3个多花黑麦草品种化感作用研究

高承芳,林仕欣,林碧芬,刘 远,张晓佩,李文杨,董晓宁

(福建省农业科学院畜牧兽医研究所,福建福州 350013)

多花黑麦草(Lolium multi f olorum)是我国南方冬季主要供应的禾本科牧草品种,它具有产量高、品质好等特点。近年来,多花黑麦草在农业产业结构调整的过程中发挥愈来愈重要的作用,禾本科多花黑麦草与豆科牧草轮作、套种的种植方式逐渐增多。有报道显示[1],当浓度适宜时黑麦草对受体萝卜(Raphanus sativus)、苜蓿(Medicago sativa)和黑麦草本身存在化感作用潜势,且受体植物的根受化感物质的影响比植株地上部分敏感。黑麦草与紫花苜蓿是高效轮作套种模式牧草之一[2]。为了证实黑麦草与紫花苜蓿之间合理的种植模式,试验采用生物检测培养皿滤纸法,研究3个多花黑麦草品种Barextra、Barmega和Jumbo对受体紫花苜蓿赛迪10的化感作用,以期为黑麦草化感作用的深入研究提供参考,同时对生产中合理地进行牧草间的轮作、间、混、套种,实现优质高产具有十分重要的意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料 供体材料为多花黑麦草的Barextra、Barmega和Jumbo 3个品种。受体材料为紫花苜蓿的赛迪10(Sardi 10)品种。供体与受体种子均由北京百绿集团提供,3个多花黑麦草品种及紫花苜蓿赛迪10品种均为国内首次引种栽培。供体材料于2009年12月在福建省农科院畜牧兽医研究所牧草试验基地播种。

1.2 水浸提液制备 分别在牧草的营养生长期(2010年4月),采集3个多花黑麦草品种的茎和叶,切成2 cm小段,清洗后自然阴干,分别称取50 g,用蒸馏水浸泡48 h,期间经常摇动。二重过滤,第1重用定性滤纸过滤,第2重用滤元单位为0.45 μ m的滤膜过滤,以获得不含微生物的母液,质量分数为10.0%,将质量分数为10.0%的母液取部分稀释成7.5%和5.0%的液体,保存于4℃冰箱中备用。

1.3 试验方法 将赛迪10种子用质量分数为1%的NaClO消毒30 min后,用蒸馏水分别冲洗3次,放入铺有双层滤纸的9 cm的培养皿中,每皿100粒,分别加入不同质量分数的茎、叶水提液5 mL,对照加等量蒸馏水,重复3次,置于25℃光照培养箱中培养,每天加等量的水提液或蒸馏水补充水分。

1.4 测定内容与方法 播种7 d后测定发芽率,从每个培养皿中随机取10株幼苗测定根长及苗高,取平均值。称量每个培养皿中幼苗的总鲜质量,根据发芽率计算每株根和苗的鲜质量。

化感效应指数(RI)=1-C/T。

式中,C为对照值,T为处理值,RI＞0时表示为促进作用,RI＜0时表示为抑制作用,RI绝对值的大小表示化感作用强度的大小[3]。

化感综合效应指数(SE)[4]为同一处理下赛迪10的发芽率、苗高、根长和苗鲜质量的化感效应指数的平均值。

1.5 数据分析 试验数据使用Excel及DPS处理。

2 结果与分析

2.1 3个多花黑麦草品种茎、叶水浸提液对紫花苜蓿种子发芽的影响 3个多花黑麦草品种茎的水浸提液在3种质量分数处理下对受体赛迪10的种子发芽有不同程度的影响(图1)。在质量分数7.5%时,3个多花黑麦草品种茎的水浸提液对赛迪10有抑制作用,品种Barextra和Jumbo的抑制作用与对照相比差异显著;在质量分数10.0%时,Jumbo对赛迪10的种子发芽有抑制作用,差异显著(P＜0.05),在质量分数5.0%时,Barextra和Jumbo的茎水浸提液能使赛迪10的种子发芽率稍有升高,但无显著差异(P＞0.05)。

图1 3个多花黑麦草品种茎水浸提液对紫花苜蓿赛迪10发芽的影响

3个多花黑麦草品种叶水浸提液在3种质量分数处理下对赛迪10的影响各异(图2)。在3种质量分数处理下,Barmega对赛迪10的种子发芽有抑制作用,且与对照相比差异显著(P＜0.05)。Barextra与Jumbo对赛迪10的种子发芽稍有促进作用,但与对照相比无显著差异(P＞0.05)。

2.2 3个多花黑麦草品种茎、叶水浸提液对紫花苜蓿幼苗生长的影响

图2 3个多花黑麦草品种叶水浸提液对紫花苜蓿赛迪10发芽的影响

2.2.1 3个多花黑麦草品种茎、叶水浸提液对紫花苜蓿苗高的影响 3个多花黑麦草品种的茎水浸提液对赛迪10的苗高有不同程度的抑制作用,同一品种不同质量分数间对赛迪10苗高的影响差异不显著(表1)。Barextra品种在质量分数7.5%和5.0%时,浸提液与对照相比无显著差异,质量分数10.0%时与对照相比差异显著(P＜0.05)。Barmega品种的茎水浸提液在3种质量分数下与对照相比差异显著(P＜0.05)。Jumbo品种茎水浸提液在质量分数7.5%和5.0%时与对照相比差异显著(P＜0.05)。

3个多花黑麦草品种的叶水浸提液对赛迪10的苗高有不同程度的影响,同一品种不同质量分数间差异不显著(表1)。Barextra品种在质量分数7.5%和5.0%时与对照相比有抑制作用,且存在显著差异(P＜0.05),在质量分数10%时与对照相比无显著显著。Barmega品种的叶水浸提液在3种质量分数处理下对赛迪10的苗高均有显著抑制作用(P＜0.05)。Jumbo品种在3种质量分数处理下对赛迪10苗高存在显著的抑制作用(P＜0.05)。

