李淑梅, 王付娟
(信陽農(nóng)林學院農(nóng)學院, 河南 信陽464000)
水花生(Alternanthera philoxeroides L.),別名空心蓮子草、空心蕹藤菜、水蕹菜等,為莧科蓮子草屬多年生宿根草本植物[1-2],是一種區(qū)域惡性入侵雜草,1930年傳入中國,現(xiàn)已在中國28個省、市、自治區(qū)和特別行政區(qū)發(fā)生,其耐鹽性強,適應性廣,主要在農(nóng)田(水田和旱田)、空地、溝渠、河道、魚塘等環(huán)境中生長危害,且可以通過無性繁殖的方式繁殖后代,生長繁殖迅速,蔓延極快[3],是危害性極大的入侵物種,被列入首批外來入侵物種名單。
目前,對水花生的研究主要集中在生物學特性[4]、土壤中重金屬的吸收即植物修復[5-6]、生物和化學防除[7]等方面。
化感作用,又稱為他感作用,是1937年德國科學家Molish提出的。化感作用是指一種植物通過向環(huán)境釋放某些化學物質(zhì),在其周圍形成一個微環(huán)境區(qū)域,從而抑制或促進該區(qū)域內(nèi)其他植物(或其他微生物)生長的現(xiàn)象[8],這是廣泛存在于自然界中的一種重要的化學生態(tài)學防御機制[9]。水花生的化感作用備受許多學者關注[10-12]。
隨著對作物重茬(包括連作)障礙原因的深入研究,越來越多的學者研究植物的化感作用,但目前沒有見到水花生對黑麥草化感作用方面的報道。
本試驗對水花生不同部位、不同濃度水浸液的化感作用進行初步研究,以黑麥草為受體,確定水花生對其化感作用的有無及大小,為減弱水花生對黑麥草的化感效應提供理論依據(jù)。
黑麥草品種邦德購于信陽市種子市場。
1.2.1 水花生不同部位浸提液的制備
試驗用水花生苗采自信陽農(nóng)林學院農(nóng)林試驗場,不同部位浸提液的制備參照李春龍等[12]的方法。
1.2.2 種子萌發(fā)進行生物檢測
種子萌發(fā)試驗采用培養(yǎng)皿濾紙法。將大小一致、籽粒飽滿的種子用蒸餾水洗凈、晾干,置于直徑為12 cm并墊有2層濾紙的培養(yǎng)皿中,分別將15mL水花生不同部位(莖、葉、根)、不同濃度(0,5,10,20,30,40 g/L和50g/L)的水浸液(蒸餾水作對照)注入培養(yǎng)皿中,各設3次重復;將培養(yǎng)皿于置于人工氣候箱(24℃,黑暗)中進行萌發(fā)實驗。從第2天開始每天統(tǒng)計種子的發(fā)芽情況,在發(fā)芽第8天記錄其最終發(fā)芽率,并測定全部萌發(fā)幼苗的根長和苗長。從各組供試材料中選取10株幼苗,用濾紙吸干植株水分后稱取幼苗和根的鮮重,然后置于烘箱中烘干至恒重,稱取幼苗和根的干重。
各測試項對照抑制率計算方法[13]:IR=1-T/C。其中:C為對照值,T為處理值。IR>0表示抑制作用;IR<0表示促進作用。IR絕對值的大小代表化感作用的強弱。
采用Excel 2003和SPSS統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理和方差分析(p<0.05)。
2.1.1 不同濃度的水花生莖水浸液對黑麥草種子萌發(fā)的影響
由表1可知,黑麥草種子的發(fā)芽勢與發(fā)芽率隨著水花生莖水浸液濃度的增高呈逐漸降低的趨勢。水花生莖水浸液濃度為5,10,20g/mL時,發(fā)芽率和發(fā)芽勢有小幅度下降,但是當水浸液濃度達到30,40,50g/mL時,黑麥草種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率受抑制作用顯著。當水花生莖水浸液濃度達到最大時,黑麥草種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率也降到最低,分別降為對照的44.1%和51.0%。表1中IR值均為正值,說明莖水浸液對黑麥草種子的萌發(fā)起到了抑制作用,且對發(fā)芽勢的抑制率要比對發(fā)芽率的抑制作用強。
表1 水花生莖水浸液對黑麥草種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響
2.1.2 不同濃度的水花生葉水浸液對黑麥草種子萌發(fā)的影響
