杨树农田防护林枯落物对5种植物种子萌发的影响

马利娜 尹鹏飞 韩月明 冉秋艳 杨田 王娟

摘要为了解杨树枯落物的他感作用，研究了杨树枯落物水浸提液对高粱、糜子、白菜、芫荽、小麦等5种植物种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：杨树他感作用是存在的，不同浓度杨树枯落物水浸提液对5种植物种子萌发及幼苗生长有不同他感作用。

关键词杨树；他感作用；种子萌发

中图分类号：S792.11；S727.24文献标识码：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

楊树（Populusspp.）为杨柳科杨属木本植物的总称，是我国北方地区人工造林的主要应用树种[1]，因其生长速度快，成林早，应用非常广泛，特别是农田防护林。杨树是落叶乔木，具有枝繁叶茂、树干挺拔、树冠庞大的特点，在我国北方作为常见的绿化树种，有净化空气、美化环境、防风固沙、隔绝噪音等功能，其树枝开展，叶片面积较大，有旺盛的蒸腾作用，能够不断地向空气中散发水分，使周边大气中的空气保持一定的湿度，对周边大气起到温度与湿度调控作用，进而形成适宜局部的小气候环境，能有效地保护农作物。目前，我国三北地区有大片的杨树农田防护林[2]在保护着农田减低风害的同时每年产生大量的枯枝落叶归还给农田，增加了农田土壤有机质和腐殖质，改良了农田的土壤结构及理化性质，有利于作物的生长[3]。本研究以农田杨树防护林产生的枯枝落叶（简称为枯落物）水浸提液作为试验材料，处理糜子（Panicummiliaceum）、白菜（Brassicapekinensis）、芫荽（Coriandrumsativum）、小麦（Triticumaestivum）、高粱（Sorghumbicolor）等5种常见的田间作物种子，以蒸馏水处理为对照，研究不同浓度枯落物水浸提液对这5个作物种子萌发及其幼苗生长的影响，探讨杨树对农田作物的他感作用，进一步研究农田杨树防护林与农田作物之间相互作用的关系。在试验的基础上可以更清晰地认识杨树农田防护林在农田生态系统中的地位和作用，研究杨树枯落物的化感作用对农作物群落构建与群落更替及在人工生态系统构建中的影响。

1材料与方法

1.1试验材料

杨树（Populusspp.）落叶，高粱、糜子、白菜、芫荽和小麦种子，以及75%酒精、去离子水等。

1.2试验方法

1.2.1材料采集与处理

2019年10月15日，在梨树县杨树农田防护林中采集枯枝落叶，用塑料袋装好密封带回试验室。同时收集高粱、糜子、白菜、香菜、小麦种子。

将采集到的农田防护林杨树枯落物放在干燥、通风的场所阴干，用塑料袋密封保存。将采集的作物种子去除杂质与混杂后，置于干燥通风处阴干后用纸袋包装，注明标签，避光保存备用。

1.2.2杨树枯落物水浸提液的制备及种子消毒

将阴干的杨树枯落物剪碎，然后用粉碎机粉碎，称取杨树枯落物粉末40g放入1000mL的烧杯中，注入1000mL的蒸馏水，浸取48h后过滤备用。配置好的1000mL枯落物滤液原液浓度是0.04g.mL-1，再将原液分别稀释成各500mL的0.02g.mL-1与0.01g.mL-1浓度的浸提液。以蒸馏水为对照，分别用0.04、0.02和0.01g.mL-1浓度枯落物浸提液浸泡消毒后的5种作物种子。

将5种种子分别用纱布包好，在75%浓度的酒精中浸泡3～5s后取出种子，用蒸馏水连续冲洗3～5次；洗净后的种子分别放入3%的NaClO溶液中浸泡8～10min；取出种子再用蒸馏水连续冲洗3～5次备用。

1.3试验过程

把经过消毒处理后的5种作物的种子分别放入蒸馏水（CK）和配置的0.04、0.02和0.01g.mL-1浓度的杨树枯落物水浸提液中浸泡12h。

用高压锅将培养皿消毒，完成后先采用蒸馏水把培养皿充分湿润，铺上2层滤纸，紧贴培养皿底部展平，不得有气泡。把处理后的种子均匀摆在滤纸上，在每个培养皿中分别放入经过浸泡处理好的100粒种子，用4层纱布盖在摆好的种子上，用以保持种子湿润。以此为标准，分别将用蒸馏水和不同浓度的杨树枯落物水浸提液浸泡过的5种供试植物种子按100粒.份-1均匀摆在培养皿内滤纸上，以蒸馏水作对照，每个处理重复3次[4]。

