返青期醉馬草水浸液對紅豆草種子萌發的影響

朱習雯，靳瑰麗，張鮮花，黃國強，賽米拉克孜·臺外庫力，馬青成

(1新疆農業大學草業與環境科學學院/新疆草地資源與生態重點實驗室，烏魯木齊　830052；2 內蒙古阿拉善吉蘭泰動物衛生監督站，內蒙古阿拉善盟　750333)

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返青期醉馬草水浸液對紅豆草種子萌發的影響

朱習雯1，靳瑰麗1，張鮮花1，黃國強1，賽米拉克孜·臺外庫力1，馬青成2

(1新疆農業大學草業與環境科學學院/新疆草地資源與生態重點實驗室，烏魯木齊830052；2 內蒙古阿拉善吉蘭泰動物衛生監督站，內蒙古阿拉善盟750333)

摘要：【目的】研究返青期醉馬草(Achnatherum inebrians)株體和根際土壤不同部位、不同濃度水浸液對紅豆草(Onobrychis viciaefolia)種子萌發的影響。【方法】采用培養皿濾紙法，研究返青期醉馬草株體水浸液在0.2、0.1、0.05和0、025 g/mL和根際土壤水浸液在2.0、1.0、0.2和0.1 g/mL濃度下，對紅豆草種子萌發的化感作用。【結果】醉馬草水浸液對紅豆草種子萌發指標由強到弱依次為萌發指數>發芽勢>發芽率；葉水浸液的抑制作用大于根水浸液；根際土壤不同土層水浸液呈現出0～5、5～10和15～20 cm為促進作用，而10～15 cm表現為抑制作用；不同濃度的株體水浸液化感效應均表現出抑制作用，根際土壤水浸液則表現為低促高抑作用。【結論】醉馬草水浸液對紅豆草種子萌發表現為抑制性，葉的水浸液抑制作用遠強于根，且濃度越大抑制效應越明顯。

關鍵詞：返青期；醉馬草；紅豆草；種子萌發

0引 言

【研究意義】醉馬草(Achnatheruminebrians)是禾本科芨芨草屬多年生草本有毒植物[1]，廣泛分布在我國新疆、甘肅和內蒙古等北方地區。其可以感染一種寄生真菌，產生麥角類生物堿(麥角新堿和麥角酰胺)，使其全草具毒[2]。動物采食多時可呈現蹣跚如醉、步履不整等中毒狀態[3-4]。近年來，由于草地嚴重退化，醉馬草逐漸成為畜牧業一大危害。【前人研究進展】目前，對于醉馬草的研究主要集中在化學防除[5-6]、有毒成分[7]和內生真菌[8]等。【本研究切入點】對于醉馬草化感物質和化感作用[9]的研究并不多見。醉馬草蔓延日益嚴重，對其有效防控是生態上亟待解決的問題之一，其中在醉馬草發生區補播優良牧草成為防控的常用方法。紅豆草適口性較好，營養價值豐富，為各種家畜所喜食，頗耐旱、耐寒和耐牧，是補播草地的首選物種之一。又因補播優良牧草通常在返青期進行補播，因此，研究以醉馬草為供體植物，紅豆草為受體植物，采用野外取樣和室內測定相結合的方法，探討返青期醉馬草對紅豆草種子萌發的影響。【擬解決的關鍵問題】從草和土兩個角度分析醉馬草水浸液對紅豆草種子的化感作用，闡明其化感作用機理，為該類毒草的替代防控提供了科學依據。

1 材料與方法

1.1材 料

1.1.1供體植物株體的采集

2014年于醉馬草返青期，在醉馬草爆發區新疆達坂城區阿克蘇鄉春秋草地(43.70° N，87.68°E)內選擇相同坡度、相同海拔的區域，設置5個10 m×10 m典型樣地，從各樣地中挖取中等株型、生長健康的植株5株，共計25株，分根、葉2個部位進行混合備用。

1.1.2供體植物根際土壤的采集

同期在上述醉馬草根際周圍用鐵鍬去除表層土及枯枝落葉，用內徑10 cm的土鉆分別按0～5、5～10、10～15和15～20 cm土層各隨機鉆取土樣，將同一土層土樣混后裝入新的保鮮塑料袋中，帶回實驗室備用。

1.1.3受體植物

紅豆草種子購自新疆克勞沃草業有限責任公司。純凈度≥95%，發芽率85%。

1.2方 法

1.2.1株體水浸液制備

將挖取的醉馬草植株沖洗干凈，自然晾干，分為地上部分與地下部分，即根、葉2個部分后，分別將其剪為﹤2 cm的小段，放入錐形瓶，加入蒸餾水配成0.2、0.1、0.05和0.025 g/mL 4個濃度溶液[10，11]，在室溫(20～24℃)下放置48 h(每隔12 h搖動5 min)，用雙層紗布過濾，然后再用兩層濾紙抽濾2次后，即得醉馬草根部和葉部水浸液，置于4℃冰箱中保存備用。

