带内生真菌的野大麦草粉对3种草坪草种子萌发及生长的影响

脱浩东，杨 松，张兴旭，李春杰，南志标

(草地农业系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院,甘肃 兰州 730020)

禾草内生真菌(Grass endophyte)是寄生于禾草之中而不使禾草表现外部症状的一类真菌[1]。研究认为禾草内生真菌可以增强宿主植物对其他植物的化感作用[2-3]，杨松等[4-5]研究发现披碱草(Elymusdahuricus)内生真菌和醉马草(Achnatheruminebrians)内生真菌分别增强了披碱草和醉马草对多年生黑麦草(Loliumperenne)、高羊茅(Festucaarundinacea)和草地早熟禾(Poapratensis)种子发芽与种苗生长的影响。王正凤等[6]研究发现在高盐浓度(300 mmol/L)下野大麦(Hordeumbrevisubulatum)内生真菌可以显著提高宿主野大麦在室外和盆栽条件下的耐盐性。为了进一步明确野大麦草粉对草坪草种子发芽及幼苗生长的影响和内生真菌在其影响中的作用，选取多年生黑麦草、高羊茅和草地早熟禾作为受体植物，用野大麦草粉处理进行试验。

1 材料与方法

1.1材料 采集带菌(E+)野大麦与不带菌(E-)野大麦的地上部分制作草粉[4]；草坪草种为凯蒂沙多年生黑麦草(Caddieshack)，猎狗5号高羊茅(Houndog 5)和公园草地早熟禾(Park)。

1.2方法 参照杨松等[4]的种子萌发法和盆栽法试验，用E+野大麦草粉和E-野大麦草粉对3种草坪草进行处理，以不放草粉为对照，测定3种草坪草幼苗的须根数、根长、苗长、根质量、苗质量、发芽率并计算发芽指数。

发芽指数(GI)=∑(Gt/Dt)。

式中，Dt为发芽日数，Gt为与Dt相对应的每天发芽种子数。

1.3统计分析 用SPSS 15.0统计分析软件进行数据分析处理。

2 结果

2.1种子萌发试验中野大麦草粉对3种草坪草种子和幼苗的影响

2.1.1野大麦草粉和内生真菌对3种草坪草种子萌发和幼苗生长的影响 内生真菌能够增强野大麦对多年生黑麦草、高羊茅和草地早熟禾的种子萌发和幼苗生长的影响。与E-相比，E+野大麦可显著促进多年生黑麦草的发芽和高羊茅的发芽及幼苗生长(P<0.05)，可显著抑制多年生黑麦草的须根数和草地早熟禾的幼苗生长(P<0.05)。与对照相比，野大麦草粉显著抑制了多年生黑麦草和高羊茅的发芽、须根数、根生长和苗生长，以及草地早熟禾的发芽、根生长和苗生长(P<0.05)(表1)。

表1 种子萌发试验中野大麦内生真菌对3种草坪草种子萌发和幼苗生长的影响

2.1.2野大麦草粉对3种草坪草种子发芽指数的作用 内生真菌影响了野大麦对3种草坪草发芽指数的作用。与E-相比，E+野大麦草粉显著提高了多年生黑麦草和高羊茅的发芽指数(P<0.05)。与对照相比，野大麦草粉对3种草坪草的发芽指数均有显著的抑制作用(P<0.05)。野大麦草粉对草地早熟禾发芽指数的抑制作用最强，对多年生黑麦草发芽指数的抑制作用最弱(图1)。

图1 种子萌发试验中野大麦草粉对3种草坪草种子发芽指数的影响

2.1.33种草坪草几项生长指标之间的相关性 多年生黑麦草的苗长与根长、根质量和须根数、根长与苗质量、根质量与发芽率、须根数与发芽率、苗质量与根质量之间均呈极显著正相关(P<0.01)；高羊茅的苗长与根质量、苗质量与发芽率、根长与根质量、须根数与发芽率、苗质量与根质量、根质量与发芽率之间均呈极显著正相关(P<0.01)，根长与须根数之间呈显著正相关(P<0.05)；草地早熟禾的苗长与根长、苗质量与根质量、苗长与发芽率之间呈极显著正相关(P<0.01)，苗长与苗质量、根长与发芽率之间呈显著正相关(P<0.05)(表2)。

2.2盆栽试验中野大麦草粉对3种草坪草种子和幼苗的影响

2.2.1野大麦草粉和内生真菌对3种草坪草种子萌发和幼苗生长的影响 内生真菌影响了野大麦草粉对多年生黑麦草、高羊茅和草地早熟禾种子萌发和幼苗生长的作用。与E-相比，E+野大麦草粉可显著促进高羊茅幼苗生长和草地早熟禾的发芽、幼苗生长(P<0.05)。与对照相比，野大麦草粉对草地早熟禾的幼苗生长有显著促进作用(P<0.05)(表3)。

2.2.2野大麦草粉对3种草坪草种子发芽指数的作用 内生真菌影响了野大麦草粉对3种草坪草发芽指数的作用。与E-相比，E+野大麦草粉对草地早熟禾和高羊茅的发芽指数有显著促进作用(P<0.05)。与对照相比，野大麦草粉对草地早熟禾发芽速度指数有显著促进作用 (P<0.05) (图2)。

