全 文 ：不同供水水平下丁香酚和间作蚕豆对
小麦根系生长的互作效应
赵财，周海燕，柴强，黄高宝，刘辉娟，朱静
（甘肃省干旱生境作物学重点实验室 甘肃农业大学农学院，甘肃 兰州７３００７０）
摘要：作物根系分泌物通过土壤或其他介质产生的化感作用极为普遍，与作物连作障碍密切相关，对作物根系生长
和产量具有一定影响。为寻求减小作物连作障碍的途径，本研究通过盆栽试验，探讨了不同供水水平（田间持水量
的７５％，６０％，４５％）下小麦根系分泌物丁香酚（２甲氧基３烯丙基苯酚）和间作蚕豆对小麦根系生长特性及产量的
协同影响。结果表明，丁香酚对单、间作小麦根体积和根干重及根长生长均具有抑制作用，表现为化感负效应。随
供水水平的提高丁香酚对小麦根系形态的化感效应呈减弱趋势，其中丁香酚对间作小麦根体积、根长和根干重化
感效应在７５％供水水平处理下较４５％供水处理分别低５４．６９％，２６．７０％和１８．６７％，单作小麦根体积、根长和根干
重在７５％供水处理中所受化感抑制作用较４５％供水处理分别低３３．３２％，４９．５５％和５５．４１％，单作和间作模式中
丁香酚对７５％供水处理的小麦根系形态的化感作用与４５％供水处理差异显著。间作与单作小麦相比，７５％供水
水平下的丁香酚对间作小麦根系的化感效应小于单作小麦，并且种植模式与供水水平对根干重的交互效应显著。
因此，生产实践中，通过合理的间作和优化灌溉可减轻造成连作障碍的化感负效应，进而克服连作障碍。
关键词：丁香酚；供水水平；间作；根系特性；化感作用
中图分类号：Ｓ３４４．２；Ｑ９４５．７９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１４）０２０１３３０７
犇犗犐：１０．１１６８６／ｃｙｘｂ２０１４０２１６
我国人均耕地少，连作普遍，随之而来的连作障碍成为制约作物生产的重要原因。连作障碍的发生不仅同营
养偏耗、病原菌滋生、土壤传染性病害和土壤理化性状劣变有关，也同由根系分泌物引起的化感自毒作用有
关［１］。化感作用（ａｌｅｌｏｐａｔｈｙ）指植物通过向环境释放特定次生物质，从而对邻近其他植物（含微生物及其自身）
生长发育产生的有益或有害影响［２］，其强度受光照、水分、养分、土壤环境条件和生物等多重因子的影响［３］。其
中，水分与植物化感作用的关系倍受研究者的关注，研究发现万寿菊（犜犪犵犲狋犲狊犲狉犲犮狋犪）在干旱胁迫下产生的酚类
物质较充分供水时增加［４］，导致化感作用加强；在水分胁迫时，化感物质对受试植物的活性会增强［５６］。在有关作
物化感作用解除措施的研究中，研究者发现小麦蚕豆间作时，间作蚕豆（犞犻犮犻犪狊犪狋犻狏犪）可降低小麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊
狋犻狏狌犿）根系分泌物间甲酚对小麦产量的抑制作用［７］，说明通过改变种植模式是克服化感作用的有效途径之一。
根系是化感物质的主要来源［８９］，化感物质对植物根系具有抑制作用，且根系的生长、代谢和活力变化可直接影响
到地上部的生长发育及产量［１０１３］。因此，揭示不同条件下化感物质与作物根系生长间的相互关系，对于寻求调控
化感作用的途径具有重要理论价值。
前期研究中，研究者在土壤含水量为田间持水量的７５％，６０％和４５％条件下分离鉴定了宁春４号小麦的根
系分泌物，发现３个供水水平下，小麦根系分泌物中均含有浓度较高的丁香酚，且该物质对小麦幼苗的抑制作用
大于玉米（犣犲犪犿犪狔狊）幼苗［１４］，说明该物质是造成宁春４号小麦连作障碍的化感物质之一。为寻求克服小麦连作
障碍的可能途径，系统揭示作物根系与调控措施间的相关关系，本研究在前期工作基础上，以小麦根系分泌物丁
香酚为参试化感物质，探讨了供水、间作蚕豆及丁香酚对小麦根系形态学特征和产量的协同影响，以期为合理利