1.2.2根際土壤水浸液的制備

將采取的土壤自然風干，剔除細根，然后磨碎，過40目篩。取1 000 g置于燒杯中，加入500 mL蒸餾水，在搖床上振蕩24 h，暗光靜置24 h，然后3 500 r / min離心20 min[12，13]，過濾后即得原液。母液質量濃度為2 g / mL，加入蒸餾水配成2.0、1.0、0.2和0.1 g / mL 4個濃度溶液[14]，置于4℃冰箱中保存備用。

1.2.3種子萌發實驗

在直徑為12 cm的培養皿中鋪入2層濾紙，每皿放飽滿的供試種子50粒，并分別向培養皿中加入質量濃度為0.2、0.1、0.05和0.025 g / mL醉馬草株體水浸液和質量濃度為2.0、1.0、0.2和0.1 g / mL醉馬草根際土壤水浸液，且保持濾紙濕潤；對照(CK)加蒸餾水。每處理3個重復。放入人工氣候箱，15～25℃變溫(每天25℃持續8 h，15℃持續16 h)，高溫時進行光照，光強度約750～1 250 lx(冷白熒光燈)[15]。并等量補充少量水浸液(CK加蒸餾水)。每24 h記錄受體種子萌發數(以胚根突破種皮為準[16])情況，參照國家標準[15]結束種子萌發實驗(胚芽長度為種子長的1/2)，并測量胚根長和胚芽長。

1.3數據統計

按公式[17]計算發芽率、發芽勢、萌發指數GI、化感作用效應指數[18](RI)、綜合化感效應指數[19](MR)。

實驗數據均在Excel 2003中錄入，運用SPSS13.0軟件，采取單因素方差分析(One-way ANOVA)和最小顯著性差異法(LSD)進行方差分析和顯著性檢驗。

2結果與分析

2.1醉馬草株體水浸液對紅豆草種子萌發的影響

隨著根和葉水浸液濃度的增加，受體植物種子萌發各項指標值大都呈下降趨勢。根水浸液對紅豆草各濃度間除0.2 g / mL的胚根長差異顯著外(P﹤0.05)，其余所有指標均無顯著性差異(P﹥0.05)；葉水浸液對0.2 g/mL紅豆草的發芽率、萌發指數、發芽勢和胚根重顯著(P<0.05)低于對照CK，其他指標則無顯著性差異。總體看來，醉馬草株體水浸液對發芽率、萌發指數、發芽勢、胚根長、胚根重具有一定的影響，對胚芽長和胚芽重無明顯的影響。表1

2.2醉馬草根際土壤水浸液對紅豆草種子萌發的影響

研究表明，醉馬草根際土壤不同土層和不同濃度各指標(除萌發指數外)大體上表現為促進作用，但具有一定波動性。在0～5 cm土層中，0.1 g / mL紅豆草胚芽長顯著(P<0.05)高于CK，表現為促進作用；5～10 cm時2 g / mL紅豆草的發芽勢顯著(P<0.05)低于1 g / mL的發芽勢，1 g / mL時紅豆草胚根重顯著(P<0.05)高于CK；10～15 cm時0.1、1和2 g / mL的發芽率顯著(P<0.05)高于對照CK。在15～20 cm土層中，2 g / mL的紅豆草胚根重顯著(P<0.05)高于CK，表現為促進作用。表2

表1　醉馬草株體不同濃度水浸液下紅豆草種子萌發特性變化

注：表中不同小寫字母代表同一指標不同處理在P<0.05水平上差異顯著，下同

Nole：Different small letters in the table represent the same index of different treatments at differentP<0.05 levels, the same as below

表2　醉馬草根際土壤不同濃度水浸液下紅豆草種子萌發特性變化

2.3醉馬草對紅豆草種子的綜合化感效應

紅豆草對醉馬草水浸液化感作用敏感指數綜合分析結果表明，發芽率、發芽勢和萌發指數3個指標的RI值均為負值，對種子萌發產生了抑制作用，且敏感性由強到弱依次為萌發指數<發芽勢>發芽率。圖1

圖1　紅豆草對醉馬草水浸液化感作用的平均敏感指數

進一步分析醉馬草株體根、葉和根際土壤0～5、5～10、10～15和15～20 cm四個土層水浸液對紅豆草種子的化感作用，根、葉不同部位均表現出抑制性，且其作用強度為葉﹥根；四個土層則為0～5、5～10和15～20 cm表現出促進作用，而10～15 cm表現出抑制性。圖2

圖 2　醉馬草不同部位、不同土層水浸液對紅豆草種子的綜合化感效應比較

不同濃度的醉馬草水浸液處理紅豆草種子后，株體水浸液對紅豆草種子的萌發均表現出抑制作用，根際土壤水浸液處理后表現為低促高抑作用；且均為濃度越大化感效應越顯著。圖3

圖3　不同濃度醉馬草水浸液對紅豆草種子的綜合化感效應比較

3討 論

在自然界中，化感作用主要通過揮發、淋溶、分泌、分解等方式作為植物活體和殘體釋放化感物質的主要途徑[20]，其在雜草入侵過程中起著極其重要的作用。試驗表明，醉馬草水浸液對紅豆草種子化感作用表現為抑制，且敏感性由強到弱依次為萌發指數>發芽勢>發芽率。物種更新與種子萌發有著密不可分的關系，發芽率的降低會影響牧草在群落中的多度。而醉馬草水浸液對其抑制作用主要表現為對萌發指數的影響大于對發芽率的影響，將嚴重影響牧草在返青期時對其他植物的競爭能力。

