3個多花黑麥草品種化感作用研究

高承芳,林仕欣,林碧芬,劉 遠,張曉佩,李文楊,董曉寧

(福建省農業科學院畜牧獸醫研究所,福建福州 350013)

多花黑麥草(Lolium multi f olorum)是我國南方冬季主要供應的禾本科牧草品種,它具有產量高、品質好等特點。近年來,多花黑麥草在農業產業結構調整的過程中發揮愈來愈重要的作用,禾本科多花黑麥草與豆科牧草輪作、套種的種植方式逐漸增多。有報道顯示[1],當濃度適宜時黑麥草對受體蘿卜(Raphanus sativus)、苜蓿(Medicago sativa)和黑麥草本身存在化感作用潛勢,且受體植物的根受化感物質的影響比植株地上部分敏感。黑麥草與紫花苜蓿是高效輪作套種模式牧草之一[2]。為了證實黑麥草與紫花苜蓿之間合理的種植模式,試驗采用生物檢測培養皿濾紙法,研究3個多花黑麥草品種Barextra、Barmega和Jumbo對受體紫花苜蓿賽迪10的化感作用,以期為黑麥草化感作用的深入研究提供參考,同時對生產中合理地進行牧草間的輪作、間、混、套種,實現優質高產具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供體材料為多花黑麥草的Barextra、Barmega和Jumbo 3個品種。受體材料為紫花苜蓿的賽迪10(Sardi 10)品種。供體與受體種子均由北京百綠集團提供,3個多花黑麥草品種及紫花苜蓿賽迪10品種均為國內首次引種栽培。供體材料于2009年12月在福建省農科院畜牧獸醫研究所牧草試驗基地播種。

1.2 水浸提液制備 分別在牧草的營養生長期(2010年4月),采集3個多花黑麥草品種的莖和葉,切成2 cm小段,清洗后自然陰干,分別稱取50 g,用蒸餾水浸泡48 h,期間經常搖動。二重過濾,第1重用定性濾紙過濾,第2重用濾元單位為0.45 μ m的濾膜過濾,以獲得不含微生物的母液,質量分數為10.0%,將質量分數為10.0%的母液取部分稀釋成7.5%和5.0%的液體,保存于4℃冰箱中備用。

1.3 試驗方法 將賽迪10種子用質量分數為1%的NaClO消毒30 min后,用蒸餾水分別沖洗3次,放入鋪有雙層濾紙的9 cm的培養皿中,每皿100粒,分別加入不同質量分數的莖、葉水提液5 mL,對照加等量蒸餾水,重復3次,置于25℃光照培養箱中培養,每天加等量的水提液或蒸餾水補充水分。

1.4 測定內容與方法 播種7 d后測定發芽率,從每個培養皿中隨機取10株幼苗測定根長及苗高,取平均值。稱量每個培養皿中幼苗的總鮮質量,根據發芽率計算每株根和苗的鮮質量。

化感效應指數(RI)=1-C/T。

式中,C為對照值,T為處理值,RI＞0時表示為促進作用,RI＜0時表示為抑制作用,RI絕對值的大小表示化感作用強度的大小[3]。

化感綜合效應指數(SE)[4]為同一處理下賽迪10的發芽率、苗高、根長和苗鮮質量的化感效應指數的平均值。

1.5 數據分析 試驗數據使用Excel及DPS處理。

2 結果與分析

2.1 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對紫花苜蓿種子發芽的影響 3個多花黑麥草品種莖的水浸提液在3種質量分數處理下對受體賽迪10的種子發芽有不同程度的影響(圖1)。在質量分數7.5%時,3個多花黑麥草品種莖的水浸提液對賽迪10有抑制作用,品種Barextra和Jumbo的抑制作用與對照相比差異顯著;在質量分數10.0%時,Jumbo對賽迪10的種子發芽有抑制作用,差異顯著(P＜0.05),在質量分數5.0%時,Barextra和Jumbo的莖水浸提液能使賽迪10的種子發芽率稍有升高,但無顯著差異(P＞0.05)。

圖1 3個多花黑麥草品種莖水浸提液對紫花苜蓿賽迪10發芽的影響

3個多花黑麥草品種葉水浸提液在3種質量分數處理下對賽迪10的影響各異(圖2)。在3種質量分數處理下,Barmega對賽迪10的種子發芽有抑制作用,且與對照相比差異顯著(P＜0.05)。Barextra與Jumbo對賽迪10的種子發芽稍有促進作用,但與對照相比無顯著差異(P＞0.05)。

2.2 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對紫花苜蓿幼苗生長的影響

圖2 3個多花黑麥草品種葉水浸提液對紫花苜蓿賽迪10發芽的影響

2.2.1 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對紫花苜蓿苗高的影響 3個多花黑麥草品種的莖水浸提液對賽迪10的苗高有不同程度的抑制作用,同一品種不同質量分數間對賽迪10苗高的影響差異不顯著(表1)。Barextra品種在質量分數7.5%和5.0%時,浸提液與對照相比無顯著差異,質量分數10.0%時與對照相比差異顯著(P＜0.05)。Barmega品種的莖水浸提液在3種質量分數下與對照相比差異顯著(P＜0.05)。Jumbo品種莖水浸提液在質量分數7.5%和5.0%時與對照相比差異顯著(P＜0.05)。

3個多花黑麥草品種的葉水浸提液對賽迪10的苗高有不同程度的影響,同一品種不同質量分數間差異不顯著(表1)。Barextra品種在質量分數7.5%和5.0%時與對照相比有抑制作用,且存在顯著差異(P＜0.05),在質量分數10%時與對照相比無顯著顯著。Barmega品種的葉水浸提液在3種質量分數處理下對賽迪10的苗高均有顯著抑制作用(P＜0.05)。Jumbo品種在3種質量分數處理下對賽迪10苗高存在顯著的抑制作用(P＜0.05)。

