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扁穗牛鞭草对红三叶化感作用研究



全 文 :收稿日期:2015-12-20
基金项目:四川省重点专业(作物生产技术专业)建设项目。
作者简介:李春龙(1976—),男,内蒙古通辽人;硕士,副教授,高级农艺
师,主要从事特种经济作物栽培、设施农业等教学工作;
E-mail:460826686@qq.com。
扁穗牛鞭草对红三叶化感作用研究
李春龙
(成都农业科技职业学院现代农业分院, 四川 成都611130)
摘 要:以红三叶种子为受体,对比研究了扁穗牛鞭草根、茎和叶水浸液,不同处理浓度的化感作用。结果表明:扁穗牛
鞭草根、茎和叶水浸液对红三叶种子萌发和幼苗生长较对照均表现出相同的趋势,即随着水浸液浓度的增加,4个所测
指标所受的抑制作用均有所增强,而在相同的处理浓度下,红三叶种子萌发及幼苗生长对扁穗牛鞭草不同部位水浸液的
敏感程度为叶最敏感,茎次之,根最不敏感。与对照相比,所有部位的扁穗牛鞭草水浸液对红三叶幼苗根系相对电导率
和丙二醛含量均呈递增趋势,而对抗氧化酶(POD、SOD、ASA-POD)活性均呈递减趋势,并且在同一浓度下,扁穗牛鞭草
水浸液对红三叶幼苗根系生理指标的影响强度顺序也为叶>茎>根。
关键词: 扁穗牛鞭草;化感作用;红三叶;种子萌发;幼苗生长;生理指标
DOI编码: 10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.07.034
中图分类号: S 543   文献标志码: A   文章编号: 1001-4705(2016)07-0034-04
Alelopathic Study of Hemarthria compressa on Red Clover
LI Chunlong
(Chengdu Agricultural Colege,Department of Modern Agriculture,Chengdu Sichuan 611130,China)
Abstract:Alelopathy of Hemarthria compressa with different parts(root,stem and leaf)aqueous
extracts at different concentrations(0,10,20,40,80g/L and 160g/L)was studied and Red clover
seeds were as the accepted bodies.The results showed that compared with the control,effects of
aqueous extracts with al parts of Hemarthria compressa on seed germination rate,seedling growth
(root length and shoot length)and dry weight of Red clover seedling tended to the same tendency.
Namely inhibition by 4measured index increased with the increase in concentration of Hemarthria
compressa aqueous extracts.While under the same concentration,the order of effect of Hemarthria
compressa aqueous extracts on seed germination and seedling growth of red clover was leaf>stem>
root.Compared with the control,relative electrical conductivity and MDA content of red clover seed-
ling root tended to increase under the treatment of al parts of Hemarthria compressa aqueous
extracts while antioxidant enzyme namely POD,SOD,ASA-POD activities tended to decrease.At the
same concentration,the order of effect of Hemarthria compressa aqueous extracts on of physiological
indexes of red clover seedling root was leaf>stem>root.
