摘要 [目的]為了判斷黑麥草與豬殃殃的化感作用與資源競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。[方法]運(yùn)用化感-競(jìng)爭(zhēng)分離法,通過(guò)盆栽混播不同比例的供、受體植株,測(cè)定受體植株干重的變化規(guī)律,以探討黑麥草對(duì)豬殃殃雜草的化感作用或資源競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系。[結(jié)果]當(dāng)黑麥草和豬殃殃混播比例較大時(shí)(供受體混播比例為12 ∶10),會(huì)由競(jìng)爭(zhēng)作用轉(zhuǎn)為化感作用;而在氮素脅迫條件下,兩者的關(guān)系均會(huì)加強(qiáng),在氮水平為10 kg/667m2時(shí),化感作用最強(qiáng),隨著氮水平的加大,抑制作用減弱,競(jìng)爭(zhēng)作用逐漸加強(qiáng)。[結(jié)論]明確黑麥草與豬殃殃的資源競(jìng)爭(zhēng)與化感作用的關(guān)系,為黑麥草化感抑草作用研究提供理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞 黑麥草;豬殃殃;化感作用;資源競(jìng)爭(zhēng);氮素脅迫
中圖分類(lèi)號(hào) S543+.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611(2014)17-05481-02
Abstract [Objective] The research aimed to determine the relation of Lolium multiflorum and Galium aparine L. was allelopathy or resources competition.[Method]Using allelopathy and competition separationbased bioassay(ACS) approach,the variation of receptor plant dry weight was measured by a pot of mixed different proportions of donor and recipient plants,the relation of allelopathy and competition were studied when Lolium multiflorum planted in company with Galium aparine L..[Result]The resource competition could transfer to allelopagthy as Lolium multiflorum (donator )mixed sowing with Galium aparine L. (receptor),the values was 12 ∶10 of donator mixed sowing with Galium aparine L.;but the relationship between the two was stronger in nitrogen stress conditions,the allelopagthy was the strongest in nitrogen level of 10 kg/667m2,the inhibition was weakened and competitive effect was strengthened gradually with increasing nitrogen levels.[Conclusion] Confirm the relation between resource competition and allelopathy,which for the allelopathy research of Lolium multiflorum provide theoretical basis.
Key words Lolium multiflorum;Galium aparine L.;Allelopathy;Resource competition;Nitrogen stress
黑麥草是我國(guó)南方冬季種植最多的優(yōu)良飼草品種之一,產(chǎn)量高,品質(zhì)好。但目前影響黑麥草生長(zhǎng)的田間雜草主要為豬殃殃。黑麥草具有酚酸類(lèi)化感物質(zhì),能夠抑制豬殃殃的發(fā)芽以及幼苗生長(zhǎng)[1-2]。但田間抵制圈生物測(cè)試法所獲得的結(jié)果仍包含種間競(jìng)爭(zhēng)和化感作用2種因素[3]。為了判斷黑麥草與豬殃殃的化感作用與資源競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,采用化感-競(jìng)爭(zhēng)分離法[4-5],它能夠避免室內(nèi)生物檢測(cè)方法中處理濃度和滲透壓的問(wèn)題,成功分離資源競(jìng)爭(zhēng)和化感作用[6-8]。