李 波，魏亞鳳，薛亞光，潘寶國，劉 建

(江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇南通 226541)

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稻草浸提液對小麥種子萌發(fā)及幼苗生長的化感效應(yīng)

李 波，魏亞鳳*，薛亞光，潘寶國，劉 建

(江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇南通 226541)

[目的]研究稻草浸提液對小麥種子萌發(fā)及幼苗生長的化感效應(yīng)。[方法]利用室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，研究不同質(zhì)量濃度稻草浸提液對小麥種子發(fā)芽、葉重、苗高、根系長度、根干重的化感效應(yīng)。[結(jié)果]稻草浸提液對小麥發(fā)芽表現(xiàn)為抑制作用，且隨著稻草浸提液濃度增加，抑制作用增大。不同濃度稻草浸提液對葉重、苗高、根系長度、根干重都有影響，稻草浸提液對葉重影響因品種不同而不同，低濃度時(shí)都為促進(jìn)作用；對小麥苗高都是促進(jìn)作用；低濃度的稻草浸提液對小麥根長、根干重為促進(jìn)作用。[結(jié)論]稻草浸提液對小麥種子萌發(fā)有抑制作用，低濃度稻草浸提液對幼苗生長有促進(jìn)作用。

稻草浸提液；小麥；種子萌發(fā)；化感效應(yīng)

化感作用(Allelopathy，又稱他感作用、異株克生作用)的概念于1937年由科學(xué)家Molish首次提出，定義為所有類型植物(含微生物)之間生物化學(xué)物質(zhì)的相互作用，包括抑制和促進(jìn)兩個(gè)方面[1]。20世紀(jì)70年代中期Rice根據(jù)Molish的原始定義和對植物化感作用近40年的研究成果，將植物化感作用定義為植物(含微生物)通過釋放化學(xué)物質(zhì)到環(huán)境中而產(chǎn)生的對其他植物直接或間接的有害作用。20世紀(jì)80年代中期Rice將有益作用和自毒作用補(bǔ)充到植物化感作用的定義中[1]?；凶饔迷谵r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用極為廣泛，無論是作物的單一種植，還是作物輪作、間作、覆蓋、翻埋、重茬種植、殘茬的處置或利用等，都要考慮化感作用的影響[2]。

秸稈還田是解決剩余秸稈最有效直接的途徑，圍繞秸稈還田，我國科學(xué)家在提高作物產(chǎn)量及培肥土壤方面做了大量研究[3-9]。植物殘?bào)w腐解是化感作用的一條重要途徑，也是化感物質(zhì)的一個(gè)重要來源，秸稈還田勢必會(huì)對鄰近的小麥產(chǎn)生直接或間接、有害或有利的化感效應(yīng)，但是由于秸稈還田釋放的化感物質(zhì)對作物的抑制作用還未引起重視，當(dāng)前秸稈還田推廣過程中，往往存在小麥出苗率低、出苗不齊的現(xiàn)象，生產(chǎn)上會(huì)通過增加播種量來保證基本苗數(shù)，這不但提高了生產(chǎn)成本，而且即使增加播種量后也會(huì)出現(xiàn)出苗不齊、出苗率下降等現(xiàn)象。已有研究表明，秸稈還田經(jīng)過雨、霧水的淋浸和腐解而釋放的化學(xué)物質(zhì)，往往對下茬作物產(chǎn)生抑制作用[10]。筆者研究不同濃度稻草浸提液對小麥發(fā)芽率、幼苗高度和根長的影響，以期為消除或降低稻草還田對小麥出苗的抑制作用提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料 稻草于2015年10月底收集，室外風(fēng)干后備用。小麥品種為揚(yáng)麥13與鎮(zhèn)麥10號。

1.2 方法 將稻草剪成1～2 cm長小段，分別稱取稻草(干重)10、20、30、40 g裝入1 000 mL燒杯中，加入500 mL蒸餾水，室溫(20～25 ℃)浸泡3 d后，提取浸提液，制成濃度分別為0.02、0.04、0.06、0.08 g/mL的浸提液用于小麥發(fā)芽試驗(yàn)。取飽滿、大小一致的小麥種子100粒均勻放在發(fā)芽盒中，取12 cm×12 cm的培養(yǎng)皿，墊上雙層濾紙，分別加入5 mL蒸餾水(CK)和不同濃度的浸提液，放置光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，重復(fù)3次。種子發(fā)芽和幼苗生長過程中，適當(dāng)補(bǔ)加蒸餾水和浸提液，使濾紙保持濕潤。