Key words: Hemarthria compressa;alelopathy;red clover;seed germination;seedling growth;
physiological index
  扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)为禾本科
牛鞭草属多年生草本植物。扁穗牛鞭草产量高、叶片
多、草质柔嫩、营养丰富、适口性好,牛、羊、鱼十分喜
食[1]。既可放牧利用,又可调制干草、青贮[1]。作为禾
本科牧草,其蛋白含量低,不能为家畜提供均衡的营
养。把豆科牧草引入扁穗牛鞭草草地,不仅能提高牧
草的营养价值,而且可增加草地的生产能力与利用
水平[2]。
扁穗牛鞭草在生长过程中要分泌苯酚类等物质,
对豆科牧草的生长具有化感作用[3]。化感作用是指一
种植物通过向环境释放某些化学物质,在其周围形成
一个微环境区域,从而抑制或促进该区域内其他植物
(或其他微生物)生长的现象[4]。
·43·
第35卷 第7期 2016年7月              种 子 (Seed)           Vol.35 No.7 Jul. 2016
表1 扁穗牛鞭草水浸液对红三叶种子萌发率的影响
水浸液
部位
水浸液浓度(g/L)
0  10  20  40  80  160
根 75.6±1.1a 70.0±1.9a 60.0±3.9b 48.9±1.1c 45.6±1.1c 36.7±3.8d
茎 75.6±1.1a 65.6±2.9a 54.4±2.9b 40.0±5.1c 30.0±3.3c 8.9±4.0d
叶 75.6±1.1a 60.0±3.9b 48.9±1.1c 37.8±2.9d 22.2±4.5e 5.6±1.1f
表2 扁穗牛鞭草水浸液对红三叶根长和苗长的影响
水浸液浓度
(g/L)
    根水浸液         茎水浸液         叶水浸液    
根长(cm) 苗长(cm) 根长(cm) 苗长(cm) 根长(cm) 苗长(cm)
0  2.7±0.0a 2.9±0.1a 2.7±0.0a 2.9±0.1a 2.7±0.0a 2.9±0.1a
10  2.3±0.0b 3.0±0.2a 2.2±0.0b 2.9±0.1a 2.2±0.2b 2.8±0.0a
20  2.2±0.1c 2.6±0.1b 2.1±0.1b 2.5±0.1b 1.9±0.1c 2.5±0.1b
40  2.0±0.0d 2.3±0.1c 1.9±0.1b 2.3±0.1b 1.7±0.1c 1.9±0.1c
80  1.6±0.0e 2.1±0.1c 1.3±0.2c 1.8±0.0c 1.2±0.2d 1.5±0.1c
160  1.5±0.1f 1.6±0.0d 0.3±0.1d 0.3±0.1d 0.1±0.1e 0.2±0.0d
本试验主要研究了扁穗牛鞭草对其混播牧草红三叶的
化感作用,以期为减弱扁穗牛鞭草对其间作牧草红三
叶的化感效应提供理论依据,从而实现扁穗牛鞭草草
地的可持续利用。
1 材料与方法
1.1 材 料
参试的红三叶种子购于四川省农科院。
1.2 方 法
1.2.1 扁穗牛鞭草植物体收集及水浸液制备
本实验所用的扁穗牛鞭草为野生扁穗牛鞭草,采
自雅安,由四川农业大学张新全教授提供。扁穗牛鞭
草植物体的收集及水浸液制备参照李春龙[5]的方法。
1.2.2 室内生物检测
于2013年6月14日在成都农业科技职业学院农
学园艺分院七教四楼农业综合实训室实施该实验。红
三叶种子经盐水浮选后,选取粒大、饱满、大小一致的
种子用蒸馏水清洗,晾干后备用。先用5.25g/L的
NaClO溶液对受试红三叶种子进行消毒,时间为
15min,然后用蒸馏水清洗4次,每次清洗1min;将红
三叶种子放置在直径为9cm的皮氏培养皿中,内垫2
层滤纸,每个培养皿内放30粒种子,分别将根、茎、叶
