间作百喜草对油橄榄根际微环境及抗旱生理的影响

间作百喜草对油橄榄根际微环境及抗旱生理的影响内容摘要：

间作百喜草对油橄榄根际微环境及抗旱生 理的影响* 杨宏伟 1,2 李自龙 1,3 焦 健 4 李朝周1,2** 1 甘肃农业大学生命科学技术学院 兰州 2 甘肃省作物遗传改良和种质创新重点实验室 兰州 3 中国科学院成都生物研究所 成都 4 甘肃农业大学林学院 兰州 摘 730070 730070 610041 730070 要：以 10 年树龄油橄榄植株为试验材料，通过控制土壤含水量及间作或不间作百喜草，测定油橄榄 根际土壤理化指标、土壤肥力相关酶活性及叶片生理生化指标，通过对比分析，探究间作百喜草对油橄榄 根际微环境和叶片抗旱生理的影响。结果表明：随着水分供应的减少，油橄榄叶片细胞膜稳定指数显著下 降，超氧阴离子（O2ˉ·）产生速率、丙二醛（MDA）含量及过氧化氢（H2O2）含量上升，这表明干旱对油 橄榄叶片造成了一定的胁迫和伤害；间作百喜草后，一方面提高了油橄榄叶片细胞膜稳定指数，抑制了 O2ˉ·产生速率、MDA 含量及 H2O2 含量的上升，增加了可溶性糖、脯氨酸、Vc 和还原型谷胱甘肽含量，增 强了超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）及过氧化氢酶（CAT）活性；另一方面提高了土壤酶 活性，降低了土壤的 pH 值，并从整体上提高了油橄榄的根系活力，增加了土壤有机质含量。可见间作百 喜草能够有效改善油橄榄根际土壤微环境，提高油橄榄自身的抗氧化能力，增强油橄榄的整体抗旱性。 关键词：油橄榄；干旱胁迫；百喜草；抗性生理；土壤肥力相关酶活性 Influences of intercropping Paspalum notatum on the olives rhizosphere microenvironment and drought resistant physiology YANG Hong-wei1,2, LI Zi-long1,3, JIAO Jian4 , LI Chao-zhou1,2** 1 College of Life Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China; 2 Gansu Key Laboratory of Crop Genetics & Germplasm Enhancement , Lanzhou 730070, China; 3 Chengdu Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China 4 College of Forestry Science, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China Abstract Objectives: To investigate the influences of intercropping Paspalum notatum on the olive rhizosphere microenvironment and drought resistant physiology. Methods: Using ten years old olive plants as experimental materials, to measure the indexes of rhizosphere microenvironment and drought resistant physiology, such as the rhizosphere soil’s physical and chemical indexes, soil enzymes activities and the olive leaves’ resistant physiology. Results: As the drought stress intensified through less irrigation, the membrane stability index (MSI) of olive leaves decreased, while superoxide anion production rate and the contents of MDA and H 2O2 increased, these results indicated the oxidative stress and injuries of olive leaves had been caused by the drought stress. The intercropping of P. notatum alleviated the increase of superoxide anion production rate and the contents of MDA 1收稿日期 Received: 接受日期 Accepted: * 基金项目: 国家科技支撑计划课题项目（2012BAD06B03）、甘肃省农牧厅项目（GNSW- 2012- 21）、甘肃农业大学林学院中 青 年 创 新 基 金 项 目 The work was supported by National