1、棉花是新疆地區(qū)的重要經(jīng)濟作物,由于種植面積大,連作時間長,產(chǎn)生了一系列負面影響,導(dǎo)致新疆棉花連作問題突出。其中化感作用,可能是棉花連作障礙的重要原因之一。本研究采用室內(nèi)生測與盆栽試驗,研究棉花植株浸提液的他感作用與棉花自毒作用,以及模擬大田棉花秸稈還田后化感作用。通過化學(xué)萃取等方法收集、分離棉花化感物質(zhì),應(yīng)用高效液相色譜(HPLC)法進行定量分析。探索棉花化感作用效應(yīng)和棉花自毒作用的作用機理。為揭示棉花連作障礙,構(gòu)建高效合理的種植模式、

2、實現(xiàn)新疆棉花的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。主要結(jié)果如下： 1.棉花植株水浸提液對不同植物的種子萌發(fā)和幼苗生長有一定的化感效應(yīng),表現(xiàn)為“低促高抑”的濃度效應(yīng)。其中莖葉水浸提液對受體植物的化感作用強度要大于根系水浸提液的作用強度。不同濃度的浸提液對不同受體的作用效果也存在著差異。棉花植株的水浸提液對蘿卜、白菜、萵苣、油菜、稗草、狗尾草、苘麻均具有化感效應(yīng),隨著作用濃度增加,抑制效應(yīng)逐漸加強。當(dāng)浸提液的濃度為0.02 g·ml-1時,對受

3、體植物的根長、苗高、萌發(fā)率、鮮重有一定促進作用。當(dāng)濃度達到0.1g·ml-1時,對所有受試植物都有強烈抑制作用。 2.棉花具有較強的自毒作用。棉花植株水浸提液可抑制幼苗期棉花根系的生長發(fā)育,表現(xiàn)在根長、側(cè)根數(shù)減少,鮮重降低,根系活力、SOD活性下降,而POD活性和MDA含量升高,制約了根系對養(yǎng)分和水分的吸收,從而直接影響到幼苗的生長發(fā)育；棉花自毒作用對種子的萌發(fā)影響不大,只有當(dāng)浸提液的濃度較高時,才會對棉花種子的萌發(fā)起到抑制作用

4、。當(dāng)莖葉浸提液濃度為0.02g·ml-1的低濃度時,棉花根長、苗高、側(cè)根數(shù)、干重分別比對照增加10.3％、3.1％、22.9％和2.4％,當(dāng)濃度為0.1g·ml-1時,上述指標(biāo)與對照相比分別降低了34.5％、39.2％、40.5％和19.1％,而根系活力、SOD活性比對照降低38.2％、36.75％,POD活性、MDA含量較對照增加52.3％和36.4％。 3.棉花秸稈還田也表現(xiàn)出一定的化感效應(yīng),當(dāng)土壤中加入棉稈的量為10g/k

5、g時,表現(xiàn)為促進生長發(fā)育,而在90g/kg時,卻起到了明顯的抑制作用,在一定程度上抑制了棉種的萌發(fā),延長了出土?xí)r間,影響了個體生物量的積累。表現(xiàn)為棉花植株根系活力的減弱,而POD、SOD酶活性增大,丙二醛含量提高。隨著秸稈還Ffl量增加,棉花葉片的凈光合速率和氣體交換受抑制。 4.應(yīng)用HPLC檢測棉花中酚類物質(zhì)的含量,確定棉花秸稈和根系分泌物中含有對-羥基苯甲酸、阿魏酸、沒食子酸、香草醛四種酚類化感物質(zhì)。其中,根系分泌物中的化感

6、物質(zhì)以對-羥基苯甲酸和阿魏酸為主,而秸稈浸提物中檢測的化感物質(zhì)主要是對-羥基苯甲酸和沒食子酸。其中都以對-羥基苯甲酸的含量為最高,秸稈地上部、地下部浸提物和根系分泌物中分別達42.388、32.166和26.211μmol/L。 5.通過對棉花的秸稈浸提物和根系分泌物中檢測出的對-羥輕基苯甲酸、阿魏酸、香草醛和沒食子酸四種物質(zhì)的生物活性進行分析,結(jié)果表明,這四種酚類物質(zhì)對棉花幼苗生長及生理活性有一定的影響,存在明顯的濃度效應(yīng),而