(处理浓度分别为0,10,20,40,80,160g/L)的水浸液
7mL注入培养皿中,对照为蒸馏水,每个处理3次重
复[6]。共设2组,一组用于测定红三叶幼苗发芽率、幼
苗根长、苗长、干重,另一组用于测定红三叶幼苗根系
的生理指标;然后将培养皿放置在恒温恒湿培养箱
[(25±1)℃,黑暗]中进行种子萌发实验。待红三叶种
子萌芽3d后记录萌发的种子数,记录完测定所有萌
发幼苗的根长和苗长[7],
最后将所有的幼苗自然风
干、称重。另一组待红三
叶种子萌发7d后,测定
红三叶幼苗根系的丙二醛
(MDA)含量,采用硫代巴
比妥酸法测定[8];细胞膜
透 性 即 相 对 电 导 率 用
DDS-11A型电导率仪测
定[9];同时测定超氧化物
歧化酶(SOD)、过氧化物
酶(POD)、抗坏血酸过氧
化物酶(ASA-POD)活性,
均采 用 陈 建 勋 等[10]的
方法。
1.3 数据统计
采用SPSS 15.0统计软件进行单因素方差和多重
比较分析(p<0.05)。
2 结果与分析
2.1 扁穗牛鞭草水浸液对红三叶种子萌发率的影响
  与对照相比,所有部位的扁穗牛鞭草水浸液对红
三叶种子的萌发率均表现出抑制作用,并且随着浓度
的增加,抑制效应增强(见表1)。根、茎水浸液在浓度
达到20g/L时,较对照显著抑制了红三叶种子的萌
发,分别降低了20.6%和28.0%;而10g/L的叶水浸
液较对照显著抑制了红三叶种子的萌发率,降低了
20.6%。而在相同的处理浓度下,红三叶种子萌发率
对扁穗牛鞭草不同部位水浸液的敏感程度为叶最敏
感,茎次之,根最不敏感,此研究结果与李春龙[11]和骆
跃[12]的研究结果一致。
2.2 扁穗牛鞭草水浸液对红三叶幼苗生长的影响
  扁穗牛鞭草根、茎、叶水浸液对红三叶幼苗的生长
较对照均表现出抑制作用,并且随着水浸液浓度的增
加,其抑制效应也有所增强,此研究结果与韩春梅[13]、
陈志国[14]和李春龙[15]的研究结果相一致。
当根、茎和叶水浸液浓度达到20g/L时,显著抑
制了红三叶幼苗的根长,分别较对照抑制了14.8%、
18.5%和18.5%;低浓度(10g/L)的根水浸液促进了
红三叶幼苗的苗长(较对照促进了3.5%),但与对照差
异不显著,而当根、茎和叶水浸液浓度达到20g/L
时,显著抑制了红三叶幼苗的苗长,分别较对照抑制了
10.3%、13.8%和13.8%(见表2)。在相同的处理浓度
下,红三叶幼苗生长对扁穗牛鞭草不同部位水浸液的
敏感程度也有所不同,叶最敏感,茎次之,根最不敏感。
·53·
研究报告  李春龙:扁穗牛鞭草对红三叶化感作用研究
表3 扁穗牛鞭草水浸液对红三叶幼苗根系生理指标的影响
部位
浓度
(mg/kg)
相对电导率
(%)
MDA
(nmol/g)(FW)
POD
(U/mg)
SOD
(U/g)(FW)
ASA-POD
(U/mg)

0  11.13±2.47d 13.52±0.24e 1016±96a 245±12a 21.6±3.1a
10  15.30±2.11d 16.29±0.22de  871±22a 197±13b 12.2±0.8b
20  19.05±2.55d 24.21±0.89d 700±24b 172±8b 11.7±0.3bc
40  29.91±1.75c 36.66±4.25c 573±48bc  137±8c 9.4±0.5bc
80  41.02±3.37b 50.81±1.89b 478±56c 120±8c 8.6±1.3bc
160  56.89±4.52a 62.03±4.50a 413±35c 87±5d 6.3±2.1c

0  11.13±2.47d 13.52±0.24e 1016±96a 245±12a 21.6±3.1a
10  16.61±2.73d 17.59±1.41de  838±21b 186±13b 11.7±0.4b
20  21.77±2.17d 25.42±0.35d 669±23c 163±7b 10.8±0.2b