Science and Technology Support Project of China (2012BAD06B03), Agricultural and Husbandry Bureau Project of Gansu Province (GNSW-2012-21), Youth Innovation Foundation of Forestry Science College, Gansu Agricultural University. ** 通讯作者 Corresponding author (E-mail: licz@gsau.edu.cn) 1 and H2O2, thus the decrease of MSI. The intercropping of P. notatum also promoted the contents of soluble sugar, proline, Vc and GSH contents and the activities of SOD, POD and CAT, meanwhile improved the soil fertility related enzymes activities, the organic matter content and the root activity of olive. Conclusions: Intercropping P. notatum improved the soil microenvironment and enhanced the antioxidant abilities of olive, thus promoted the drought resistance of the olive plants in general. Keywords：Olea europaea; drought stress; bahia grass (Paspalum notatum Flugge); resistant physiology; soil fertility related enzyme activity 油橄榄原产于地中海沿岸国家，是油料、绿化兼用的多年生常绿乔木。这一树种虽然 适合在多种土壤上生长，但对气候生态条件的要求比较严格，特别是作为油用品种，只有 种植在日照充足、气温适宜、夏季湿度小并且具备较好土壤水分条件的区域内才能生长良 好，并产生经济效益[1]。1998 年，在由国际油橄榄研究理事会绘制的《世界油橄榄分布 图》上第一次标明了中国的名字，陇南山区也被划在分布区内，并以其独特的气候条件被 划分为一级适生区，因为这一区域油橄榄的产量和品质已经达到了地中海沿岸区油橄榄的 水平[2]。 甘肃省的陇南山区地处北亚热带西北边缘，地形地势复杂，垂直气候层带明显，农业 气候资源丰富，在全国农业气候区划中属于北亚热带秦巴区及其向高原气候区过渡的地带， 为甘肃省经济林品种最为丰富的区域[3]。2006 年 12 月，陇南油橄榄获得了由国家质检总局 颁发的“地理标志产品保护”专用标志，陇南也成为全国最大的油橄榄种植基地[4]，目前陇 南山区的油橄榄种植主要集中在武都区的白龙江川坝河谷及半山区[5]，由于油橄榄多种植 于灌溉条件较差的山地，加之该地区独特的气候特征，干旱成为制约油橄榄产量及种植规 模的重要因素，因此探索增强油橄榄抗旱性的技术措施是油橄榄生产重要的基础性研究。 孙守家等[6]对华北石质山区核桃 -绿豆复合系统的研究表明，核桃 -绿豆农林复合系统中， 旱季间作绿豆土壤 0-20cm 土层水分含量、凌晨叶片水势和光合速率明显高于单作绿豆，显 示间作绿豆体内水分状况好于单作绿豆。曾明等 [7]的研究报道百喜草、白三叶草的菌根具 有较高的侵染率，特别是在果园管理上的应用，通过在柑桔园进行生草栽培，可促进柑桔 根系菌根形成，改善植株生理代谢，提高果品质量。还有研究表明，果园生草管理提高了 土壤的养分和水分的保蓄能力，增加土壤有机质含量，改善果园微生态环境，保护了果园 中病虫天敌种群，有利于无公害果品的生产[8]。 百喜草（Paspalum notatum）原产南美，是丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal, AM）真 菌的高亲和性植物，其根系高比例的菌根侵染率能提高土壤中 AM 真菌的种群数量、改良 土壤理化性质，促进作物矿质营养吸收 [9]。目前关于油橄榄抗旱性的研究主要以离体状态 下叶片的渗透胁迫和不同品种之间抗旱性差异为主，如不同品种油橄榄离体叶片对渗透胁 迫的生理响应及抗旱机制[10]、不同种源油橄榄品种抗旱性比较[11]以及硝酸型和硫酸型酸胁 迫下油橄榄离体叶片的抗旱生理比较[12]等，但间作影响油橄榄根际微环境及抗旱性的研究 尚未见研究报道，为此本文以油橄榄间作百喜草及不同的水分处理开展了这一领域研究， 旨在为提高油橄榄的抗旱生产提供技术指导和理论支撑。 1 材料与方法 1.1 材料 供试油橄榄（Olea europaea L.）品种为“阿斯”（Ascolano Tenera），生长于甘肃省陇 南康源油橄榄科技开发公司油橄榄种植基地（N33°43′，E104°94′，海拔约 837m)。试验用 油橄榄栽种地土壤为壤土，处理前土壤速效 N 含量 24.9 mg  kg-1、速效 P 含量