6種雜草水浸提液對水稻種子發(fā)芽和幼苗生長的影響

李文紅， 張朝顯， 曹 丹

(1.徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院/徐州市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇徐州 221006；2.江蘇省沛縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇沛縣 221600)

播娘蒿[Descurainiasophia(L.) Schur]、刺兒菜(CirsiumsegetumBge.)、婆婆納(VeronicadidymaTenore)、續(xù)斷菊[Sonchusasper(L.)Hill.]、野老鸛草(GeraniumcarolinianumL.)、澤漆(EuphorbiahelioscopiaL.)均是秋冬季麥田雜草，在我國南北各地均有分布和生長，是江蘇徐州地區(qū)麥田的主要雜草，這些雜草生長繁殖能力較強(qiáng)，侵入麥田后與小麥爭奪陽光、空間、水分和養(yǎng)料，抑制小麥的正常生長，因此，對于未化除或化除效果不理想的麥田，人工拔除雜草顯得尤為必要。目前，關(guān)于麥田雜草發(fā)生與防治的研究相對較多，而對雜草利用的報道并不多見。有研究認(rèn)為，婆婆納浸提液對小麥、油菜、早熟禾、高羊茅等植物種子的萌發(fā)有顯著的抑制作用，且濃度越高，抑制作用越強(qiáng)[1-2]。播娘蒿浸提液濃度大于1 mg/mL時，對野燕麥和旱雀麥幼苗的根長、芽長、干質(zhì)量、鮮質(zhì)量等生長指標(biāo)均表現(xiàn)為抑制作用[3]。續(xù)斷菊對白車軸草、早熟禾、高羊茅種子的萌發(fā)都有抑制作用[4]。高濃度的澤漆浸提液對蘿卜、白菜、甘藍(lán)種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均有顯著的抑制作用[5]。小麥春季除草與水稻浸種催芽時令同步，如能將麥田雜草的化感作用[6]應(yīng)用于水稻生產(chǎn)，勢必會對糧食綠色生產(chǎn)技術(shù)變革帶來深遠(yuǎn)影響。本試驗(yàn)通過探討播娘蒿、刺兒菜、婆婆納、續(xù)斷菊、野老鸛草、澤漆等6種雜草浸提液對水稻種子萌發(fā)和幼苗生長的效應(yīng)，以期為植物源生長調(diào)節(jié)劑的研發(fā)和生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用6種雜草分別為婆婆納、澤漆、播娘蒿、續(xù)斷菊、野老鸛草、刺兒菜，于2017年4月26日在徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院未使用除草劑的小麥田中采集獲得。水稻品種為鄭旱2號，水稻種子由江蘇省徐州大華種業(yè)有限公司提供，為一級良種，發(fā)芽率在85%以上。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 雜草浸提液的制備 將采集回的雜草用自來水清洗干凈，于室內(nèi)通風(fēng)處自然晾干，剪成1～2 cm 小段，稱取100 g，用1 000 mL純凈水浸提 24 h[7]，過濾除殘渣，收集濃度為100 g/L的浸提液注入棕色瓶內(nèi)[5]，置于4 ℃冰箱中備用[8]。生測試驗(yàn)于2017年4月27日在江蘇省徐州市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2.2 生物測定 種子萌發(fā)試驗(yàn)采用培養(yǎng)皿濾紙法。試驗(yàn)設(shè)置6種雜草浸提液：播娘蒿浸提液(B)、刺兒菜浸提液(C)、婆婆納浸提液(P)、續(xù)斷菊浸提液(X)、野老鸛草浸提液(Y)、澤漆浸提液(Z)，分別采用以下3種培養(yǎng)方式：清水浸種+浸提液培養(yǎng)(J0)、浸提液浸種+清水培養(yǎng)(J1)、浸提液浸種+浸提液培養(yǎng)(J2)，以清水浸種+清水培養(yǎng)作為對照(CK)。供試的水稻種子先用純凈水淘洗，去除空癟種子，然后用0.02 mol/L KMnO4溶液消毒10 min，浸種48 h，24 h換液(水)1次。取100粒浸泡后的水稻種子置于鋪有1層濾紙[9]、直徑為12 cm的培養(yǎng)皿中，加入10 mL浸提液(水)，蓋上皿蓋。每個處理設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)1皿。然后置于 30 ℃[10]、光照時間為12 h/d[11]的發(fā)芽箱(GPX-250，上海君竺儀器制造有限公司)中萌發(fā)培養(yǎng)，4 d后記錄萌發(fā)種子的數(shù)量，以胚根突破種皮1 mm視為萌發(fā)。