用种群结构和灌水减小连作障碍提供理论依据。
第２３卷 第２期
Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．２
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
１３３－１３９
２０１４年４月
收稿日期：２０１３０２２１；改回日期：２０１３０７０１
基金项目：国家自然科学基金项目（３１３６０３２３，３１１６０２６５），甘肃省杰出青年基金（１１１１ＲＪＤＡ００６）和国家公益性行业项目（２０１１０３００１）资助。
作者简介：赵财（１９７８），男，甘肃武威人，在读博士。Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｏｃ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｃｈａｉｑ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
供试作物品种为宁春４号春小麦和临蚕８号蚕豆。
１．２ 试验设计
设３个水分梯度（Ｉ），分别为田间最大持水量的７５％（Ｉ１），６０％（Ｉ２）和４５％（Ｉ３）；２种种植模式（Ｐ），分别为单
作小麦（Ｗ）和小麦间作蚕豆（ＷＢ）；２个丁香酚处理水平，分别为０和３００×１０－６ ｍｏｌ／ｋｇ土（Ａ）；共１２个处理，每
处理重复１２盆（试验设计及处理代码详见表１）。
表１ 试验设计及处理代码
犜犪犫犾犲１ 犈狓狆犲狉犻犿犲狀狋犱犲狊犻犵狀犪狀犱狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊犮狅犱犲狊
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
０
７５％ （Ｉ１） ６０％ （Ｉ２） ４５％ （Ｉ３）
３００×１０－６ｍｏｌ／ｋｇ土Ｓｏｉｌ（Ａ）
７５％ （Ｉ１） ６０％ （Ｉ２） ４５％ （Ｉ３）
单作小麦 Ｍｏｎｏｃｕｌｔｕｒｅｃｒｏｐ ＷＩ１ ＷＩ２ ＷＩ３ ＷＡＩ１ ＷＡＩ２ ＷＡＩ３
间作小麦Ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｅｄ ＷＢＩ１ ＷＢＩ２ ＷＢＩ３ ＷＢＡＩ１ ＷＢＡＩ２ ＷＢＡＩ３
试验在甘肃农业大学校内模拟试验基地网室进行，试验用土为取自甘肃省农业科学院试验田的灌淤土，田间
持水量为２４．２４％，ｐＨ８．１９，土壤有机质含量１２．３４ｇ／ｋｇ，全氮１．１０ｇ／ｋｇ，速效氮３５ｍｇ／ｋｇ，全磷０．９６ｇ／ｋｇ，速
效磷２７．３２ｍｇ／ｋｇ。所用瓦盆高与直径均为３０ｃｍ，播前将试验用土风干过２ｍｍ筛，将土壤与Ｎ、Ｐ肥混合均
匀，Ｎ肥和Ｐ肥用量分别为２００ｍｇ纯 Ｎ／ｋｇ土、２００ｍｇ纯Ｐ２Ｏ５／ｋｇ土。每盆装土１４ｋｇ，浇水至田间持水量
６０％，待表土稍干后于２０１０年４月３日播种。单作小麦留主茎苗３０株，小麦间作蚕豆（小麦留主茎苗１５株，蚕
豆留苗４株），苗齐后按预设水分梯度进行控水，１０ｄ时将浓度３００×１０－６ ｍｏｌ／ｋｇ土的丁香酚和自来水进行对应
处理，此后每天按不同供水水平用称重法补水，保持水分梯度始终恒定，直至试验结束。
１．３ 测定指标及方法
根样收集：在小麦拔节期（５月１日）、开花期（５月１５日）、灌浆期（５月３１日）和成熟期（６月２０日），每处理
各取３盆，剪去地上部分后，将盆栽用瓦盆放尼龙网筛上后，用低压水冲洗根系，捡除杂物，分盆收集小麦根样，用
滤纸吸取根系表面附着水，之后用于根长、根体积、根干重测定。
根体积：排水法。用根体积测定装置测定［１５］。
根长：网格法［１６］。根长＝长度转换系数×交叉点数。
根干重：烘干称重法测定［１７］。将根样置于１０５℃烘箱先烘０．５～２．０ｈ，再在６０～７０℃下烘至恒重，称重。