2.2.2 3个多花黑麦草品种茎、叶水浸提液对紫花苜蓿根长的影响 不同多花黑麦草品种茎水浸提液对赛迪10根长有不同程度的影响,但同一品种不同质量分数间差异不显著(P＞0.05)(表2)。Barextra品种的茎水浸提液在质量分数7.5%和5.0%时对赛迪10的根长与对照相比有明显的促进作用,在质量分数10.0%时与对照相比有抑制作用,但与对照相比差异不显著。Barmega品种在3种质量分数处理下对赛迪 10根长有促进作用,各质量分数10.0%和5.0%与对照相比差异显著(P＜0.05)。Jumbo品种在质量分数7.5%和5.0%时与对照相比有明显的促进作用,且5.0%时作用与对照差异显著(P＜0.05)。

表1 3个多花黑麦草品种茎、叶水浸提液对赛迪10苗高的影响

表2 3个多花黑麦草品种茎、叶水浸提液对赛迪10根长的影响

不同品种多花黑麦草叶水浸提液对赛迪10根长有不同程度的促进作用(表2)。Barextra品种不同质量分数间无显著差异,只有7.5%有显著促进作用(P＜0.05),10.0%和5.0%有一定促进作用,但与对照间差异不显著(P＞0.05)。Barmega品种除在质量分数5.0%时与对照相比差异显著(P＜0.05)外,质量分数10.0%和7.5%与对照相比无显著差异;Jumbo品种除5.0%与对照相比无显著差异外,质量分数10.0%和7.5%与对照相比均差异显著(P＜0.05)。

2.2.3 3个多花黑麦草品种茎、叶水浸提液对紫花苜蓿苗鲜质量的影响 不同多花黑麦草品种茎水浸提液对赛迪10幼苗鲜质量有不同程度的影响,相同品种不同质量分数间差异不同(表3)。Barextra品种在3种质量分数下的茎水浸提液对赛迪10的幼苗鲜质量有不同程度的抑制作用,质量分数10.0%的抑制作用与对照相比无显著差异,7.5%和5.0%与对照存在着显著差异(P＜0.05)。Barmega和Jumbo品种仅在质量分数7.5%时与对照存在显著差异(P＜0.05)。

不同多花黑麦草品种叶水浸提液对赛迪10幼苗鲜质量有不同程度的影响(表3)。Barextra品种在质量分数7.5%时与对照相比有显著的促进作用(P＜0.05),质量分数10.0%与5.0%时与对照相比有抑制作用,但差异不显著(P＞0.05)。Barmega品种在3种处理下与对照相比均有促进作用,3种浓度间无显著差异;Jumbo品种除质量分数7.5%有抑制作用以外,其余均有显著的促进作用,且7.5%显著低于其他两个质量分数。

表3 3个多花黑麦草品种茎、叶水浸提液对赛迪10幼苗鲜质量的影响

2.2.4 不同质量分数多花黑麦草茎、叶水浸提液对紫花苜蓿影响的综合效应 不同多花黑麦草茎、叶水浸提液对紫花苜蓿赛迪10的综合效应有不同程度的差异(表4)。3种多花黑麦草的茎、叶水浸提液在质量分数5.0%时对紫花苜蓿均呈现出促进作用,且以Barextra的叶水浸提液的促进作用最强;Barextra的叶水浸提液在3种质量分数处理下均对紫花苜蓿的综合效应有促进作用,Barextra茎水浸提液随着质量分数的加大,呈现出抑制作用;在3种质量分数处理下,Barmega的茎、叶水浸提液在7.5%时表现出最强的抑制作用;在10.0%时以Jumbo和Barextra的叶水浸提液对紫花苜蓿的综合效应表现出较强的促进作用。

表4 不同质量分数多花黑麦草茎、叶水浸提液对紫花苜蓿影响的综合效应

3 讨论与结论

植物化感作用可以通过植物根系分泌、体表的茎、叶、花进入环境而发挥作用。影响植物的化感作用中自身的因素主要是植物种类、品种、生育期、不同器官[5-6]。本研究表明,3个多花黑麦草品种不同部位之间的化感作用有差异,Jumbo和Barextra其茎的浸提液对受体赛迪10的种子发芽有抑制作用,其叶的浸提液有促进作用,这说明,植株不同部位的化感作用大小不同[7-9]。3个多花黑麦草叶水浸提液在3种质量分数处理下对根长有促进作用,而对苗高有抑制作用,这说明相同浸提液相同质量分数对受体不同部位的影响不同[10-11]。植物的化感作用和植物品种密切相关,不同品种间化感作用大小不同[7,12-15],化感物质的活性因提取液的不同而存在差异,即不同提取液的化感作用力不同[16-17],Barextra叶的水浸提液在质量分数10.0%处理下对赛迪10苗高有促进作用,而Barmega叶的水浸提液在3种质量分数时却对赛迪10苗高有抑制作用;分析其综合效应的影响发现,在质量分数10.0%时以Barextra茎的浸提液的化感抑制作用最强,而在质量分数5.0%时以Barmega的茎的水浸提液的化感促进作用最强。

本研究说明3个多花黑麦草品种在质量分数为10.0%时对受体种子发芽及幼苗生长有抑制作用,在质量分数5.0%时却有促进作用。田间播种时首先要考虑到不同品种的化感作用,还要考虑到土壤的pH值、有机碳、无机离子、土壤营养元素、土壤微生物、溶解势等的影响,作用复杂,如何在排除外界环境影响之后,将植物化感作用浸提质量分数与实际生产中播种密度与行间距相联系是下一步研究的重点。

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