種子萌發(fā)后，將培養(yǎng)皿從發(fā)芽箱內(nèi)移到箱外試驗(yàn)桌上，移開皿蓋。室溫下繼續(xù)進(jìn)行不同處理的培養(yǎng)，每天08：00加入1 mL浸提液(水)，記錄溫度。培養(yǎng)13 d后[12]統(tǒng)計正常幼苗(完整幼苗、帶有輕微缺陷的幼苗、次生感染的幼苗)的數(shù)量，計算水稻種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率及其抑制率。

發(fā)芽勢=(4 d后已萌發(fā)種子數(shù)量/供試種子數(shù)量)×100%；萌發(fā)抑制率=(對照種子發(fā)芽勢-處理種子發(fā)芽勢)/對照種子發(fā)芽勢×100%[13]；發(fā)芽率=(13 d后長成正常幼苗數(shù)量/供試種子數(shù)量)×100%；發(fā)芽抑制率=(對照種子發(fā)芽率-處理種子發(fā)芽率)/對照種子發(fā)芽率×100%。

1.2.3 水稻幼苗生長量(干質(zhì)量)測定 不同浸提液的幼苗生長量以1個重復(fù)為單位，取正常生長的幼苗(正常生長的幼苗數(shù)量即為樣本數(shù))，繼續(xù)培養(yǎng)7 d，剪下根系，烘干，用分析天平(精確至0.001 g)分別稱取樣本植株干質(zhì)量、根干質(zhì)量、葉干質(zhì)量，計算百株干質(zhì)量、百株根干質(zhì)量、百株葉干質(zhì)量。百株干質(zhì)量=100/樣本數(shù)×樣本植株的干質(zhì)量；百株根(葉)干質(zhì)量=100/樣本數(shù)×樣本植株根(葉)的干質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

用Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，然后用DAS 1.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對水稻種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率的影響

由表1可知，浸提液浸種+浸提液發(fā)芽(J2)的培養(yǎng)方式下，播娘蒿、刺兒菜、婆婆納、續(xù)斷菊、澤漆浸提液處理的水稻種子的發(fā)芽勢均顯著低于對照(P<0.05)，其萌發(fā)抑制率分別為11.87%、6.90%、8.00%、5.75%、4.97%。播娘蒿浸提液處理的萌發(fā)抑制率顯著高于其他5種雜草浸提液處理(P<0.05)，刺兒菜、婆婆納、續(xù)斷菊、澤漆浸提液處理之間萌發(fā)抑制率差異不顯著，但均顯著高于野老鸛草浸提液處理(P<0.05)。播娘蒿、刺兒菜、婆婆納浸提液處理的發(fā)芽率均顯著低于對照(P<0.05)，其發(fā)芽抑制率分別是7.11%、7.11%、5.24%。播娘蒿、刺兒菜、婆婆納、澤漆浸提液處理之間的發(fā)芽抑制率差異不顯著，但均高于續(xù)斷菊和野老鸛草浸提液處理。續(xù)斷菊浸提液處理的發(fā)芽抑制率顯著高于野老鸛草浸提液處理(P<0.05)。浸提液浸種+清水發(fā)芽(J1)的培養(yǎng)方式下，播娘蒿、刺兒菜、婆婆納浸提液處理的水稻種子發(fā)芽勢顯著低于對照(P<0.05)，其萌發(fā)抑制率分別為6.89%、6.52%、7.67%，這3種雜草浸提液處理之間的萌發(fā)抑制率差異不顯著，但均顯著高于澤漆、續(xù)斷菊、野老鸛草浸提液處理(P<0.05)，澤漆浸提液處理的萌發(fā)抑制率顯著高于野老鸛草浸提液處理(P<0.05)。刺兒菜浸提液處理的發(fā)芽率顯著低于對照，其發(fā)芽抑制率達(dá) 6.37%，其余處理的發(fā)芽率與對照差異均不顯著。刺兒菜與婆婆納浸提液處理的發(fā)芽抑制率差異不顯著，但它顯著高于其他雜草浸提液處理的發(fā)芽抑制率。清水浸種+浸提液發(fā)芽(J0)的培養(yǎng)方式下，雜草浸提液處理的發(fā)芽勢和發(fā)芽率與對照相比差異均不顯著，各處理之間的萌發(fā)抑制率、發(fā)芽抑制率差異也不顯著。