該研究以南方優(yōu)質(zhì)禾本科牧草黑麥草為供體試驗(yàn)材料,以田間主要雜草豬殃殃為受體材料,采取化感-競(jìng)爭(zhēng)分離法,通過(guò)盆栽混播不同比例的供、受體植株,測(cè)定受體植株干重的變化規(guī)律,以探討黑麥草對(duì)豬殃殃雜草的化感作用或資源競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)所用的供體材料為多花黑麥草,包括美克斯(Maximus)、海克里斯(Hercules)、劍寶(Jumbo)、特高(Tetragold),于2013年10月采自福建省農(nóng)科院畜牧獸醫(yī)研究所試驗(yàn)基地內(nèi)。受體種子為雜草豬殃殃(Galium aparine L.)種子。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 不同供受體混播比例對(duì)受體植株干重的影響。將籽粒飽滿(mǎn)、均勻一致的供、受體植物種子,分別用次氯酸鈉浸泡消毒后,沖洗干凈,均勻擺放在培養(yǎng)皿中,滴加蒸餾水至種子不漂浮,在培養(yǎng)箱 (25 ℃,光照時(shí)間12 h/d)內(nèi)發(fā)芽,待供體與受體胚根達(dá)3~5 mm時(shí)小心地移植至營(yíng)養(yǎng)盆中,每個(gè)營(yíng)養(yǎng)盆中移栽受體幼苗的數(shù)量一定,供體幼苗混播其中,供體與受體幼苗的比例分別為6 ∶10、8 ∶10、10 ∶10和12 ∶10,以單播10株受體作為對(duì)照,每個(gè)處理重復(fù)3次,期間經(jīng)常澆水,去除其他雜草,待供體與受體共同培養(yǎng)20 d后,每個(gè)處理分別取有代表性的受體5株,烘箱中烘至恒重(105 ℃殺青30 min后,轉(zhuǎn)至65 ℃烘42 h),稱(chēng)取單株重,與對(duì)照相比,混播后受體植物的單株干重如果隨其密度增加而降低表明是資源競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果,反之則是化感作用[6]。
1.2.2 不同供氮條件下供受體混播比例對(duì)受體植株干重的影響。用上述方法將供、受體共同培養(yǎng)20 d后,每個(gè)處理施加不同量的尿素,設(shè)4個(gè)處理[9-10],分別為10、15、20、25 kg/667m2,以不施尿素作為對(duì)照,培養(yǎng)30 d后,每個(gè)處理的3個(gè)重復(fù)分別取有代表性的受體3株,烘箱中烘至恒重(105 ℃殺青30 min,轉(zhuǎn)至65 ℃烘42 h),稱(chēng)取單株重,與對(duì)照的烘干重相比,分析供體對(duì)受體的化感作用或資源競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。
1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 所獲數(shù)據(jù)采用DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同混播比例對(duì)受體植株干重的影響
由圖1可知,隨著不同黑麥草與豬殃殃混播比例的增大,豬殃殃的植株干重也在逐漸增加;與對(duì)照相比,美克斯、海克里斯、劍寶和特高與豬殃殃混播比例在12 ∶10時(shí),豬殃殃的植株干重最大,分別為0.084、0.095、0.062和0.074 g,分別是對(duì)照的2.27、2.57、1.67、2.00倍;相同混播比例中,以海克里斯與受體植株混播中受體植株干重最大,其次是美克斯,再次是特高,最后是劍寶。
2.2 在不同氮素條件下供受體混播比例對(duì)受體植株干重的影響
由表1可知,不同施氮條件下,不同供受體混播比例對(duì)受體植株干重的影響不同。隨著施氮量的增加,不同混播比例受體植株干重呈拋物線(xiàn)趨勢(shì),以不施氮為對(duì)照,在10 kg/667m2時(shí),受體植株干重達(dá)到最高峰,隨著施氮量的繼續(xù)增加,受體植株干重逐漸下降,美克斯在12 ∶10的混播比例時(shí)受體植株干重為0.094 g,比不施氮的受體植株干重高出11.9%,達(dá)顯著水平(P<0.05)。在同一施氮條件下,隨著供受體混播比例的增加,植株干重逐漸增大,在12 ∶10的混播比例時(shí),施氮量在10 kg/667m2 時(shí),美克斯、??死锼?、劍寶和特高的植株干重分別為0.094、0.102、0.081和0.085 g,分別高出對(duì)照11.9%、7.4%、30.6%和14.9%,均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。
3 結(jié)論與討論
