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        三種雜草種子休眠程度與物理參數(shù)相關(guān)性研究

        2022-01-10 05:29:00張等宏肖春芳高劍華張遠學(xué)沈艷芬
        湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2021年24期
        關(guān)鍵詞:馬唐種子休眠牛膝

        張等宏,肖春芳,王 甄,高劍華,張遠學(xué),閆 雷,鄒 瑩,沈艷芬

        (恩施土家族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院/中國南方馬鈴薯研究中心,湖北 恩施 445000)

        全世界有超過3萬多種雜草,其中,1 800種造成9.7%的糧食減產(chǎn)[1],在中國有超過130種具有嚴重危害的雜草[2],對農(nóng)作物造成了嚴重的產(chǎn)量損失[2-4],其中對馬鈴薯產(chǎn)量損失可達44.01%[5]。多數(shù)雜草依靠種子進行物種延續(xù)[6-9],而種子的休眠對延續(xù)物種非常重要[10-12],卻對雜草防除帶來難度[12,13]。

        休眠是雜草種子本身的特性和對環(huán)境的一種反應(yīng),受到內(nèi)在因素和外在環(huán)境的共同影響,是植物生長發(fā)育過程中的一個暫停生長的階段,種子休眠是影響種子發(fā)芽的原因之一[14,15]。雜草種子通過休眠來度過低溫、短日照、干旱等嚴酷季節(jié),從而保障其種族的延續(xù)性[16]。田間雜草種子由于具有復(fù)雜的休眠特性,導(dǎo)致萌發(fā)期不同,在田間雜草防除過程中,很難一次性防除,探索雜草種子的休眠對農(nóng)田雜草防治具有重要的意義[17]。

        一般認為休眠種子具備更高的抵抗能力,通過長時間儲藏仍能保持活力。如果能通過對雜草物理參數(shù)的快速測定來判斷雜草的休眠程度,則可以判斷雜草的生育階段,對預(yù)測雜草的發(fā)生危害具有指導(dǎo)意義。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        雜草種子:雜草種子分別于2017年(休眠2年)、2018年(休眠1年)、2019年(休眠0年)采集自恩施州馬鈴薯田間。

        儀器:酸度計(PHSJ-4A型),電導(dǎo)率儀(DDSJ-308F型),上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;電子分析天平(HCB123型),英國艾德姆。

        1.2 方法

        1.2.1 物理參數(shù)的測定 稱取200 mg種子,置于100 mL去離子水中浸泡2 h,用三角漏斗過濾后測定電導(dǎo)率和pH,并記錄。

        1.2.2 發(fā)芽率的測定 挑選顆粒飽滿、大小一致的雜草種子置于培養(yǎng)皿內(nèi)(直徑9 cm),培養(yǎng)皿底部鋪2層濕潤濾紙,置于恒溫恒濕培養(yǎng)箱(HP150HS型,金壇市瑞華儀器有限公司),25℃黑暗萌發(fā)24 h。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        所測的數(shù)據(jù)用Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)處理、作圖,采用SPSS17.0軟件進行數(shù)據(jù)顯著性分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同休眠時間的馬唐種子物理參數(shù)及發(fā)芽率測定結(jié)果

        為了明確馬唐[Digitaria sanguinalis(L.)Scop.]種子的休眠程度與其物理參數(shù)的相關(guān)性,通過室內(nèi)生物測定法,開展了對不同休眠年份馬唐種子的pH、電導(dǎo)率及其種子發(fā)芽率的測定。由表1可知,在不同年份相同地點采集的馬唐種子發(fā)芽率從高到低依次為休眠2、1、0年,說明休眠0年的馬唐種子休眠程度較深;相同地點采集的休眠1年的馬唐種子電導(dǎo)率最高;休眠0年的馬唐種子pH最低。

        表1 不同休眠時間的馬唐種子物理參數(shù)及其發(fā)芽率測定結(jié)果

        由表2可知,pH與馬唐種子發(fā)芽率的線性相關(guān)系數(shù)為0.449 0,電導(dǎo)率與馬唐種子發(fā)芽率相關(guān)系數(shù)為0.170 7,說明pH與馬唐種子發(fā)芽率的線性相關(guān)性相對較好。