2.2.2 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對紫花苜蓿根長的影響 不同多花黑麥草品種莖水浸提液對賽迪10根長有不同程度的影響,但同一品種不同質量分數間差異不顯著(P＞0.05)(表2)。Barextra品種的莖水浸提液在質量分數7.5%和5.0%時對賽迪10的根長與對照相比有明顯的促進作用,在質量分數10.0%時與對照相比有抑制作用,但與對照相比差異不顯著。Barmega品種在3種質量分數處理下對賽迪 10根長有促進作用,各質量分數10.0%和5.0%與對照相比差異顯著(P＜0.05)。Jumbo品種在質量分數7.5%和5.0%時與對照相比有明顯的促進作用,且5.0%時作用與對照差異顯著(P＜0.05)。

表1 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對賽迪10苗高的影響

表2 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對賽迪10根長的影響

不同品種多花黑麥草葉水浸提液對賽迪10根長有不同程度的促進作用(表2)。Barextra品種不同質量分數間無顯著差異,只有7.5%有顯著促進作用(P＜0.05),10.0%和5.0%有一定促進作用,但與對照間差異不顯著(P＞0.05)。Barmega品種除在質量分數5.0%時與對照相比差異顯著(P＜0.05)外,質量分數10.0%和7.5%與對照相比無顯著差異;Jumbo品種除5.0%與對照相比無顯著差異外,質量分數10.0%和7.5%與對照相比均差異顯著(P＜0.05)。

2.2.3 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對紫花苜蓿苗鮮質量的影響 不同多花黑麥草品種莖水浸提液對賽迪10幼苗鮮質量有不同程度的影響,相同品種不同質量分數間差異不同(表3)。Barextra品種在3種質量分數下的莖水浸提液對賽迪10的幼苗鮮質量有不同程度的抑制作用,質量分數10.0%的抑制作用與對照相比無顯著差異,7.5%和5.0%與對照存在著顯著差異(P＜0.05)。Barmega和Jumbo品種僅在質量分數7.5%時與對照存在顯著差異(P＜0.05)。

不同多花黑麥草品種葉水浸提液對賽迪10幼苗鮮質量有不同程度的影響(表3)。Barextra品種在質量分數7.5%時與對照相比有顯著的促進作用(P＜0.05),質量分數10.0%與5.0%時與對照相比有抑制作用,但差異不顯著(P＞0.05)。Barmega品種在3種處理下與對照相比均有促進作用,3種濃度間無顯著差異;Jumbo品種除質量分數7.5%有抑制作用以外,其余均有顯著的促進作用,且7.5%顯著低于其他兩個質量分數。

表3 3個多花黑麥草品種莖、葉水浸提液對賽迪10幼苗鮮質量的影響

2.2.4 不同質量分數多花黑麥草莖、葉水浸提液對紫花苜蓿影響的綜合效應 不同多花黑麥草莖、葉水浸提液對紫花苜蓿賽迪10的綜合效應有不同程度的差異(表4)。3種多花黑麥草的莖、葉水浸提液在質量分數5.0%時對紫花苜蓿均呈現出促進作用,且以Barextra的葉水浸提液的促進作用最強;Barextra的葉水浸提液在3種質量分數處理下均對紫花苜蓿的綜合效應有促進作用,Barextra莖水浸提液隨著質量分數的加大,呈現出抑制作用;在3種質量分數處理下,Barmega的莖、葉水浸提液在7.5%時表現出最強的抑制作用;在10.0%時以Jumbo和Barextra的葉水浸提液對紫花苜蓿的綜合效應表現出較強的促進作用。

表4 不同質量分數多花黑麥草莖、葉水浸提液對紫花苜蓿影響的綜合效應

3 討論與結論

植物化感作用可以通過植物根系分泌、體表的莖、葉、花進入環境而發揮作用。影響植物的化感作用中自身的因素主要是植物種類、品種、生育期、不同器官[5-6]。本研究表明,3個多花黑麥草品種不同部位之間的化感作用有差異,Jumbo和Barextra其莖的浸提液對受體賽迪10的種子發芽有抑制作用,其葉的浸提液有促進作用,這說明,植株不同部位的化感作用大小不同[7-9]。3個多花黑麥草葉水浸提液在3種質量分數處理下對根長有促進作用,而對苗高有抑制作用,這說明相同浸提液相同質量分數對受體不同部位的影響不同[10-11]。植物的化感作用和植物品種密切相關,不同品種間化感作用大小不同[7,12-15],化感物質的活性因提取液的不同而存在差異,即不同提取液的化感作用力不同[16-17],Barextra葉的水浸提液在質量分數10.0%處理下對賽迪10苗高有促進作用,而Barmega葉的水浸提液在3種質量分數時卻對賽迪10苗高有抑制作用;分析其綜合效應的影響發現,在質量分數10.0%時以Barextra莖的浸提液的化感抑制作用最強,而在質量分數5.0%時以Barmega的莖的水浸提液的化感促進作用最強。

本研究說明3個多花黑麥草品種在質量分數為10.0%時對受體種子發芽及幼苗生長有抑制作用,在質量分數5.0%時卻有促進作用。田間播種時首先要考慮到不同品種的化感作用,還要考慮到土壤的pH值、有機碳、無機離子、土壤營養元素、土壤微生物、溶解勢等的影響,作用復雜,如何在排除外界環境影響之后,將植物化感作用浸提質量分數與實際生產中播種密度與行間距相聯系是下一步研究的重點。

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