将人工气候箱设置为26±1℃温度条件，把摆好5种供试种子的培养皿置于气候箱内，在种子培养过程中，根据干湿状况在每日8：00和18：00各补水1次，每天16：00—18：00期间观察5种供试种子的发芽状况，分別测定各处理萌发种子幼苗的苗长、根长和幼苗鲜质量[5]。种子发芽结束后，分别统计、计算各处理下5种作物种子的发芽率及发芽势等指标[6]。

发芽率=发芽种子数量/供试种子数量×100%

发芽势=发芽高峰日发芽种子数量/供试种子数量×100%

以Williamson提出的化感效应检验方法作为数据统计法，具体如下：

Rl=T/C-1（T＜C）或Rl=1-C/T（T≥C），其中，Rl为他感作用效应，T为处理值，C为对照值，当Rl＞0时，促进种子萌发；当Rl＜0时，抑制种子萌发，取绝对值用来表示化感作用强度的大小[6]。

2结果与分析

2.1不同浓度提取液对5种植物种子萌发的影响

由表1、表2可知，杨树的枯落物水浸提液处理下，5种植物种子的发芽率、发芽势等指标显著降低，说明杨树枯落物水浸提液能显著影响这5种植物种子的萌发指标，显著降低各种子的发芽速度，延长种子的发芽周期。因此，杨树枯落物水浸提液能够抑制5种受体植物种子萌发。研究表明，不同浓度杨树枯落物水浸提液对5种受体种子的作用程度有所不同，总的趋势表现为：随着杨树枯落物水浸液浓度升高，对受体种子的抑制作用显著增加。

2.2不同浓度提取液对5种植物幼苗根长的影响

从图1可知，杨树枯落物水浸提液对高粱、糜子、白菜、芫荽、小麦等5种植物的幼苗根长指标有不同程度的影响，具体表现为，随着杨树枯落物水浸提液浓度的升高，对5种植物幼苗根长的影响越显著，对高粱、糜子、芫荽和小麦根生长有促进作用，而对白菜根生长产生抑制作用。

2.3不同浓度提取液对5种植物幼苗苗长的影响

从图2看出，杨树枯落物水浸提液对5种受体植物幼苗苗长有影响，存在不同程度的他感作用。不同浓度的杨树枯落物水浸提液处理对同种类型受体植物的幼苗苗长作用强度不同，相同浓度的杨树枯落物水浸提液处理对不同类型植物幼苗苗长影响的强度不同。杨树枯落物水浸提液对高粱、糜子、芫荽和小麦苗长生长有促进作用，而对白菜苗长生长产生抑制作用，不同浓度的作用强度不同。

2.4不同浓度提取液对5种植物幼苗鲜质量的影响

由图3可知，各浓度杨树枯落物水浸提液均对5种植物幼苗鲜质量具有不同程度的影响，相同浓度杨树枯落物水浸提液对不同植物幼苗鲜质量的作用具有不同的影响强度，不同浓度杨树枯落物水浸提液对同种植物幼苗鲜质量影响强度不同。对高粱、糜子、芫荽和小麦幼苗鲜质量增加有促进作用；低浓度杨树枯落物水浸提液抑制小麦幼苗鲜质量增加；高浓度杨树枯落物水浸提液能够提高小麦幼苗鲜质量；高浓度杨树枯落物水浸提液对白菜幼苗鲜质量增加产生抑制作用。

3结论

3.1杨树枯落物对5种植物具有他感作用，其水浸液能够不同程度影响受体植物种子的萌发状况、幼苗生长、幼苗鲜质量及幼苗根系生长等指标。杨树枯落物水浸提液的不同浓度处理对植物种子萌发及生长状况的影响程度有所不同。

3.2初步获得了不同浓度杨树枯落物水浸提液对其他植物他感作用特点及规律，随着研究范围的扩大，将把杨树枯落物水浸提液的他感作用应用到人工群落、自然群落等更多的受体植物类型，进一步探讨杨树枯落物在自然群落演替和农业生产中的作用。

参考文献：

[1]席本野.杨树根系形态、分布、动态特征及其吸水特性[J].北京林业大学学报，2019，41（12）：38-41

[2]郭宇丰.东北平原14个地点杨树防护林和农田土壤全磷及其组分差异研究[J].土壤与作物，2022（1）：63-70

[3]许坛.连作杨树细根根序形态及解剖结构[J].林业科学，2015，51（1）：120-125

[4]贾会霞.杨树新品种的SSR指纹图谱构建和倍性检测[J].林业科学，2015，51（2）：70-79

[5]王建军，赵宝玉，李明涛，等.生态入侵植物豚草及其综合防治[J].草业科学，2006，23（4）：71-75

[6]韩国君.豚草他感作用研究[J].湖北农业科学，2015（8）：1873-1875

收稿日期：2022-09-16

作者简介：马利娜（1985-），女，大学，助理工程师，主要从事森林经营研究.