中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (14): 2755-2770.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.14.005
苏海兰(), 朱雁鸣, 陈宏, 牛雨晴, 郑梅霞, 朱育菁(
)
收稿日期:
2024-01-11
接受日期:
2024-04-11
出版日期:
2024-07-16
发布日期:
2024-07-24
通信作者:
联系方式:
苏海兰,E-mail:363801575@qq.com。
基金资助:
SU HaiLan(), ZHU YanMing, CHEN Hong, NIU YuQing, ZHENG MeiXia, ZHU YuJing(
)
Received:
2024-01-11
Accepted:
2024-04-11
Published:
2024-07-16
Online:
2024-07-24
摘要:
【目的】 探析间作对凉粉草(Mesona chinesis)品质的影响及其作用机制,为凉粉草的高质量栽培技术开发提供理论依据。【方法】 通过田间随机区组试验,设置大豆/凉粉草/玉米间作(S/M/C)和大豆/凉粉草间作(S/M)两种间作模式,并以单独种植凉粉草(M)为对照,比较不同种植模式对凉粉草品质及其根际土壤特性的影响。【结果】 相比于单独种植凉粉草,S/M/C间作模式和S/M间作有利于促进凉粉草叶片和茎中的钙(Ca,叶中增加11.36%—24.20%,茎中增加33.44%—38.16%)、镁(Mg,叶增加34.41%—52.00%、茎增加15.20%—91.99%)、铁(Fe,叶中增加15.21%—15.46%)、铜(Cu,茎增加17.19%—30.73%)等元素积累。S/M/C间作时,凉粉草茎部总黄酮含量增加44.42%。两种间作显著降低了凉粉草根际土壤全氮(TN)、碱解氮(AHN)、速效钾(AK)等养分含量,显著改善了凉粉草土壤pH(M模式4.82,S/M模式5.22,S/M/C模式5.51),而pH是本研究中驱动细菌群落结构改变最重要的土壤因子。S/M/C处理显著提高凉粉草根际土壤的细菌多样性,两种间作均显著提高优势菌属芽孢杆菌(Bacillus)的相对丰度:由M模式下的3.24%分别增加至S/M模式下的5.28%和S/M/C模式下的8.09%。此外,S/M/C间作时,凉粉草根际土壤招募更多的蛭弧菌门(Bdellovibrionota)、Dependentiae、WS2等菌门及甲基孢囊菌属(Methylocystis)等菌属。【结论】 大豆/凉粉草/玉米间作(S/M/C)可促进凉粉草营养元素和总黄酮等活性成分积累,有利于其品质提升。土壤pH的改善可能是S/M/C模式驱动土壤细菌多样性提高、群落结构变化的最主要因素。凉粉草根际土壤中特定细菌在S/M/C模式下的富集有利于凉粉草种植土壤的生物学特性的改善。因此,S/M/C等合理间作是实现凉粉草高质量种植的有效措施。
苏海兰, 朱雁鸣, 陈宏, 牛雨晴, 郑梅霞, 朱育菁. 不同间作方式对凉粉草品质及根际土壤特性的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(14): 2755-2770.
SU HaiLan, ZHU YanMing, CHEN Hong, NIU YuQing, ZHENG MeiXia, ZHU YuJing. Effects of Different Intercropping Methods on Mesona Chinesis Quality and Its Rhizosphere Soil Characteristic[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(14): 2755-2770.
图8
凉粉草活性成分与优势细菌的相关性分析 A:茎成分与门水平优势细菌 Ingredients in stem and dominant bacteria at phylum level;B:茎成分与属水平优势细菌 Ingredients in stem and dominant bacteria at genus level;C:叶成分与门水平优势细菌 Ingredients in leaves and dominant bacteria at phylum level;D:叶成分与属水平优势细菌 Ingredients in leaves and dominant bacteria at genus level"
[1] |
黄素华, 韦范, 全昌乾, 徐梅华, 缪剑华, 汤丹峰. 氮磷钾复合肥对仙草产量及代谢物的影响. 分子植物育种, 2023, 1-10. http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20230821.1419.005.html
|
|
|
[2] |
林丽华, 黄莉鑫, 谢建华. 凉粉草功能活性成分及其生物活性研究进展. 食品工业科技, 2016, 37(20): 356-359.
|
|
|
[3] |
夏微. 基于SLAF-seq技术的凉粉草居群遗传多样性分析[D]. 广州: 华南农业大学, 2018.
|
|
|
[4] |
郭秀芝, 彭政, 王铁霖, 蒋待泉, 王红阳, 杜用玺, 孙楷, 张燕, 郭兰萍. 间套作体系下种间互作对药用植物影响的研究进展. 中国中药杂志, 2020, 45(9): 2017-2022.
|
|
|
[5] |
|
[6] |
|
[7] |
王琪, 王红兰, 孙辉, 崔俊芳, 杨萍, 朱文涛, 蒋舜媛. 蚕豆间作对羌活次生代谢产物及根际土壤微生物多样性的影响. 中国中药杂志, 2022, 47(10): 2597-2604.
