间作系统中作物种间碳氮代谢与其抗病性的关系

合理间作显著提高粮食产量、养分资源利用效率和作物抗病性，已被大量研究所证实。但有关间作系统中作物种间和作物品种间的氮碳代谢特征及其与间作提高作物抗病性的关系，可溶性碳氮同化物、氮养分利用与作物抗病性在间作优势发挥中的相互作用等，尚缺乏系统研究。

因此，该项目于2004年获得国家自然科学基金立项资助（项目编号：30460061）。该项目针对云南实际和国内外研究现状，以云南普遍种植的小麦/蚕豆间作和云南特有的不同水稻品种间作体系为主要研究对象，通过水培、砂培、盆栽和田间试验及根系分隔技术，主要研究了昆明、玉溪、陆良、石林等不同生态区、不同肥力水平条件下，间作系统作物种间和品种间的碳氮代谢特征及其与作物抗病性的关系和相互作用规律。

主要研究成果与创新性如下：

1. 首次阐明了不同肥力水平条件下，小麦/蚕豆间作系统作物种间和不同品种水稻间作系统作物品种间的碳、氮代谢特征和抗病性物质的动态变化规律。明确了根际氮养分的动态变化特征、病害发生特征和间作抗病性特征。

2. 首次阐明了氮肥施用水平对小麦/蚕豆间作系统、水稻间作系统作物种间光合碳同化、氮素吸收利用、可溶性碳、氮同化物和类黄酮、总酚等抗病性物质的影响。

3. 阐明了氮肥施用水平、氮素钾素营养和根系相互作用对小麦/蚕豆间作系统小麦锈病、小麦白粉病等病害的影响和相互作用，阐明了水稻间作系统中氮肥施用水平、氮硅营养与稻瘟病发生和传播间的关系和相互作用。

4. 首次阐明了间作系统中，氮肥供应水平、根系相互作用、可溶性碳、氮同化物变化、类黄酮和酚类等抗病类物质变化与小麦锈病、白粉病和水稻稻瘟病等病害间的关系。

5. 发表学术论文32篇，出版专著1部。其中，SCI论文1篇，英文论文6篇，核心期刊25篇。另发表国际会议论文3篇。论文被国内外学者广泛引用。

6. 培养硕士研究生12名，博士研究生4名。4篇硕士学位论文获云南省优秀硕士论文。国际学术交流和人才培养成果显著。

该成果首次揭示了小麦/蚕豆间作系统和水稻间作系统中的碳、氮代谢特征，首次阐明了间作作物种间和作物品种间碳氮代谢与作物抗病性之间的关系和相互作用规律，创新性显著，在国内外具有较大的影响。对于深入揭示间作系统养分高效利用与作物抗病性提高的相互作用机制具有重要科学意义和创新性学术价值，并为利用生物多样性原理提高作物生产力和农田生态系统稳定性与可持续性，建立主要粮食作物高产、资源高效利用、作物抗病性增强和环境友好的综合调控技术提供了科学依据。对解决国家粮食安全、资源高效、环境友好的重大需求具有十分重要的作用。

合理间作显著提高粮食产量、养分资源利用效率、作物抗病性已被大量研究所证实。但有关间作系统中作物种间和作物品种间的氮碳代谢特征及其间作提高作物抗病性的关系，可溶性碳氮同化物、氮养分利用与作物抗病性在间作优势发挥中的相互作用等尚缺乏系统研究。因此，该项目于2004年获得国家自然科学基金立项资助(30460061)。该项目针对云南实际和国内外研究现状，以云南普遍种植的小麦/蚕豆间作和云南特有的不同水稻品种间作体系为主要研究对象，通过水培、砂培、盆栽和田间试验及根系分隔技术，主要研究了昆明、玉溪、陆良、石林等不同生态区、不同肥力水平条件下，间作系统作物种间和品种间的碳氮代谢特征及其与作物抗病性的关系和相互作用规律。主要研究成果与创新性如下：1.首次阐明了不同肥力水平条件下，小麦蚕豆间作系统作物种间和不同品种水稻间作系统作物品种间的碳、氮代谢特征和抗病性物质的动态变化规律。明确了根际氮养分的动态变化特征，病害发生特征和间作抗病性特征。2.首次阐明了氮肥施用水平对小麦蚕豆间作系统、水稻间作系统作物种间光合碳同化，氮素吸收利用，可溶性碳、氮同化物和类黄酮、总酚等抗病性物质的影响。3.阐明了氮肥施用水平、氮素钾素营养和根系相互作用对小麦/蚕豆间作系统小麦锈病、小麦白粉病等病害的影响和相互作用，阐明了水稻间作系统中氮肥施用水平、氮硅营养与稻瘟病发生和传播间的关系和相互作用。4.首次阐明了间作系统中，氮肥供应水平，根系相互作用，可溶性碳、氮同化物变化，类黄酮和酚类等抗病类物质变化与小麦锈病、白粉病和水稻稻瘟病等病害间的关系。5.公开发表学术论文32篇，出版专著1部。其中SCI1篇，英文论文6篇，核心期刊25篇。另发表国际会议论文3篇。论文被国内外学者广泛引用。6.培养硕士研究生12名，博士研究生4名。4篇硕士学位论文获云南省优秀硕士论文。国际学术交流和人才培养成果显著。该成果首次揭示了小麦蚕豆间作系统和水稻间作系统中的碳、氮代谢特征，首次阐明了间作作物种间和作物品种间碳氮代谢与作物抗病性之间的关系和相互作用规律，创新性显著，在国内外具有较大的影响。对于深入揭示间作系统养分高效利用与作物抗病性提高的相互作用机制具有重要科学意义和创新性学术价值，并为利用生物多样性原理提高作物生产力和农田生态系统稳定性与可持续性，建立主要粮食作物高产、资源高效利用、作物抗病性增强和环境友好的综合调控技术提供了科学依据。对解决国家粮食安全、资源高效、环境友好的重大需求具有十分重要的作用。