表1 不同處理對水稻種子發(fā)芽情況的影響Table 1 Effects of different treatments on germination of rice

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理之間差異顯著(P<0.05)，下表同。負(fù)值代表促進(jìn)率，表2同。

2.2 不同培養(yǎng)方式對水稻種子發(fā)芽情況的影響

由表2可知，浸提液浸種+浸提液發(fā)芽(J2)處理方式下水稻種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率均顯著低于對照(P<0.05)，其萌發(fā)抑制率、發(fā)芽抑制率分別為4.47%、3.00%。浸提液浸種+清水發(fā)芽(J1)處理方式下，水稻種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率均顯著低于對照(P<0.05)，其萌發(fā)抑制率、發(fā)芽抑制率分別為 5.55%、3.25%。浸提液浸種+浸提液發(fā)芽(J2)與浸提液浸種+清水發(fā)芽(J1)2種處理方式之間的發(fā)芽勢和發(fā)芽率差異均不顯著。與對照相比，清水浸種+浸提液發(fā)芽(J0)處理方式下水稻種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率均未達(dá)到顯著性差異。

2.3 不同處理對水稻幼苗生長情況的影響

由表3可知，在清水浸種+浸提液發(fā)芽(J0)處理方式下，6種雜草的浸提液均能顯著增加水稻幼苗的百株干質(zhì)量(P<0.05)，播娘蒿、續(xù)斷菊、野老鸛草、刺兒菜、婆婆納、澤漆浸提液處理的水稻幼苗干質(zhì)量分別增加14.34%、13.39%、11.26%、9.79%、7.65%、5.62%；續(xù)斷菊和野老鸛草浸提液處理均能顯著促進(jìn)根系和葉片的生長，其他4種雜草浸提液處理僅有百株根干質(zhì)量顯著高于對照(P<0.05)。在浸提液浸種+清水發(fā)芽(J1)處理方式下，播娘蒿、刺兒菜、續(xù)斷菊等3種雜草浸提液處理的稻苗百株干質(zhì)量顯著高于對照(P<0.05)，分別增加13.06%、9.63%、7.82%，且其百株根干質(zhì)量分別顯著提高21.94%、13.84%、12.21%(P<0.05)，其余3種雜草浸提液處理的稻苗百株干質(zhì)量、百株根干質(zhì)量、百株葉干質(zhì)量與對照差異均不顯著。在浸提液浸種+浸提液發(fā)芽(J2)處理方式下，續(xù)斷菊、野老鸛草、刺兒菜浸提液處理的稻苗百株干質(zhì)量顯著高于對照(P<0.05)，分別增加8.28%、7.40%、4.48%，播娘蒿和婆婆納浸提液處理的稻苗百株干質(zhì)量與對照差異不顯著，僅有澤漆浸提液處理的稻苗百株干質(zhì)量顯著降低12.62%(P<0.05)。續(xù)斷菊和野老鸛草浸提液處理的百株根干質(zhì)量分別顯著提高14.56%、10.98%，澤漆浸提液處理的稻苗百株根干質(zhì)量和百株葉干質(zhì)量分別顯著降低11.44%、13.72%(P<0.05)。

