高承芳,林仕欣,林碧芬,劉 遠(yuǎn),張曉佩,李文楊,董曉寧

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,福建福州 350013)

多花黑麥草(Lolium multi f olorum)是我國南方冬季主要供應(yīng)的禾本科牧草品種,它具有產(chǎn)量高、品質(zhì)好等特點。近年來,多花黑麥草在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的過程中發(fā)揮愈來愈重要的作用,禾本科多花黑麥草與豆科牧草輪作、套種的種植方式逐漸增多。有報道顯示[1],當(dāng)濃度適宜時黑麥草對受體蘿卜(Raphanus sativus)、苜蓿(Medicago sativa)和黑麥草本身存在化感作用潛勢,且受體植物的根受化感物質(zhì)的影響比植株地上部分敏感。黑麥草與紫花苜蓿是高效輪作套種模式牧草之一[2]。為了證實黑麥草與紫花苜蓿之間合理的種植模式,試驗采用生物檢測培養(yǎng)皿濾紙法,研究3個多花黑麥草品種Barextra、Barmega和Jumbo對受體紫花苜蓿賽迪10的化感作用,以期為黑麥草化感作用的深入研究提供參考,同時對生產(chǎn)中合理地進(jìn)行牧草間的輪作、間、混、套種,實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供體材料為多花黑麥草的Barextra、Barmega和Jumbo 3個品種。受體材料為紫花苜蓿的賽迪10(Sardi 10)品種。供體與受體種子均由北京百綠集團提供,3個多花黑麥草品種及紫花苜蓿賽迪10品種均為國內(nèi)首次引種栽培。供體材料于2009年12月在福建省農(nóng)科院畜牧獸醫(yī)研究所牧草試驗基地播種。

1.2 水浸提液制備 分別在牧草的營養(yǎng)生長期(2010年4月),采集3個多花黑麥草品種的莖和葉,切成2 cm小段,清洗后自然陰干,分別稱取50 g,用蒸餾水浸泡48 h,期間經(jīng)常搖動。二重過濾,第1重用定性濾紙過濾,第2重用濾元單位為0.45 μ m的濾膜過濾,以獲得不含微生物的母液,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.0%,將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.0%的母液取部分稀釋成7.5%和5.0%的液體,保存于4℃冰箱中備用。

1.3 試驗方法 將賽迪10種子用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaClO消毒30 min后,用蒸餾水分別沖洗3次,放入鋪有雙層濾紙的9 cm的培養(yǎng)皿中,每皿100粒,分別加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的莖、葉水提液5 mL,對照加等量蒸餾水,重復(fù)3次,置于25℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每天加等量的水提液或蒸餾水補充水分。

1.4 測定內(nèi)容與方法 播種7 d后測定發(fā)芽率,從每個培養(yǎng)皿中隨機取10株幼苗測定根長及苗高,取平均值。稱量每個培養(yǎng)皿中幼苗的總鮮質(zhì)量,根據(jù)發(fā)芽率計算每株根和苗的鮮質(zhì)量。

化感效應(yīng)指數(shù)(RI)=1-C/T。

式中,C為對照值,T為處理值,RI＞0時表示為促進(jìn)作用,RI＜0時表示為抑制作用,RI絕對值的大小表示化感作用強度的大小[3]。

化感綜合效應(yīng)指數(shù)(SE)[4]為同一處理下賽迪10的發(fā)芽率、苗高、根長和苗鮮質(zhì)量的化感效應(yīng)指數(shù)的平均值。

1.5 數(shù)據(jù)分析 試驗數(shù)據(jù)使用Excel及DPS處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對紫花苜蓿種子發(fā)芽的影響 3個多花黑麥草品種莖的水浸提液在3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理下對受體賽迪10的種子發(fā)芽有不同程度的影響(圖1)。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%時,3個多花黑麥草品種莖的水浸提液對賽迪10有抑制作用,品種Barextra和Jumbo的抑制作用與對照相比差異顯著;在質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.0%時,Jumbo對賽迪10的種子發(fā)芽有抑制作用,差異顯著(P＜0.05),在質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0%時,Barextra和Jumbo的莖水浸提液能使賽迪10的種子發(fā)芽率稍有升高,但無顯著差異(P＞0.05)。