|
|
|
[8] |
孙鹏. 穿龙薯蓣与薏苡间作研究[D]. 济南: 山东中医药大学, 2012.
|
|
|
[9] |
|
[10] |
黎萍, 黄小娟, 梁振华, 李恒锐, 杨海霞, 马仙花, 刘连军. 木薯与凉粉草套种高产高效栽培技术研究. 农业研究与应用, 2021, 34(1): 15-19.
|
|
|
[11] |
吕金凤, 甘艳. 黑老虎套种凉粉草高产高效种植模式. 农业与技术, 2020, 40(16): 91-93.
|
|
|
[12] |
赵小光, 赵兴忠, 刘颢萌, 肖金平张璞张雅蕾王丽萍. 玉米大豆间作对大豆农艺、品质和产量性状的影响. 农学学报, 2023, 13(8): 18-24.
doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0022 |
doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0022 |
|
[13] |
顾琼, 金文标, 陈远清, 郭仕达, 万超凡. 利用卷枝毛霉成球特性高效收获微藻. 环境科学, 2017, 38(2): 688-696.
|
|
|
[14] |
葛素囡, 张生翾, 王芳, 魏欢, 谢文磊, 谢建, 李驰, 赵胡. 外源物质对新疆紫草毛状根次生代谢产物含量的影响. 食品科学, 2016, 37(9): 160-164.
doi: 10.7506/spkx1002-6630-201609030 |
|
|
[15] |
杜婷, 陈玉莲, 毕境徽, 杨玉婷, 张丽, 游成铭, 谭波, 徐振锋, 王丽霞, 刘思凝, 李晗. 林窗对川西亚高山凋落叶总酚和缩合单宁损失动态的影响. 植物生态学报, 2023, 47(5): 660-671.
doi: 10.17521/cjpe.2021.0321 |
doi: 10.17521/cjpe.2021.0321 |
|
[16] |
鲍士旦. 土壤农化分析. 3版. 北京: 中国农业出版社, 2000.
|
|
|
[17] |
邹温馨, 苏卫华, 陈远学, 陈新平, 郎明. 长期施氮对酸性紫色土氨氧化微生物群落及其硝化作用的影响. 中国农业科学, 2022, 55(3): 529-542. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2022.03.009.
|
|
|
[18] |
马玉全, 王小龙, 李玉梅, 王孝娣, 刘凤之, 王海波. 不同砧木对葡萄‘87-1’氮磷钾等养分吸收利用的影响. 中国农业科学, 2022, 55(19): 3822-3830. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2022.19.011.
|
|
|
[19] |
夏海勇, 薛艳芳, 孟维伟, 于丽敏, 刘灵艳, 张正. 间套作体系作物-土壤铁和锌营养研究进展. 应用生态学报, 2015, 26(4): 1263-1270.
|
|
|
[20] |
夏海勇, 孔玮琳, 薛燕慧, 汤艳艳, 汪宝卿, 刘开昌, 万书波. 间作对玉米磷、铁、锌和钙素吸收及其在植株体内转移分配的影响. 山东农业科学, 2017, 49(7): 86-90.
|
|
|
[21] |
doi: 10.3389/fpls.2019.00605 pmid: 31139203 |
[22] |
|
[23] |
|
[24] |
|
[25] |
|
[26] |
常换换, 苏友波, 范茂攀, 王自林, 赵吉霞, 李永梅. 红壤坡耕地玉米大豆间作的根际微生态效应. 山西农业大学学报(自然科学版), 2022, 42(2): 21-28.
|
[41] |
刘少文, 殷敏, 褚光, 徐春梅, 王丹英, 章秀福, 陈松. 长江中下游稻区不同水旱轮作模式和氮肥水平对稻田CH4排放的影响. 中国农业科学, 2019, 52(14): 2484-2499. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.14.008.
|
|
|
[42] |
张金梅, 卢红, 李明, 刘玉连, 杨逢春. 两种微生物菌肥对穿心莲生长及其有效成分含量的影响. 山东农业科学, 2023, 55(3): 101-108.
|
|
|
[43] |
郭志祥, 钮颜宇, 徐淑慧, 孙香荣, 李连珍, 李娟. 微生物肥对连作地黄生长及产量品质的影响. 北方园艺, 2022(19): 100-106.
|
|
|
[44] |
doi: 10.1093/jxb/erp144 pmid: 19429838 |
[45] |
|
[46] |
|
[47] |
|
[40] |
|
[39] |
|
[38] |
|
林伟伟, 李娜, 陈丽珊, 吴则焰, 林文雄, 沈荔花. 玉米与大豆种间互作对根际细菌群落结构及多样性的影响. 中国生态农业学报(中英文), 2022, 30(1): 26-37.
|
|
[37] |
|
[36] |
|
[35] |
doi: 10.1093/molbev/msv281 pmid: 26615204 |
[34] |
|
[33] |
|
[32] |
doi: 10.3389/fmicb.2018.01521 pmid: 30034385 |
[31] |
|
狄廷均, 朱毅勇, 仇美华, 阚建鸾, 张晓曼, 徐国华, 沈其荣. 水稻根系细胞膜H+-ATPase对铵硝营养的响应差异. 中国水稻科学, 2007, 21(4): 360-366.
