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火炬树浸提液对几种农作物的化感作用



全 文 :为多穗型迟熟 ,穗大粒多 ,株高较高 ,结实率较高;Y两
优 6号综合表现为群体整齐 ,生育期 、株高适中 ,穗大
粒多 ,结实较好;Ⅱ优 406综合表现为群体整齐 ,生育
期稍迟 ,株高适中 ,有效穗多 ,结实率高;中优 849综合
表现为群体整齐 ,生育期稍早 ,株高较高 ,穗大粒多 ,抗
性中等 ,稻米品质达国标三级优质稻谷标准。这 4个
品种熟期适宜 ,产量高而稳定 , 符合我省中迟熟区域
水稻育种目标和生产要求 ,适应我省遵义 、贵阳等中晚
熟区及其他相似的水稻种植区 , 可大力推广 。
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收稿日期:2010-03-25
基金项目:衡水学院大学生科技创新重点项目(2009013)。
作者简介:白丽荣(1963-),女 ,教授 ,主要从事植物遗传学研究。
火炬树浸提液对几种农作物的化感作用
白丽荣 ,  时丽冉 ,  徐振华 ,  苏海霞 ,  樊 燕 ,  张学霞
(衡水学院 生命科学系 ,  河北 衡水 053000)
AlelopathyofExtractfromRhusTyphinaonSomeCrops
BAILi-rong, SHILi-ran, XUZhen-hua, SUHai-xia, FANYan, ZHANGXue-xia
摘要:用浓度为 0、1%、3%、5%、7%、10%的火炬树叶片浸提液
对小麦 、玉米 、绿豆 、谷子 4种植物种子进行化感作用的影响研
究。结果表明:火炬树叶内存在化感物质 , 且对不同植物种子
的发芽率 、发芽指数 、活力指数 、根长 、苗高 、鲜重有不同程度的
抑制作用 , 随浸提液浓度的升高对 4种植物的抑制作用也越显
著 , 化感效应指数除绿豆在≤5%、小麦≤1%外均为负值。 4
种农作物中火炬树浸提液对谷子的化感作用最大 ,小麦和绿豆
最不敏感。
关键词: 火炬树;浸提液;化感作用;农作物
中图分类号: S432.22   文献标志码: A
文章编号: 1001-4705(2010)06-0091-03
在对外来入侵植物的研究中 ,化感作用越来越受到重视而
逐渐成为一个活跃研究领域。Rice将植物化感定义为:植物或
微生物的代谢分泌物对环境中其他植物或微生物的有利或不
利的作用 [ 1] 。化感作用几乎能影响植物生理生化的每一个方
面 , 影响植物的萌发 、幼苗生长 ,在优势种的形成 、群落演替 、植
被恢复中有着重要的作用 ,植物通过释放次生代谢化合物而产
生相互作用 , 以保护自己有利的生态环境 [ 2] 。
火炬树 (RhustyphinaL.)是漆树科盐肤木属的树种 , 原产
加拿大和美国。它是先锋造林树种 , 用途多 ,适应性广 , 并具有
很好的观赏价值 , 早为各国引种栽培。 1959年我国由中国科学
院植物研究所引种 , 1974年以来向全国各省区推广。目前以黄
河流域以北各省(区)栽培较多 , 主要用于荒山绿化兼作盐碱荒
地风景林树种 [ 3] 。火炬树具有许多良好的生物学特性 , 是护
坡 、固堤 、封滩 、固沙的良好树种 , 但又具有许多入侵物种的特
性 , 例如适应能力强 ,根蘖繁殖 ,常成片分布 ,成熟早 , 结实量大
等。 Richard[ 4]把火炬树列为美国和加拿大南部地区的杂草之
一。刘全儒等 [ 5] 2002年将火炬树列为北京地区外来入侵植物
之一。因此 , 研究火炬树入侵特性及其对其它植物的化感作用
在生态学 、林业以及农业等领域研究中有着重要的理论和实践
意义。目前对火炬树化感作用的研究仅见吴长虹 [ 6]等对侧柏 、
紫穗槐的研究 , 还缺乏对其它常见作物化感作用的研究。本实
验以不同浓度火炬树叶的浸提液处理谷子 、绿豆 、玉米 、小麦种
子 , 研究其发芽率 、发芽指数 、活力指数 、化感指数 ,以期探明火
炬树对本地植物的化感作用 ,为火炬树入侵性研究提供理论依
据。
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问题探讨  白丽荣 等:火炬树浸提液对几种农作物的化感作用
DOI :10.16590/j.cnki.1001-4705.2010.06.045
1 材料与方法