化感效应指数：根系分泌物丁香酚产生的生物学效应用 Ｗｉｌｉｍｓｏｎ（１９８８）的公式计算［１８］：
犚犐＝１－犆／犜（犜≥犆）或犚犐＝犜／犆－１（犜＜犆）
式中，犚犐表示化感效应，犚犐绝对值大小与化感作用强度一致；犆表示对照值，犜表示处理值。当０＜犚犐＜１，则化
感物质具促进作用；当－１＜犚犐＜０时，则化感物质具抑制作用。
１．４ 数据处理
用Ｅｘｃｅｌ２００３进行分类整理，利用ＳＰＳＳ１６．０软件进行统计分析。
２ 结果与分析
２．１ 不同处理对小麦根系特征的影响
相同丁香酚浓度与供水水平下，间作小麦根体积均显著大于单作，但随生育进程的推进其差异逐渐减小（表
２），至小麦成熟期，小麦根体积在单作与间作间无显著差异。各生育期，小麦根体积均受不同程度亏缺供水抑制，
在相同丁香酚浓度下，单、间作小麦根体积在７５％与４５％供水水平间差异显著。丁香酚处理下，４５％供水水平的
单、间作小麦根体积较７５％供水水平分别降低４９．３４％和６０．２０％，较６０％供水水平分别降低４１．７１％和
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４９．３５％；未加丁香酚处理４５％供水水平下，单、间作
小麦根长较 ７５％ 供水水平显著降低 ４９．４２％ 和
５５．２１％，较 ６０％ 供 水 水 平 分 别 降 低 ４２．６１％ 和
４７．３５％。
小麦根长随供水水平降低逐渐降低，成熟期各处
理间差异显著（表２）；未加丁香酚处理下，４５％供水水
平的单、间作小麦根长较６０％供水水平分别显著降低
６１．８４％ 和 ５６．２２％，较 ７５％ 供水水平显著降低
７６．７３％和５０．３１％。丁香酚处理下，４５％供水水平的
单、间作小麦根长较６０％供水水平分别显著降低
６６．４７％和 ５４．７９％，较 ７５％ 供 水 水 平 显 著 降 低
７３．８９％和５６．６６％。相同供水水平下，４５％供水水平
的丁香酚对灌浆期小麦根长存在显著抑制作用；拔节
期小麦根长在间作与单作间存在显著差异，其他各生
育期间作小麦根长与单作小麦的均差异不显著。
小麦根干重随供水量降低而降低，除拔节期外，不
同种植模式下４５％供水的小麦根干重显著低于７５％
供水处理，与６０％供水处理差异不显著（表２）。无丁
香酚作用时，４５％供水水平的单作小麦根干重在开花
期、灌浆期与成熟期分别比７５％供水水平低５９．５７％，
６１．７６％和７４．４１％，而间作小麦根干重则分别降低
５６．１０％，４８．００％和１６．００％；丁香酚作用下，３个生育
期内，４５％供水水平的单作小麦根干重较７５％供水水
平分别降低５４．０５％，６３．６３％和６４．５２％，而间作小麦
则分别降低５０．００％，５６．５２％和２９．４１％。
主效应分析表明（表３），丁香酚对小麦根长和根
体积，种植模式对小麦根体积和根干重效应均达显著
水平；供水水平对小麦根长、根体积和根干重均具有显
著的促进作用；种植模式与供水水平对小麦根干重的
互作效应显著。
２．２ 不同供水水平下丁香酚对小麦根系特征的化感
效应
丁香酚对小麦根体积、根长和根干重均具不同程
度化感负效应（图１）。不同供水水平下，化感效应值
在７５％与４５％供水水平之间差异显著；７５％供水水平
下，丁香酚对间作小麦根体积、根长和根干重的抑制强
度较４５％水平各时期分别降低５４．６９％，２６．７０％和
１８．６７％，而单作小麦则分别降低３３．３２％，４９．５５％和
５５．４１％。相同供水水平下，丁香酚对单作小麦根体积
的化感负效应均大于间作。
表２ 不同处理下小麦根体积、根长和根干重的变化
犜犪犫犾犲２ 犜犺犲犮犺犪狀犵犲狊狅犳狑犺犲犪狋狉狅狅狋狏狅犾狌犿犲，狉狅狅狋犾犲狀犵狋犺犪狀犱
