楊樹農(nóng)田防護(hù)林枯落物對(duì)5種植物種子萌發(fā)的影響

馬利娜 尹鵬飛 韓月明 冉秋艷 楊田 王娟

摘要為了解楊樹枯落物的他感作用，研究了楊樹枯落物水浸提液對(duì)高粱、糜子、白菜、芫荽、小麥等5種植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明：楊樹他感作用是存在的，不同濃度楊樹枯落物水浸提液對(duì)5種植物種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)有不同他感作用。

關(guān)鍵詞楊樹；他感作用；種子萌發(fā)

中圖分類號(hào)：S792.11；S727.24文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.13601/j.issn.1005-5215.2023.02.015

EffectsofLitterofPopulusFarmlandShelterbeltsonSeedGerminationofFiveKindsofPlants

MaLina1，YinPengfei1，HanYueming2，RanQiuyan3，YangTian3，WangJuan3

（1.State-ownedForestProtectionCenter，NewIndustrializedEconomicDevelopmentZone，SipingCity，JilinProvince，Siping136000，China;2.SanchaziForestryBureauofJilinForestryIndustryGroup，Baishan134300，China;3.CollegeofLifeSciences，BaichengNormalCollege，Baicheng137000，China）

AbstractTheeffectsofPopuluslitterextractonseedgerminationandseedlinggrowthoffivekindsofplants（Sorghumbicolor，Panicummiliaceum，Brassicapekinensis，Coriandrumsativum，andTriticumaestivum）wereinvestigatedtounderstandtheallelopathyofPopuluslitter.TheresultsshowedthatPopulusallelopathyexisted，anddifferentconcentrationsofPopulusextracthaddifferenteffectsonseedgerminationandseedlinggrowthofthefivekindsofplants.ThisindicatedthatdifferentconcentrationsofPopuluslitterwaterextracthaddifferentallelopathyonseedgerminationandseedlinggrowthofthefivekindsofplants.

KeywordsPopulus;allelopathy;seedgermination

楊樹（Populusspp.）為楊柳科楊屬木本植物的總稱，是我國(guó)北方地區(qū)人工造林的主要應(yīng)用樹種[1]，因其生長(zhǎng)速度快，成林早，應(yīng)用非常廣泛，特別是農(nóng)田防護(hù)林。楊樹是落葉喬木，具有枝繁葉茂、樹干挺拔、樹冠龐大的特點(diǎn)，在我國(guó)北方作為常見的綠化樹種，有凈化空氣、美化環(huán)境、防風(fēng)固沙、隔絕噪音等功能，其樹枝開展，葉片面積較大，有旺盛的蒸騰作用，能夠不斷地向空氣中散發(fā)水分，使周邊大氣中的空氣保持一定的濕度，對(duì)周邊大氣起到溫度與濕度調(diào)控作用，進(jìn)而形成適宜局部的小氣候環(huán)境，能有效地保護(hù)農(nóng)作物。目前，我國(guó)三北地區(qū)有大片的楊樹農(nóng)田防護(hù)林[2]在保護(hù)著農(nóng)田減低風(fēng)害的同時(shí)每年產(chǎn)生大量的枯枝落葉歸還給農(nóng)田，增加了農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)，改良了農(nóng)田的土壤結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)，有利于作物的生長(zhǎng)[3]。本研究以農(nóng)田楊樹防護(hù)林產(chǎn)生的枯枝落葉（簡(jiǎn)稱為枯落物）水浸提液作為試驗(yàn)材料，處理糜子（Panicummiliaceum）、白菜（Brassicapekinensis）、芫荽（Coriandrumsativum）、小麥（Triticumaestivum）、高粱（Sorghumbicolor）等5種常見的田間作物種子，以蒸餾水處理為對(duì)照，研究不同濃度枯落物水浸提液對(duì)這5個(gè)作物種子萌發(fā)及其幼苗生長(zhǎng)的影響，探討楊樹對(duì)農(nóng)田作物的他感作用，進(jìn)一步研究農(nóng)田楊樹防護(hù)林與農(nóng)田作物之間相互作用的關(guān)系。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上可以更清晰地認(rèn)識(shí)楊樹農(nóng)田防護(hù)林在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用，研究楊樹枯落物的化感作用對(duì)農(nóng)作物群落構(gòu)建與群落更替及在人工生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建中的影響。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