在多花黑麥草與豬殃殃共生系統(tǒng)中,化感作用與資源競(jìng)爭(zhēng)共存。多花黑麥草4個(gè)不同的品種與豬殃殃均隨著混播比例的加大,植株干重逐漸增加,以供受體12 ∶10的比例中受體植株干重最高,說(shuō)明當(dāng)黑麥草和豬殃殃在混播比例較小時(shí),以競(jìng)爭(zhēng)作用為主,而當(dāng)供受體比例逐漸加大,化感作用則逐漸突顯,資源競(jìng)爭(zhēng)則越來(lái)越小。在不同氮素條件下,所表現(xiàn)出的化感作用和資源競(jìng)爭(zhēng)能力則更強(qiáng),化感物質(zhì)通過(guò)吸收N、P以及金屬離子等營(yíng)養(yǎng)元素[11-13],提高抗逆性等生理作用,從而增加了植物在逆境條件下的相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)能力,對(duì)其他植物就會(huì)產(chǎn)生間接的抑制作用。受體豬殃殃植株干重呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì),在10 kg/hm2時(shí)受體植株干重達(dá)到最高點(diǎn),隨后隨著氮素水平的增加,植株干重呈下降趨勢(shì),10 kg/hm2是田間施氮量的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值,超過(guò)這個(gè)值后,會(huì)影響植株的產(chǎn)量,而兩者在資源競(jìng)爭(zhēng)時(shí),黑麥草和豬殃殃均通過(guò)增加化感作用來(lái)爭(zhēng)取有限的資源,在資源相對(duì)豐富時(shí),減少了化感作用,而主要以資源競(jìng)爭(zhēng)為主。這一結(jié)果與魯萍等分析得出植物的化感作用也是隨著供氮水平的上升而明顯減弱的結(jié)果[8,14]一致。該試驗(yàn)有力闡述了黑麥草與豬殃殃在同一生態(tài)位生長(zhǎng)時(shí),黑麥草對(duì)豬殃殃的資源競(jìng)爭(zhēng)與化感作用的關(guān)系,當(dāng)黑麥草數(shù)量較多時(shí)會(huì)產(chǎn)生化感作用,從而抑制豬殃殃生長(zhǎng),在N脅迫條件下,這一作用更明顯。然而,黑麥草在逆境條件下所產(chǎn)生的化感物質(zhì)以及作用機(jī)理的變化還有待進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn)
[1]熊君,林文雄,周軍建,等.不同供氮條件下水稻的化感抑草作用與資源競(jìng)爭(zhēng)分析[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2005,16(5):885-889.
[2] 沈荔花,郭瓊霞,熊君,等.不同供氮水平下加拿大一枝黃花的化感作用與資源競(jìng)爭(zhēng)分析[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,16(4):900-904.
[3] 李光義,劉強(qiáng),李勤奮.化感作用與資源競(jìng)爭(zhēng)對(duì)假臭草入侵的影響[J].雜草科學(xué),2012,30(2):20-23.
[4] 高承芳,劉遠(yuǎn),張曉佩,等.多花黑麥草4個(gè)品種化感抑草作用差異的研究[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,28(11):1119-1124.
[5] 董曉寧,高承芳,張曉佩,等.多花黑麥草根系抑草潛力評(píng)價(jià)及其化感物質(zhì)分析[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2013,22(4):61-68.
[6] WEIDENHAMER J D.Distinguishing resource competition and chemical interference:Overcoming the methodological impeasse[J].Agron J,1996,88:866-875.
[7] HE H Q,DONG Z H,LIN W X,et al. New advance of research on allelopathy in rice(Oryza sativa L.) [J].Res Agric Mod,2002,23(2):140-143.
[8] 魯萍,干珠扎布,梁慧,等.不同供氮水平下反枝莧的化感作用與資源競(jìng)爭(zhēng)能力[J].生態(tài)學(xué)雜志,2011,30(8):1590-1597.
[9] NORTHUP R R,ZENGSHOU Y,DALIGREN R A,et al.Polyphenol control of nitrogen release from pine litter[J].Nature,1995,377:227-229.
[10] CHAPIN F S Ⅲ.New cog in the nitrogen cycle[J].Nature,1995,377:199-200.
[11] 孔垂華,徐濤,胡飛,等.環(huán)境脅迫下植物的化感作用及其誘導(dǎo)機(jī)制[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2000,20(5):849-854.
[12] 劉曉偉,楊娟,李文西.氮磷鉀肥施用對(duì)多花黑麥草越冬期生理指標(biāo)和產(chǎn)草量的影響[J].草地學(xué)報(bào),2010,18(4):584-588.
[13] 占麗平,魯劍巍,楊娟,等.施肥對(duì)黑麥草生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響[J].草業(yè)科學(xué),2011,28(2):260-265.
[14] 王玉彥,吳鳳芝.間套混作中的化感作用及其研究方法[J].北方園藝,2009(8):136-139.