1.1 试验材料
2009年 10月从衡水湖湿地自然保护区采集火炬
树树叶 。谷子(千斤不倒)、绿豆(先风珍珠)、玉米(京
粘六号)、小麦(良显 99)种子均由衡水市农业局种子
站提供 。
1.2 试验方法
1.2.1 浸提液的制备
选取发育良好的火炬树叶片 ,用水冲洗干净 ,自然
风干后剪成长 3cm的小段备用。按照 15g材料∶100
ml蒸馏水的比例于室温下浸泡 24h,过滤后得到浓度
为 15 %浸提液 。将原液分别配制成 1%、 3%、 5%、
7%、10%的浸提液 。
1.2.2 测定方法
将选好的籽粒饱满的谷子 、绿豆 、玉米 、小麦种子
冲洗干净 , 0.1%氯化汞溶液中浸泡消毒 15min,取出
后用蒸馏水冲洗 2 ~ 3次 ,滤纸法发芽 。每培养皿摆放
100粒 , 3次重复。设浸提液浓度为对照(蒸馏水)、
1%、3%、5%、7%、10%共 6个处理。每皿放 20ml浸
提液 , 25℃恒温箱内培养 ,每天观察发芽情况 ,并及时
补充浸提液 。每天记录受试植物种子萌发数量(种子
萌发以胚根突破种皮 2mm为标准)并计算萌发率;种
子发芽恒定后 , 测量苗高 、根长 、鲜重计算发芽率
(GR)、发芽指数(GI)、活力指数(VI)、化感效应指数
(RI)。
GR=(发芽种子总数 /供试种子总数)×100%;
GI=∑ (Gt/Dt);
VI=GI×S;
式中 , Gt为 t日内的发芽种子数 , Dt为相应发芽
天数。
发芽率化感效应敏感指数 (RI)=1-C/T(T≥
C),或者 RI=T/C-1(T为处理值。 RI表示化感作用强度大小 ,正值表示促进
效应 ,负值表示抑制效应 ,其绝对值大小反映化感作用
的强弱 [ 7] 。
1.2.3 数据统计分析
用 SPSS(spsforwindows)软件对数据进行统计分
析和差异显著性检验 。
2 结果与分析
2.1 不同浓度的火炬树叶浸提液对谷子 、绿豆 、玉米 、
小麦种子萌发的影响
  由表 1可以看出 ,随着火炬树叶片浸提液浓度的
增加 ,对几种农作物种子萌发的抑制作用也随之增强 ,
发芽率逐步降低 ,发芽指数 、活力指数也随之下降 ,化
感效应逐渐增强 。但不同作物的抑制程度有所差异。
相比较而言 ,火炬树浸提液对小麦 、绿豆的抑制作用较
弱 , 5%以下的浓度对绿豆的发芽率影响不大 ,但活力
指数降低;而对谷子抑制作用较强 , 1%浸提液即对谷
子萌发各项指标已造成显著影响 , 10%浸提液下完全
抑制了谷子的萌发;对玉米的抑制作用处于中间水平。
从化感指数可以看出 ,除绿豆在浸提液 7%及小麦在
浸提液 1%浓度时与对照差异不显著外 ,其它化感指
数均表现为抑制作用 ,并且与对照相比差异显著(p<
0.05)。表明不同农作物对火炬树叶片浸提液敏感度
不同。
表 1 不同浓度的火炬树叶浸提液对谷子 、绿豆 、
玉米 、小麦种子萌发的影响
材料
名称
浸提液浓度(%) 发芽指数(GI) 发芽率(GR)(%) 活力指数(VI) 化感效应(RI)
玉米
蒸馏水 64.03a 84a 22.2a 0e
1% 48.92b 68b 16.2b -0.190d
3% 38.45c 54c 10.2c -0.106c
5% 20.70d 33d 1.3d -0.607bc
7% 18.63e 29e 1.1e -0.686b
10% 14.17f 25ef 0.5f -0.702a
小麦
蒸馏水 83.83a 100a 5.61a 0.000e
1% 79.67ab 100a 4.5 4b 0.000e
3% 69.65b 93ab 3.62c -0.07d
5% 53.60c 85b 2.47d -0.15c
7% 50.52cd 81bc 2.12d -0.19b
10% 49.04d 74c 1.13e -0.260a
绿豆
蒸馏水 93.08a 95a 15.74a 0.00bc
1% 97.00a 97a 15.38a 0.03b
3% 95.03a 98a 10.75b 0.03b
5% 94.50a 97a 6.66c 0.03b
7% 81.50b 91ab 4.12d -0.04b
10% 75.67c 79b 0.98e -0.21a
谷子
蒸馏水 53.58a 85a 0.59a 0.00d
1% 37.07b 68b 0.30b -0.2c
3% 6.83c 14c 0.05c -0.84b
