脫浩東，楊 松，張興旭，李春杰，南志標(biāo)

(草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,甘肅 蘭州 730020)

禾草內(nèi)生真菌(Grass endophyte)是寄生于禾草之中而不使禾草表現(xiàn)外部癥狀的一類真菌[1]。研究認(rèn)為禾草內(nèi)生真菌可以增強(qiáng)宿主植物對(duì)其他植物的化感作用[2-3]，楊松等[4-5]研究發(fā)現(xiàn)披堿草(Elymusdahuricus)內(nèi)生真菌和醉馬草(Achnatheruminebrians)內(nèi)生真菌分別增強(qiáng)了披堿草和醉馬草對(duì)多年生黑麥草(Loliumperenne)、高羊茅(Festucaarundinacea)和草地早熟禾(Poapratensis)種子發(fā)芽與種苗生長(zhǎng)的影響。王正鳳等[6]研究發(fā)現(xiàn)在高鹽濃度(300 mmol/L)下野大麥(Hordeumbrevisubulatum)內(nèi)生真菌可以顯著提高宿主野大麥在室外和盆栽條件下的耐鹽性。為了進(jìn)一步明確野大麥草粉對(duì)草坪草種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的影響和內(nèi)生真菌在其影響中的作用，選取多年生黑麥草、高羊茅和草地早熟禾作為受體植物，用野大麥草粉處理進(jìn)行試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1材料 采集帶菌(E+)野大麥與不帶菌(E-)野大麥的地上部分制作草粉[4]；草坪草種為凱蒂沙多年生黑麥草(Caddieshack)，獵狗5號(hào)高羊茅(Houndog 5)和公園草地早熟禾(Park)。

1.2方法 參照楊松等[4]的種子萌發(fā)法和盆栽法試驗(yàn)，用E+野大麥草粉和E-野大麥草粉對(duì)3種草坪草進(jìn)行處理，以不放草粉為對(duì)照，測(cè)定3種草坪草幼苗的須根數(shù)、根長(zhǎng)、苗長(zhǎng)、根質(zhì)量、苗質(zhì)量、發(fā)芽率并計(jì)算發(fā)芽指數(shù)。

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑(Gt/Dt)。

式中，Dt為發(fā)芽日數(shù)，Gt為與Dt相對(duì)應(yīng)的每天發(fā)芽種子數(shù)。

1.3統(tǒng)計(jì)分析 用SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。

2 結(jié)果

2.1種子萌發(fā)試驗(yàn)中野大麥草粉對(duì)3種草坪草種子和幼苗的影響

2.1.1野大麥草粉和內(nèi)生真菌對(duì)3種草坪草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響 內(nèi)生真菌能夠增強(qiáng)野大麥對(duì)多年生黑麥草、高羊茅和草地早熟禾的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。與E-相比，E+野大麥可顯著促進(jìn)多年生黑麥草的發(fā)芽和高羊茅的發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)(P<0.05)，可顯著抑制多年生黑麥草的須根數(shù)和草地早熟禾的幼苗生長(zhǎng)(P<0.05)。與對(duì)照相比，野大麥草粉顯著抑制了多年生黑麥草和高羊茅的發(fā)芽、須根數(shù)、根生長(zhǎng)和苗生長(zhǎng)，以及草地早熟禾的發(fā)芽、根生長(zhǎng)和苗生長(zhǎng)(P<0.05)(表1)。

表1 種子萌發(fā)試驗(yàn)中野大麥內(nèi)生真菌對(duì)3種草坪草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

2.1.2野大麥草粉對(duì)3種草坪草種子發(fā)芽指數(shù)的作用 內(nèi)生真菌影響了野大麥對(duì)3種草坪草發(fā)芽指數(shù)的作用。與E-相比，E+野大麥草粉顯著提高了多年生黑麥草和高羊茅的發(fā)芽指數(shù)(P<0.05)。與對(duì)照相比，野大麥草粉對(duì)3種草坪草的發(fā)芽指數(shù)均有顯著的抑制作用(P<0.05)。野大麥草粉對(duì)草地早熟禾發(fā)芽指數(shù)的抑制作用最強(qiáng)，對(duì)多年生黑麥草發(fā)芽指數(shù)的抑制作用最弱(圖1)。