        表2 馬唐種子休眠程度與其物理參數(shù)的相關(guān)性分析

        2.2 不同休眠時間的牛膝菊種子物理參數(shù)及發(fā)芽率測定結(jié)果

        為了明確牛膝菊(Galinsoga parvifloraCav.)種子的休眠程度與其物理參數(shù)的相關(guān)性,通過室內(nèi)生物測定法,開展了對不同休眠年份牛膝菊種子的pH、電導(dǎo)率及其種子發(fā)芽率的測定。由表3可知,不同休眠時間的牛膝菊種子發(fā)芽率從高到低依次為休眠2、1、0年,說明休眠0年的牛膝菊種子休眠程度較深;相同地點休眠2年的牛膝菊種子電導(dǎo)率最高;休眠2年的牛膝菊種子pH最低。

        表3 不同休眠時間的牛膝菊種子物理參數(shù)及其發(fā)芽率測定結(jié)果

        由表4可知,pH與牛膝菊種子發(fā)芽率的線性相關(guān)系數(shù)為0.991 9,電導(dǎo)率與牛膝菊種子發(fā)芽率的線性相關(guān)系數(shù)為0.791 1,說明2種物理參數(shù)與牛膝菊種子發(fā)芽率的線性相關(guān)性較為明顯。

        表4 牛膝菊種子休眠程度與其物理參數(shù)的相關(guān)性分析

        2.3 不同休眠時間的春蓼種子物理參數(shù)及發(fā)芽率測定結(jié)果

        為了明確春蓼(Polygonum persicariaL.)種子的休眠程度與其物理參數(shù)的相關(guān)性,通過室內(nèi)生物測定法,開展了對不同休眠年份春蓼種子的pH、電導(dǎo)率及其種子發(fā)芽率的測定。由表5可知,在不同年份相同地點采集的春蓼種子發(fā)芽率從高到低依次為休眠2、1、0年,休眠0年的春蓼種子休眠程度較深;相同地點休眠0年的春蓼種子電導(dǎo)率最高;休眠1年的春蓼種子pH最低。

        表5 不同休眠時間的春蓼種子物理參數(shù)及其發(fā)芽率測定結(jié)果

        由表6可知,pH與春蓼種子發(fā)芽率的線性相關(guān)系數(shù)為0.411 4,說明兩者相關(guān)性不明顯,電導(dǎo)率與春蓼種子發(fā)芽率的線性相關(guān)系數(shù)為0.875 0,說明兩者的線性相關(guān)性較為明顯。

        表6 春蓼種子休眠程度與其物理參數(shù)相關(guān)性分析

        3 小結(jié)與討論

        休眠是影響雜草種子萌發(fā)的內(nèi)在因素[18,19],種子發(fā)芽狀況從一定程度可以反映種子的休眠程度,明確雜草的休眠特性,可以作為雜草發(fā)生預(yù)測的依據(jù)。雜草種子在休眠過程中本身會積累抑制萌發(fā)的物質(zhì),也是種子具有休眠現(xiàn)象的一個重要原因,這類抑制物包括揮發(fā)油、生物堿、生長素(如脫落酸)、氨、酚、醛等,它們多是一些低分子量的有機物,其化學(xué)成分也因植物種類、休眠程度的不同而不盡相同[20,21],其物理參數(shù)在一定程度上可以反映化學(xué)成分的變化,從而確定雜草種子的休眠程度。本試驗結(jié)果表明,馬唐種子的pH與其種子發(fā)芽率的線性相關(guān)性相對較好;牛膝菊種子pH、電導(dǎo)率與其種子發(fā)芽率的線性相關(guān)性良好;春蓼種子電導(dǎo)率與其種子發(fā)芽率線性相關(guān)性較為明顯。以上結(jié)果在表觀上表現(xiàn)為雜草種子物理參數(shù)pH、電導(dǎo)率的變化,而這一變化本質(zhì)是由于雜草種子休眠程度不同而引起的其內(nèi)在變化。

        當(dāng)前對雜草種子休眠的研究還相對不足,尤其對雜草種子休眠的原因和機理了解很少[22]。因此,研究種子休眠過程的相關(guān)參數(shù)變化可以為雜草種子休眠程度的判斷、雜草發(fā)生的預(yù)測奠定理論基礎(chǔ),進而為雜草的綜合防治提供科學(xué)依據(jù)和支持。

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