1.3 測定指標(biāo) 7 d后記錄種子發(fā)芽率，以芽長超過種子長度1/2為標(biāo)準(zhǔn)。14 d后，測量單株幼苗高度、根長、單株葉片干重及根系干重。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 使用Microsoft Excel 2003和DPS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?；凶饔靡种坡蔍R=(Ti-T0)/T0×100%，其中，Ti為測試項(xiàng)目的處理值，T0為對照值。當(dāng)IR≥0時(shí)，表示促進(jìn)作用；IR≤0，表示抑制作用。IR絕對值越大，其化感作用潛力越大[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻草浸提液對小麥種子發(fā)芽與幼苗葉重、苗高的化感效應(yīng) 由表1可知，2個(gè)小麥品種發(fā)芽率隨著浸提液濃度增加有降低趨勢，說明稻草浸提液對小麥發(fā)芽率化感效應(yīng)是高濃度抑制，且隨著浸提液濃度增加，對小麥發(fā)芽率化感作用抑制越大。稻草浸提液對小麥葉重化感作用因品種不同而不同，對揚(yáng)麥13是低濃度促進(jìn)。高濃度抑制，而對鎮(zhèn)麥10號表現(xiàn)為高濃度促進(jìn)。2個(gè)品種共同處是低濃度(0.02 g/mL)時(shí)顯示為促進(jìn)作用。稻草浸提液對揚(yáng)麥13和鎮(zhèn)麥10號苗高都為促進(jìn)作用，在濃度為0.06 g/mL時(shí)促進(jìn)作用最強(qiáng)。

表1 稻草浸提液對小麥種子發(fā)芽與幼苗葉重、苗高的化感效應(yīng)

注：數(shù)據(jù)后小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

Note:Data followed by different lonercases stand for significant difference (P<0.05).

2.2 稻草浸提液對小麥幼苗根系的化感效應(yīng) 由表2可知，不同濃度稻草浸提液對小麥根數(shù)影響不大，對根系長度有影響，從化感作用抑制率來看，低濃度稻草浸提液(0.02、0.04 g/mL)對揚(yáng)麥13和鎮(zhèn)麥10號根系長度都表現(xiàn)為促進(jìn)作用。稻草浸提液對不同品種小麥根干重化感作用不同，高濃度稻草浸提液對揚(yáng)麥13為抑制作用，而對鎮(zhèn)麥10號為促進(jìn)作用，低濃度(0.02 g/mL)的稻草浸提液對根干重為促進(jìn)作用。

表2 稻草浸提液對小麥幼苗根系的化感效應(yīng)

注：數(shù)據(jù)后小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

Note:Data followed by different lonercases stand for significant difference (P<0.05).

3 結(jié)論與討論

3.1 稻草浸提液對小麥發(fā)芽的化感效應(yīng) 稻草浸提液對小麥發(fā)芽表現(xiàn)為抑制作用，且隨著稻草浸提液濃度增加，抑制作用增大，這與李逢雨等[12]研究結(jié)果類似。另有研究表明，低濃度稻草浸提液對小麥種子發(fā)芽是促進(jìn)作用，這表明稻草浸提液對小麥種子發(fā)芽的化感作用有明顯濃度效應(yīng)。李晶等研究了玉米秸稈腐解產(chǎn)生的化感物質(zhì)，主要是苯甲酸、對羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸、香草酸、阿魏酸等，而關(guān)于稻草浸提液化感物質(zhì)的研究較少，稻草浸提液抑制小麥發(fā)芽的物質(zhì)可能是些酚酸類物質(zhì)[13-14]。稻草還田后化感物質(zhì)釋放，對小麥發(fā)芽有抑制作用，在稻草還田技術(shù)研究中應(yīng)該考慮如何提高小麥出苗率，這樣更有利于稻草還田技術(shù)推廣。