楊樹（Populusspp.）落葉，高粱、糜子、白菜、芫荽和小麥種子，以及75%酒精、去離子水等。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1材料采集與處理

2019年10月15日，在梨樹縣楊樹農(nóng)田防護(hù)林中采集枯枝落葉，用塑料袋裝好密封帶回試驗(yàn)室。同時(shí)收集高粱、糜子、白菜、香菜、小麥種子。

將采集到的農(nóng)田防護(hù)林楊樹枯落物放在干燥、通風(fēng)的場(chǎng)所陰干，用塑料袋密封保存。將采集的作物種子去除雜質(zhì)與混雜后，置于干燥通風(fēng)處陰干后用紙袋包裝，注明標(biāo)簽，避光保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2楊樹枯落物水浸提液的制備及種子消毒

將陰干的楊樹枯落物剪碎，然后用粉碎機(jī)粉碎，稱取楊樹枯落物粉末40g放入1000mL的燒杯中，注入1000mL的蒸餾水，浸取48h后過濾備用。配置好的1000mL枯落物濾液原液濃度是0.04g.mL-1，再將原液分別稀釋成各500mL的0.02g.mL-1與0.01g.mL-1濃度的浸提液。以蒸餾水為對(duì)照，分別用0.04、0.02和0.01g.mL-1濃度枯落物浸提液浸泡消毒后的5種作物種子。

將5種種子分別用紗布包好，在75%濃度的酒精中浸泡3～5s后取出種子，用蒸餾水連續(xù)沖洗3～5次；洗凈后的種子分別放入3%的NaClO溶液中浸泡8～10min；取出種子再用蒸餾水連續(xù)沖洗3～5次備用。

1.3試驗(yàn)過程

把經(jīng)過消毒處理后的5種作物的種子分別放入蒸餾水（CK）和配置的0.04、0.02和0.01g.mL-1濃度的楊樹枯落物水浸提液中浸泡12h。

用高壓鍋將培養(yǎng)皿消毒，完成后先采用蒸餾水把培養(yǎng)皿充分濕潤(rùn)，鋪上2層濾紙，緊貼培養(yǎng)皿底部展平，不得有氣泡。把處理后的種子均勻擺在濾紙上，在每個(gè)培養(yǎng)皿中分別放入經(jīng)過浸泡處理好的100粒種子，用4層紗布蓋在擺好的種子上，用以保持種子濕潤(rùn)。以此為標(biāo)準(zhǔn)，分別將用蒸餾水和不同濃度的楊樹枯落物水浸提液浸泡過的5種供試植物種子按100粒.份-1均勻擺在培養(yǎng)皿內(nèi)濾紙上，以蒸餾水作對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3次[4]。

將人工氣候箱設(shè)置為26±1℃溫度條件，把擺好5種供試種子的培養(yǎng)皿置于氣候箱內(nèi)，在種子培養(yǎng)過程中，根據(jù)干濕狀況在每日8：00和18：00各補(bǔ)水1次，每天16：00—18：00期間觀察5種供試種子的發(fā)芽狀況，分別測(cè)定各處理萌發(fā)種子幼苗的苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)和幼苗鮮質(zhì)量[5]。種子發(fā)芽結(jié)束后，分別統(tǒng)計(jì)、計(jì)算各處理下5種作物種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢(shì)等指標(biāo)[6]。

發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)量/供試種子數(shù)量×100%

發(fā)芽勢(shì)=發(fā)芽高峰日發(fā)芽種子數(shù)量/供試種子數(shù)量×100%

以Williamson提出的化感效應(yīng)檢驗(yàn)方法作為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法，具體如下：

Rl=T/C-1（T＜C）或Rl=1-C/T（T≥C），其中，Rl為他感作用效應(yīng)，T為處理值，C為對(duì)照值，當(dāng)Rl＞0時(shí)，促進(jìn)種子萌發(fā)；當(dāng)Rl＜0時(shí)，抑制種子萌發(fā)，取絕對(duì)值用來表示化感作用強(qiáng)度的大小[6]。

