楊 航，祁 娟，劉文輝，劉艷君，宿敬龍，李 明

(1. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)研究中心，甘肅 蘭州 730070；2. 青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，青海省青藏高原優(yōu)良牧草種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810016)

自毒作用是導(dǎo)致連作障礙的主要因素之一[1]。植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，通過(guò)根系向土壤中釋放一些有毒物質(zhì)抑制自身或種內(nèi)植物生長(zhǎng)發(fā)育[2]，這些物質(zhì)包括有機(jī)酸類(lèi)、脂類(lèi)、烴類(lèi)、苯類(lèi)等[3]。研究表明，蘭州百合(Liliumdavidiivar. unicolor salisd)根系分泌物中鑒定出棕櫚酸、抗氧化劑2246和高根二醇等物質(zhì)[4]，且不同連作年限根際土壤浸提液會(huì)抑制百合幼苗的生長(zhǎng)[5]；不同種植年限的紫花苜蓿(MedicagosativaL.)土壤中自毒物質(zhì)的種類(lèi)與含量有顯著差異，且其水浸提液會(huì)對(duì)其種子萌發(fā)產(chǎn)生抑制作用[6,7]。馬瑞霞等[8]利用氣質(zhì)聯(lián)用(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)技術(shù)從小麥(TriticumaestivumL.)殘?bào)w中分離出酚酸類(lèi)化感物質(zhì)，亦對(duì)其種子萌發(fā)產(chǎn)生明顯的抑制效果；聶銘[9]研究表明，種植地黃(RehmanniaglutinosaLibosch.)土壤中自毒物質(zhì)含量隨著種植年限的增長(zhǎng)呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)。

近年來(lái)，隨著畜牧業(yè)的發(fā)展，飼草料缺乏問(wèn)題日益顯著，人工草地建植是解決畜牧業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵途徑[10]。老芒麥(ElymussibiricusL.)是禾本科披堿草屬多年生牧草，具有抗逆性強(qiáng)、產(chǎn)草量高、適口性好等特點(diǎn)[11]，常用于人工草地的建植和退化草地的修復(fù)。但多年的實(shí)踐證明，老芒麥的利用年限較短，有研究表明，披堿草屬人工草地在建植第4年以后開(kāi)始衰退，在封育條件下，種群生產(chǎn)力在第4年也會(huì)開(kāi)始下降，第7年嚴(yán)重退化[12]，有研究表明連作會(huì)抑制植物的生長(zhǎng)，致使植物生產(chǎn)力下降[13]。目前，關(guān)于調(diào)控老芒麥種群易衰退的主要因子研究偶見(jiàn)報(bào)道[14-16]，但關(guān)于連作障礙對(duì)老芒麥生長(zhǎng)的影響研究鮮見(jiàn)報(bào)道。為此，本研究以不同種植年限‘青牧一號(hào)’老芒麥根際土壤為研究對(duì)象，通過(guò)GC-MS檢測(cè)方法，分析老芒麥根際土壤中脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)的種類(lèi)與含量變化規(guī)律，并進(jìn)一步研究不同年限土壤浸提液對(duì)老芒麥種子萌發(fā)的影響，以明確連作障礙與自毒效應(yīng)是否為影響老芒麥生長(zhǎng)發(fā)育的因素之一，旨在避免自毒效應(yīng)給老芒麥人工草地建植帶來(lái)?yè)p失，同時(shí)為老芒麥人工草地建植提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概括

試驗(yàn)地位于青海省海北州海晏縣國(guó)家草品種區(qū)域試驗(yàn)中心，坐標(biāo)為100°85′E，36°45′N(xiāo)，平均海拔3 154 m。寒冷期長(zhǎng)，無(wú)絕對(duì)霜期，最高氣溫31℃，最低氣溫-33℃，年均溫0.6℃。年降水量集中在7，8，9月份，為369～403 mm，全年干濕季節(jié)分明，雨熱同期，年均蒸發(fā)量在1 435 mm左右，無(wú)霜期約90 d。