圖1 3個多花黑麥草品種莖水浸提液對紫花苜蓿賽迪10發(fā)芽的影響

3個多花黑麥草品種葉水浸提液在3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理下對賽迪10的影響各異(圖2)。在3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理下,Barmega對賽迪10的種子發(fā)芽有抑制作用,且與對照相比差異顯著(P＜0.05)。Barextra與Jumbo對賽迪10的種子發(fā)芽稍有促進(jìn)作用,但與對照相比無顯著差異(P＞0.05)。

2.2 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對紫花苜蓿幼苗生長的影響

圖2 3個多花黑麥草品種葉水浸提液對紫花苜蓿賽迪10發(fā)芽的影響

2.2.1 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對紫花苜蓿苗高的影響 3個多花黑麥草品種的莖水浸提液對賽迪10的苗高有不同程度的抑制作用,同一品種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)間對賽迪10苗高的影響差異不顯著(表1)。Barextra品種在質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%和5.0%時,浸提液與對照相比無顯著差異,質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.0%時與對照相比差異顯著(P＜0.05)。Barmega品種的莖水浸提液在3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)下與對照相比差異顯著(P＜0.05)。Jumbo品種莖水浸提液在質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%和5.0%時與對照相比差異顯著(P＜0.05)。

3個多花黑麥草品種的葉水浸提液對賽迪10的苗高有不同程度的影響,同一品種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)間差異不顯著(表1)。Barextra品種在質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%和5.0%時與對照相比有抑制作用,且存在顯著差異(P＜0.05),在質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%時與對照相比無顯著顯著。Barmega品種的葉水浸提液在3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理下對賽迪10的苗高均有顯著抑制作用(P＜0.05)。Jumbo品種在3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理下對賽迪10苗高存在顯著的抑制作用(P＜0.05)。

2.2.2 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對紫花苜蓿根長的影響 不同多花黑麥草品種莖水浸提液對賽迪10根長有不同程度的影響,但同一品種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)間差異不顯著(P＞0.05)(表2)。Barextra品種的莖水浸提液在質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%和5.0%時對賽迪10的根長與對照相比有明顯的促進(jìn)作用,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.0%時與對照相比有抑制作用,但與對照相比差異不顯著。Barmega品種在3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理下對賽迪 10根長有促進(jìn)作用,各質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.0%和5.0%與對照相比差異顯著(P＜0.05)。Jumbo品種在質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%和5.0%時與對照相比有明顯的促進(jìn)作用,且5.0%時作用與對照差異顯著(P＜0.05)。

表1 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對賽迪10苗高的影響

表2 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對賽迪10根長的影響

不同品種多花黑麥草葉水浸提液對賽迪10根長有不同程度的促進(jìn)作用(表2)。Barextra品種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)間無顯著差異,只有7.5%有顯著促進(jìn)作用(P＜0.05),10.0%和5.0%有一定促進(jìn)作用,但與對照間差異不顯著(P＞0.05)。Barmega品種除在質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0%時與對照相比差異顯著(P＜0.05)外,質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.0%和7.5%與對照相比無顯著差異;Jumbo品種除5.0%與對照相比無顯著差異外,質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.0%和7.5%與對照相比均差異顯著(P＜0.05)。

2.2.3 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對紫花苜蓿苗鮮質(zhì)量的影響 不同多花黑麥草品種莖水浸提液對賽迪10幼苗鮮質(zhì)量有不同程度的影響,相同品種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)間差異不同(表3)。Barextra品種在3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)下的莖水浸提液對賽迪10的幼苗鮮質(zhì)量有不同程度的抑制作用,質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.0%的抑制作用與對照相比無顯著差異,7.5%和5.0%與對照存在著顯著差異(P＜0.05)。Barmega和Jumbo品種僅在質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%時與對照存在顯著差異(P＜0.05)。

