CN115474517A - 一种不同植物间互补性构建方法 - Google Patents

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孙艺
李风昴
王娟
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Abstract

本发明涉及农林种植研究领域，且公开了一种不同植物间互补性构建方法，包括以下步骤：S1：选择同一块种植土壤，然后种植植物一和植物二；S2：控制种植的植物群的养殖环境相同，包括相同的光照强度、光照时长、湿度和温度；S3：观察植物生长情况，采集土壤和植物样本，检测样本数据；S4：根据样本数据判断两种不同植物种植在一起后的对土壤养分有效性的影响，以及判断两组不同植物相互之间的互补性或者相斥性；S5：并剖析植物间互补性或者互斥性发生的反应过程和调节方式；S6：选择互补性较好的两组植物，进行培育种植，应用到农林业发展或者生态环境改良，将不同植物之间的互作效应在农林业生产中发挥着很重要的作用。

Description

一种不同植物间互补性构建方法
技术领域
本发明涉及农林种植研究领域，具体为一种不同植物间互补性构建方法。
背景技术
植物之间虽然表面上看没有关系，但是每一种植物之间都有着千丝万缕的联系，他们之间互相促进又互相抑制，有的甚至会导致死亡。在具体的实践中可以发现，不同的土壤、不同的植物他们之间的互相作用不同，在相同的条件下同一种植物也会产生不同的代谢物，作为农业大国的我们在农林发展方面，还有很多问题还在进行深入研究，例如果园的种植和农田的耕作，都会伴随有其他植物的生长，不同物种长期生长在一起，不可避免地会出现相互影响，从而影响农作物的生产稳定性，甚至严重影响到果实的高产，为此我们提出了一种不同植物间互补性构建方法。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种不同植物间互补性构建方法，解决了上述的问题。
（二）技术方案
为实现上述所述目的，本发明提供如下技术方案：一种不同植物间互补性构建方法，包括以下步骤：
S1：选择同一块种植土壤，然后种植植物一和植物二；
S2：控制种植的植物群的养殖环境相同，包括相同的光照强度、光照时长、湿度和温度；
S3：观察植物生长情况，采集土壤和植物样本，检测样本数据；
S4：根据样本数据判断两种不同植物种植在一起后的对土壤养分有效性的影响，以及判断两组不同植物相互之间的互补性或者相斥性；
S5：并剖析植物间互补性或者互斥性发生的反应过程和调节方式；
S6：选择互补性较好的两组植物，进行培育种植，应用到农林业发展或者生态环境改良。
优选的，所述S2中控制养殖环境中植物会发生化学反应，且工作人员需监测不同植物的反应过程，植物的光合作用化学方程式：CO2+H2O=CH2O+O2；
呼吸作用化学方程式：C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+能量（催化剂：酶）。
优选的，所述S3中样本检测包括以下步骤：
S31：在种植之前利用土壤采集器采集部分样品，作为土壤母样本；
S32：在种植之后利用土壤采集器采集部分样品，作为土壤子样本；
S33：分别同样土壤情况下单独种植植物一和植物二，截取植物一和植物二的细胞组织，作为植物母样本；
S34：再对S1中混合种植的植物一和植物二截取部分细胞组织，作为植物子样本；
S35：将土壤母样本、土壤子样本、植物母样本和植物子样本进行化学检测数据，并对数据进行对比，做出不同植物间的是否具有互补性或互斥性。
优选的，所述S4中植物间互补性或者互斥性为植物在生长过程中从周围环境吸收水分和各种矿物质的同时，还能分泌萜烯类、醛、醚、酮、酚、醌类、有机酸和酒精有机物，分泌的这些有机物对植物的生长发育具有有益和有害两方面的作用，且植物之间相互作用会产生物质。