狉狅狅狋犱狉狔狑犲犻犵犺狋犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
拔节期
Ｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅ
开花期
Ｂｌｏｓｓｏｍ
灌浆期
Ｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅ
成熟期
Ｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅ
根体积Ｒｏｏｔｖｏｌｕｍｅ（ｍＬ／株Ｐｌａｎｔ）
ＷＩ１ ０．８７ｃｄ ２．４８ａｂ ２．６１ｃｄ ２．５７ａ
ＷＩ２ ０．７６ｃｄ １．９４ｂ ２．３０ｃｄｅ １．９９ａｂ
ＷＩ３ ０．７６ｃｄ １．２１ｂ １．３２ｆ １．６２ａｂ
ＷＡＩ１ ０．８２ｃｄ ２．３２ａｂ ２．２９ｃｄｅ ２．２２ａｂ
ＷＡＩ２ ０．６０ｃｄ １．７１ｂ １．９９ｄｅｆ １．７０ａｂ
ＷＡＩ３ ０．４１ｄ １．０６ｂ １．１６ｆ １．３６ｂ
ＷＢＩ１ ２．３１ｂ ３．８３ａ ４．２２ａ ２．６２ａ
ＷＢＩ２ ３．１７ａ ２．６５ａｂ ３．５９ａｂ ２．５８ａ
ＷＢＩ３ ２．３３ｂ ２．０１ｂ １．８９ｄｅｆ ２．０４ａｂ
ＷＢＡＩ１ １．３８ｃ ２．６４ａｂ ３．９７ａ ２．２５ａｂ
ＷＢＡＩ２ ２．１３ｂ ２．２８ａｂ ３．１２ｂｃ ２．４８ａ
ＷＢＡＩ３ １．４２ｃ １．８４ｂ １．５８ｅｆ １．８３ａｂ
根长Ｒｏｏｔｌｅｎｇｔｈ（ｍ／株Ｐｌａｎｔ）
ＷＩ１ ３．５４ｄ ２６．６３ａ １１．７８ｄｅ ３１．５８ａ
ＷＩ２ ４．６５ｃｄ １６．４９ｂｃ １１．０５ｄｅ １９．２６ｃ
ＷＩ３ ３．９１ｄ １０．４８ｃｄ ７．９０ｆ ７．３５ｄ
ＷＡＩ１ ３．０５ｄ １９．５０ａｂ １０．０７ｅｆ ２５．９０ｂ
ＷＡＩ２ ３．９２ｄ １１．８１ｃｄ ９．２４ｅｆ ２０．１６ｂｃ
ＷＡＩ３ ３．０８ｄ １０．１５ｃｄ ５．２０ｇ ６．７６ｄ
ＷＢＩ１ ７．６４ａ １７．５３ａｂｃ １８．５１ａ ２０．８９ｂｃ
ＷＢＩ２ ７．５８ａ １０．８４ｃｄ １５．１８ｂｃ ２３．７１ｂｃ
ＷＢＩ３ ６．５４ａｂ ９．８８ｃｄ １３．２７ｃｄ １０．３８ｄ
ＷＢＡＩ１ ７．４９ａ １３．５９ｂｃｄ １８．１６ａ １７．８６ｃ
ＷＢＡＩ２ ５．８７ａｂｃ ７．２６ｄ １６．００ｂ １７．１２ｃ
ＷＢＡＩ３ ５．０４ｂｃｄ ６．９７ｄ １０．１０ｅｆ ８．７４ｄ
根干重Ｒｏｏｔｄｒｙｗｅｉｇｈｔ（ｇ／株Ｐｌａｎｔ）
ＷＩ１ ０．０６ｂｃｄ ０．４７ａ ０．３４ａ １．２９ａ
ＷＩ２ ０．０９ｂｃｄ ０．４２ａ ０．２８ｂ ０．６５ｃ
ＷＩ３ ０．０６ｂｃｄ ０．１９ｂ ０．１３ｅ ０．３３ｄ
ＷＡＩ１ ０．０５ｄ ０．３７ａｂ ０．３３ａ １．０４ｂ
ＷＡＩ２ ０．０５ｄ ０．２１ｂ ０．２３ｃ ０．６４ｃ
ＷＡＩ３ ０．０６ｂｃｄ ０．１７ｂ ０．１２ｅ ０．２４ｄ
ＷＢＩ１ ０．１０ｂ ０．４１ａ ０．２５ｃ ０．２５ｄ
ＷＢＩ２ ０．１３ａ ０．１８ｂ ０．２４ｃ ０．２４ｄ
ＷＢＩ３ ０．０９ｂｃ ０．１８ｂ ０．１３ｅ ０．２１ｄ
ＷＢＡＩ１ ０．０６ｂｃｄ ０．３０ａｂ ０．２３ｃ ０．１７ｄ
ＷＢＡＩ２ ０．０９ｂｃｄ ０．１９ｂ ０．２１ｄ ０．１５ｄ
ＷＢＡＩ３ ０．０８ｂｃｄ ０．１５ｂ ０．１０ｆ ０．１２ｄ
注：同列不同字母表示５％水平上差异显著。下同。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｔｅｒｓｉｎｏｎｅｃｏｌｕｍｎｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒ
ｅｎｃｅａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔ５％．Ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
５３１第２３卷第２期 草业学报２０１４年
表３ 不同处理因子对小麦根系形态学特征的效应分析
犜犪犫犾犲３ 犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犻狀犳犾狌犲狀犮犲狅狀犿狅狉狆犺狅犾狅犵犻犮犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳狑犺犲犪狋狉狅狅狋犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋
项目
Ｉｔｅｍ
根体积 Ｒｏｏｔｖｏｌｕｍｅ
犉 犘
根长 Ｒｏｏｔｌｅｎｇｔｈ
犉 犘
根干重 Ｒｏｏｔｄｒｙｗｅｉｇｈｔ
犉 犘
种植模式Ｐｌａｎｔｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｓ（Ｐ） ６０．５８１ ０．０００１ ０．４１６ ０．５２００ １６．５３０ ０．０００１
丁香酚Ｅｕｇｅｎｏｌ（Ａ） ９．７９０ ０．００２０ ４．１１０ ０．０４５０ ２．３４９ ０．１２８０
供水水平Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｒａｔｅ（Ｉ） ２５．０２７ ０．０００１ １９．２８６ ０．０００１ １１．４３３ ０．０００１
种植模式×丁香酚浓度Ｐ×Ａ １．２１４ ０．２７３０ ０．０４７ ０．８２９０ ０．０８１ ０．７７７０
种植模式×供水水平Ｐ×Ｉ ０．６０６ ０．５４７０ ０．６６７ ０．５１５０ ３．８５４ ０．０２４０
丁香酚浓度×供水水平Ａ×Ｉ ０．１７４ ０．８４１０ ０．０３８ ０．９６３０ ０．１１７ ０．８９００
供水水平×丁香酚浓度×种植模式Ｉ×Ａ×Ｐ ０．２２０ ０．８０３０ ０．１３１ ０．８７７０ ０．０３４ ０．９６６０
图１ 不同供水水平下丁香酚对小麦根体积、
根长、根干重化感效应
犉犻犵．１ 犃犾犲犾狅狆犪狋犺犻犮犲犳犳犲犮狋狅犳犲狌犵犲狀狅犾狅狀狉狅狅狋狏狅犾狌犿犲，狉狅狅狋犾犲狀犵狋犺，
犱狉狔狉狅狅狋狑犲犻犵犺狋狅犳狑犺犲犪狋犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋
２．３ 不同处理小麦产量及与其根系特征的相关性
丁香酚处理降低小麦籽粒产量，增加供水可弱化
丁香酚对小麦籽粒产量的抑制作用；随供水水平的提
高，各处理小麦籽粒产量均有不同程度提高，３个水分
梯度下丁香酚使单作小麦籽粒产量分别降低２０．９３％，
３１．７２％和３２．５０％，而间作小麦籽粒则分别降低
２６．３９％，２５．６１％和２６．４０％（表４）。在供水水平Ｉ１
与Ｉ３ 间，小麦产量差异显著，丁香酚处理下单作和间
作小麦产量在Ｉ３ 供水水平较Ｉ１ 供水水平分别降低
５０．４１％和４８．９９％。当供水水平达田间持水量６０％
以上后，增加供水则对小麦产量的增加作用不显著（表
４）。表明，不同种植模式下，有无化感物质，６０％田间
持水量均可作获取最大水分效益的参考指标；同样，相
同供水水平下间作蚕豆对丁香酚的产量降低作用亦具
弱化作用。
３ 讨论
浓度为３００×１０－６ ｍｏｌ／ｋｇ土的丁香酚在不同供
水水平下对单、间作小麦的根长、根体积和根干重均表
现出化感负效应，影响根系的生长，说明小麦根系分泌
物丁香酚对小麦根系具有自毒作用。化感物质通过影
响受体植物细胞分裂来抑制其生长发育，如薄荷根分
泌物显著促进小麦幼苗和幼根的生长，显著抑制青菜
（犅狉犪狊狊犻犮犪犮犺犻狀犲狀狊犻狊）幼苗和幼根生长，显著促进萝卜