1.2 根際土壤采集

于2019年9月初，在已建植3年、4年、5年和8年的‘青牧一號(hào)’老芒麥人工草地中分別挖取長(zhǎng)勢(shì)均勻的老芒麥根系，參照盧豪良等[17]方法，先抖落表面土壤，后用毛刷輕輕刷掉根表面大約5 mm的土壤，裝入密封袋，寫(xiě)明標(biāo)簽，帶回實(shí)驗(yàn)室冷藏保存。

1.3 脂肪酸提取

將所采集到的4種年限土壤晾干后研磨過(guò)0.25 mm篩，然后稱(chēng)取0.5 g至10 mL的離心管中，每個(gè)年限做3次重復(fù)，進(jìn)行以下操作。

(1)每個(gè)離心管中加入5 mL的色譜甲醇浸泡2小時(shí)，10 000 r·min-1離心10 min，提取2次合并上清液。

(2)再加入5 mL的三氯甲烷混勻后浸泡2小時(shí)，10 000 r·min-1離心10 min，用注射器過(guò)濾，提取2次合并上清液。

(3)將步驟(1)(2)中的提取液各取2.5 mL至離心管中混勻，用氮吹儀吹干。

(4)在經(jīng)過(guò)氮吹儀的離心管中加入5%氫氧化鉀-甲醇溶液1 mL，搖勻，在60℃水浴加熱30 min，取出冷卻至室溫。

(5)后加入3 mL 14%三氟化硼-甲醇溶液，搖勻，在60℃水浴加熱3 min，取出冷卻至室溫。

(6)最后加入2 mL正己烷，充分振蕩，靜置，取上清液于GC-MS分析。

1.4 GC-MS分析條件

氣象色譜儀：安捷倫7890A-5975CMS氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀。安捷倫毛細(xì)管DB-225 ms(規(guī)格為30 m×0.25 mm×0.25 μm)。進(jìn)樣口溫度：280℃，分流比 20：1；升溫程序：初始溫度為50℃，保持5℃·min-1升溫至 200℃，再以2℃·min-1升溫至230℃，保持10 min。載氣：He，載氣流量：1 mL·min-1；進(jìn)樣量1 μL。離子源溫度為230℃，四級(jí)桿溫度150℃，電離方式EI，電子能量70 eV，掃描質(zhì)量范圍為35～800 μ。

1.5 土壤浸提液制備

將所采集到的已種植老芒麥3，4，5和8年的根際土壤晾干后研磨過(guò)0.25 mm篩，分別稱(chēng)取5，10，20和50 g各年限根際土壤置于三角瓶中，加入100 mL蒸餾水，用保鮮膜封口，在30℃的超聲波中萃取30 min，然后在25℃，150 r·min-1的條件下震蕩浸提24 h，振蕩完后過(guò)濾浸提液，最后將浸提液定容為100 mL，各年限根際土壤分別配置成50，100，200，500 g·L-1浸提液，于4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.6 種子發(fā)芽試驗(yàn)與測(cè)定指標(biāo)

選取大小一致、飽滿(mǎn)無(wú)病害的‘青牧一號(hào)’老芒麥種子，用78%的酒精浸泡1 min，然后用蒸餾水沖洗至無(wú)酒精味，用濾紙吸干表面水分。采用培養(yǎng)皿紙上發(fā)芽法，在直徑為9 cm的一次性培養(yǎng)皿中鋪雙層濾紙，每個(gè)培養(yǎng)皿均勻擺放30粒老芒麥種子，加入上一步制備的土壤浸提液5 mL，共16個(gè)處理，3次重復(fù)。培養(yǎng)皿蓋上蓋子，置于溫度為25℃，光強(qiáng)6 000 lx，相對(duì)濕度75%，光周期14 h，暗周期10 h的光照培養(yǎng)箱中，每天補(bǔ)充適量根際土壤浸提液保證濾紙濕潤(rùn)。

測(cè)定指標(biāo)：參考祁娟等[18]方法，以胚根伸出種皮2 mm作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，在發(fā)芽第5天測(cè)定發(fā)芽勢(shì)，第12天測(cè)定種子發(fā)芽率，同時(shí)，每個(gè)處理隨機(jī)選取10株幼苗，在坐標(biāo)紙上測(cè)定胚芽和胚根長(zhǎng)。用以下方法計(jì)算不同處理的種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率。

發(fā)芽勢(shì)=發(fā)芽試驗(yàn)5天內(nèi)供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