|
|
[30] |
|
崔爱花, 胡启星, 王淑彬, 刘帅, 孙巨龙, 白志刚, 黄国勤. 玉米大豆带状间作对资源利用效率及土壤养分含量的影响. 江苏农业科学, 2023, 51(10): 236-242.
|
|
[29] |
doi: 10.13287/j.1001-9332.202311.015 |
顾嘉诚, 王文敏, 王振, 李鲁华, 蒋贵菊, 王家平, 程志博. 玉米/大豆间作对根际土壤磷素生物有效性和微生物群落结构的影响. 应用生态学报, 2023, 34(11): 3030-3038.
doi: 10.13287/j.1001-9332.202311.015 |
|
[28] |
|
[27] |
|
冯晨, 黄波, 冯良山, 郑家明, 白伟, 杜桂娟, 向午燕, 蔡倩, 张哲, 孙占祥. 不同配置对辽西玉米‖花生间作系统氮素吸收利用的影响. 中国农业科学, 2022, 55(1): 61-73. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.sas-210177.
|
|
[26] |
|
[1] | 赵博慧, 张影全, 景东林, 刘保华, 程媛媛, 苏玉环, 唐娜, 张波, 郭波莉, 魏益民. 基于多年定点的小麦籽粒质量稳定性研究[J]. 中国农业科学, 2024, 57(9): 1833-1844. |
[2] | 梁王壮, 唐雅楠, 刘佳荟, 郭晓江, 董慧雪, 祁鹏飞, 王际睿. 小麦发芽对面粉质量与加工产品品质的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1267-1280. |
[3] | 任强, 徐珂, 樊志龙, 殷文, 范虹, 何蔚, 胡发龙, 柴强. 小麦玉米间作氮肥后移利于减少土壤蒸发提高水分利用效率[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1295-1307. |
[4] | 杨启睿, 李岚涛, 张潇, 张倩, 张银杰, 张铎, 王宜伦. 施钾对夏花生产量、品质及光温生理特性的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1335-1349. |
[5] | 黄皓, 吴庆红, 张宇, 汪冶, 刘青娥, 方艺达, 罗自生. 新型相变蓄冷剂对香菇采后品质的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(5): 989-999. |
[6] | 姜雯, 梁文馨, 裴斐, 苏安祥, 马高兴, 方东路, 胡秋辉, 马宁. 添加杏鲍菇粉对挤压米品质特性的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(4): 779-796. |
[7] | 张永莉, 张宁, 徐姣, 许豆豆, 成芳, 张成龙, 吴碧波, 巩养仓, 贺云新, 魏尚职, 屠小菊, 刘爱玉, 周仲华. 不同带状间作模式对棉花生长发育和生产力的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(22): 4444-4458. |
[8] | 董奎军, 张亦涛, 刘瀚文, 张继宗, 王伟军, 温延臣, 雷秋良, 文宏达. 玉米大豆间作减量施氮对当季作物农艺性状、经济效益和后茬小麦产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(22): 4495-4506. |
[9] | 谢倩, 江来, 丁明月, 刘玲玲, 陈清西. 基于感官评价的橄榄鲜食品质差异代谢组分析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(2): 363-378. |
[10] | 王小军, 王金兰, 琚泽亮, 梁国玲, 贾志锋, 刘文辉, 马祥, 马金秀, 李文. 环青海湖地区不同饲用燕麦品种生产性能和营养品质综合评价[J]. 中国农业科学, 2024, 57(19): 3730-3742. |
[11] | 刘涵, 丁迪, 汪江涛, 郑宾, 王笑笑, 朱晨旭, 刘娟, 刘领, 付国占, 焦念元. 玉米穗型与种植密度对玉米花生间作种间竞争的协调效应[J]. 中国农业科学, 2024, 57(19): 3758-3769. |
[12] | 翁文安, 邢志鹏, 胡群, 魏海燕, 史扬杰, 奚小波, 李秀丽, 刘桂云, 陈娟, 袁风萍, 孟轶, 廖萍, 高辉, 张洪程. 无人化旱直播模式对水稻产量、品质和经济效益的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(17): 3350-3365. |
[13] | 杨立达, 彭新月, 朱文雪, 赵静, 袁晓婷, 林萍, 罗凯, 李易玲, 罗春明, 李雨泽, 杨文钰, 雍太文. 秸秆还田与灌溉方式对大豆玉米带状间作出苗及幼苗生长的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(17): 3366-3383. |
[14] | 李红, 王西娜, 韦广源, 马永鑫, 田海梅, 王月梅, 钱芝瑾, 谭军利. 节水减氮对宁夏引黄灌区春小麦抗倒伏特性及产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(17): 3424-3439. |
[15] | 赵卓超, 曹昊天, 周子昕, 曲佳乐, 李泽, 许明杨, 杨琪薇, 张斌, 王宁泽, 吴永振, 孙晗, 秦冉, 赵春华, 崔法. 1BL·1RS染色体对小麦产量和品质相关性状的遗传效应分析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(16): 3116-3126. |
|