优选的，所述S5中调节方式包括：基因调节：通过信号诱导相关的基因表达，调控生长发育，诱导信号分为：外部信号有阳光、温度、重力、日照长短；内部信号有激素、电和水；
化学信使：主要的内部因子化学信使-激素，调节的基本形式是激素调节；
电信使调节：植物体内电信使时常以电化学波的形式传递，以快速、通用、效用短暂为特点，在植物体内，它可以和化学信使协作发挥效应；
水信使调节：植物体内水势的变化也可作为一种信息，并迅速传递，以调节相关生命活动，适应环境变化。
优选的，所述植物之间相互作用会产生物质属于次生代谢物，这种代谢物是植物存储和合成过程中需要的物质，植物之间的初级代谢形成的物质有蛋白质、脂类、核酸和合成糖，这些物质是植物成长的基础和前提，植物已经习惯了结构细胞、组织结构和存储能量，金额日进行生化反应，遗传和记录信息，是植物生长和调节过程中必不可少的物质，植物的二次代谢和主要的能量之间互相竞争，次级代谢物合成受到了比较严格的限制。
优选的，所述S5中剖析植物间互补性或者互斥性发生的反应过程包括以下步骤：
S51：研究对根的生长影响；
S52：研究植物的他感作用；
S53：研究对植物体内养分的影响；
S54：研究对土壤养分有效性的影响。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种不同植物间互补性构建方法，具备以下有益效果：
1、该不同植物间互补性构建方法，在相同的环境下混作不同的植物，然后对其生长情况进行与之前单独种植进行对比，并作出科学的化学检测，对检测数据做对比，判断不同植物的混作后的相互作用，从而选用较好的混作植物应用到实际农林发展中去，可将不同植物之间的互作效应在农林业生产中发挥着很重要的作用，因此我们对于不同植物种间互作效应机制的研究有助于更深层次的阐释植物互作中其生态系统结构的稳定性和资源的高效利用，为经营植物种间关系协调的高产、高效和稳定的互作系统提供依据，同时也为农林业的生产起到一定的理论指导作用。
2、该不同植物间互补性构建方法，在不同植物的互作中，通过对物种的选择搭配组合，因为物种种间作用机理是物种互作的理论基础，根据当地条件，选择互作物种，做到因地制宜；根据所选互作物种的生物学特性，确定互作结构，采用适宜的组成和密度；同时在农林间作中尽量减少林木与农作物对光热水养分等的竞争，从而提高农林互作中养分的利用效率，促进农林业的可持续发展。
附图说明
图1为本发明构建方法流程结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种不同植物间互补性构建方法，包括以下步骤：
S1：选择同一块种植土壤，然后种植植物一和植物二；
S2：控制种植的植物群的养殖环境相同，包括相同的光照强度、光照时长、湿度和温度；
S3：观察植物生长情况，采集土壤和植物样本，检测样本数据；
S4：根据样本数据判断两种不同植物种植在一起后的对土壤养分有效性的影响，以及判断两组不同植物相互之间的互补性或者相斥性；
S5：并剖析植物间互补性或者互斥性发生的反应过程和调节方式；
S6：选择互补性较好的两组植物，进行培育种植，应用到农林业发展或者生态环境改良。
S2中控制养殖环境中植物会发生化学反应，植物的光合作用化学方程式：CO2+H2O=CH2O+O2；
呼吸作用化学方程式：C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+能量（催化剂：酶）。
光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段的特征是在光驱动下水分子氧化释放的电子通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给NADP⁺，使它还原为NADPH，反应式：H2O+ADP+Pi+NADP⁺=O2+ATP+NADPH+H⁺；
暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖，反应式： CO2+ATP+NADPH+H⁺=CH2O+ADP+Pi+NADP⁺。
S3中样本检测包括以下步骤：
S31：在种植之前利用土壤采集器采集部分样品，作为土壤母样本；
S32：在种植之后利用土壤采集器采集部分样品，作为土壤子样本；
S33：分别同样土壤情况下单独种植植物一和植物二，截取植物一和植物二的细胞组织，作为植物母样本；
S34：再对S1中混合种植的植物一和植物二截取部分细胞组织，作为植物子样本；
S35：将土壤母样本、土壤子样本、植物母样本和植物子样本进行化学检测数据，并对数据进行对比，做出不同植物间的是否具有互补性或互斥性。
S4中植物间互补性或者互斥性为植物在生长过程中从周围环境吸收水分和各种矿物质的同时，还能分泌萜烯类、醛、醚、酮、酚、醌类、有机酸和酒精有机物，分泌的这些有机物对植物的生长发育具有有益和有害两方面的作用，如站烯类和某些有机酸通过酶的作用，可合成生长素类、赤霉素类等促进植物生长发育的激素类物质，而酒精等分泌物具有明显的杀菌作用，且植物之间相互作用会产生物质。
S5中调节方式包括：基因调节：通过信号诱导相关的基因表达，调控生长发育，诱导信号分为：外部信号有阳光、温度、重力、日照长短；内部信号有激素、电和水；
化学信使：主要的内部因子化学信使-激素，调节的基本形式是激素调节；
电信使调节：植物体内电信使时常以电化学波的形式传递，以快速、通用、效用短暂为特点，在植物体内，它可以和化学信使协作发挥效应；
水信使调节：植物体内水势的变化也可作为一种信息，并迅速传递，以调节相关生命活动，适应环境变化。
植物之间相互作用会产生物质属于次生代谢物，这种代谢物是植物存储和合成过程中需要的物质，植物之间的初级代谢形成的物质有蛋白质、脂类、核酸和合成糖，这些物质是植物成长的基础和前提，植物已经习惯了结构细胞、组织结构和存储能量，金额日进行生化反应，遗传和记录信息，是植物生长和调节过程中必不可少的物质，植物的二次代谢和主要的能量之间互相竞争，次级代谢物合成受到了比较严格的限制。
S5中剖析植物间互补性或者互斥性发生的反应过程包括以下步骤：
S51：研究对根的生长影响；根系是植物与土壤界面进行物质和能量交换的桥梁，其形态和分布直接反映植物对立地条件的利用状况。
S52：研究植物的他感作用；植物间通过生物化学物质而产生的交互作用被称为他感作用，其所涉及的范围有高等植物与微生物的相互作用高等植物之间的相互作用和微生物之间的相互作用，这种现象普遍存在于自然生态系统及栽培生态系统中，他感物质主要通过淋洗植物体分解根系分泌和挥发等途径传播，植物生态系统中共同生长的植物之间，除了对光照水分、养分、生存空间等因子的竞争外，通过分泌化学物质发生重要作用，这种作用在一定条件下可能上升到主导地位。
目前植物间相生相克的作用机理可以概括为一种植物产生的生克物质渗入到其它植物体内，影响受体植物细胞膜的透性营养元素的吸收和运输、有机物质的代谢、光合呼吸以及植物解剖结构的变化、植物体内酶的活性和激素平衡等等。在农林业生产实践中，应当充分利用有关植物间相生相克作用方面的研究成果，有目的地选择相生作用的树种栽植在一起或营造混交林，而避免具有相克作用的植物混交。
S53：研究对植物体内养分的影响；目前一般认为树种间养分转移主要有通过土壤溶液养分浓度梯度和根系吸收能力的差异和通过连接两树种根系的菌丝桥两条途径；
一是混交树种根系(细根)之间通过土壤溶液，利用养分浓度梯度和根系吸收能力的差异，将某些养分物质从一个树种的根茎(或根面)传递到另一树种的根茎(或根面)，从而被后者吸收；