（犚犪狆犺犪狀狌狊狊犪狋犻狏狌狊）幼苗而抑制其幼根生长［１９］；大豆
（犌犾狔犮犻狀犲犿犪狓）连作中须根减少、根系不发达、根鲜重
下降、根皮老化，吸收养分和水分的能力减弱，根的生
长缓慢［３］；花生（犃狉犪犮犺犻狊犺狔狆狅犵犪犲犪）连作中花生种子
胚根的伸长迟缓、根鲜重下降［２０］。
间作蚕豆弱化了丁香酚对小麦根系生长的抑制
６３１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．２
作用，丁香酚对单作小麦根体积、根干重和根长的化感
负效应均大于间作，说明间作方式有缓解供体植物根
系自毒作用效果。间作是增加单位面积生物多样性的
一种有效种植方式，可以直接增加植物物种多样性，更
重要的是合理的间作能避免自毒作用，从而促进作物
的生长而减轻连作障碍的发生［２１］。小麦间作蚕豆研
究中发现中，两种作物生长盛期，间作蚕豆显著降低间
甲酚对根重的抑制作用［２２］；另有研究表明复合种植可
显著降低高浓度化感物质对幼苗芽干重的负效应［２３］；
表４ 不同处理下小麦的产量表现
犜犪犫犾犲４ 犜犺犲犲犳犳犲犮狋狅犳犲狌犵犲狀狅犾狅狀狔犻犲犾犱犻狀
犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋 ｇ／盆Ｐｏｔ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
０
Ｗ ＷＢ
３００×１０－６ｍｏｌ／ｋｇ土Ｓｏｉｌ（Ａ）
Ｗ ＷＢ
Ｉ１ １８．７３ａ １４．２５ａ １４．８１ａ １０．４９ａ
Ｉ２ １５．５１ｂ １１．７２ａｂ １０．５９ａｂ ８．０７ａｂ
Ｉ３ １０．８３ｃ ７．２７ｃ ７．３１ｃ ５．３５ｃ
说明存在化感抑制物质的条件下，通过间作的方式可产生一定的缓解化感作用的效果。本研究中作物不同的生
长阶段丁香酚的自毒作用有所不同，可能与作物生长发育不同阶段产生化感物质的数量和质量差异有关，且小麦
蚕豆间作群体内，不同生育时期，小麦的竞争力的不同也可能导致小麦对丁香酚的适应能力不同。
不同供水水平下随水分亏缺的加剧化感效应增强，化感效应值在７５％与４５％供水水平之间存在显著差异，
７５％供水水平下丁香酚对间作小麦根体积、根长和根干重的抑制强度较４５％水平下各时期均值分别降低
５４．６９％，２６．７０％，１８．６７％，单作小麦分别降低３３．３２％，４９．５５％，５５．４１％；作物根系对作物汲取养分水分，生长
以及产量形成至关重要。在再生稻头季稻产量研究中表明，其产量与根系干物质量及根系活力密切相关［２４］；水
分是植物体光合作用的主要原料，是新陈代谢和生理生化过程的主要参与者。水分可以通过对土壤生态条件、养
分状况、化感物质的运转和次级代谢等条件的影响而影响化感作用［３］。一般随着土壤含水量的降低，植物生长吸
收水分的减少，植物体内化感物质浓度有增加的趋势，并且植物在逆境条件下，可能产生更多的次生物质［２５］。
在整个小麦生长期内，种植模式与供水水平的互作效应对其根干重达显著水平；且低供水水平下间作小麦籽
粒产量受丁香酚的抑制作用小于单作小麦，４５％水分梯度下丁香酚使单作小麦籽粒产量降低了３２．５０％，而间作
小麦籽粒降低了２６．４０％；相关研究表明，小麦根系分泌物间甲酚与灌水水平对小麦蚕豆竞争力的互作作用显
著［２６］。生产实践中，当间套作作物间存在化感抑制作用时，补水可作为调控作物竞争力的措施而应用。然而，
本研究采用了常用的加入外源物质模拟化感物质作用机制的方法，但未能对作物生长过程中的根系分泌特征及
其化感物质浓度进行动态检测，因此，实时检测作物的根系分泌特征及其化感物质在土壤中的转化等综合效应，
将是进一步深入研究种植模式、供水水平及化感效应三者之间互作作用的重要方向。
４ 结论
