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圆叶牵牛对衡水湖野大豆的化感作用
摘 要院圆叶牵牛属入侵植物.以衡水湖野大豆为受体,研究了不同浓度圆叶牵牛浸提液对野大豆种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明,浸提液中存在化感物质,低浓度时促进根长、根冠比,高浓度时则起抑制作用.浸提液抑制发芽率、苗高、活力指数,抑制作用随着浸提液浓度的提高而增加.
关键词院圆叶牵牛；浸提液；野大豆；种子萌发,化感作用
植物的化感作用广泛地存在于自然界中,它也是外来植物入侵过程中的一种有力的化学武器[1].圆叶牵牛（）是一种危害严重的外来入侵杂草,适应性强,分布广泛.野大豆（ ）营养价值高,又是优质牧草,还耐盐碱、抗寒、抗病,是大豆育种的重要种质资源.而在衡水湖湿地,野大豆和圆叶牵牛都可与芦苇缠绕相伴而生,其生态位大部分重叠,圆叶牵牛不仅通过与野大豆竞争水分、养分和阳光而影响野大豆的生长,且还可以通过淋溶、挥发或者根系分泌物等方式释放化感物质,从而影响野大豆的生长.目前关于入侵植物的化感作用已有一些报道[2～3],但圆叶牵牛对野大豆的化感作用研究未见报道.本试验研究圆叶牵牛对野大豆种子萌发和幼苗生长的影响,旨在为野大豆在衡水湖湿地的生长提供理论依据.
1 材料与方法
1.1 试验材料
9月底采集健壮的圆叶牵牛植株地上部分,洗净晾干后剪成1cm左右的小段,加蒸馏水浸提48h,过滤后配制成质量分数为1％、2.5％、5％、7.5％、10％的浸提液.精选大小一致且饱满的衡水湖野大豆种子,用98％的硫酸浸泡15min破除种子的硬实率,蒸馏水清洗后备用.
1.2 试验方法
将100粒野大豆种子均匀摆放在培养皿中,分别加入浸提液,以蒸馏水为对照,3次重复.每天加适量浸提液保持滤纸湿润,在光照培养箱（25℃,光照时间12 h/d）中培养.记录每天发芽种子数,连续观察7d.待培养皿中发芽种子根长至2～3cm时,移植至培养钵中继续生长,在光照培养箱（25℃,光照时间12 h/d）中进行培养.7d后从每个处理中随机挑选10株幼苗测量根长、苗高、根重和苗重.
统计种子的发芽率、活力指数和根冠比,并用新复极差法进行.
1.3 数据分析差异显著性分析
活力指数等于种子发芽指数×幼苗鲜物质量,发芽指数（GI）等于 ΣGt/ Dt；Gt 指浸种后t 日的发芽数；Dt 指相应的发芽日数.根冠比等于幼苗根重/苗重.以化感作用抑制率（RI）作为化感作用的研究指标.RI 等于（Ti - T0）/T0×100％.式中Ti为测试项目的处理值,T0为对照值.
2 结果与分析
2.1 圆叶牵牛浸提液对野大豆种子萌发的影响（见表1）1％浸提液处理时,发芽率与对照相比差异不显著,说明极低浓度的浸提液对野大豆发芽影响不大.但当浸提液质量分数提高到2.5％时,发芽率抑制率达到5％显著水平,说明2.5％浓度影响野大豆的萌发.而在其它化感资料中,2.5％质量分数的浸提液一般不会显著影响发芽,因此,圆叶牵牛对野大豆的化感作用较强烈.用5％浸提液处理时,野大豆的发芽率继续显著降低,发芽率比对照下降14％,因此,中等质量分数浸提液会严重抑制野大豆种子萌发.以上分析表明,圆叶牵牛的化感物质影响野大豆种子的发芽,随着浸提液质量分数的提高,抑制作用逐渐增强,最终导致种子发芽率低,降低种子活力,出苗不齐,影响野大豆的正常生长发育.
2.2 圆叶牵牛浸提液对野大豆幼苗生长的影响
对苗高来说,1％～2.5％浸提液处理时,苗高的RI绝对值较小,和对照相比抑制作用不明显.当质量分数达到5％以上时,苗高数值迅速减少,抑制作用显著加强,处理之间的差异也显著,说明野大豆的苗高对浸提液较不敏感,5％的浸提液才明显影响野大豆苗高.
浸提液对野大豆根生长的根冠比的影响较明显.1％的浸提液对根长、根冠比有轻微的促进作用,但是没有达到显著水平.当质量分数达到2.5％时,浸提液转变为显著抑制作用,当质量分数继续增加时,抑制率绝对值明显增加,抑制作用更为强烈.可见,此浓度浸提液会对根的生长、根冠比产生很大的伤害,不仅会影响根系的纵向伸长,而且会抑制主根的横向加粗以及侧根的发育.
活力指数是把种子的发芽能力和幼苗长势综合起来表示,指数数值越高,种子活力越大,幼苗生长越健壮.所有质量分数的浸提液都降低野大豆的活力指数.从2.5％的浸提液起,野大豆的活力指数下降的幅度比较大,与对照达到显著差异水平,且随着浸提液的质量分数的增加,抑制作用就越明显.
3 讨论
化感物质首先通过影响种子萌发,决定种子是否萌发或着决定幼苗的健壮与否,从而影响受体植物的生长.本试验结果表明,圆叶牵牛对衡水湖野大豆具有显著的化感作用.浸提液抑制野大豆的发芽率.1％浸提液促进根长,随着浸提液质量分数的升高,浸提液效应转为抑制作用.这种低促高抑现象是由于低浓度时,浸提液中化感物质含量太少,但浸提物中含有比蒸馏水更多的养分而导致了对作物生长的促进作用,而高浓度下化感质物含量过高,导致了对作物生长的抑制作用.这与刘久明的研究基本一致[4].对比种子萌发和幼苗生长的抑制率,活力指数的抑制率大于发芽率抑制率,根长抑制率大于苗高抑制率.根是植物的吸收器官,根系发育不良最终会导致营养供应不足,地上部分发育不良.因此圆叶牵牛浸提液主要抑制野大豆幼苗生长,在野大豆生长地应及时铲除圆叶牵牛.
参考文献
[1] JENSENMN. Plant invader may use chemical weapons[J].Science,2000
[2] 郑丽,冯玉龙.紫茎泽兰叶片化感作用对10种草本植物种子萌发和幼苗生长的影响[J].生态学报,2005（10）
[3] 方芳,郭水良,黄林兵.入侵植物加拿大一枝黄花的化感作用[J].生态科学,2004（4）
[4] 刘久明,周修任,许桂芳,等.裂叶牵牛浸提液对几种种子萌发的化感作用[J].生态环境,2008（3）
（责任编辑张芝）
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