二是混交树种之间通过连接两树种根系的菌丝桥转移养分。自然界大多数植物都能被菌根菌侵染，而且许多菌根菌具有广谱侵染性，因此当两树种混栽时有可能被同一种菌根菌侵染而形成联结两树种的菌丝桥。通过这些遍布土壤的菌丝桥网络可将一个树体中的养分物质转移到另一树体的根系并被吸。
S54：研究对土壤养分有效性的影响；不同植物之间的互作可以有效地提高土壤肥力，混交林林地土壤的微生物活性大大高于纯林林地，种间关系融洽的混交林，比纯林能更好地发挥森林的综合效益。
实施例一：S1：选择同一块种植土壤，然后种植豆科植物与禾本科植物即小麦和豌豆；
S2：控制种植的植物群的养殖环境相同，包括相同的光照强度、光照时长、湿度和温度；
S3：观察植物生长情况，采集土壤和植物样本，检测样本数据；
S4：根据样本数据判断两种不同植物种植在一起后的对土壤养分有效性的影响，以及判断两组不同植物相互之间的互补性或者相斥性；
S5：并剖析植物间互补性或者互斥性发生的反应过程和调节方式，得到的结果为米和豆类有相互促进生长的作用，它们之间混种或间作套种比单种长势要好。因为具有根瘤菌的豆科植物可固定空气中大量的氮素，对满足作物对氮素的需要有重要作用。此外豆科植物在生长过程中形成的凝集素，还能促进禾本科植物对磷、钾等营养元素的吸收。因此豆科植物与其它植物混种一般产 量高而稳定，同时小麦、玉米等禾本科植物分泌的凝集素能与根瘤菌结合，又促进根瘤菌的形成和豆科植物生长。
实施例二：S1：选择同一块种植土壤，然后混作种植大蒜与马铃薯；
S2：控制种植的植物群的养殖环境相同，包括相同的光照强度、光照时长、湿度和温度；
S3：观察植物生长情况，采集土壤和植物样本，检测样本数据；
S4：根据样本数据判断两种不同植物种植在一起后的对土壤养分有效性的影响，以及判断两组不同植物相互之间的互补性或者相斥性；
S5：并剖析植物间互补性或者互斥性发生的反应过程和调节方式，得到相互作用结果为大蒜分泌物具有杀菌作用大蒜分泌的大蒜素和大蒜辣素具有水溶性和脂溶性基团，能杀灭多种细菌和病毒，可抑制马铃薯晚疫病蔓延，大蒜与棉花、麦类混作或间作可减轻棉蚜和麦蚜的发生。
实施例三：S1：选择同一块种植土壤，然后混作种植高梁和烟草；
S2：控制种植的植物群的养殖环境相同，包括相同的光照强度、光照时长、湿度和温度；
S3：观察植物生长情况，采集土壤和植物样本，检测样本数据；
S4：根据样本数据判断两种不同植物种植在一起后的对土壤养分有效性的影响，以及判断两组不同植物相互之间的互补性或者相斥性；
S5：并剖析植物间互补性或者互斥性发生的反应过程和调节方式，得到相互作用结果为烟草分泌的尼古丁可防治高粱的蚜虫和病害。
实施例四：S1：选择同一块种植土壤，然后混作种植白菜和韭菜；
S2：控制种植的植物群的养殖环境相同，包括相同的光照强度、光照时长、湿度和温度；
S3：观察植物生长情况，采集土壤和植物样本，检测样本数据；
S4：根据样本数据判断两种不同植物种植在一起后的对土壤养分有效性的影响，以及判断两组不同植物相互之间的互补性或者相斥性；
S5：并剖析植物间互补性或者互斥性发生的反应过程和调节方式，得到相互作用结果为韭菜分泌杀菌素韭菜很少发生病虫害，是由于韭菜分泌多种杀菌素，很少遭受细菌和病毒的侵染，因此白菜和韭菜种在一起，白菜不会得根腐病。
不同植物之间的互作效应在农林业生产中发挥着很重要的作用，因此我们对于不同植物种间互作效应机制的研究有助于更深层次的阐释植物互作中其生态系统结构的稳定性和资源的高效利用，为经营植物种间关系协调的高产、高效和稳定的互作系统提供依据，同时也为农林业的生产起到一定的理论指导作用，
