核桃根叶水浸提液对魔芋生长的化感效应

2023-05-17陈志怡李金月

贵州农业科学 2023年5期

陈志怡,李金月,李敏

(毕节职业技术学院,贵州毕节 551700)

0 引言

【研究意义】核桃是毕节市重要的经济林树种,全市均有栽培,但核桃的生长却对周围的其他作物产生抑制作用。探明核桃对魔芋生长的化感效应,弄清魔芋是否适于与核桃套种,对毕节市广泛栽培的核桃经济林树种套种作物的合理选择具有重要意义。【前人研究进展】核桃是最早发现的化感植物之一,其根、枝叶以及果皮都具有化感作用,能够分泌化感物质抑制周围杂草、番茄、苜蓿和小麦等植物的生长。目前,对核桃化感作用的研究,更多地侧重于核桃与一般农作物之间的化感效应,且大多表现出抑制效应。张琴等[1]研究表明,不同浓度核桃叶水浸提液对棉花种子萌发、幼苗生长及棉花枯萎病菌菌丝生长均呈抑制效应,且随着浸提液浓度的增大,对其产生的抑制作用增强。张权等[2]报道,山核桃青皮水浸提液对小麦、油菜、绿豆种子萌发和幼苗生长均有不同程度的化感抑制作用,3种受体植物对青皮水浸提液的敏感性依次为油菜>绿豆>小麦。张凤云等[3-5]研究表明,核桃枝叶以及果皮、根等浸提液对玉米、花生、辣椒、豌豆、黑大豆、黄瓜、小白菜和萝卜等作物的生长均表现出不同程度的抑制效应。李亚敏等[6-7]报道,核桃叶水浸提液对黄芩幼苗及白术幼苗均呈低促高抑的双重浓度效应。【研究切入点】目前,未见核桃对魔芋化感作用的研究报道,因此,选择不同浓度核桃根、叶水浸提液对魔芋种茎进行浸种,探究核桃根、叶水浸液对魔芋生长的化感效应。【拟解决的关键问题】探明不同浓度核桃根、叶水浸提液处理对魔芋出苗率、冠幅直径、柄高、柄围和产量的影响,弄清核桃对魔芋的化感效应,以期为毕节市广泛栽培核桃经济林树种套种作物的合理选择提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 根、叶核桃根、叶采自毕节市农业科学研究所内10年生核桃树,根洗净风干备用,叶片采用新鲜叶片。

1.1.2 魔芋种茎魔芋种茎50 kg,购于毕节市威宁县鼎盛魔芋公司。

1.2 方法

1.2.1 核桃根、叶水浸提液的制备称取核桃根、叶片样品粉碎后均按100 mg/mL、50 mg/mL、25 mg/mL、10 mg/mL和2 mg/mL 5个浓度梯度用水浸提24 h后取出,即得到根和叶的5个浓度水浸提液。

1.2.2 试验设计核桃根和叶水浸提液对魔芋种茎浸种各设5个浓度处理,以相同用量清水浸种相同时间为对照(CK),共计11个处理,各处理均浸种10 h。核桃根水浸液设5个浓度处理:G2,2 mg/mL;G10,10 mg/mL;G25,25 mg/mL;G50,50 mg/mL;G100,100 mg/mL。核桃叶水浸提液设5个浓度浸种处理:Y2,2 mg/mL;Y10,10 mg/mL;Y25,25 mg/mL;Y50,50 mg/mL;Y100,100 mg/mL。每处理3次重复,共33个小区。每小区面积6 m2,种植魔芋种茎约1.5 kg。种植20 d魔芋出苗后,每小区浇灌核桃根、叶不同浓度水浸提液4 L,CK浇灌等量清水。

1.2.3 测定指标种植2个月后测定不同处理魔芋的出苗率、冠幅直径、柄高和柄围,收获后测定不同处理魔芋的产量。

1.3 数据处理

采用Excel 2010对数据进行整理和制图,采用SPASS 17.0进行方差分析及最小显著差异性检验。

2 结果与分析

2.1 核桃根、叶不同浓度水浸提液处理魔芋的出苗率及幼苗生长

从图1看出,CK魔芋的出苗率仅1.23%,其柄高、柄围及冠幅直径均为0,可能是部分魔芋种茎带有病原菌,浸种过程中通过水传染给其余魔芋种茎所致。核桃根和叶水浸提液不同浓度处理魔芋的出苗率分别为16.67%～98.77%和7.41%～85.19%,依次为G25>G2>G100>G50>G10和Y100>Y10>Y2>Y50>Y25。柄高分别为20.46～35.56 cm和15.13～33.17 cm,依次为G25>G2>G50>G100>G10和Y100>Y10>Y2>Y50>Y25。柄围分别为4.81～5.82 cm和3.73～6.04 cm,依次为G2>G25>G50>G100>G10和Y100>Y10>Y2>Y50>Y25。冠幅直径分别为35.29～47.15 cm和29.67～44.62 cm,依次为G25>G2>G50>G100>G10和Y100>Y10>Y50>Y2>Y25。表明,魔芋的出苗率均与核桃根和叶水浸提液浓度不成正比,其对导致魔芋腐烂病原菌的抑制率也不成正比,水浸提液浓度与抑菌效果间无规律性。

图1 核桃根、叶不同浓度水浸提液处理魔芋的出苗率、柄高、柄围及冠幅直径Fig.1 Emergence rate,stem height,stem diameter and canopy diameter of konjac seed-stem treated with walnut root and leaf water extracts with different concentrations

