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        水花生不同部位水浸液對(duì)黑麥草種子的化感作用

        2016-01-17 09:19:27李淑梅王付娟
        種子 2016年6期
        關(guān)鍵詞:水花生水浸化感

        李淑梅, 王付娟

        (信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院農(nóng)學(xué)院, 河南 信陽(yáng)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(guó),現(xiàn)已在中國(guó)28個(gè)省、市、自治區(qū)和特別行政區(qū)發(fā)生,其耐鹽性強(qiáng),適應(yīng)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(zhǎng)危害,且可以通過(guò)無(wú)性繁殖的方式繁殖后代,生長(zhǎng)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(lái)入侵物種名單。

        目前,對(duì)水花生的研究主要集中在生物學(xué)特性[4]、土壤中重金屬的吸收即植物修復(fù)[5-6]、生物和化學(xué)防除[7]等方面。

        化感作用,又稱為他感作用,是1937年德國(guó)科學(xué)家Molish提出的?;凶饔檬侵敢环N植物通過(guò)向環(huán)境釋放某些化學(xué)物質(zhì),在其周圍形成一個(gè)微環(huán)境區(qū)域,從而抑制或促進(jìn)該區(qū)域內(nèi)其他植物(或其他微生物)生長(zhǎng)的現(xiàn)象[8],這是廣泛存在于自然界中的一種重要的化學(xué)生態(tài)學(xué)防御機(jī)制[9]。水花生的化感作用備受許多學(xué)者關(guān)注[10-12]。

        隨著對(duì)作物重茬(包括連作)障礙原因的深入研究,越來(lái)越多的學(xué)者研究植物的化感作用,但目前沒有見到水花生對(duì)黑麥草化感作用方面的報(bào)道。

        本試驗(yàn)對(duì)水花生不同部位、不同濃度水浸液的化感作用進(jìn)行初步研究,以黑麥草為受體,確定水花生對(duì)其化感作用的有無(wú)及大小,為減弱水花生對(duì)黑麥草的化感效應(yīng)提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材 料

        黑麥草品種邦德購(gòu)于信陽(yáng)市種子市場(chǎng)。

        1.2 方 法

        1.2.1 水花生不同部位浸提液的制備

        試驗(yàn)用水花生苗采自信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院農(nóng)林試驗(yàn)場(chǎng),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(jìn)行生物檢測(cè)

        種子萌發(fā)試驗(yàn)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(duì)照)注入培養(yǎng)皿中,各設(shè)3次重復(fù);將培養(yǎng)皿于置于人工氣候箱(24℃,黑暗)中進(jìn)行萌發(fā)實(shí)驗(yàn)。從第2天開始每天統(tǒng)計(jì)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(cè)定全部萌發(fā)幼苗的根長(zhǎng)和苗長(zhǎng)。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(cè)試項(xiàng)對(duì)照抑制率計(jì)算方法[13]:IR=1-T/C。其中:C為對(duì)照值,T為處理值。IR>0表示抑制作用;IR<0表示促進(jìn)作用。IR絕對(duì)值的大小代表化感作用的強(qiáng)弱。

        1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

        采用Excel 2003和SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和方差分析(p<0.05)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 水花生水浸液對(duì)黑麥草種子萌發(fā)的化感作用

        2.1.1 不同濃度的水花生莖水浸液對(duì)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(shì)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(shì)。水花生莖水浸液濃度為5,10,20g/mL時(shí),發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)有小幅度下降,但是當(dāng)水浸液濃度達(dá)到30,40,50g/mL時(shí),黑麥草種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率受抑制作用顯著。當(dāng)水花生莖水浸液濃度達(dá)到最大時(shí),黑麥草種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率也降到最低,分別降為對(duì)照的44.1%和51.0%。表1中IR值均為正值,說(shuō)明莖水浸液對(duì)黑麥草種子的萌發(fā)起到了抑制作用,且對(duì)發(fā)芽勢(shì)的抑制率要比對(duì)發(fā)芽率的抑制作用強(qiáng)。

        表1 水花生莖水浸液對(duì)黑麥草種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的影響

        2.1.2 不同濃度的水花生葉水浸液對(duì)黑麥草種子萌發(fā)的影響

        由表2可以看出,當(dāng)水花生葉水浸液濃度為5,10 g/mL時(shí),對(duì)黑麥草種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率影響較小,但是當(dāng)水浸液濃度升至20g/mL以上時(shí),黑麥草種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率受到顯著抑制。在葉水浸液濃度為50g/mL時(shí),黑麥草種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率達(dá)到最低,分別降至對(duì)照的19.3%和26.7%。表2中的IR值也均為正值,說(shuō)明水花生葉水浸液對(duì)黑麥草種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率同樣起抑制作用,對(duì)發(fā)芽勢(shì)的抑制作用更強(qiáng)。葉水浸液比莖水浸液對(duì)黑麥草種子的萌發(fā)抑制作用更強(qiáng)。