圖1 種子萌發(fā)試驗(yàn)中野大麥草粉對(duì)3種草坪草種子發(fā)芽指數(shù)的影響

2.1.33種草坪草幾項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)之間的相關(guān)性 多年生黑麥草的苗長(zhǎng)與根長(zhǎng)、根質(zhì)量和須根數(shù)、根長(zhǎng)與苗質(zhì)量、根質(zhì)量與發(fā)芽率、須根數(shù)與發(fā)芽率、苗質(zhì)量與根質(zhì)量之間均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；高羊茅的苗長(zhǎng)與根質(zhì)量、苗質(zhì)量與發(fā)芽率、根長(zhǎng)與根質(zhì)量、須根數(shù)與發(fā)芽率、苗質(zhì)量與根質(zhì)量、根質(zhì)量與發(fā)芽率之間均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，根長(zhǎng)與須根數(shù)之間呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；草地早熟禾的苗長(zhǎng)與根長(zhǎng)、苗質(zhì)量與根質(zhì)量、苗長(zhǎng)與發(fā)芽率之間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，苗長(zhǎng)與苗質(zhì)量、根長(zhǎng)與發(fā)芽率之間呈顯著正相關(guān)(P<0.05)(表2)。

2.2盆栽試驗(yàn)中野大麥草粉對(duì)3種草坪草種子和幼苗的影響

2.2.1野大麥草粉和內(nèi)生真菌對(duì)3種草坪草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響 內(nèi)生真菌影響了野大麥草粉對(duì)多年生黑麥草、高羊茅和草地早熟禾種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的作用。與E-相比，E+野大麥草粉可顯著促進(jìn)高羊茅幼苗生長(zhǎng)和草地早熟禾的發(fā)芽、幼苗生長(zhǎng)(P<0.05)。與對(duì)照相比，野大麥草粉對(duì)草地早熟禾的幼苗生長(zhǎng)有顯著促進(jìn)作用(P<0.05)(表3)。

2.2.2野大麥草粉對(duì)3種草坪草種子發(fā)芽指數(shù)的作用 內(nèi)生真菌影響了野大麥草粉對(duì)3種草坪草發(fā)芽指數(shù)的作用。與E-相比，E+野大麥草粉對(duì)草地早熟禾和高羊茅的發(fā)芽指數(shù)有顯著促進(jìn)作用(P<0.05)。與對(duì)照相比，野大麥草粉對(duì)草地早熟禾發(fā)芽速度指數(shù)有顯著促進(jìn)作用 (P<0.05) (圖2)。

2.2.33種草坪草幾項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)之間的相關(guān)性 多年生黑麥草的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)之間的相關(guān)性均不顯著；高羊茅的苗長(zhǎng)與苗質(zhì)量、苗長(zhǎng)與發(fā)芽率苗質(zhì)量與發(fā)芽率之間均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；草地早熟禾的苗長(zhǎng)與苗質(zhì)量、苗長(zhǎng)與發(fā)芽率、苗質(zhì)量與發(fā)芽率之間均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)(表4)。

表2 種子萌發(fā)試驗(yàn)中野大麥草粉作用下3種草坪草6項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)間的相關(guān)性

表3 盆栽試驗(yàn)中野大麥內(nèi)生真菌對(duì)3種草坪草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

