楊樹農田防護林枯落物對5種植物種子萌發的影響

馬利娜 尹鵬飛 韓月明 冉秋艷 楊田 王娟

摘要為了解楊樹枯落物的他感作用，研究了楊樹枯落物水浸提液對高粱、糜子、白菜、芫荽、小麥等5種植物種子萌發和幼苗生長的影響。結果表明：楊樹他感作用是存在的，不同濃度楊樹枯落物水浸提液對5種植物種子萌發及幼苗生長有不同他感作用。

關鍵詞楊樹；他感作用；種子萌發

中圖分類號：S792.11；S727.24文獻標識碼：Adoi：10.13601/j.issn.1005-5215.2023.02.015

EffectsofLitterofPopulusFarmlandShelterbeltsonSeedGerminationofFiveKindsofPlants

MaLina1，YinPengfei1，HanYueming2，RanQiuyan3，YangTian3，WangJuan3

（1.State-ownedForestProtectionCenter，NewIndustrializedEconomicDevelopmentZone，SipingCity，JilinProvince，Siping136000，China;2.SanchaziForestryBureauofJilinForestryIndustryGroup，Baishan134300，China;3.CollegeofLifeSciences，BaichengNormalCollege，Baicheng137000，China）

AbstractTheeffectsofPopuluslitterextractonseedgerminationandseedlinggrowthoffivekindsofplants（Sorghumbicolor，Panicummiliaceum，Brassicapekinensis，Coriandrumsativum，andTriticumaestivum）wereinvestigatedtounderstandtheallelopathyofPopuluslitter.TheresultsshowedthatPopulusallelopathyexisted，anddifferentconcentrationsofPopulusextracthaddifferenteffectsonseedgerminationandseedlinggrowthofthefivekindsofplants.ThisindicatedthatdifferentconcentrationsofPopuluslitterwaterextracthaddifferentallelopathyonseedgerminationandseedlinggrowthofthefivekindsofplants.

KeywordsPopulus;allelopathy;seedgermination

楊樹（Populusspp.）為楊柳科楊屬木本植物的總稱，是我國北方地區人工造林的主要應用樹種[1]，因其生長速度快，成林早，應用非常廣泛，特別是農田防護林。楊樹是落葉喬木，具有枝繁葉茂、樹干挺拔、樹冠龐大的特點，在我國北方作為常見的綠化樹種，有凈化空氣、美化環境、防風固沙、隔絕噪音等功能，其樹枝開展，葉片面積較大，有旺盛的蒸騰作用，能夠不斷地向空氣中散發水分，使周邊大氣中的空氣保持一定的濕度，對周邊大氣起到溫度與濕度調控作用，進而形成適宜局部的小氣候環境，能有效地保護農作物。目前，我國三北地區有大片的楊樹農田防護林[2]在保護著農田減低風害的同時每年產生大量的枯枝落葉歸還給農田，增加了農田土壤有機質和腐殖質，改良了農田的土壤結構及理化性質，有利于作物的生長[3]。本研究以農田楊樹防護林產生的枯枝落葉（簡稱為枯落物）水浸提液作為試驗材料，處理糜子（Panicummiliaceum）、白菜（Brassicapekinensis）、芫荽（Coriandrumsativum）、小麥（Triticumaestivum）、高粱（Sorghumbicolor）等5種常見的田間作物種子，以蒸餾水處理為對照，研究不同濃度枯落物水浸提液對這5個作物種子萌發及其幼苗生長的影響，探討楊樹對農田作物的他感作用，進一步研究農田楊樹防護林與農田作物之間相互作用的關系。在試驗的基礎上可以更清晰地認識楊樹農田防護林在農田生態系統中的地位和作用，研究楊樹枯落物的化感作用對農作物群落構建與群落更替及在人工生態系統構建中的影響。

1材料與方法

1.1試驗材料

楊樹（Populusspp.）落葉，高粱、糜子、白菜、芫荽和小麥種子，以及75%酒精、去離子水等。

1.2試驗方法

1.2.1材料采集與處理

2019年10月15日，在梨樹縣楊樹農田防護林中采集枯枝落葉，用塑料袋裝好密封帶回試驗室。同時收集高粱、糜子、白菜、香菜、小麥種子。

將采集到的農田防護林楊樹枯落物放在干燥、通風的場所陰干，用塑料袋密封保存。將采集的作物種子去除雜質與混雜后，置于干燥通風處陰干后用紙袋包裝，注明標簽，避光保存備用。

1.2.2楊樹枯落物水浸提液的制備及種子消毒

將陰干的楊樹枯落物剪碎，然后用粉碎機粉碎，稱取楊樹枯落物粉末40g放入1000mL的燒杯中，注入1000mL的蒸餾水，浸取48h后過濾備用。配置好的1000mL枯落物濾液原液濃度是0.04g.mL-1，再將原液分別稀釋成各500mL的0.02g.mL-1與0.01g.mL-1濃度的浸提液。以蒸餾水為對照，分別用0.04、0.02和0.01g.mL-1濃度枯落物浸提液浸泡消毒后的5種作物種子。

將5種種子分別用紗布包好，在75%濃度的酒精中浸泡3～5s后取出種子，用蒸餾水連續沖洗3～5次；洗凈后的種子分別放入3%的NaClO溶液中浸泡8～10min；取出種子再用蒸餾水連續沖洗3～5次備用。

