水花生不同部位水浸液对黑麦草种子的化感作用

2016-01-17李淑梅王付娟

种子 2016年6期

李淑梅，王付娟

（信阳农林学院农学院，河南信阳464000）

水花生（Alternanthera philoxeroides L.），别名空心莲子草、空心蕹藤菜、水蕹菜等，为苋科莲子草属多年生宿根草本植物［1－2］，是一种区域恶性入侵杂草，1930年传入中国，现已在中国28个省、市、自治区和特别行政区发生，其耐盐性强，适应性广，主要在农田（水田和旱田）、空地、沟渠、河道、鱼塘等环境中生长危害，且可以通过无性繁殖的方式繁殖后代，生长繁殖迅速，蔓延极快［3］，是危害性极大的入侵物种，被列入首批外来入侵物种名单。

目前，对水花生的研究主要集中在生物学特性［4］、土壤中重金属的吸收即植物修复［5－6］、生物和化学防除［7］等方面。

化感作用，又称为他感作用，是1937年德国科学家Molish提出的。化感作用是指一种植物通过向环境释放某些化学物质，在其周围形成一个微环境区域，从而抑制或促进该区域内其他植物（或其他微生物）生长的现象［8］，这是广泛存在于自然界中的一种重要的化学生态学防御机制［9］。水花生的化感作用备受许多学者关注［10－12］。

随着对作物重茬（包括连作）障碍原因的深入研究，越来越多的学者研究植物的化感作用，但目前没有见到水花生对黑麦草化感作用方面的报道。

本试验对水花生不同部位、不同浓度水浸液的化感作用进行初步研究，以黑麦草为受体，确定水花生对其化感作用的有无及大小，为减弱水花生对黑麦草的化感效应提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

黑麦草品种邦德购于信阳市种子市场。

1.2 方法

1.2.1 水花生不同部位浸提液的制备

试验用水花生苗采自信阳农林学院农林试验场，不同部位浸提液的制备参照李春龙等［12］的方法。

1.2.2 种子萌发进行生物检测

种子萌发试验采用培养皿滤纸法。将大小一致、籽粒饱满的种子用蒸馏水洗净、晾干，置于直径为12 cm并垫有2层滤纸的培养皿中，分别将15mL水花生不同部位（茎、叶、根）、不同浓度（0，5，10，20，30，40 g／L和50g／L）的水浸液（蒸馏水作对照）注入培养皿中，各设3次重复；将培养皿于置于人工气候箱（24℃，黑暗）中进行萌发实验。从第2天开始每天统计种子的发芽情况，在发芽第8天记录其最终发芽率，并测定全部萌发幼苗的根长和苗长。从各组供试材料中选取10株幼苗，用滤纸吸干植株水分后称取幼苗和根的鲜重，然后置于烘箱中烘干至恒重，称取幼苗和根的干重。

各测试项对照抑制率计算方法［13］：IR＝1－T／C。其中：C为对照值，T为处理值。IR＞0表示抑制作用；IR＜0表示促进作用。IR绝对值的大小代表化感作用的强弱。

1.3 数据统计分析

采用Excel 2003和SPSS统计软件进行数据处理和方差分析（p＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 水花生水浸液对黑麦草种子萌发的化感作用

2.1.1 不同浓度的水花生茎水浸液对黑麦草种子萌发的影响

由表1可知，黑麦草种子的发芽势与发芽率随着水花生茎水浸液浓度的增高呈逐渐降低的趋势。水花生茎水浸液浓度为5，10，20g／mL时，发芽率和发芽势有小幅度下降，但是当水浸液浓度达到30，40，50g／mL时，黑麦草种子的发芽势和发芽率受抑制作用显著。当水花生茎水浸液浓度达到最大时，黑麦草种子的发芽势和发芽率也降到最低，分别降为对照的44.1%和51.0%。表1中IR值均为正值，说明茎水浸液对黑麦草种子的萌发起到了抑制作用，且对发芽势的抑制率要比对发芽率的抑制作用强。