圖2 盆栽試驗(yàn)中野大麥草粉作對(duì)3種草坪草種子發(fā)芽指數(shù)的影響

表4 盆栽試驗(yàn)中野大麥草粉作用下3種草坪草生長(zhǎng)指標(biāo)間的相關(guān)性

3 討論

研究發(fā)現(xiàn)，野大麥內(nèi)生真菌影響了野大麥草粉對(duì)草坪草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的作用，但是種子萌發(fā)試驗(yàn)和盆栽試驗(yàn)中野大麥對(duì)3種草坪草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的作用存在差異。種子萌發(fā)試驗(yàn)，野大麥草粉對(duì)高羊茅、多年生黑麥草和草地早熟禾的生長(zhǎng)有抑制作用，而盆栽試驗(yàn)中，野大麥草粉對(duì)3種草坪草的生長(zhǎng)卻有一定的促進(jìn)作用。野大麥草粉可以抑制多年生黑麥草、高羊茅和草地早熟禾的生長(zhǎng)，這與劉建新等[7]研究的多裂駱駝蓬(Peganummultisectum)可以抑制多年生黑麥草生長(zhǎng)的結(jié)果相類似；在盆栽試驗(yàn)中，野大麥草粉沒(méi)有抑制3種草坪草的生長(zhǎng)可能有4個(gè)原因：1)野大麥草粉中影響草坪草生長(zhǎng)的物質(zhì)浸提不完全。種子萌發(fā)試驗(yàn)中影響草坪草生長(zhǎng)的物質(zhì)全部留在培養(yǎng)皿中，而盆栽試驗(yàn)在澆水過(guò)程中可能會(huì)導(dǎo)致影響草坪草生長(zhǎng)物質(zhì)下滲流失，從而不能對(duì)草坪草的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響[8]。2)野大麥草粉的用量較少，沒(méi)有達(dá)到抑制草坪草生長(zhǎng)的濃度。與種子萌發(fā)試驗(yàn)相比，盆栽試驗(yàn)的空間較大，影響草坪草生長(zhǎng)的物質(zhì)在單位體積土壤中的含量較少，從而不能抑制草坪草的生長(zhǎng)。劉建新等[7]研究發(fā)現(xiàn)在多裂駱駝蓬浸提液0.10 g/mL的質(zhì)量濃度下對(duì)多年生黑麥草的根長(zhǎng)、苗長(zhǎng)和苗質(zhì)量的抑制作用顯著高于在0.05 g/mL質(zhì)量濃度的抑制作用。3)與種子萌發(fā)試驗(yàn)相比，盆栽試驗(yàn)時(shí)3種草坪草都發(fā)芽較晚，幼苗沒(méi)有在影響草坪草生長(zhǎng)物質(zhì)濃度較大時(shí)生長(zhǎng)。4)與種子萌發(fā)試驗(yàn)相比，盆栽試驗(yàn)的土壤中含有很多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而促進(jìn)植物生長(zhǎng)并抵消影響草坪草生長(zhǎng)物質(zhì)的作用。另外，土壤中的醛類和有機(jī)酸等[9]可能與野大麥草粉中影響草坪草生長(zhǎng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而降低對(duì)草坪草的抑制作用。何華勤等[10]研究表明，低磷條件下水稻(Oryzasativa)對(duì)無(wú)芒稗草(Echinochloacrusgalli)的抑制作用更強(qiáng)。

與種子萌發(fā)試驗(yàn)相比，盆栽試驗(yàn)中野大麥草粉對(duì)3種草坪草的生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用可能有3個(gè)原因：1)野大麥草粉釋放了某些促進(jìn)草坪草生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。2)野大麥草粉使草坪草發(fā)芽和生長(zhǎng)的溫度保持穩(wěn)定，有利于草坪草的生長(zhǎng)，張金霞等[11]研究發(fā)現(xiàn)秸稈還田可以保持地溫從而增加小麥(Triticumaestivum)的出苗密度。3)盆栽試驗(yàn)中，影響草坪草生長(zhǎng)物質(zhì)的濃度較低可能會(huì)促進(jìn)草坪草的生長(zhǎng)。李志華和沈益新[12]研究發(fā)現(xiàn)紅三葉(Trifoliumpretense)莖葉浸提液在低濃度時(shí)對(duì)多年生黑麥草和高羊茅的生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，高濃度下卻又表現(xiàn)出抑制作用。