2.2.33种草坪草几项生长指标之间的相关性 多年生黑麦草的各项生长指标之间的相关性均不显著；高羊茅的苗长与苗质量、苗长与发芽率苗质量与发芽率之间均呈极显著正相关(P<0.01)；草地早熟禾的苗长与苗质量、苗长与发芽率、苗质量与发芽率之间均呈极显著正相关(P<0.01)(表4)。

表2 种子萌发试验中野大麦草粉作用下3种草坪草6项生长指标间的相关性

表3 盆栽试验中野大麦内生真菌对3种草坪草种子萌发和幼苗生长的影响

图2 盆栽试验中野大麦草粉作对3种草坪草种子发芽指数的影响

表4 盆栽试验中野大麦草粉作用下3种草坪草生长指标间的相关性

3 讨论

研究发现，野大麦内生真菌影响了野大麦草粉对草坪草种子萌发和幼苗生长的作用，但是种子萌发试验和盆栽试验中野大麦对3种草坪草种子萌发和幼苗生长的作用存在差异。种子萌发试验，野大麦草粉对高羊茅、多年生黑麦草和草地早熟禾的生长有抑制作用，而盆栽试验中，野大麦草粉对3种草坪草的生长却有一定的促进作用。野大麦草粉可以抑制多年生黑麦草、高羊茅和草地早熟禾的生长，这与刘建新等[7]研究的多裂骆驼蓬(Peganummultisectum)可以抑制多年生黑麦草生长的结果相类似；在盆栽试验中，野大麦草粉没有抑制3种草坪草的生长可能有4个原因：1)野大麦草粉中影响草坪草生长的物质浸提不完全。种子萌发试验中影响草坪草生长的物质全部留在培养皿中，而盆栽试验在浇水过程中可能会导致影响草坪草生长物质下渗流失，从而不能对草坪草的生长产生影响[8]。2)野大麦草粉的用量较少，没有达到抑制草坪草生长的浓度。与种子萌发试验相比，盆栽试验的空间较大，影响草坪草生长的物质在单位体积土壤中的含量较少，从而不能抑制草坪草的生长。刘建新等[7]研究发现在多裂骆驼蓬浸提液0.10 g/mL的质量浓度下对多年生黑麦草的根长、苗长和苗质量的抑制作用显著高于在0.05 g/mL质量浓度的抑制作用。3)与种子萌发试验相比，盆栽试验时3种草坪草都发芽较晚，幼苗没有在影响草坪草生长物质浓度较大时生长。4)与种子萌发试验相比，盆栽试验的土壤中含有很多营养物质，从而促进植物生长并抵消影响草坪草生长物质的作用。另外，土壤中的醛类和有机酸等[9]可能与野大麦草粉中影响草坪草生长的物质发生反应，从而降低对草坪草的抑制作用。何华勤等[10]研究表明，低磷条件下水稻(Oryzasativa)对无芒稗草(Echinochloacrusgalli)的抑制作用更强。

与种子萌发试验相比，盆栽试验中野大麦草粉对3种草坪草的生长有一定的促进作用可能有3个原因：1)野大麦草粉释放了某些促进草坪草生长的营养物质。2)野大麦草粉使草坪草发芽和生长的温度保持稳定，有利于草坪草的生长，张金霞等[11]研究发现秸秆还田可以保持地温从而增加小麦(Triticumaestivum)的出苗密度。3)盆栽试验中，影响草坪草生长物质的浓度较低可能会促进草坪草的生长。李志华和沈益新[12]研究发现红三叶(Trifoliumpretense)茎叶浸提液在低浓度时对多年生黑麦草和高羊茅的生长有一定的促进作用，高浓度下却又表现出抑制作用。

与对照相比，不带菌野大麦草粉对3种草坪草种子萌发和幼苗生长也有影响，可能是因为野大麦草粉中含有生物碱、萜类、黄酮、酚、醇和酯等活性成分[13]。李志华等[14]研究发现紫花苜蓿(Medicagosativa)和萝卜(Raphanussativus)同时培养时，紫花苜蓿会对萝卜的发芽率和根长产生抑制作用。与不带菌野大麦草粉相比，带菌野大麦草粉对3种草坪草种子萌发和幼苗生长也有影响，可能是因为内生真菌产生了生物碱、酚类、有机酸、脂肪族类和醌类等活性物质[2]。国际上关于内生真菌在植物化感作用中的影响的研究较多，Hill等[15]研究表明带菌高羊茅比不带菌高羊茅具有更强的化感作用，Quigley等[16]研究表明与不带菌多年生黑麦草相比，带菌多年生黑麦草水浸提液可以抑制白三叶根苗长的生长，Sutherland等[3]也发现与不带菌多年生黑麦草相比，带菌多年生黑麦草水浸提液显著抑制了白三叶的干质量，并且随着带菌多年生黑麦草水浸提液浓度的增加，抑制作用也更大。

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