表1 水花生茎水浸液对黑麦草种子发芽率和发芽势的影响

2.1.2 不同浓度的水花生叶水浸液对黑麦草种子萌发的影响

由表2可以看出，当水花生叶水浸液浓度为5，10 g／mL时，对黑麦草种子的发芽势和发芽率影响较小，但是当水浸液浓度升至20g／mL以上时，黑麦草种子的发芽势和发芽率受到显著抑制。在叶水浸液浓度为50g／mL时，黑麦草种子的发芽势和发芽率达到最低，分别降至对照的19.3%和26.7%。表2中的IR值也均为正值，说明水花生叶水浸液对黑麦草种子的发芽势和发芽率同样起抑制作用，对发芽势的抑制作用更强。叶水浸液比茎水浸液对黑麦草种子的萌发抑制作用更强。

2.1.3 不同浓度的水花生根水浸液对黑麦草种子萌发的影响

由表3可知，水花生根的水浸液浓度为10，20，30，40g／mL时，对黑麦草种子发芽势和发芽率的影响均未达到显著水平，但是当水浸液的浓度为50g／mL时，黑麦草种子的发芽势和发芽率与对照相比差异显著，均达到了最低值，分别降为对照的76.9%和79.3%。表3中的IR值均为正值，说明水花生根水浸液对黑麦草种子的发芽势和发芽率也起抑制作用，对发芽势的抑制作用同样比对发芽率的抑制作用大。

表2 水花生叶水浸液对黑麦草种子发芽率和发芽势的影响

表3 水花生根水浸液对黑麦草种子发芽率和发芽势的影响

综合表1、表2和表3可以看出，水花生的茎、叶、根水浸液对黑麦草种子的发芽势和发芽率均有一定的抑制作用，而且叶水浸液的抑制作用更大一些，三者抑制作用的强弱顺序为叶＞茎＞根。

2.2 水花生水浸液对黑麦草幼苗生长和生物量的化感作用

2.2.1 水花生茎水浸液对黑麦草幼苗生长和生物量的影响

由表4可知，黑麦草的苗高和根长与水花生茎水浸液浓度呈反比。当水花生茎水浸液浓度为5，10g／mL时，对黑麦草幼苗的苗高没有显著影响，但是当浓度≥10g／mL时，则对黑麦草幼苗的苗高产生明显的抑制作用。水花生茎水浸液浓度为10g／mL对黑麦草的根长已经产生了显著的抑制作用。当水浸液浓度为50g／mL时，黑麦草幼苗的苗高和根长分别降为对照的26.3%和12.7%，鲜重为对照的25.3%。从IR值来看，水花生茎水浸液对黑麦草的苗高和根长均起到了抑制作用，对根长的抑制作用更强。

表4 水花生茎水浸液对黑麦草幼苗生长与生物量的影响

2.2.2 水花生叶水浸液对黑麦草幼苗生长和生物量的影响

由表5可以看出，黑麦草幼苗的苗高和根长随着水花生叶水浸液浓度的升高而降低。叶水浸液浓度＜10g／mL时，对黑麦草幼苗的苗高没有显著影响，但是浓度≥10g／mL时，黑麦草幼苗的苗高显著降低。水花生叶水浸液浓度为5g／mL时，已经对黑麦草的根长产生了显著的抑制作用。黑麦草幼苗的苗高和根长在叶水浸液浓度为50g／mL时最低，分别降为对照的6.6%和9.1%，鲜重降为对照的6.7%。从IR值来看，水花生叶水浸液对黑麦草的苗高和根长同样起抑制作用，对苗高的抑制作用更强。

表5 水花生叶水浸液对黑麦草幼苗生长与生物量的影响

2.2.3 水花生根水浸液对黑麦草幼苗生长和生物量的影响

表6 水花生根水浸液对黑麦草幼苗生长与生物量的影响

由表6可知，黑麦草幼苗苗高及根长受水花生根水浸液的影响较小，当水浸液浓度较低时，对黑麦草幼苗的苗高和根长的抑制作用不明显，但是当根水浸液浓度达到50g／mL时，黑麦草幼苗的苗高和根长降为最低值，与对照比较差异达显著水平，分别降为对照的50.5%和53.2%，鲜重降为对照的38.5%。从IR值来看，水花生根水浸液对黑麦草的苗高和根长的抑制作用较小，只有在较高浓度时才能起到抑制作用，且其对苗高与根长的抑制作用差别不大。