5% 1.70d 3d 0.01d -0.96a
7% 0.25e 1e 0.001e -0.99a
10% 0.00f 0f 0.00f -1.00a
2.2 不同浓度火炬树叶浸提液对谷子 、绿豆 、玉米 、小
麦种子幼苗生长的影响
  从表 2可以看出 ,火炬树叶浸提液对谷子 、绿豆 、
玉米 、小麦种子幼苗的生物量造成影响 ,其影响随着植
物种类和浸提物浓度不同而有所不同。具体表现为 ,
随着浓度的不断升高 ,火炬树叶浸提液对幼苗的抑制
作用加强 ,苗高和根长减少 ,幼苗鲜重逐渐降低 ,并且
不同处理间的差异明显不同 。浸提液浓度为 5%时 ,
绿豆 、小麦的幼苗鲜重为对照的 42%、69%,而谷子和
玉米幼苗的鲜重仅为对照的 27%、18%(见表 2)。谷
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第 29卷 第 6期 2010年 6月              种 子 (Seed)              Vol.29 No.6 Jun. 2010
子对火炬树叶浸提液的敏感性最强 ,在所试最低浓度
(1%)下种子的生长与对照相比即达到差异显著 ,玉
米敏感性仅次于谷子 。
表 2 不同浓度火炬树叶浸提液对谷子 、绿豆 、
玉米 、小麦种子幼苗生长的影响
材料名称 浸提液浓度(%)
平均苗长
(cm)
平均根长
(cm)
平均鲜重
(g)
玉米
蒸馏水 8.2a 9.5a 0.347a
1% 7.5b 8.5b 0.330a
3% 7.0c 8.0c 0.293b
5% 3.1d 1.1d 0.062c
7% 2.8de 0.8e 0.061c
10% 2.5de 0.5f 0.060c
小麦
蒸馏水 8.5a 7.5a 0.067a
1% 4.5b 5.5b 0.057ab
3% 4.8c 5.0c 0.052b
5% 5.0cd 1.2d 0.046c
7% 4.3e 1.1e 0.042c
10% 4.0f 1.0e 0.023d
绿豆
蒸馏水 1.3a 8.5a 0.169a
1% 1.2a 5.0b 0.159ab
3% 1.1ab 1.5c 0.113b
5% 1.0ab 1.0d 0.071c
7% 0.5c 0.5e 0.051d
10% 0.2d 0.2f 0.013e
谷子
蒸馏水 1.5a 2.0a 0.011a
1% 1.0b 1.3b 0.008b
3% 0.5c 0.7c 0.007b
5% 0.2d 0.5d 0.004c
7% 0.1e 0.2e 0.003cd
10% 0.0f 0.0f 0.000e
3 讨 论
植物群落内除了进行激烈的资源竞争外 ,还进行
着 “化学竞争 ”,是植物通过向环境释放化学物质(多
为次生代谢物质)而实现的 ,这些作用的物质统称为
化感物质 [ 8, 9] 。在自然界中 ,水溶性的化感物质主要
通过雨水和雾滴等的淋溶而进入土壤发生化感作用。
当化感物质在土壤中积累一定量后 ,就会抑制植物种
子萌发和幼苗生长 ,从而影响植物的竞争力。
本试验研究表明 ,火炬树通过向环境释放特定的
化学物质从而对谷子 、绿豆 、玉米 、小麦种子的生长发
育产生抑制作用 。不同植物对同种化感作用的敏感程
度不同 ,这可能与物种的进化历史有关 [ 7] 。研究表
明 ,火炬树叶浸提液对谷子 、绿豆 、玉米 、小麦植物种子
萌发有不同程度的抑制作用 ,谷子较敏感 ,火炬树叶片
浸提液对其萌发有很强的抑制作用。对小麦 、绿豆的
化感抑制作用相对弱一些 ,玉米处于中间水平 。
种子萌发对物种至关重要 ,种子发芽率和活力指
数降低可能会降低本地种在群落中的多度和早期竞争
力 ,相应提高外来种对地上和地下资源的竞争力[ 10] 。
化感物质对胚根生长的抑制使植株矮小瘦弱 ,降低本
地种对资源的有效利用 ,进而直接影响本地种以后的
生长发育及其在群落中的地位和作用 。
迄今为止所发现的化感物质大多是植物或微生物
的次生代谢物质 , 最常见的是低分子量有机酸 、酚类
和内萜类化合物 [ 11] 。从火炬树叶片浸提液对几种农
作物的化感作用可以看出 ,火炬树叶片中化感物质作
用较强 ,低浓度即可发挥显著作用 。至于火炬树叶片
中化感物质成分还有待于进一步研究 。
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问题探讨  白丽荣 等:火炬树浸提液对几种农作物的化感作用