發(fā)芽率=發(fā)芽試驗(yàn)12天內(nèi)供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用SPSS 19.0軟件對(duì)老芒麥種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和顯著性比較(P<0.05)，并對(duì)年限、濃度及其互作效應(yīng)進(jìn)行雙因素分析，利用Microsoft Excel 2010進(jìn)行綜合處理和繪圖。

2 結(jié)果分析

2.1 不同種植年限老芒麥根際土壤脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)

對(duì)不同種植年限老芒麥根際土壤采用正丁烷提取法，提取物通過(guò)GC-MS分析，得到總離子流圖(圖1)，與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)譜圖對(duì)比，若兩者匹配度大于95%，即可鑒定出此物質(zhì)。根據(jù)總離子流圖，分析得到4種不同年限土壤的脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)含量(表1)。結(jié)果顯示，4個(gè)不同年限的根際土壤中均檢測(cè)出10種物質(zhì)。就脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)總量而言，5齡老芒麥的根際土壤中相對(duì)含量較高，為50%，8齡中較低，為41%，3和4齡根際土壤中脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)總量分別為48%和45%。

硬脂酸甲酯是4個(gè)不同年限土壤中占比最大的物質(zhì)，分別占3，4，5和8齡土壤中脂肪酸酯類(lèi)總量的39%，42%，42%和41%，棕櫚酸甲酯占脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)總量的29%，33%，31%和32%。3齡的根際土壤中，棕櫚油酸甲酯、亞油酸甲酯和r-亞麻酸甲酯顯著高于其他3個(gè)年限土壤(P<0.05)，其中，棕櫚油酸甲酯較4，5和8齡土壤分別高出98%，62%和58%，亞油酸甲酯分別高出47%，17%和75%，r-亞麻酸甲酯分別高出51%，127%和217%。棕櫚酸甲酯和硬脂酸甲酯含量會(huì)隨著種植年限的升高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，且都在5齡的時(shí)候達(dá)到較大值，其棕櫚酸甲酯含量顯著高于8齡土壤(P<0.05)，較8齡土壤高出17%，硬脂酸甲酯含量較3，4和8齡土壤分別高出12%，10%和23%(P<0.05)。

2.2 不同種植年限老芒麥根際土壤浸提液對(duì)其種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

2.2.1不同年限老芒麥土壤浸提液對(duì)其種子發(fā)芽率的影響 由圖2可知，不同年限土壤浸提液與不同濃度浸提液處理會(huì)對(duì)老芒麥種子發(fā)芽率造成不同的影響，3齡老芒麥根際土壤浸提液在200 g·L-1的濃度下發(fā)芽率較高，為69%，在5齡且濃度為500 g·L-1的浸提液處理下發(fā)芽率較低，僅為45%；4齡老芒麥根際土壤浸提液下，發(fā)芽率會(huì)隨著浸提液濃度的升高而先升高后下降，且500 g·L-1濃度下顯著低于其他3個(gè)處理(P<0.05)；5齡老芒麥根際土壤浸提液處理下，發(fā)芽率隨著浸提液濃度的升高而下降，50 g·L-1處理下顯著高于200和500 g·L-1(P<0.05)，較100，200和500 g·L-1處理下發(fā)芽率分別提高了6%，27%和44%；在8齡老芒麥根際土壤浸提液處理下，發(fā)芽率同樣隨著浸提液濃度升高而下降，200和500 g·L-1濃度處理下顯著低于50 g·L-1處理(P<0.05)，較50 g·L-1處理分別降低了17%和24%。在浸提液濃度為200 g·L-1處理下，發(fā)芽率會(huì)隨著年限的增長(zhǎng)而下降，3齡和4齡老芒麥根際土壤浸提液處理下顯著高于5齡和8齡(P<0.05)。

圖1 不同種植年限老芒麥根際土壤脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)GC-MS色譜圖Fig.1 GC-MS map of fatty acid lipids in soil of rhizosphere soil of Elymus sibiricus L.in different planting years

表1 不同種植年限老芒麥根際土壤中脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)含量Table 1 Relative contents of fatty acids and lipids in rhizosphere soil of Elymus sibiricus L. in different planting years