表2 不同培養(yǎng)方式下水稻種子的發(fā)芽情況Table 2 Germination of rice in different culture modes

2.4 不同培養(yǎng)方式對水稻幼苗生長情況的影響

由表4可知，在清水浸種+浸提液培養(yǎng)(J0)處理方式下，水稻幼苗生長干物質(zhì)積累量顯著高于對照，6種雜草浸提液處理的百株干質(zhì)量、百株根干質(zhì)量和百株葉干質(zhì)量分別比對照提高10.32%、15.69%、5.33%。在雜草浸提液浸種+清水培養(yǎng)(J1)處理方式下，與對照相比，水稻幼苗百株干質(zhì)量和百株根干質(zhì)量分別顯著提高5.22%、10.21%，百株葉干質(zhì)量與對照差異不顯著。雜草浸提液浸種+浸提液發(fā)芽(J2)處理方式對水稻幼苗的百株干質(zhì)量、百株根干質(zhì)量和百株葉干質(zhì)量的積累量均沒有顯著影響。

表3 不同處理對水稻幼苗生長情況的影響Tab.3 Effects of different treatments on seedling growth of rice

注：增加量占比為負(fù)值表示與對照相比減少量的占比。

表4 3種培養(yǎng)方式對水稻幼苗生長的影響Tab.4 Effects of three culture modes on seedling growth of rice

3 結(jié)論與討論

3.1 不同雜草浸提液對水稻種子發(fā)芽和幼苗生長的影響

研究發(fā)現(xiàn)，6種雜草浸提液均對水稻種子發(fā)芽、生長存在化感效應(yīng)[14]。6種雜草在清水浸種+浸提液發(fā)芽的條件下，對水稻種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率均沒有顯著性影響，但均能顯著提高植株幼苗干物質(zhì)的積累量，促進(jìn)幼苗生長。刺兒菜浸提液用于水稻浸種或浸種+培養(yǎng)，會顯著抑制水稻種子的萌發(fā)和發(fā)芽，并顯著促進(jìn)已發(fā)芽幼苗的生長(P<0.05)。播娘蒿、婆婆納2種雜草浸提液只用于水稻浸種時，會顯著抑制水稻種子的萌發(fā)(P<0.05)；當(dāng)其分別被用于浸種+培養(yǎng)時，則會顯著抑制水稻種子的萌發(fā)和發(fā)芽(P<0.05)，而對水稻幼苗生長沒有顯著影響。續(xù)斷菊、澤漆2種雜草浸提液在水稻浸種+培養(yǎng)條件下，會顯著抑制水稻種子萌發(fā)(P<0.05)，但不影響發(fā)芽率；續(xù)斷菊對已發(fā)芽幼苗的生長有顯著的促進(jìn)作用，而澤漆則有顯著的抑制作用(P<0.05)。野老鸛草浸提液僅用于浸種時，對水稻種子的萌發(fā)、發(fā)芽均無影響，但對幼苗生長有顯著的促進(jìn)作用(P<0.05)。

雜草浸提液影響水稻種子發(fā)芽勢或發(fā)芽率的敏感時期，在浸種階段而非發(fā)芽階段，其對植株幼苗生長產(chǎn)生促進(jìn)作用的時期在水稻種子發(fā)芽以后，雜草浸提液浸種會降低浸提液發(fā)芽對幼苗生長的促進(jìn)效應(yīng)。雜草浸提液對水稻幼苗生長的影響主要是通過影響根系的干物質(zhì)積累量實(shí)現(xiàn)的，其產(chǎn)生化感效應(yīng)的最適濃度有待于進(jìn)一步研究。

