王正航,崔東亮,馬宏娟,盧政茂,李 鳴,林長福
(沈陽化工研究院新農(nóng)藥創(chuàng)制與開發(fā)國家重點實驗室,沈陽 110021)
除草劑生測靶標是在除草劑開發(fā)過程中,對除草活性物質(zhì)進行普篩、初篩、復篩以及深入篩選的作用對象,是考察擬開發(fā)物質(zhì)是否具有除草活性、除草活性高低、作用快慢、具有怎樣的作用方式等藥效特性的靶向性雜草。除草劑生測研究的工作特性要求構建的雜草靶標要為農(nóng)田代表性雜草、易于培養(yǎng)、生長速度快且生長相對均勻一致。
田旋花 (Convolvulus arvensis L.)又名箭葉旋花、中國旋花、小喇叭花,屬雙子葉植物旋花科旋花屬,多年生草本,莖無毛,根狀莖橫走。莖平臥或纏繞,有棱。蒴果球形或圓錐狀,無毛;種子橢圓形,無毛。在我國廣泛分布于東北、華北、西北及山東、江蘇、河南、四川、西藏各地。田旋花看似一種無害的植物,并且許多牲畜喜食,但它是一種威力巨大的惡性雜草,不僅用根而且用莖纏繞作物。由于生長迅速,田旋花不受大多數(shù)苗前除草劑的影響,莖部纏繞于周圍植物和其它支撐物上,能有效與作物競爭,并且利用其深根性根狀莖及塊根快速蔓延,迅速占據(jù)空間,與作物爭水爭肥爭光,并最終嚴重抑制作物的生長。因此,田旋花被世界糧農(nóng)組織列為世界上18種危害最嚴重的雜草之一。
深入研究田旋花生物學特性、熟悉其生長習性,建立田旋花快速培養(yǎng)體系,將田旋花納入除草劑生測雜草靶標譜,對于廣譜除草劑開發(fā)及惡性雜草的防除具有重要的戰(zhàn)略意義。然而,由于田旋花種子的硬實率高,具有休眠的特性,通過種子繁殖進行培養(yǎng),難于滿足除草劑生測篩選研究對雜草靶標的規(guī)模化、連續(xù)化需要。該研究對田旋花根莖繁殖技術進行了有益探索,旨在建立一種田旋花快速、均一的培養(yǎng)體系,以滿足除草劑生測篩選研究對雜草靶標的需求。
用于根系培養(yǎng)及根莖繁殖的田旋花幼苗從位于沈陽市于洪區(qū)德勝村的沈陽化工研究院生測基地試驗田挖掘。
將挖掘來的田旋花幼苗植株移栽于高度為9 cm的試驗用一次性紙杯中,杯下鋪設網(wǎng)狀襯墊,適時施肥、澆水,使田旋花根莖部迅速生長。待田旋花根莖部充分生長后,將其地上部剪去,用水將剪下來的田旋花根莖沖洗干凈,整理、冷藏進行根莖繁殖試驗。
移栽后的田旋花根莖部生長迅速,不斷蔓延并在培養(yǎng)杯下部積累 (圖1、圖2),移栽21天后田旋花根冠以下部分鮮重與根冠以上部分鮮重之比達3.32~6.94,30株田旋花平均地下莖長度為68.45 cm。這一結果表明,田旋花幼苗移栽后,在適宜的生長條件下根莖部會迅速蔓延生長,可為其根莖繁殖提供充足的材料資源。
圖1 培養(yǎng)盤側面田旋花根莖
圖2 培養(yǎng)盤底部田旋花根莖
選取粗細均勻一致的新采集田旋花根莖和冷藏一周后的田旋花根莖,剪成長度6cm左右的小段分別垂直插入高度為9 cm的一次性試驗用培養(yǎng)紙杯中,覆土0.5 cm,鎮(zhèn)壓、淋水后置于溫室內(nèi)按常規(guī)方法培養(yǎng)。10天后新采集的田旋花根莖及冷藏一周后的田旋花根莖均長出幼苗,生長健壯 (圖3、圖 4)。
圖3 新采集的田旋花根莖出苗情況
圖4 4℃冷藏一周后的田旋花根莖出苗情況
待田旋花出苗后一周,隨機選取10杯新培養(yǎng)的田旋花幼苗,每杯選擇3株,測量其株高及地上部鮮重并進行統(tǒng)計分析。結果顯示 (表1),根莖繁殖的田旋花幼苗平均株高為4.84cm,地上部平均鮮重為2.55g,不同培養(yǎng)杯內(nèi)田旋花株高及地上部鮮重均不存在顯著差異。以上結果表明,通過根莖繁殖的田旋花幼苗生長整齊一致。
表1 節(jié)水增糧發(fā)展現(xiàn)狀及潛力分析
田旋花作為一種田間惡性雜草,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的威脅日益嚴重,深入研究其發(fā)生發(fā)展規(guī)律,建立田旋花防除體系對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的戰(zhàn)略意義。將田旋花納入除草劑生測雜草靶標譜進行研究,對于除草劑開發(fā)及惡性雜草防除更是具有實際的指導意義。由于田旋花種皮厚硬,難于發(fā)芽,加之種子活力不同,出土時間不一致,出土后幼苗長勢差異大。因此,采用傳統(tǒng)的種子繁殖方法,很難滿足除草劑生測研究對雜草靶標的要求。田旋花地下部根狀莖存儲養(yǎng)分充足、生命力強,地下根狀莖切斷后的每一段都能發(fā)生不定芽,并由不定芽長出新植株或發(fā)育成新的根狀莖。因此,選用粗細均勻、長短一致的地下根狀莖進行繁殖,是培養(yǎng)用于除草劑生測雜草靶標田旋花的有益探索。
該研究結果表明,在人工培養(yǎng)條件下,田旋花根莖生長迅速、便于采集,新采集的田旋花根莖及冷藏后的田旋花根莖發(fā)芽、出苗情況均好,能夠滿足除草劑生測篩選研究對雜草靶標的適時需求。隨機選取的基于根莖繁殖的田旋花幼苗,株高、鮮重均勻、一致,無顯著差異,符合除草劑生測篩選研究對雜草靶標的技術要求。
通過根莖繁殖田旋花幼苗,克服了田旋花種子硬實、休眠及種子活力差異等因素對田旋花出苗、生長的影響,能夠保證田旋花快速出苗、均勻生長,是構建除草劑生測雜草靶標的有效方法。