圖2 不同種植年限老芒麥根際土壤浸提液對(duì)其種子發(fā)芽率的影響Fig. 2 Effects of soil extracts on seed germination rate of Elymus sibiricus L. in different planting years注：不同小寫(xiě)字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)，下同Note:Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at the 0.05 level,the same as below

2.2.2不同年限土壤浸提液對(duì)老芒麥種子發(fā)芽勢(shì)的影響 由圖3可知，3齡老芒麥根際土壤浸提液在50 g·L-1濃度下發(fā)芽勢(shì)較高，為49%，5齡老芒麥根際土壤浸提液在500 g·L-1的濃度處理下發(fā)芽勢(shì)較低，值為30%。在5齡和8齡根際土壤浸提液處理下，老芒麥種子發(fā)芽勢(shì)會(huì)隨著土壤浸提液濃度的升高而呈下降趨勢(shì)，且5齡老芒麥根際土壤在200 g·L-1和500 g·L-1處理下種子發(fā)芽勢(shì)顯著低于同齡50 g·L-1浸提液處理，分別降低了32%和37%(P<0.05)。土壤浸提液濃度為50 g·L-1時(shí)，3齡老芒麥根際土壤浸提液處理下種子發(fā)芽勢(shì)較8齡提高了29%(P<0.05)；在200 g·L-1濃度下，老芒麥種子的發(fā)芽勢(shì)隨年限增長(zhǎng)呈現(xiàn)出先降低后升高的規(guī)律，在5齡時(shí)最低，較3和4齡分別降低了26%和24%(P<0.05)。

圖3 不同種植年限老芒麥根際土壤浸提液對(duì)其種子發(fā)芽勢(shì)的影響Fig.3 Effects of soil extracts on seed germination potential of Elymus sibiricus L. in different planting years

2.2.3不同年限土壤浸提液對(duì)老芒麥胚芽長(zhǎng)的影響 由圖4可知，不同濃度與不同年限的土壤浸提液會(huì)影響老芒麥胚芽生長(zhǎng)。4齡老芒麥根際土壤浸提液在100 g·L-1的濃度處理下老芒麥胚芽較長(zhǎng)，達(dá)到5.6 cm，胚芽長(zhǎng)在50 g·L-1的8齡老芒麥根際土壤浸提液處理下較短，為4.5 cm；3齡老芒麥根際土壤浸提液處理中，胚芽長(zhǎng)隨濃度升高先下降后升高，200 g·L-1濃度處理下較50，100和500 g·L-1處理分別降低了21%，15%和10%；在4齡老芒麥根際土壤浸提液處理中，胚芽長(zhǎng)隨濃度升高先升高后降低，500 g·L-1濃度處理較100 g·L-1濃度處理下降低了16%(P<0.05)。在浸提液濃度為200 g·L-1的處理下，老芒麥胚芽長(zhǎng)度會(huì)隨著年限增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，3齡根際土壤浸提液處理顯著低于4，5和8齡，而在500 g·L-1濃度處理下，隨著年限的增長(zhǎng)，胚芽長(zhǎng)度降低。

圖4 不同種植年限老芒麥根際土壤浸提液對(duì)其幼苗胚芽長(zhǎng)的影響Fig.4 Effects of soil extracts on germ length of Elymus sibiricus L. in different planting years

2.2.4不同年限土壤浸提液對(duì)老芒麥胚根長(zhǎng)的影響 由圖5可知，3齡老芒麥根際土壤浸提液處理下，老芒麥幼苗胚根長(zhǎng)會(huì)隨著濃度的升高而下降，胚根長(zhǎng)在500 g·L-1濃度處理下較其他3個(gè)濃度分別降低了28%，21%和17%(P<0.05)；8齡老芒麥根際土壤浸提液處理下，幼苗胚根長(zhǎng)同樣隨著濃度升高而降低，濃度為500 g·L-1處理時(shí)，老芒麥胚根長(zhǎng)較短，為2.7 cm，較50 g·L-1和100 g·L-1的濃度處理分別降低了25%和20%(P<0.05)。在浸提液濃度為100 g·L-1的處理下，老芒麥幼苗胚根長(zhǎng)會(huì)隨著年限的增長(zhǎng)先降低后升高，在5齡根際土壤浸提液處理下較低，當(dāng)浸提液濃度為200 g·L-1時(shí)，胚根長(zhǎng)會(huì)隨著年限增長(zhǎng)而下降。