3.2 水稻生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)高度重視麥田雜草的化感效應(yīng)

對于以澤漆、播娘蒿、婆婆納等雜草為主的麥田，雜草全部還田會影響直播稻種子發(fā)芽，澤漆還會嚴(yán)重抑制水稻幼苗的生長。目前，隨著水稻簡化、輕型栽培技術(shù)的推廣，直播水稻面積呈逐年擴(kuò)大的趨勢[15-17]。對于以野老鸛草、續(xù)斷菊、刺兒菜等雜草為主的麥田，可以將雜草直接還田，然后撒播已經(jīng)催芽的水稻種子；對于播種干谷的直播稻田，播種前須要將田內(nèi)播娘蒿、婆婆納、澤漆等雜草清除干凈，以防影響水稻出苗。這樣既節(jié)約了勞動力，又不影響種子出苗，同時又為土壤補(bǔ)充了有機(jī)肥料，可以促進(jìn)水稻幼苗生長。

參考文獻(xiàn)：

[1]李 今. 雜草水浸提液對油菜種子萌發(fā)的影響[J]. 湖北農(nóng)學(xué)院學(xué)報，1999，19(4)：305-306.

[2]吳海榮，強(qiáng) 勝. 外來雜草波斯婆婆納的化感作用研究[J]. 種子，2008，27(9)：67-69，73.

[3]李 瑋. 播娘蒿對2種禾本科雜草種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J]. 種子，2014，33(11)：18-22.

[4]許桂芳，王鴻升，劉明久. 外來植物續(xù)斷菊的化感作用研究[J]. 河南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2011，39(5)：141-144.

[5]劉 晶. 澤漆水浸提液對3種蔬菜種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J]. 種子，2016，35(2)：84-86.

[6]李淑梅，王付娟. 水花生不同部位水浸液對黑麥草種子的化感作用[J]. 種子，2016，35(6)：96-98.

[7]錢振官，沈國輝，柴曉玲，等. 加拿大一枝黃花(SolidagocanadensisL.)不同水浸液對作物種子發(fā)芽和生長的影響[J]. 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報，2005，21(3)：32-35.

[8]關(guān)亞麗，歐啟劇，李雪瑩. 假馬鞭花器官水浸液對6種植物種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40(2)：37-40.

[9]錢春榮，王俊河，馮延江，等. 不同浸種時間對水稻種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2008，24(9)：183-185.

[10]谷 茂，杜 紅. 作物種子生產(chǎn)與管理[M]. 2版. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2010：274.

[11]龔 勛，王珩義. 不同年生紫莖澤蘭不同部位水浸液對甜蕎種子萌發(fā)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44(3)：161-164.

[12]張新葉，陳慧玲，李振芳，等. 油茶水浸提液對紫蘇種子萌發(fā)及幼苗生長的化感效應(yīng)[J]. 林業(yè)科技開發(fā)，2014，28(2)：42-44.

[13]周 兵. 3種克隆型伴生雜草提取物對水稻種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，20(8)：71-76.

[14]周 兵，閆小紅，鐘 娟，等. 3種莎草屬伴生雜草提取物對水稻種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J]. 熱帶作物學(xué)報，2010，31(9)：1542-1548.

[15]許 軻，唐 磊，郭保衛(wèi)，等. 不同直播方式水稻產(chǎn)量及其物質(zhì)生產(chǎn)特點(diǎn)[J]. 揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版)，2014，35(3)：42-47.

[16]余 錚，鄧?yán)蛄?，譚顯勝，等. 20%雙草醚可濕性粉劑對水稻直播田雜草的防除效果及安全性評價[J]. 雜草學(xué)報，2017，35(3)：38-42.

[17]朱新文，施慎年，吳佳文. 水稻旱直播田47%氯吡·丙·異可濕性粉劑除草效果及安全性[J]. 雜草學(xué)報，2016，34(4)：39-42.