同一濃度不同器官的水浸液對紅豆草種子的影響程度不同，這可能與器官中化感物質的含量有關。醉馬草株體和根際土壤水浸液對紅豆草種子的化感作用大體上表現為抑制作用。株體不同部位水浸液的化感作用表現為葉>根，說明返青醉馬草地上部分的化感作用強于地下部分的化感作用，可能是由于葉部、葉鞘等部位具有比較穩定的化感物質；根際土壤水浸液對紅豆草種子的化感作用表現為一定的波動性，僅10～15 cm表現出抑制性，其余土層則均表現為促進作用。這也許和醉馬草株體凋落物、根系分布區和土壤中含有有機質等多聚體有關。可見，醉馬草株體和土壤水浸液在一定程度上影響了紅豆草種子萌發和胚生長，這可能是造成其從群落中退化的原因之一。

在化感作用的研究中，濃度及受體植物敏感性的不同，其表現為促進、抑制、促進/抑制雙重作用和無顯著性等多種形式[21]。研究得出，隨著株體水浸液濃度的增加，抑制性越來越強；而根際土壤水浸液則表現為低濃度促進、高濃度抑制的作用。這可能是低濃度下，醉馬草根際土壤中含有各種次生物質，它們的存在對植物生長有利，因而表現為促進作用。試驗結果跟高丹[22]研究的巨桉主要器官水浸液對牧草化感研究的結果相似。

4結 論

醉馬草水浸液對紅豆草種子萌發產生抑制作用，敏感性由強到弱依次為萌發指數>發芽勢>發芽率；醉馬草株體不同部位水浸液的抑制作用表現為葉﹥根；根際土壤不同土層水浸液呈現出0～5、5～10和15～20 cm為促進作用，而10～15 cm表現為抑制作用；不同濃度的醉馬草株體水浸液化感效應均表現出抑制作用，根際土壤水浸液則表現為低促高抑作用；且均為濃度越大化感效應越顯著。

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Fund project:Supported by special fund for scientific research of public welfare industry (Agriculture) "Study on the occurrence regularity and control techniques of main poisonous weeds in grassland" (201203062).

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2016.06.021

收稿日期(Received)：2016-02-29

基金項目:公益性行業(農業)科研專項“草原主要毒害草發生規律及防控技術研究(201203062)”

作者簡介:朱習雯(1993-)，女，湖北鄖縣人，碩士研究生，研究方向為草地資源與生態，(E-mail)842534838@qq.com 通訊作者(Cotresponding author):靳瑰麗(1979-)，女，河南蘭考人，副教授，博士，研究方向為草地資源與生態，(E-mail)jguili@126.com

中圖分類號：S541

文獻標識碼：A

文章編號：1001-4330(2016)06-1129-07

The Seed Germination Effect of Aqueous Extract fromAchnatheruminebriansat the Returning Green Stage on theOnobrychisviciaefolia

ZHU Xi-wen1, JIN Gui-li1, ZHANG Xian-hua1, HUANG Guo-qiang1,Saimilakezi Taiwaikuli1, MA Qing-cheng2

(1.CollegeofPrataculturalandEnvironmentalSciences,XinjiangAgriculturalUniversity;XinjiangKeyLaboratoryofGrasslandResourcesandEcology,Urumqi830052,China; 2.AnimalHealthSupervisionStationattheJilantaiTowninAlashanZuoqiofInnerMongolia,AlashanInnerMongolia750333,China)

Abstract：【Objective】 This project aims to explore the seed germination effect of different parts and different concentrations of aqueous extract from Achnatherum inebrians at the returning green stage on the Onobrychis viciaefolia【Method】The method of a growth chamber in pot culture was used to research the seed germination of O. viciaefolia. 【Result】 Aqueous extracts from A. inebrians on germination index from strong to weak was the germination index > germination potential > germination rate. Different parts of strains aqueous extracts from A. inebrians showed leaf > root. Rhizosphere of different soil aqueous extracts showed 0-5, 5-10 and 15-20 cm for the promotion of the role, and 10-15 cm showed inhibition. Flooding the body with different concentrations of liquefied flu strains have shown inhibitory effect, rhizospheric soil is promoting high performance low inhibitory effect.【Conclusion】 In a word, aqueous extracts from A. inebrians showed germination inhibition, leaf inhibition is far stronger than the root, and the greater the concentration, the more obvious inhibitory effect.

Key words:returning green stage; Achnatherum inebrians; Onobrychis viciaefolia; seed germination