圖5 不同種植年限老芒麥根際土壤浸提液對(duì)其幼苗胚根長(zhǎng)的影響Fig.5 Effects of soil extracts on radicle length of Elymus sibiricus L. in different planting years

2.3 浸提液不同年限、濃度及其互作對(duì)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)影響的方差分析

表2雙因素方差分析結(jié)果顯示，年限與浸提液濃度對(duì)老芒麥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、胚芽長(zhǎng)和胚根長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生顯著或極顯著影響，年限對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)與胚根長(zhǎng)的影響不顯著，對(duì)發(fā)芽率影響極顯著(P<0.01)，對(duì)胚芽長(zhǎng)影響顯著(P<0.05)。而浸提液濃度對(duì)種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)均存在極顯著影響(P<0.01)，而浸提液年限與濃度的交互作用對(duì)發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和胚芽長(zhǎng)影響極顯著(P<0.01)，對(duì)胚根長(zhǎng)無(wú)顯著影響。

表2 年限、濃度及其互作對(duì)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)影響的方差分析Table 2 Results of two-way ANONA of characteristics by years,concentrations and their interactions on seed germination and seedling growth

3 討論

3.1 不同種植年限老芒麥根際土壤脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)含量變化

脂肪酸是根系分泌物的主要物質(zhì)之一[19-20]，在許多植物中存在著多種脂肪酸類(lèi)物質(zhì)，并且植物連作年限會(huì)影響其物質(zhì)的分泌和積累[21]，進(jìn)而影響連作種植下自毒程度的強(qiáng)弱。鄭陽(yáng)霞等[22]研究表明，脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)會(huì)破壞西瓜幼苗的抗氧化系統(tǒng)，抑制幼苗的生長(zhǎng)。本研究表明，種植老芒麥年限不同，其根際土壤中脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)含量存在差異，且棕櫚酸甲酯、十七烷酸甲酯和硬脂酸甲酯含量隨年限的升高呈現(xiàn)先升高后下降的規(guī)律，均在5齡時(shí)最高，這可能是老芒麥經(jīng)過(guò)5年的種植后，植株內(nèi)部生理代謝系統(tǒng)發(fā)生了改變，導(dǎo)致不同年限老芒麥分泌的化感物質(zhì)含量具有差異，導(dǎo)致在第8年生長(zhǎng)時(shí)，根系分泌的物質(zhì)組分與含量發(fā)生變化；本研究結(jié)果還表明，5齡根際土壤中脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)的總含量是最高的，而在種植了8年的根際土壤中脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)總含量有所下降，說(shuō)明老芒麥在多年的建植過(guò)程中，可能隨著年限的增長(zhǎng)，土壤中脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)的積累會(huì)達(dá)到一個(gè)峰值，從而影響老芒麥生長(zhǎng)發(fā)育，使其根系分泌物減少，并結(jié)合土壤自身的緩沖性[23]，使第8年時(shí)土壤中脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)含量較低。有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)自毒物質(zhì)的積累超過(guò)某個(gè)閾值，便會(huì)產(chǎn)生自毒效應(yīng)使植株生長(zhǎng)受阻，導(dǎo)致根系分泌物的種類(lèi)和數(shù)量相對(duì)減少[24-25]，這與本試驗(yàn)結(jié)果相一致。

3.2 不同種植年限老芒麥根際土壤浸提液對(duì)其種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

