帶內生真菌的野大麥草粉對3種草坪草種子萌發及生長的影響

脫浩東，楊 松，張興旭，李春杰，南志標

(草地農業系統國家重點實驗室 蘭州大學草地農業科技學院,甘肅 蘭州 730020)

禾草內生真菌(Grass endophyte)是寄生于禾草之中而不使禾草表現外部癥狀的一類真菌[1]。研究認為禾草內生真菌可以增強宿主植物對其他植物的化感作用[2-3]，楊松等[4-5]研究發現披堿草(Elymusdahuricus)內生真菌和醉馬草(Achnatheruminebrians)內生真菌分別增強了披堿草和醉馬草對多年生黑麥草(Loliumperenne)、高羊茅(Festucaarundinacea)和草地早熟禾(Poapratensis)種子發芽與種苗生長的影響。王正鳳等[6]研究發現在高鹽濃度(300 mmol/L)下野大麥(Hordeumbrevisubulatum)內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。為了進一步明確野大麥草粉對草坪草種子發芽及幼苗生長的影響和內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行試驗。

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]的種子萌發法和盆栽法試驗，用E+野大麥草粉和E-野大麥草粉對3種草坪草進行處理，以不放草粉為對照，測定3種草坪草幼苗的須根數、根長、苗長、根質量、苗質量、發芽率并計算發芽指數。

發芽指數(GI)=∑(Gt/Dt)。

式中，Dt為發芽日數，Gt為與Dt相對應的每天發芽種子數。

1.3統計分析 用SPSS 15.0統計分析軟件進行數據分析處理。

2 結果

2.1種子萌發試驗中野大麥草粉對3種草坪草種子和幼苗的影響

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

表1 種子萌發試驗中野大麥內生真菌對3種草坪草種子萌發和幼苗生長的影響

2.1.2野大麥草粉對3種草坪草種子發芽指數的作用 內生真菌影響了野大麥對3種草坪草發芽指數的作用。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芽指數(P<0.05)。與對照相比，野大麥草粉對3種草坪草的發芽指數均有顯著的抑制作用(P<0.05)。野大麥草粉對草地早熟禾發芽指數的抑制作用最強，對多年生黑麥草發芽指數的抑制作用最弱(圖1)。

圖1 種子萌發試驗中野大麥草粉對3種草坪草種子發芽指數的影響

2.1.33種草坪草幾項生長指標之間的相關性 多年生黑麥草的苗長與根長、根質量和須根數、根長與苗質量、根質量與發芽率、須根數與發芽率、苗質量與根質量之間均呈極顯著正相關(P<0.01)；高羊茅的苗長與根質量、苗質量與發芽率、根長與根質量、須根數與發芽率、苗質量與根質量、根質量與發芽率之間均呈極顯著正相關(P<0.01)，根長與須根數之間呈顯著正相關(P<0.05)；草地早熟禾的苗長與根長、苗質量與根質量、苗長與發芽率之間呈極顯著正相關(P<0.01)，苗長與苗質量、根長與發芽率之間呈顯著正相關(P<0.05)(表2)。

2.2盆栽試驗中野大麥草粉對3種草坪草種子和幼苗的影響

2.2.1野大麥草粉和內生真菌對3種草坪草種子萌發和幼苗生長的影響 內生真菌影響了野大麥草粉對多年生黑麥草、高羊茅和草地早熟禾種子萌發和幼苗生長的作用。與E-相比，E+野大麥草粉可顯著促進高羊茅幼苗生長和草地早熟禾的發芽、幼苗生長(P<0.05)。與對照相比，野大麥草粉對草地早熟禾的幼苗生長有顯著促進作用(P<0.05)(表3)。

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

2.2.33種草坪草幾項生長指標之間的相關性 多年生黑麥草的各項生長指標之間的相關性均不顯著；高羊茅的苗長與苗質量、苗長與發芽率苗質量與發芽率之間均呈極顯著正相關(P<0.01)；草地早熟禾的苗長與苗質量、苗長與發芽率、苗質量與發芽率之間均呈極顯著正相關(P<0.01)(表4)。