丁香酚对小麦根系生长均具有抑制作用，相同供水水平下丁香酚对小麦根系的化感抑制作用在间作中小于
单作；丁香酚对小麦根系生长的抑制作用随水分亏缺的加剧而增强，间作与供水水平对根干重的交互效应显著，
提高供水水平和间作可弱化丁香酚对小麦根系生长的抑制作用。因此，在农业生产中，通过合理的作物配对和优
化水分管理可达到弱化化感物质对作物根系的负效应，从而达到克服因化感物质累积而造成的连作障碍。
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８３１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．２
犈犳犳犲犮狋狊狅犳犲狌犵犲狀狅犾犪狀犱犻狀狋犲狉犮狉狅狆狆犲犱犳犪犫犪犫犲犪狀狅狀狑犺犲犪狋狉狅狅狋
犵狉狅狑狋犺狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狑犪狋犲狉狊狌狆狆犾狔犮狅狀犱犻狋犻狅狀狊
ＺＨＡＯＣａｉ，ＺＨＯＵＨａｉｙａｎ，ＣＨＡＩＱｉａｎｇ，ＨＵＡＮＧＧａｏｂａｏ，ＬＩＵＨｕｉｊｕａｎ，ＺＨＵＪｉｎｇ
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ＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅａｌｅｌｏｐａｔｈｉｃｅｆｆｅｃｔｏｆｒｏｏｔｅｘｕｄａｔｅｓｉｓｑｕｉｔｅｃｏｍｍｏｎｉｎｓｏｉｌａｎｄｏｔｈｅｒｍｅｄｉａ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｄｕｅｔｏ
ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｒｏｐｐｉｎｇｏｆｔｅｎａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｒｏｏｔｇｒｏｗｔｈａｎｄｙｉｅｌｄｏｆｃｏｍｐａｎｉｏｎｃｒｏｐｓ．Ｔｈｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，
ｃｏｎｄｕｃｔｅｄｕｎｄｅｒｃｏｎｔｒｏｌｅｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，ｗａｓｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｕｇｅｎｏｌａｎｄｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｒｏｏｔ
ｇｒｏｗｔｈｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｙｉｅｌｄｏｆｗｈｅａｔ（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）ｕｎｄｅｒｔｈｒｅｅｗａｔｅｒ（７５％，６０％ａｎｄ４５％ｏｆｆｉｅｌｄ
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ｔｈｅｔｒｉａｌａｌｅｌｏｃｈｅｍｉｃａｌ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｅｕｇｅｎｏｌａｔｔｈｅｒａｔｅｏｆ３００×１０－６ｍｏｌ／ｋｇｏｆｓｏｉｌｎｅｇａｔｉｖｅｌｙａｆｆｅｃｔｅｄ
ｒｏｏｔｖｏｌｕｍｅ，ｒｏｏｔｄｒｙｗｅｉｇｈｔａｎｄｒｏｏｔｌｅｎｇｔｈｏｆｗｈｅａｔｃｒｏｐｓ．Ｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｏｆｅｕｇｅｎｏｌｏｎｗｈｅａｔｒｏｏｔｓｅｎ