        2.1.3 不同濃度的水花生根水浸液對(duì)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(shí),對(duì)黑麥草種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的影響均未達(dá)到顯著水平,但是當(dāng)水浸液的濃度為50g/mL時(shí),黑麥草種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率與對(duì)照相比差異顯著,均達(dá)到了最低值,分別降為對(duì)照的76.9%和79.3%。表3中的IR值均為正值,說(shuō)明水花生根水浸液對(duì)黑麥草種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率也起抑制作用,對(duì)發(fā)芽勢(shì)的抑制作用同樣比對(duì)發(fā)芽率的抑制作用大。

        表2 水花生葉水浸液對(duì)黑麥草種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的影響

        表3 水花生根水浸液對(duì)黑麥草種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)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(duì)黑麥草種子的發(fā)芽勢(shì)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(qiáng)弱順序?yàn)槿~>莖>根。

        2.2 水花生水浸液對(duì)黑麥草幼苗生長(zhǎng)和生物量的化感作用

        2.2.1 水花生莖水浸液對(duì)黑麥草幼苗生長(zhǎng)和生物量的影響

        由表4可知,黑麥草的苗高和根長(zhǎng)與水花生莖水浸液濃度呈反比。當(dāng)水花生莖水浸液濃度為5,10g/mL時(shí),對(duì)黑麥草幼苗的苗高沒有顯著影響,但是當(dāng)濃度≥10g/mL時(shí),則對(duì)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(duì)黑麥草的根長(zhǎng)已經(jīng)產(chǎn)生了顯著的抑制作用。當(dāng)水浸液濃度為50g/mL時(shí),黑麥草幼苗的苗高和根長(zhǎng)分別降為對(duì)照的26.3%和12.7%,鮮重為對(duì)照的25.3%。從IR值來(lái)看,水花生莖水浸液對(duì)黑麥草的苗高和根長(zhǎng)均起到了抑制作用,對(duì)根長(zhǎng)的抑制作用更強(qiáng)。

        表4 水花生莖水浸液對(duì)黑麥草幼苗生長(zhǎng)與生物量的影響

        2.2.2 水花生葉水浸液對(duì)黑麥草幼苗生長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí),對(duì)黑麥草幼苗的苗高沒有顯著影響,但是濃度≥10g/mL時(shí),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(shí),已經(jīng)對(duì)黑麥草的根長(zhǎng)產(chǎn)生了顯著的抑制作用。黑麥草幼苗的苗高和根長(zhǎng)在葉水浸液濃度為50g/mL時(shí)最低,分別降為對(duì)照的6.6%和9.1%,鮮重降為對(duì)照的6.7%。從IR值來(lái)看,水花生葉水浸液對(duì)黑麥草的苗高和根長(zhǎng)同樣起抑制作用,對(duì)苗高的抑制作用更強(qiáng)。

        表5 水花生葉水浸液對(duì)黑麥草幼苗生長(zhǎng)與生物量的影響

        2.2.3 水花生根水浸液對(duì)黑麥草幼苗生長(zhǎng)和生物量的影響

        表6 水花生根水浸液對(duì)黑麥草幼苗生長(zhǎng)與生物量的影響

        由表6可知,黑麥草幼苗苗高及根長(zhǎng)受水花生根水浸液的影響較小,當(dāng)水浸液濃度較低時(shí),對(duì)黑麥草幼苗的苗高和根長(zhǎng)的抑制作用不明顯,但是當(dāng)根水浸液濃度達(dá)到50g/mL時(shí),黑麥草幼苗的苗高和根長(zhǎng)降為最低值,與對(duì)照比較差異達(dá)顯著水平,分別降為對(duì)照的50.5%和53.2%,鮮重降為對(duì)照的38.5%。從IR值來(lái)看,水花生根水浸液對(duì)黑麥草的苗高和根長(zhǎng)的抑制作用較小,只有在較高濃度時(shí)才能起到抑制作用,且其對(duì)苗高與根長(zhǎng)的抑制作用差別不大。

        3 討論與結(jié)論

        結(jié)果顯示,水花生不同濃度的水浸液對(duì)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(zhǎng)受水花生的抑制作用不同,葉的化感作用最強(qiáng),其次是莖,根最弱。在黑麥草的生長(zhǎng)過(guò)程中,要及時(shí)將水花生徹底清除干凈,以減輕水花生的莖、葉、根等對(duì)黑麥草生長(zhǎng)造成的化感抑制作用。

        鑒于培養(yǎng)皿法室內(nèi)生物檢測(cè)與田間實(shí)際生長(zhǎng)情況差異較大,所以,有必要進(jìn)一步進(jìn)行大量的田間生長(zhǎng)試驗(yàn)來(lái)論證此實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

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