在不同植物的互作中，要想取得最优的经济效益和社会效益，对物种的选择尤为关键，因为物种种间作用机理是物种互作的理论基础。所以应根据当地条件，选择互作物种，做到因地制宜；还要根据所选互作物种的生物学特性，确定互作结构，也就是采用适宜的组成和密度；同时在农林间作中还应尽量减少林木与农作物对光热水养分等的竞争，采取科学的经营管理措施提高农林互作中养分的利用效率，促进农林业的可持续发展。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种不同植物间互补性构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：选择同一块种植土壤，然后种植植物一和植物二；
S2：控制种植的植物群的养殖环境相同，包括相同的光照强度、光照时长、湿度和温度；
S3：观察植物生长情况，采集土壤和植物样本，检测样本数据；
S4：根据样本数据判断两种不同植物种植在一起后的对土壤养分有效性的影响，以及判断两组不同植物相互之间的互补性或者相斥性；
S5：并剖析植物间互补性或者互斥性发生的反应过程和调节方式；
S6：选择互补性较好的两组植物，进行培育种植，应用到农林业发展或者生态环境改良。
2.根据权利要求1所述的一种不同植物间互补性构建方法，其特征在于，所述S2中控制养殖环境中植物会发生化学反应，且工作人员需监测不同植物的反应过程。
3.根据权利要求1所述的一种不同植物间互补性构建方法，其特征在于，所述S3中样本检测包括以下步骤：
S31：在种植之前利用土壤采集器采集部分样品，作为土壤母样本；
S32：在种植之后利用土壤采集器采集部分样品，作为土壤子样本；
S33：分别同样土壤情况下单独种植植物一和植物二，截取植物一和植物二的细胞组织，作为植物母样本；
S34：再对S1中混合种植的植物一和植物二截取部分细胞组织，作为植物子样本；
S35：将土壤母样本、土壤子样本、植物母样本和植物子样本进行化学检测数据，并对数据进行对比，做出不同植物间的是否具有互补性或互斥性。
4.根据权利要求1所述的一种不同植物间互补性构建方法，其特征在于，所述S4中植物间互补性或者互斥性为植物在生长过程中从周围环境吸收水分和各种矿物质的同时，还能分泌萜烯类、醛、醚、酮、酚、醌类、有机酸和酒精有机物，分泌的这些有机物对植物的生长发育具有有益和有害两方面的作用，且植物之间相互作用会产生物质。
5.根据权利要求1所述的一种不同植物间互补性构建方法，其特征在于，所述S5中调节方式包括：基因调节：通过信号诱导相关的基因表达，调控生长发育，诱导信号分为：外部信号有阳光、温度、重力、日照长短；内部信号有激素、电和水；
化学信使：主要的内部因子化学信使-激素，调节的基本形式是激素调节；
电信使调节：植物体内电信使时常以电化学波的形式传递，以快速、通用、效用短暂为特点，在植物体内，它可以和化学信使协作发挥效应，；
水信使调节：植物体内水势的变化也可作为一种信息，并迅速传递，以调节相关生命活动，适应环境变化。
6.根据权利要求4所述的一种不同植物间互补性构建方法，其特征在于，所述植物之间相互作用会产生物质属于次生代谢物，这种代谢物是植物存储和合成过程中需要的物质，植物之间的初级代谢形成的物质有蛋白质、脂类、核酸和合成糖，这些物质是植物成长的基础和前提，植物已经习惯了结构细胞、组织结构和存储能量，金额日进行生化反应，遗传和记录信息，是植物生长和调节过程中必不可少的物质，植物的二次代谢和主要的能量之间互相竞争，次级代谢物合成受到了比较严格的限制。
7.根据权利要求1所述的一种不同植物间互补性构建方法，其特征在于，所述S5中剖析植物间互补性或者互斥性发生的反应过程包括以下步骤：
S51：研究对根的生长影响；
S52：研究植物的他感作用；
S53：研究对植物体内养分的影响；
S54：研究对土壤养分有效性的影响。
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