ｈａｎｃｅｄｗｉｔｈａｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｒａｔｅ．Ｔｈｅｒｅｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅ７５％ａｎｄ４５％ ｗａｔｅｒ
ｓｕｐｐｌｙｌｅｖｅｌｓ．Ｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｏｎｒｏｏｔｖｏｌｕｍｅ，ｒｏｏｔｌｅｎｇｔｈａｎｄｒｏｏｔｄｒｙｗｅｉｇｈｔｏｆｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｗｈｅａｔａｔ
７５％ ｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｌｏｗｅｒｂｙ５４．６９％，２６．７０％，ａｎｄ１８．６７％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｔｈａｎａｔ４５％ ｗａｔｅｒ
ｓｕｐｐｌｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄｌｏｗｅｒｂｙ３３．３２％，４９．５５％，ａｎｄ５５．４１％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎａｍｏｎｏｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎ
ｃｏｎｔｒａｓｔ，ｔｈｅｗｈｅａｔ／ｓｏｙａｂｅａｎｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｗｅａｋｅｎｅｄｔｈｅａｌｅｌｏｐａｔｈｉｃｅｆｆｅｃｔｗｉｔｈｌｉｔｔｌｅ
ｎｅｇａｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｏｎｒｏｏｔｇｒｏｗｔｈｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗｈｅａｔｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓ
ｔｅｍｓａｎｄｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｒｏｏｔｄｒｙｗｅｉｇｈｔｗｈｉｃｈｔｈｅｎｈａｄａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｐｏｓｉｔｉｖｅｉｍｐａｃｔｏｎ
ｇｒａｉｎｙｉｅｌｄｏｆｗｈｅａｔ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅａｌｅｌｏｐａｔｈｉｃｅｆｆｅｃｔ，ｏｆｔｅｎｏｃｃｕｒｒｉｎｇｗｉｔｈｃｏｎｔｉｎ
ｕｏｕｓｃｒｏｐｐｉｎｇ，ｃａｎｂｅｗｅａｋｅｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄｗａｔｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｅｕｇｅｎｏｌ；ｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；ｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇ；ｒｏｏｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ａｌｅｌｏｐａｔｈｉｃｅｆｆｅｃｔ
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