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惡性入侵植物土荊芥浸提液對(duì)大豆種子的化感作用研究

2018-09-10 08:25張爽張麗輝吳妮妮
種子科技 2018年4期
關(guān)鍵詞:化感作用萌發(fā)大豆

張爽 張麗輝 吳妮妮

摘 要:采用單因子試驗(yàn)方法,以土荊芥植株的浸提液對(duì)大豆種子進(jìn)行處理,探討土荊芥浸提液對(duì)大豆種子萌發(fā)及其化感作用。結(jié)果表明:隨著土荊芥浸提液濃度的增加,大豆種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均顯著降低。不同濃度土荊芥浸提液對(duì)大豆種子發(fā)芽進(jìn)程有明顯影響,隨著浸提液濃度的增加,大豆種子首日發(fā)芽數(shù)減少,達(dá)到發(fā)芽高峰的天數(shù)延遲,達(dá)到發(fā)芽高峰當(dāng)天的發(fā)芽數(shù)下降,過(guò)程曲線圖由急升急降逐漸變緩。不同濃度土荊芥浸提液處理對(duì)大豆種子萌發(fā)表現(xiàn)為化感抑制效應(yīng),且低濃度抑制作用較小,隨濃度增加,抑制作用增強(qiáng)。

關(guān)鍵詞:土荊芥;浸提液;大豆;萌發(fā);化感作用

文章編號(hào): 1005-2690(2018)04-0095-03 中圖分類號(hào): S565.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: B

土荊芥(Chenopodium ambrosioides L.)為藜科藜屬一年生或多年生草本植物,原產(chǎn)于熱帶美洲,現(xiàn)廣泛分布于我國(guó)上海、江西、廣東、浙江、海南等地區(qū),并有可能進(jìn)一步擴(kuò)散[1]。土荊芥在我國(guó)南方發(fā)生量大、危害重,屬于區(qū)域性惡性雜草,已被列入我國(guó)《第二批外來(lái)入侵植物名單[2]。土荊芥化感作用強(qiáng)、生態(tài)適應(yīng)性廣,常形成單優(yōu)群落,抑制其他植物的生長(zhǎng)[3,4]。因此,土荊芥破壞了入侵地的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能,降低了生物多樣性,影響了農(nóng)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育,造成農(nóng)作物減產(chǎn)[5]。大豆是我國(guó)重要的糧油兼用作物,土荊芥已發(fā)生于大豆田,并對(duì)大豆生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

作為一種惡性入侵雜草,目前對(duì)土荊芥的研究主要集中在生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、化學(xué)成分、化感作用等方面[6~9],對(duì)化感作用的研究?jī)H關(guān)注了分子標(biāo)記、代謝組學(xué)[10,11]等,而對(duì)土荊芥入侵后對(duì)本地植物種子萌發(fā)速度和幼苗生長(zhǎng)特性的研究報(bào)道較少[12]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供體土荊芥植株地上部分采集于四川綿陽(yáng)市農(nóng)田旁。受體材料為大豆種子,購(gòu)自長(zhǎng)春市蔬菜種子供應(yīng)站。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 土荊芥浸提液的制備

2017年6月下旬,選擇典型的土荊芥單優(yōu)群落,所采植株高度70~90 cm,且無(wú)病蟲害。將植株帶回室內(nèi)沖洗、晾干,并用粉碎機(jī)粉碎至0.08 mm粒徑備用。稱取100 g土荊芥粉末倒入錐形瓶中,加入1 000 mL蒸餾水浸泡48 h(每隔12 h用玻璃棒攪動(dòng)1次),用布氏漏斗過(guò)濾,得到0.1 g/mL的土荊芥浸提液。將該浸提液用蒸餾水稀釋成0.025 g/mL、0.05 g/mL、0.075 g/mL,4 ℃保存,備用。

1.2.2 種子萌發(fā)試驗(yàn)

挑選大小一致且籽粒飽滿的大豆種子,用0.1% HgCl2消毒后,將其置于鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿(d=9 cm)中,每皿50粒,播種間隔一致。然后在培養(yǎng)皿中分別加入20 mL不同濃度浸提液,以蒸餾水作為對(duì)照,每個(gè)處理重復(fù)3次,于光照16 h/25 ℃和黑暗8 h/15 ℃條件下的光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn),每天定時(shí)更換處理液以保證溶液濃度不變。以胚根長(zhǎng)度等于自身長(zhǎng)度1/2視為發(fā)芽,每天記錄種子發(fā)芽情況,直至連續(xù)3 d無(wú)新增加發(fā)芽數(shù)為止。發(fā)芽結(jié)束后,隨機(jī)選取每個(gè)處理的大豆種子30株,用直尺和電子天平分別測(cè)量胚根重、胚芽重。