3.2 稻草浸提液對小麥幼苗生長的影響 不同濃度稻草浸提液對小麥葉重、苗高、根系長度、根干重都有影響。稻草浸提液對葉重影響因品種不同而不同，低濃度時(shí)為促進(jìn)作用；稻草浸提液對小麥苗高都是促進(jìn)作用；低濃度的稻草浸提液對小麥根長、根干重是促進(jìn)作用。已有研究表明，化感物質(zhì)對胚根伸長、根系內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及根部細(xì)胞分裂等方面有明顯的效果[15]，但稻草浸提液對小麥幼苗生長影響機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。

[1] RICE E L.Allelopathy[M].2nd edition.Orlando F L：Academic Press，1984：1-50.

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[3] 譚周進(jìn)，李倩，陳冬林，等.稻草還田對晚稻微生物及酶活性的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26(10)：3385-3392.

[4] 鄭立臣，解宏圖，張威，等.秸稈不同還田方式對土壤中溶解性有機(jī)碳的影響[J].生態(tài)環(huán)境，2006，15(1)：80-83.

[5] 周文新，陳冬林，卜毓堅(jiān)，等.稻草還田對土壤微生物群落功能多樣性的影響[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，28(2)：326-330.[6] 李波，劉建，熊飛，等.稻稈還田量對盆栽冬小麥生理特性的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào)，2012，32(5)：937-940.

[7] 李波，劉建，熊飛，等.稻稈還田深度對盆栽冬小麥結(jié)構(gòu)和生理特性的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào)，2012，32(4)：722-727.

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[9] 李波，魏亞鳳，季樺，等.稻草還田與不同耕作方式對小麥出苗以及產(chǎn)量的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，28(24)：122-126.

[10] 張爽，潘偉.植物化感作用研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2006(8)：16-17.

[11] LIN W X，KIM KU，SMIN D H.Rice allelopathic potential and its modes of action on bamyard grass(Echinochloaerusgalli)[J]．Allelopathy，2000，7(2)：215-224．

[12] 李逢雨，孫錫發(fā)，馮文強(qiáng)，等.水稻秸稈水浸提液對小麥的化感作用研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，21(4)：960-964.

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[15] 宋亮，潘開文，王進(jìn)闖.化感活性物質(zhì)影響種子萌發(fā)作用機(jī)理的研究進(jìn)展[J].世界科技研究與發(fā)展，2006，28(4)：52-57.

Allelopathic Effect of Rice Straw Extract on Seed Germination and Seedling Growth of Wheat

LI Bo, WEI Ya-feng*, XUE Ya-guang et al

(Institute of Agricultural Science Research along Yangtze River in Jiangsu，Nantong，Jiangsu 226541)

[Objective]To study the allelopathic effect of rice straw extract on seed germination and seedling growth of wheat.[Method]The indoor culture experiments were conducted to study allelopathic effects of rice straw extract on wheat germination ,leaf weight, seedling height, root length, root dry weight. [Result]The results showed that extraction of rice straw showed inhibitory effect on wheat seed germination, when straw extract concentration increased, inhibition increased. Different concentrations of straw extract have different allelopathic effects on leaf weight, seedling height, root length, root dry weight. Allelopathic effects of straw extract on leaf weight varied with different wheat varieties. Low concentration of rice straw extract increased wheat seedling height. The low concentration of rice straw extracts increased wheat root length and root dry weight.[Conclusion]Rice straw extract showed inhibitory effect on wheat seed germination and promotive effect on seedling growth of wheat at low concentrations.

Rice straw extract；Wheat；Seed germination；Allelopathy effect

南通市應(yīng)用研究計(jì)劃項(xiàng)目(BK2014021)；南通市循環(huán)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(CP2015003)。

李波(1982- )，男，江蘇泰興人，副研究員，碩士，從事作物栽培研究。*通訊作者，研究員，碩士，從事耕作栽培與生態(tài)農(nóng)業(yè)研究。

2016-09-02

S 512.1

A

0517-6611(2016)31-0018-02