不同多花黑麥草品種葉水浸提液對賽迪10幼苗鮮質(zhì)量有不同程度的影響(表3)。Barextra品種在質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%時與對照相比有顯著的促進(jìn)作用(P＜0.05),質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.0%與5.0%時與對照相比有抑制作用,但差異不顯著(P＞0.05)。Barmega品種在3種處理下與對照相比均有促進(jìn)作用,3種濃度間無顯著差異;Jumbo品種除質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%有抑制作用以外,其余均有顯著的促進(jìn)作用,且7.5%顯著低于其他兩個質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

表3 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對賽迪10幼苗鮮質(zhì)量的影響

2.2.4 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)多花黑麥草莖、葉水浸提液對紫花苜蓿影響的綜合效應(yīng) 不同多花黑麥草莖、葉水浸提液對紫花苜蓿賽迪10的綜合效應(yīng)有不同程度的差異(表4)。3種多花黑麥草的莖、葉水浸提液在質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0%時對紫花苜蓿均呈現(xiàn)出促進(jìn)作用,且以Barextra的葉水浸提液的促進(jìn)作用最強;Barextra的葉水浸提液在3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理下均對紫花苜蓿的綜合效應(yīng)有促進(jìn)作用,Barextra莖水浸提液隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的加大,呈現(xiàn)出抑制作用;在3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理下,Barmega的莖、葉水浸提液在7.5%時表現(xiàn)出最強的抑制作用;在10.0%時以Jumbo和Barextra的葉水浸提液對紫花苜蓿的綜合效應(yīng)表現(xiàn)出較強的促進(jìn)作用。

表4 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)多花黑麥草莖、葉水浸提液對紫花苜蓿影響的綜合效應(yīng)

3 討論與結(jié)論

植物化感作用可以通過植物根系分泌、體表的莖、葉、花進(jìn)入環(huán)境而發(fā)揮作用。影響植物的化感作用中自身的因素主要是植物種類、品種、生育期、不同器官[5-6]。本研究表明,3個多花黑麥草品種不同部位之間的化感作用有差異,Jumbo和Barextra其莖的浸提液對受體賽迪10的種子發(fā)芽有抑制作用,其葉的浸提液有促進(jìn)作用,這說明,植株不同部位的化感作用大小不同[7-9]。3個多花黑麥草葉水浸提液在3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理下對根長有促進(jìn)作用,而對苗高有抑制作用,這說明相同浸提液相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)對受體不同部位的影響不同[10-11]。植物的化感作用和植物品種密切相關(guān),不同品種間化感作用大小不同[7,12-15],化感物質(zhì)的活性因提取液的不同而存在差異,即不同提取液的化感作用力不同[16-17],Barextra葉的水浸提液在質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.0%處理下對賽迪10苗高有促進(jìn)作用,而Barmega葉的水浸提液在3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)時卻對賽迪10苗高有抑制作用;分析其綜合效應(yīng)的影響發(fā)現(xiàn),在質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.0%時以Barextra莖的浸提液的化感抑制作用最強,而在質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0%時以Barmega的莖的水浸提液的化感促進(jìn)作用最強。

本研究說明3個多花黑麥草品種在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.0%時對受體種子發(fā)芽及幼苗生長有抑制作用,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0%時卻有促進(jìn)作用。田間播種時首先要考慮到不同品種的化感作用,還要考慮到土壤的pH值、有機碳、無機離子、土壤營養(yǎng)元素、土壤微生物、溶解勢等的影響,作用復(fù)雜,如何在排除外界環(huán)境影響之后,將植物化感作用浸提質(zhì)量分?jǐn)?shù)與實際生產(chǎn)中播種密度與行間距相聯(lián)系是下一步研究的重點。

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