1.2.3 參數(shù)計(jì)算

每天記錄培養(yǎng)皿中總的發(fā)芽數(shù),第3天計(jì)算發(fā)芽勢(shì),第8天計(jì)算發(fā)芽率,并計(jì)算發(fā)芽速率及萌發(fā)指數(shù)。采用化感效應(yīng)指數(shù)(RI)進(jìn)行評(píng)價(jià),RI=1-C/T(T>C)或RI=T/C-1(T1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 13.0和Excel 2003處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和做圖。用Duncan進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度土荊芥浸提液對(duì)大豆種子萌發(fā)進(jìn)程的影響

從圖1可以看出,除了0.075 g/mL浸提液處理外,對(duì)照及其他處理第2天已經(jīng)開始發(fā)芽,但不同處理大豆種子發(fā)芽進(jìn)程不同。對(duì)照第2天、第3天發(fā)芽數(shù)分別為22.33、19粒,隨后每天發(fā)芽數(shù)快速下降,至第9天發(fā)芽數(shù)下降為0,呈現(xiàn)出驟降的趨勢(shì)。0.025 g/mL浸提液處理第2天15.33粒,第3天開始緩慢上升,為20粒,隨后每天發(fā)芽數(shù)較快下降,第7天時(shí)已降至0.33粒,下降的趨勢(shì)較對(duì)照緩和。0.05 g/mL浸提液處理第2天發(fā)芽數(shù)為4.3粒,第3天發(fā)芽數(shù)緩慢增加,至第7天發(fā)芽數(shù)達(dá)到5.7粒,此后每天發(fā)芽數(shù)緩慢下降,第9天下降至0,急升急降的趨勢(shì)較其他處理緩和。0.075 g/mL浸提液處理第2天發(fā)芽數(shù)為0.33粒,第3天達(dá)到一個(gè)小的高峰,為0.67粒,第4天沒(méi)有發(fā)芽,第5天發(fā)芽數(shù)增加為0.33粒,此后發(fā)芽數(shù)降為0。

2.2 不同濃度土荊芥浸提液對(duì)大豆種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響

隨著土荊芥浸提液濃度的增加,大豆種子的發(fā)芽率逐漸降低(圖2)。

各濃度浸提液處理下的大豆種子發(fā)芽率與對(duì)照間均存在顯著差異(P<0.05),在濃度為0.025 g/mL、0.05 g/mL、0.075 g/mL浸提液處理下,種子發(fā)芽率隨處理濃度增大而下降,與對(duì)照相比,分別減少了4.8%、63.19%、97.92%。不同處理間的差異也達(dá)到顯著差異(P<0.05)。

發(fā)芽勢(shì)代表種子發(fā)芽的整齊程度,大豆種子的發(fā)芽勢(shì)隨浸提液濃度的增加而降低。各濃度梯度下,大豆種子的發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照間均存在顯著差異(P<0.05),在濃度為0.025 g/mL、0.05 g/mL、0.075 g/mL浸提液處理下,種子發(fā)芽勢(shì)隨處理濃度增大而呈現(xiàn)下降趨勢(shì),與對(duì)照相比,分別減少了15%、66.43%、98.57%。且不同處理間均存在顯著差異(P<0.05)。

隨著土荊芥浸提液濃度的增大,大豆種子的發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)均降低,各處理間差異顯著(P<0.05)。

2.3 不同濃度浸提液對(duì)大豆種子萌發(fā)的化感效應(yīng)

化感效應(yīng)指數(shù)是衡量化感作用強(qiáng)度的重要指標(biāo)。由圖3可以看出,不同濃度土荊芥浸提液對(duì)大豆種子萌發(fā)的化感效應(yīng)指數(shù)均為負(fù)值,所以土荊芥的化感效應(yīng)均為抑制作用。在相同時(shí)間內(nèi),隨著土荊芥浸提液濃度的增加,大豆種子萌發(fā)的化感效應(yīng)指數(shù)逐漸降低。在相同濃度浸提液處理下,大豆種子萌發(fā)的化感效應(yīng)指數(shù)隨萌發(fā)時(shí)間的增加而逐漸降低。其中,土荊芥浸提液濃度為0.025 g/mL 時(shí),第6天化感效應(yīng)為-0.048 9,呈現(xiàn)最弱;浸提液濃度為0.05 g/mL和0.075 g/mL時(shí),第1天化感效應(yīng)達(dá)到-0.806、-1,幾乎完全抑制萌發(fā),且從第3天起化感效應(yīng)指數(shù)不再變化。

3 結(jié)論

(1)隨著土荊芥浸提液濃度的增加,大豆種子首日發(fā)芽數(shù)減少,達(dá)到發(fā)芽高峰的天數(shù)延遲,達(dá)到發(fā)芽高峰當(dāng)天的發(fā)芽數(shù)下降,過(guò)程曲線圖呈現(xiàn)急升急降到逐漸變緩趨勢(shì)。

(2)隨著土荊芥浸提液濃度的增加,大豆種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),且各處理間差異顯著。

(3)不同濃度土荊芥浸提液處理對(duì)大豆種子萌發(fā)表現(xiàn)為化感抑制效應(yīng),且低濃度抑制作用較小,隨濃度增加,抑制作用增強(qiáng)。

參考文獻(xiàn):

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(收稿日期:2018-01-29)

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