種子萌發(fā)期是植物生長(zhǎng)的首要階段，萌發(fā)期會(huì)對(duì)外界環(huán)境產(chǎn)生最敏感的響應(yīng)，而且種子萌發(fā)會(huì)影響植株的出苗率和種群數(shù)量，幼苗則會(huì)直接影響植株的產(chǎn)量和品質(zhì)[26]。楊倩等[27]在異齡苜蓿土壤浸提液對(duì)3種植物種子萌發(fā)的影響的研究中發(fā)現(xiàn)，5齡苜蓿根際土壤浸提液對(duì)其種子萌發(fā)的抑制作用強(qiáng)于3齡和9齡土壤；王英等[28]研究表明，不同濃度伊貝母根際土壤浸提液對(duì)其種子萌發(fā)存在濃度效應(yīng)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，老芒麥種子萌發(fā)在不同年限和不同濃度老芒麥根際土壤浸提液下表現(xiàn)存在差異。在不同年限下，低濃度的根際土壤浸提液對(duì)老芒麥種子萌發(fā)、胚芽長(zhǎng)和胚根長(zhǎng)產(chǎn)生的抑制效果不明顯，表明了自毒物質(zhì)可能要積累到一定的濃度水平才會(huì)產(chǎn)生抑制作用，這與胡躍高等[29]在苜蓿的自毒性研究中得到的結(jié)果相似。在5齡和8齡的根際土壤浸提液處理下，隨著浸提液濃度升高，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和胚根長(zhǎng)抑制作用逐漸增強(qiáng)，而胚芽長(zhǎng)沒(méi)有呈現(xiàn)這一趨勢(shì)，一方面說(shuō)明老芒麥不同部位對(duì)自毒物質(zhì)響應(yīng)有差異，另一方面也說(shuō)明了老芒麥種植年限與浸提液濃度都是影響老芒麥種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的因素，這與張新慧等[30]在當(dāng)歸(Angelicasinensis(Oliv.) Diels)根際土壤水浸液的自毒作用研究及化感物質(zhì)的鑒定試驗(yàn)中的研究結(jié)果相一致。在本試驗(yàn)中，浸提液濃度為200 g·L-1和500 g·L-1時(shí)，5齡根際土壤浸提液對(duì)種子發(fā)芽抑制作用最強(qiáng)，而8齡時(shí)抑制作用又有所減弱，這可能是因?yàn)槔厦Ⅺ溤诜N植2～4年期間植株生命力最旺盛，分泌的根系分泌物較多，在第5年時(shí)自毒效應(yīng)反饋到老芒麥生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，導(dǎo)致根的發(fā)育受到抑制，根系分泌物從源頭上減少，到第8年時(shí)根系分泌物被土壤自我調(diào)節(jié)或者對(duì)周?chē)s草產(chǎn)生化感效應(yīng)而吸收，從而種植老芒麥8年的土壤浸提液對(duì)種子發(fā)芽的抑制作用低于5年土壤。王希[31]在黃土高原紫花苜蓿自毒效應(yīng)的初步研究中同樣發(fā)現(xiàn)，種植紫花苜蓿5年的土壤浸提液處理其種子，發(fā)芽率低于種植紫花苜蓿9年的土壤浸提液處理，這與本試驗(yàn)結(jié)果相一致。

從雙因素方差分析可知，年限、濃度和年限與濃度的交互作用都會(huì)影響種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，表明老芒麥隨著種植年限的增長(zhǎng)，自毒物質(zhì)在土壤中滯留、轉(zhuǎn)化，在積累到一定濃度后，會(huì)制約老芒麥生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致老芒麥人工草地補(bǔ)播效果不明顯。李玉占等[32]研究表明，苜蓿在5年后生產(chǎn)力下降，在間隔時(shí)間短的情況下，補(bǔ)播很難成功，其自毒效應(yīng)可能是主要原因之一，這與本試驗(yàn)結(jié)果相一致。

綜上，不同種植年限老芒麥土壤浸提液存在自毒作用，在5齡時(shí)表現(xiàn)突出。因此，可以推斷老芒麥很可能存在連作障礙，并且自毒作用是連作障礙的主要原因之一，而自毒物質(zhì)除了脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)，可能還存在成百上千種，這有待于更進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本研究表明，5齡老芒麥根際土壤中脂肪酸酯類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)總含量較高，為50%；5和8齡老芒麥根際土壤浸提液對(duì)其種子發(fā)芽率具有明顯的“低促高抑”濃度效應(yīng)；在浸提液濃度為200 g·L-1時(shí)，年限增長(zhǎng)與胚根長(zhǎng)生長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)；年限對(duì)種子發(fā)芽率影響極顯著，對(duì)胚芽長(zhǎng)影響較顯著。因此推測(cè)，老芒麥逐漸衰退與自毒作用導(dǎo)致的連作障礙有密切的關(guān)系，怎樣減弱自毒物質(zhì)的毒害進(jìn)而延緩老芒麥退化需要進(jìn)一步研究。