1.3試驗過程

把經過消毒處理后的5種作物的種子分別放入蒸餾水（CK）和配置的0.04、0.02和0.01g.mL-1濃度的楊樹枯落物水浸提液中浸泡12h。

用高壓鍋將培養皿消毒，完成后先采用蒸餾水把培養皿充分濕潤，鋪上2層濾紙，緊貼培養皿底部展平，不得有氣泡。把處理后的種子均勻擺在濾紙上，在每個培養皿中分別放入經過浸泡處理好的100粒種子，用4層紗布蓋在擺好的種子上，用以保持種子濕潤。以此為標準，分別將用蒸餾水和不同濃度的楊樹枯落物水浸提液浸泡過的5種供試植物種子按100粒.份-1均勻擺在培養皿內濾紙上，以蒸餾水作對照，每個處理重復3次[4]。

將人工氣候箱設置為26±1℃溫度條件，把擺好5種供試種子的培養皿置于氣候箱內，在種子培養過程中，根據干濕狀況在每日8：00和18：00各補水1次，每天16：00—18：00期間觀察5種供試種子的發芽狀況，分別測定各處理萌發種子幼苗的苗長、根長和幼苗鮮質量[5]。種子發芽結束后，分別統計、計算各處理下5種作物種子的發芽率及發芽勢等指標[6]。

發芽率=發芽種子數量/供試種子數量×100%

發芽勢=發芽高峰日發芽種子數量/供試種子數量×100%

以Williamson提出的化感效應檢驗方法作為數據統計法，具體如下：

Rl=T/C-1（T＜C）或Rl=1-C/T（T≥C），其中，Rl為他感作用效應，T為處理值，C為對照值，當Rl＞0時，促進種子萌發；當Rl＜0時，抑制種子萌發，取絕對值用來表示化感作用強度的大小[6]。

2結果與分析

2.1不同濃度提取液對5種植物種子萌發的影響

由表1、表2可知，楊樹的枯落物水浸提液處理下，5種植物種子的發芽率、發芽勢等指標顯著降低，說明楊樹枯落物水浸提液能顯著影響這5種植物種子的萌發指標，顯著降低各種子的發芽速度，延長種子的發芽周期。因此，楊樹枯落物水浸提液能夠抑制5種受體植物種子萌發。研究表明，不同濃度楊樹枯落物水浸提液對5種受體種子的作用程度有所不同，總的趨勢表現為：隨著楊樹枯落物水浸液濃度升高，對受體種子的抑制作用顯著增加。

2.2不同濃度提取液對5種植物幼苗根長的影響

從圖1可知，楊樹枯落物水浸提液對高粱、糜子、白菜、芫荽、小麥等5種植物的幼苗根長指標有不同程度的影響，具體表現為，隨著楊樹枯落物水浸提液濃度的升高，對5種植物幼苗根長的影響越顯著，對高粱、糜子、芫荽和小麥根生長有促進作用，而對白菜根生長產生抑制作用。

2.3不同濃度提取液對5種植物幼苗苗長的影響

從圖2看出，楊樹枯落物水浸提液對5種受體植物幼苗苗長有影響，存在不同程度的他感作用。不同濃度的楊樹枯落物水浸提液處理對同種類型受體植物的幼苗苗長作用強度不同，相同濃度的楊樹枯落物水浸提液處理對不同類型植物幼苗苗長影響的強度不同。楊樹枯落物水浸提液對高粱、糜子、芫荽和小麥苗長生長有促進作用，而對白菜苗長生長產生抑制作用，不同濃度的作用強度不同。

2.4不同濃度提取液對5種植物幼苗鮮質量的影響

由圖3可知，各濃度楊樹枯落物水浸提液均對5種植物幼苗鮮質量具有不同程度的影響，相同濃度楊樹枯落物水浸提液對不同植物幼苗鮮質量的作用具有不同的影響強度，不同濃度楊樹枯落物水浸提液對同種植物幼苗鮮質量影響強度不同。對高粱、糜子、芫荽和小麥幼苗鮮質量增加有促進作用；低濃度楊樹枯落物水浸提液抑制小麥幼苗鮮質量增加；高濃度楊樹枯落物水浸提液能夠提高小麥幼苗鮮質量；高濃度楊樹枯落物水浸提液對白菜幼苗鮮質量增加產生抑制作用。

3結論

3.1楊樹枯落物對5種植物具有他感作用，其水浸液能夠不同程度影響受體植物種子的萌發狀況、幼苗生長、幼苗鮮質量及幼苗根系生長等指標。楊樹枯落物水浸提液的不同濃度處理對植物種子萌發及生長狀況的影響程度有所不同。

3.2初步獲得了不同濃度楊樹枯落物水浸提液對其他植物他感作用特點及規律，隨著研究范圍的擴大，將把楊樹枯落物水浸提液的他感作用應用到人工群落、自然群落等更多的受體植物類型，進一步探討楊樹枯落物在自然群落演替和農業生產中的作用。

參考文獻：

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[2]郭宇豐.東北平原14個地點楊樹防護林和農田土壤全磷及其組分差異研究[J].土壤與作物，2022（1）：63-70

[3]許壇.連作楊樹細根根序形態及解剖結構[J].林業科學，2015，51（1）：120-125

[4]賈會霞.楊樹新品種的SSR指紋圖譜構建和倍性檢測[J].林業科學，2015，51（2）：70-79

[5]王建軍，趙寶玉，李明濤，等.生態入侵植物豚草及其綜合防治[J].草業科學，2006，23（4）：71-75

[6]韓國君.豚草他感作用研究[J].湖北農業科學，2015（8）：1873-1875

收稿日期：2022-09-16

作者簡介：馬利娜（1985-），女，大學，助理工程師，主要從事森林經營研究.