與對(duì)照相比，不帶菌野大麥草粉對(duì)3種草坪草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)也有影響，可能是因?yàn)橐按篼湶莘壑泻猩飰A、萜類、黃酮、酚、醇和酯等活性成分[13]。李志華等[14]研究發(fā)現(xiàn)紫花苜蓿(Medicagosativa)和蘿卜(Raphanussativus)同時(shí)培養(yǎng)時(shí)，紫花苜蓿會(huì)對(duì)蘿卜的發(fā)芽率和根長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。與不帶菌野大麥草粉相比，帶菌野大麥草粉對(duì)3種草坪草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)也有影響，可能是因?yàn)閮?nèi)生真菌產(chǎn)生了生物堿、酚類、有機(jī)酸、脂肪族類和醌類等活性物質(zhì)[2]。國(guó)際上關(guān)于內(nèi)生真菌在植物化感作用中的影響的研究較多，Hill等[15]研究表明帶菌高羊茅比不帶菌高羊茅具有更強(qiáng)的化感作用，Quigley等[16]研究表明與不帶菌多年生黑麥草相比，帶菌多年生黑麥草水浸提液可以抑制白三葉根苗長(zhǎng)的生長(zhǎng)，Sutherland等[3]也發(fā)現(xiàn)與不帶菌多年生黑麥草相比，帶菌多年生黑麥草水浸提液顯著抑制了白三葉的干質(zhì)量，并且隨著帶菌多年生黑麥草水浸提液濃度的增加，抑制作用也更大。

[1]Siegel M R,Latch G C M，Johnson M C.Fungal endophyte of grasses[J].Annual Review of Phytopathology,1987,25:293-315.

[2]Springer T L.Allelopathic effects on germination and seedling growth of clovers by endophyte-free and infected tall fascue[J].Crop Science,1996,36:1639-1642.

[3]Sutherland B L,Hume D E,Tapper B A.Allelopathic effects of endophyte-infected perennial ryegrass extracts on white clover seedlings[J].New Zealand Journal of Agricultural Research,1999,42:19-26.

[4]楊松,李春杰,柴青,等.披堿草內(nèi)生真菌對(duì)3種草坪草種子與種苗的化感效應(yīng)[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2010,19(4):33-40.

[5]楊松,黃璽,柴青,等.醉馬草內(nèi)生真菌對(duì)3種草坪草種子與種苗的化感效應(yīng)[J].草地學(xué)報(bào),2010,18(1):78-83.

[6]王正鳳,李春杰,南志標(biāo),等.內(nèi)生真菌對(duì)野大麥耐鹽性的影響[J].草地學(xué)報(bào),2009,17(1):88-92.

[7]劉建新,胡浩斌,王鑫.多裂駱駝蓬水浸液對(duì)多年生黑麥草的化感作用與生理生化表現(xiàn)[J].草地學(xué)報(bào),2008,4(16):374-379.

[8]郝雙紅,祝木金,馮俊濤,等.35種菊科植物除草活性初步測(cè)定[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,32(5):22-26.

[9]朱廣軍,王明道,吳宗偉,等.地黃根區(qū)土壤潛在化感物質(zhì)的GC-MS分析[J].河南科學(xué),2007,25(2):255-257.

[10]何華勤,梁義元,陳露潔,等.低磷營(yíng)養(yǎng)脅迫下水稻化感抑草潛力的變化特性及其作用機(jī)理[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2006,17(11):2070-2074.

[11]張金霞,劉成元,施炯林,等.河西灌區(qū)免耕秸稈覆蓋對(duì)小麥播種及出苗的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,4(41):31-34.

[12]李志華,沈益新.紅三葉莖葉對(duì)幾種牧草種子及幼苗的化感作用[J].中國(guó)草地,2005,27(3):41-48.

[13]范青山,肖小年,佘世望.我國(guó)抗菌植物資源研究與開(kāi)發(fā)利用[J].自然資源,1995,16:20-24

[14]李志華,沈益新,倪建華,等.豆科牧草化感作用初探[J].草業(yè)科學(xué),2002,19(8):28-31.

[15]Hill N S,Belesky D P,Stringer W C.Competitiveness of tall fescue as influenced by Acremonium coenophialum[J].Crop Science,1991,31:185-190.

[16]Quigley P E,Thom E R,Marshall S L,etal.Influnence ofAcremoniumloliiinfection in perennial ryegrass on germination,emergence,survival,and growth of white clover[J].New Zealand Journal of Agricultural Research,1992,35:225-234.