2結(jié)果與分析

2.1不同濃度提取液對(duì)5種植物種子萌發(fā)的影響

由表1、表2可知，楊樹的枯落物水浸提液處理下，5種植物種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)等指標(biāo)顯著降低，說明楊樹枯落物水浸提液能顯著影響這5種植物種子的萌發(fā)指標(biāo)，顯著降低各種子的發(fā)芽速度，延長(zhǎng)種子的發(fā)芽周期。因此，楊樹枯落物水浸提液能夠抑制5種受體植物種子萌發(fā)。研究表明，不同濃度楊樹枯落物水浸提液對(duì)5種受體種子的作用程度有所不同，總的趨勢(shì)表現(xiàn)為：隨著楊樹枯落物水浸液濃度升高，對(duì)受體種子的抑制作用顯著增加。

2.2不同濃度提取液對(duì)5種植物幼苗根長(zhǎng)的影響

從圖1可知，楊樹枯落物水浸提液對(duì)高粱、糜子、白菜、芫荽、小麥等5種植物的幼苗根長(zhǎng)指標(biāo)有不同程度的影響，具體表現(xiàn)為，隨著楊樹枯落物水浸提液濃度的升高，對(duì)5種植物幼苗根長(zhǎng)的影響越顯著，對(duì)高粱、糜子、芫荽和小麥根生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，而對(duì)白菜根生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。

2.3不同濃度提取液對(duì)5種植物幼苗苗長(zhǎng)的影響

從圖2看出，楊樹枯落物水浸提液對(duì)5種受體植物幼苗苗長(zhǎng)有影響，存在不同程度的他感作用。不同濃度的楊樹枯落物水浸提液處理對(duì)同種類型受體植物的幼苗苗長(zhǎng)作用強(qiáng)度不同，相同濃度的楊樹枯落物水浸提液處理對(duì)不同類型植物幼苗苗長(zhǎng)影響的強(qiáng)度不同。楊樹枯落物水浸提液對(duì)高粱、糜子、芫荽和小麥苗長(zhǎng)生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，而對(duì)白菜苗長(zhǎng)生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，不同濃度的作用強(qiáng)度不同。

2.4不同濃度提取液對(duì)5種植物幼苗鮮質(zhì)量的影響

由圖3可知，各濃度楊樹枯落物水浸提液均對(duì)5種植物幼苗鮮質(zhì)量具有不同程度的影響，相同濃度楊樹枯落物水浸提液對(duì)不同植物幼苗鮮質(zhì)量的作用具有不同的影響強(qiáng)度，不同濃度楊樹枯落物水浸提液對(duì)同種植物幼苗鮮質(zhì)量影響強(qiáng)度不同。對(duì)高粱、糜子、芫荽和小麥幼苗鮮質(zhì)量增加有促進(jìn)作用；低濃度楊樹枯落物水浸提液抑制小麥幼苗鮮質(zhì)量增加；高濃度楊樹枯落物水浸提液能夠提高小麥幼苗鮮質(zhì)量；高濃度楊樹枯落物水浸提液對(duì)白菜幼苗鮮質(zhì)量增加產(chǎn)生抑制作用。

3結(jié)論

3.1楊樹枯落物對(duì)5種植物具有他感作用，其水浸液能夠不同程度影響受體植物種子的萌發(fā)狀況、幼苗生長(zhǎng)、幼苗鮮質(zhì)量及幼苗根系生長(zhǎng)等指標(biāo)。楊樹枯落物水浸提液的不同濃度處理對(duì)植物種子萌發(fā)及生長(zhǎng)狀況的影響程度有所不同。

3.2初步獲得了不同濃度楊樹枯落物水浸提液對(duì)其他植物他感作用特點(diǎn)及規(guī)律，隨著研究范圍的擴(kuò)大，將把楊樹枯落物水浸提液的他感作用應(yīng)用到人工群落、自然群落等更多的受體植物類型，進(jìn)一步探討楊樹枯落物在自然群落演替和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。

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收稿日期：2022-09-16

作者簡(jiǎn)介：馬利娜（1985-），女，大學(xué)，助理工程師，主要從事森林經(jīng)營(yíng)研究.