由表2可以看出,當水花生葉水浸液濃度為5,10 g/mL時,對黑麥草種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率影響較小,但是當水浸液濃度升至20g/mL以上時,黑麥草種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率受到顯著抑制。在葉水浸液濃度為50g/mL時,黑麥草種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率達到最低,分別降至對照的19.3%和26.7%。表2中的IR值也均為正值,說明水花生葉水浸液對黑麥草種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率同樣起抑制作用,對發(fā)芽勢的抑制作用更強。葉水浸液比莖水浸液對黑麥草種子的萌發(fā)抑制作用更強。
2.1.3 不同濃度的水花生根水浸液對黑麥草種子萌發(fā)的影響
由表3可知,水花生根的水浸液濃度為10,20,30,40g/mL時,對黑麥草種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響均未達到顯著水平,但是當水浸液的濃度為50g/mL時,黑麥草種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率與對照相比差異顯著,均達到了最低值,分別降為對照的76.9%和79.3%。表3中的IR值均為正值,說明水花生根水浸液對黑麥草種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率也起抑制作用,對發(fā)芽勢的抑制作用同樣比對發(fā)芽率的抑制作用大。
表2 水花生葉水浸液對黑麥草種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響
表3 水花生根水浸液對黑麥草種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響
綜合表1、表2和表3可以看出,水花生的莖、葉、根水浸液對黑麥草種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率均有一定的抑制作用,而且葉水浸液的抑制作用更大一些,三者抑制作用的強弱順序為葉>莖>根。
2.2.1 水花生莖水浸液對黑麥草幼苗生長和生物量的影響
由表4可知,黑麥草的苗高和根長與水花生莖水浸液濃度呈反比。當水花生莖水浸液濃度為5,10g/mL時,對黑麥草幼苗的苗高沒有顯著影響,但是當濃度≥10g/mL時,則對黑麥草幼苗的苗高產(chǎn)生明顯的抑制作用。水花生莖水浸液濃度為10g/mL對黑麥草的根長已經(jīng)產(chǎn)生了顯著的抑制作用。當水浸液濃度為50g/mL時,黑麥草幼苗的苗高和根長分別降為對照的26.3%和12.7%,鮮重為對照的25.3%。從IR值來看,水花生莖水浸液對黑麥草的苗高和根長均起到了抑制作用,對根長的抑制作用更強。
表4 水花生莖水浸液對黑麥草幼苗生長與生物量的影響
2.2.2 水花生葉水浸液對黑麥草幼苗生長和生物量的影響
由表5可以看出,黑麥草幼苗的苗高和根長隨著水花生葉水浸液濃度的升高而降低。葉水浸液濃度<10g/mL時,對黑麥草幼苗的苗高沒有顯著影響,但是濃度≥10g/mL時,黑麥草幼苗的苗高顯著降低。水花生葉水浸液濃度為5g/mL時,已經(jīng)對黑麥草的根長產(chǎn)生了顯著的抑制作用。黑麥草幼苗的苗高和根長在葉水浸液濃度為50g/mL時最低,分別降為對照的6.6%和9.1%,鮮重降為對照的6.7%。從IR值來看,水花生葉水浸液對黑麥草的苗高和根長同樣起抑制作用,對苗高的抑制作用更強。
表5 水花生葉水浸液對黑麥草幼苗生長與生物量的影響
2.2.3 水花生根水浸液對黑麥草幼苗生長和生物量的影響
表6 水花生根水浸液對黑麥草幼苗生長與生物量的影響
由表6可知,黑麥草幼苗苗高及根長受水花生根水浸液的影響較小,當水浸液濃度較低時,對黑麥草幼苗的苗高和根長的抑制作用不明顯,但是當根水浸液濃度達到50g/mL時,黑麥草幼苗的苗高和根長降為最低值,與對照比較差異達顯著水平,分別降為對照的50.5%和53.2%,鮮重降為對照的38.5%。從IR值來看,水花生根水浸液對黑麥草的苗高和根長的抑制作用較小,只有在較高濃度時才能起到抑制作用,且其對苗高與根長的抑制作用差別不大。
結果顯示,水花生不同濃度的水浸液對黑麥草種子具有化感作用,并且黑麥草種子萌發(fā)及幼苗生長受水花生的抑制作用不同,葉的化感作用最強,其次是莖,根最弱。在黑麥草的生長過程中,要及時將水花生徹底清除干凈,以減輕水花生的莖、葉、根等對黑麥草生長造成的化感抑制作用。
鑒于培養(yǎng)皿法室內(nèi)生物檢測與田間實際生長情況差異較大,所以,有必要進一步進行大量的田間生長試驗來論證此實驗結果的可靠性。
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