2.2 核桃根、叶不同浓度水浸提液处理魔芋的产量及产量种茎重量比

从图2可知,除CK因未出苗其产量和产量种茎重量比均为0外,核桃根和叶不同浓度水浸提液处理魔芋的产量和产量种茎重量比存在差异。核桃根和叶水浸提液不同浓度处理魔芋的小区产量分别为1.30～9.43 kg和0.73～8.28 kg,折算单位面积产量分别为144.52～1 048.30 kg/667m2和81.15～920.46 kg/667m2,依次为G25>G2>G100>G50>G10和Y100>Y10>Y2>Y50>Y25。产量种茎重量比分别为2.09～6.34和3.33～7.14,依次为G25>G10>G2>G50>G100和Y25>Y10>Y100>Y2>Y50。可见,核桃根水浸提液处理浓度25 mg/mL、10 mg/mL和2 mg/mL,以及叶水浸提液处理浓度100 mg/mL、25 mg/mL和10 mg/mL均有利于魔芋地下球茎的生长。

图2 核桃根、叶不同浓度水浸提液处理魔芋的小区产量及产量种茎重量比Fig.2 Plot yield and yield/stem-seed weight ratio of konjac seed-stem treated with walnut root and leaf water extracts with different concentrations

3 讨论

核桃是最早发现的化感植物之一,其枝叶、果青皮和根系等部位分泌物均存在化感物质。核桃枝叶、果皮和根等的浸提液对玉米、花生、辣椒、豌豆、黑大豆、黄瓜、小白菜和萝卜等均表现出不同程度的抑制效应[3-5],核桃叶水浸提液对黄芩幼苗和白术幼苗均表现出低促高抑的双重浓度效应[6-7]。核桃叶片分泌的化感物质对植物种子萌发及幼苗生长均呈现不同的化感作用,且植物种类不同,同一浓度的提取物对不同物种表现出不同作用效果;当浸提液浓度超过受体植物所能承受的浓度范围后,会对植物种子的萌发和生长产生抑制作用;核桃根系分泌的化感物质对多种植物存在较强的化感作用[8]。研究结果表明,CK除出苗率仅1.23%外,柄高、柄围及冠幅直径均为0,核桃根不同浓度水浸提液〔2 mg/mL(G2)、10 mg/mL(G10)、25 mg/mL(G25)、50 mg/mL(G50)、100 mg/mL(G100)〕和叶不同浓度水浸提液〔2 mg/mL(Y2)、10 mg/mL(Y10)、25 mg/mL(Y25)、50 mg/mL(Y50)、100 mg/mL(Y100)〕处理魔芋的出苗率、柄高、柄围及冠幅直径均高于CK;CK出苗率几乎为零,可能是由于部分魔芋种茎带有病原菌,在浸种过程中病原菌大量繁殖并通过水传染给其余魔芋种茎所致。核桃根和叶水浸提液不同浓度处理魔芋的出苗率、柄高、柄围、冠幅直径、产量和产量种茎重量比分别为16.67%～98.77%/7.41%～85.19%、20.46～35.56 cm/15.13～33.17 cm、4.81～5.82 cm/3.73～6.04 cm、35.29～47.15 cm/29.67～44.62 cm、144.52～1 048.30 kg/667m2/81.15～920.46 kg/667m2和2.09～6.34/3.33～7.14,依次为G25>G2>G100>G50>G10/Y100>Y10>Y2>Y50>Y25、G25>G2>G50>G100>G10/Y100>Y10>Y2>Y50>Y25、G2>G25>G50>G100>G10/Y100>Y10>Y2>Y50>Y25、G25>G2>G50>G100>G10/Y100>Y10>Y50>Y2>Y25、G25>G2>G100>G50>G10/Y100>Y10>Y2>Y50>Y25和G25>G10>G2>G50>G100/Y25>Y10>Y100>Y2>Y50。表明,魔芋的出苗率均与核桃根和叶水浸提液浓度不成正比,其对导致魔芋腐烂病原菌的抑制率也不成正比,并非浓度越高,抑菌效果越好,浸提液浓度与抑菌效果间无规律性,原因可能是根叶所含化感物质种类和含量存在差异所致。

核桃叶、根不同浓度水浸提液处理魔芋的出苗率均高于CK,CK出苗率仅为1.23%,可能是由于用清水浸种10 h导致部分魔芋种茎所带的病原微生物滋生蔓延,传染给其他种茎,感病种茎播种后在土壤中腐烂未出苗,而不同浓度的核桃根、叶水浸提液由于对导致魔芋种茎腐烂的病原菌有不同程度的抑制作用,因此出苗率均高于CK。初步推测CK魔芋种植后种茎腐烂是由于感染了软腐病,但具体是何种病原微生物导致魔芋种茎的腐烂,核桃根、叶水浸提液是否真对此种病原微生物有抑制作用,需进一步从感病魔芋球茎中分离纯化培养病原微生物并鉴定后,用不同浓度的核桃根、叶水浸提液对病原菌直接进行毒力试验,才能确定核桃根、叶水浸提液能否用于魔芋相关病害的防治。若通过进一步试验证明核桃根、叶水浸水液对魔芋软腐病有防治效果,因其所含化学物质是天然产物,作为农药使用能被土壤中微生物所降解且无残留,将对生态农业发展具有及其重要的意义。