表2 種子萌發試驗中野大麥草粉作用下3種草坪草6項生長指標間的相關性

表3 盆栽試驗中野大麥內生真菌對3種草坪草種子萌發和幼苗生長的影響

圖2 盆栽試驗中野大麥草粉作對3種草坪草種子發芽指數的影響

表4 盆栽試驗中野大麥草粉作用下3種草坪草生長指標間的相關性

3 討論

研究發現，野大麥內生真菌影響了野大麥草粉對草坪草種子萌發和幼苗生長的作用，但是種子萌發試驗和盆栽試驗中野大麥對3種草坪草種子萌發和幼苗生長的作用存在差異。種子萌發試驗，野大麥草粉對高羊茅、多年生黑麥草和草地早熟禾的生長有抑制作用，而盆栽試驗中，野大麥草粉對3種草坪草的生長卻有一定的促進作用。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，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的結果相類似；在盆栽試驗中，野大麥草粉沒有抑制3種草坪草的生長可能有4個原因：1)野大麥草粉中影響草坪草生長的物質浸提不完全。種子萌發試驗中影響草坪草生長的物質全部留在培養皿中，而盆栽試驗在澆水過程中可能會導致影響草坪草生長物質下滲流失，從而不能對草坪草的生長產生影響[8]。2)野大麥草粉的用量較少，沒有達到抑制草坪草生長的濃度。與種子萌發試驗相比，盆栽試驗的空間較大，影響草坪草生長的物質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。劉建新等[7]研究發現在多裂駱駝蓬浸提液0.10 g/mL的質量濃度下對多年生黑麥草的根長、苗長和苗質量的抑制作用顯著高于在0.05 g/mL質量濃度的抑制作用。3)與種子萌發試驗相比，盆栽試驗時3種草坪草都發芽較晚，幼苗沒有在影響草坪草生長物質濃度較大時生長。4)與種子萌發試驗相比，盆栽試驗的土壤中含有很多營養物質，從而促進植物生長并抵消影響草坪草生長物質的作用。另外，土壤中的醛類和有機酸等[9]可能與野大麥草粉中影響草坪草生長的物質發生反應，從而降低對草坪草的抑制作用。何華勤等[10]研究表明，低磷條件下水稻(Oryzasativa)對無芒稗草(Echinochloacrusgalli)的抑制作用更強。

與種子萌發試驗相比，盆栽試驗中野大麥草粉對3種草坪草的生長有一定的促進作用可能有3個原因：1)野大麥草粉釋放了某些促進草坪草生長的營養物質。2)野大麥草粉使草坪草發芽和生長的溫度保持穩定，有利于草坪草的生長，張金霞等[11]研究發現秸稈還田可以保持地溫從而增加小麥(Triticumaestivum)的出苗密度。3)盆栽試驗中，影響草坪草生長物質的濃度較低可能會促進草坪草的生長。李志華和沈益新[12]研究發現紅三葉(Trifoliumpretense)莖葉浸提液在低濃度時對多年生黑麥草和高羊茅的生長有一定的促進作用，高濃度下卻又表現出抑制作用。

與對照相比，不帶菌野大麥草粉對3種草坪草種子萌發和幼苗生長也有影響，可能是因為野大麥草粉中含有生物堿、萜類、黃酮、酚、醇和酯等活性成分[13]。李志華等[14]研究發現紫花苜蓿(Medicagosativa)和蘿卜(Raphanussativus)同時培養時，紫花苜蓿會對蘿卜的發芽率和根長產生抑制作用。與不帶菌野大麥草粉相比，帶菌野大麥草粉對3種草坪草種子萌發和幼苗生長也有影響，可能是因為內生真菌產生了生物堿、酚類、有機酸、脂肪族類和醌類等活性物質[2]。國際上關于內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的生長，Sutherland等[3]也發現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。

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