水花生不同部位水浸液對黑麥草種子的化感作用

李淑梅， 王付娟

（信陽農(nóng)林學(xué)院農(nóng)學(xué)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(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(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年德國科學(xué)家Molish提出的?；凶饔檬侵敢环N植物通過向環(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］。

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

本試驗(yàn)對水花生不同部位、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(yīng)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

黑麥草品種邦德購于信陽市種子市場。

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農(nóng)林學(xué)院農(nóng)林試驗(yàn)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(jìn)行生物檢測

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(xiàng)對照抑制率計(jì)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(jìn)作用。IR絕對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(shí)，發(fā)芽率和發(fā)芽勢有小幅度下降，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(qiáng)。

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(dāng)水花生葉水浸液濃度為5，10 g／mL時(shí)，對黑麥草種子的發(fā)芽勢和發(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)芽勢和發(fā)芽率達(dá)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(qiáng)。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(qiáng)。

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(shí)，對黑麥草種子發(fā)芽勢和發(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)芽勢和發(fā)芽率與對照相比差異顯著，均達(dá)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(qiáng)弱順序?yàn)槿~＞莖＞根。

2.2 水花生水浸液對黑麥草幼苗生長和生物量的化感作用

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(dāng)水花生莖水浸液濃度為5，10g／mL時(shí)，對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(dāng)水浸液濃度為50g／mL時(shí)，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(qiáng)。

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(shí)，對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(shí)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(qiáng)。

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(dāng)水浸液濃度較低時(shí)，對黑麥草幼苗的苗高和根長的抑制作用不明顯，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降為最低值，與對照比較差異達(dá)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(shí)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。

3 討論與結(jié)論

結(jié)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(qiáng)，其次是莖，根最弱。在黑麥草的生長過程中，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(shí)際生長情況差異較大，所以，有必要進(jìn)一步進(jìn)行大量的田間生長試驗(yàn)來論證此實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

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