杏叶黄酮含量变化及分布规
律的研究[J]. 园艺学报, 2001, 28(4): 353–355
Cheng S Y, Wang Y, Li J K, et al. Studies on the change of
flavone contents and its distribution in Ginkgo biloba
leaves[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2001, 28(4): 353–355
[26] 陈珊, 邱秋金, 李园萍, 等. 化感小麦植株及根际土壤水提
液对看麦娘发根力的影响 [J]. 福建农林大学学报 : 自然科
学版, 2014, 43(5): 518−522
Chen S, Qiu Q J, Li Y P, et al. Allelopathic effects of aqueous
extracts from wheat (Triticum aestivum L.) tissues and its
rhizospheric soils on rooting ability of Alopecums aequalis[J].
Journal of Fujian Agriculture and Forestry University: Natural
Science Edition, 2014, 43(5): 518−522
第 11期 邱秋金等: 看麦娘叶片对化感小麦根水提液的生理响应 1363
[27] Treutter D. Significance of flavonoids in plant resistance: A
review[J]. Environmental Chemistry Letters, 2006, 4(3):
147–157
[28] 何华勤 , 林文雄 . 水稻化感作用生理生化特性研究 [J]. 中
国生态农业学报, 2001, 9(3): 56–57
He H Q, Lin W X. Studies on allelopathic physiobiochemical
characteristics of rice[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture,
2001, 9(3): 56–57
[29] 肖美秀, 林文雄, 陈冬梅, 等. 镉胁迫对耐性不同的水稻幼
苗膜脂过氧化和保护酶活性的影响[J]. 中国生态农业学报,
2006, 14(4): 256−258
Xiao M X, Lin W X, Chen D M, et al. Effects of Cd on the
cell membrance lipid peroxidation and activity of protectiase
in rice seedlings with different tolerance to Cd pollutants[J].
Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2006, 14(4): 256−258
[30] 林文雄, 何华勤, 郭玉春, 等. 水稻化感作用及其生理生化
特性的研究[J]. 应用生态学报, 2001, 12(6): 871–875
Lin W X, He H Q, Guo Y C, et al. Rice allelopathy and its
physiobiochemical characteristics[J]. Chinese Journal of
Applied Ecology, 2001, 12(6): 871–875
[31] Xu G H, Ye X Q, Chen J C, et al. Effect of heat treatment on
the phenolic compounds and antioxidant capacity of citrus
peel extract[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,
2007, 55(2): 330–335

水肥一体化、艺机一体化技术在冀西北的应用*
(奚玉银 任全军 付永斌 张家口市农业科学院 张家口 075000)
张家口市农用地 2 499 936.97 hm2, 农业人口 300 多万人, 是典型的农业大市。由于降水较少与年内各季、月降水
年际变化大、水资源严重不足等因素, 构成该生态脆弱区农业发展需要现代科技支撑下的现代节水农业。
1 水肥一体化、艺机一体化技术的优点
水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术 , 主要优点: 节省施肥劳力; 提高肥料利用率; 有利于实现
标准化栽培; 施肥及时, 养分吸收快速; 有利于应用微量元素; 改善土壤环境状况; 采用滴灌施肥方法可使作物在边际
土壤条件下正常生长; 应用管道施肥可提高作物抵御风险的能力。
艺机一体化技术是农艺技术的机械化配套, 主要优点: 一是推动了农业生产的机械化; 二是通过机械化提高生产
效率, 推动了农业生产的规模化; 三是通过生产的规模化, 推动了生产的商品化与产业化, 最终走向农业的现代化。
2 冀西北发展水肥一体化、艺机一体化技术的实践
近年来, 张家口市在各种主要农作物上全面示范推广水肥一体化技术。坝上地区种植的错季蔬菜、马铃薯、甜菜等作
物, 大部分已实施了水肥一体化技术, 坝下地区种植的玉米、马铃薯、谷子、豆类也开展了水肥一体化技术的示范推广。
蔬菜。应用艺机一体化技术, 实现了整地、播种、中耕、施肥、打药等关键环节机械化; 采用膜下滴灌或喷灌水肥一
体化技术, 配方施肥, 水肥耦合。主要应用于大萝卜、大白菜、生菜、莴笋、胡萝卜、西芹等根茎类、叶菜类蔬菜生产。
马铃薯。应用艺机一体化技术, 实现了整地、播种、起垄、中耕、施肥、打药、杀秧、收获等关键环节全程机械化;
采用大垄单行(或双行)种植形式和膜下滴灌或喷灌水肥一体化技术, 配方施肥, 水肥耦合。
甜菜。应用艺机一体化技术, 实现了整地、播种、育苗、移栽、中耕、追肥、打叶、收获等关键环节全程机械化; 采
用膜下滴灌或喷灌水肥一体化技术, 配方施肥, 水肥耦合。
玉米。采用膜下滴灌或喷灌水肥一体化技术 , 配方施肥, 水肥耦合; 应用艺机一体化技术, 实现了顶凌覆膜(半膜或
全膜)、双垄沟播, 膜上大小行种植, 适度加密, 机械收获。
谷子。应用艺机一体化技术, 实现了覆盖、施肥、播种一体化作业 , 条播或穴播, 密度可控; 采用膜下滴灌或喷灌
水肥一体化技术, 配方施肥, 水肥耦合。针对‘张杂谷’的品种特性及谷子适宜播期的土壤气候条件 , 经过反复试验改进,
筛选并研制改进出五谷播种施肥一体机、谷子铺膜施肥播种一体机、‘张杂谷’施肥穴播机等一批适宜不同土壤条件的新
型播种机型, 同时引进外地机械化播种技术, 示范了谷子施肥条播机、五谷播种机、谷子全覆膜播种机等机型, 在蔚县、
阳原、宣化、赤城、怀安和万全等 6个重点县区建立艺机一体化技术示范基地 9处 200多 hm2, 全市推广 3 000多 hm2。谷
子机械化播种比传统耧播节约种子 50%以上, 间苗效率可提高 3~5倍。
冀西北生产实践证明, 艺机一体化技术的运用 , 有效提高了播种效率和作物的出苗率 , 缩短了播种时间, 很好地
解决了作物适播期短和春季风大土壤墒情恶化快的矛盾 , 解决了农村劳动力短缺和作物对播期要求比较集中的矛盾 ,
生产效率提高了 5~10倍, 节约生产成本 50%左右。水肥一体化技术较传统种植方式节水 70%左右, 降雨利用率提高 2~3
倍, 肥料利用率提高 30%左右, 每公顷增产 3 750~30 000 kg, 增收 7 500~30 000 元, 实现了“节水、节肥、增产、增效”
的目的。
农业部公益性行业(农业)科研专项(201003053-5)资助
奚玉银, 主要研究方向为农业机械化。E-mail: xiyuyin@126.com