40  33.12±1.92c 38.10±4.44c 533±50cd  127±8c 8.9±0.1bc
80  43.87±4.17b 56.24±1.39b 449±58d 111±8c 7.7±0.5bc
160  59.46±5.32a 67.31±4.81a 380±41d 80±5d 5.5±1.7c

0  11.13±2.47e 13.52±0.24e 1016±96a 245±12a 21.6±3.1a
10  18.48±3.12de  22.10±1.58de  805±21b 167±13b  9.0±0.8b
20  25.49±3.48d 30.98±1.49d 638±23bc  147±6b 8.5±0.5b
40  44.84±2.20c 46.13±6.74c 493±52cd  112±7c 7.9±1.0b
80  65.19±3.39b 63.64±2.06b 419±60d 97±7c 6.4±0.4b
160  80.38±3.49a 80.19±4.80a 346±47d 67±4d 4.6±1.3b
2.3 扁穗牛鞭草水浸液对红三叶幼苗干重的影响
  扁穗牛鞭草根、茎和叶水浸液对红三叶幼苗干重
较对照均表现为抑制作用,并且随着水浸液浓度的增
加,其抑制效应也有所增强(见图1),此结果与 Han
等[16]的研究结果相一致。
图1 不同部位、不同浓度扁穗牛鞭草水浸液对
红三叶幼苗干重的影响
  40g/L的根和茎水浸液较对照显著抑制了红三
叶幼苗的干重,分别为7.9%和12.9%;而10g/L的叶
水 浸 液 较 对 照 显 著 抑 制 了 红 三 叶 幼 苗 的 干 重
(15.8%)。在相同的处理浓度下,红三叶幼苗干重对
扁穗牛鞭草根、茎、叶水浸液的敏感程度也有所不同,
叶最敏感,茎次之,根最不敏感。
2.4 扁穗牛鞭草水浸液对红三叶幼苗根系生理指标
的影响
  与对照相比,随着水浸液浓度的增加,所有部位的
扁穗牛鞭草水浸液对红三叶幼苗根系的相对电导率、
丙二醛含量均呈递增的趋势(见表3)。根和茎水浸液
浓度达到40g/L时,相对电导率较对照显著增加,分
别为对照的2.69倍和2.98倍;而叶水浸液浓度达到20
g/L时与对照形成显著性差异,为对照的2.29倍;当
根、茎、叶水浸液浓度达到20g/L时,丙二醛含量均
与对照形成显著性差异,分别为对照的1.79倍、1.88
倍和2.29倍。
与对照相比,随着水浸液浓度的增加,所有部位的
扁穗牛鞭草水浸液对红三叶幼苗根系的抗氧化酶活性
(POD、SOD、ASA-POD)均呈递减的趋势(见表3)。
根水浸液浓度达到20g/L时,红三叶幼苗根系POD
活性较对照显著降低,降低了31.10%,而茎和叶水浸
液浓度达到10g/L时,显著降低了POD活性,分别较
对照降低了17.52%和20.77%;而SOD活性均在根、
茎、叶水浸液浓度达到10g/L时显著降低,分别较对
照降低了19.59%、24.08%和31.84%;ASA-POD活
性也是在根、茎、叶水浸液浓度达到10g/L时显著降
低,分别较对照降低了43.52%、45.83%和58.33%。
·63·
第35卷 第7期 2016年7月              种 子 (Seed)           Vol.35 No.7 Jul. 2016
3 讨论与结论
3.1 扁穗牛鞭草对豆科牧草红三叶种子萌发具有化
感作用,表现在发芽率、幼苗根长、苗长、幼苗干重等的
差异上。但受试植物种子萌发及幼苗生长对扁穗牛鞭
草根、茎、叶水浸液的敏感程度不同(叶最敏感,茎次
之,根最不敏感),同一部位水浸液在不同处理浓度下
的作用也不同。为了减轻扁穗牛鞭草茎和叶通过雨水
淋溶对其间作牧草红三叶造成的化感抑制作用,建议
在收获扁穗牛鞭草时,将其残留在混播草地的扁穗牛
鞭草(主要是茎和叶)处理掉。此结果与刘金平等[2]的
研究结果一致。
3.2 随着所有部位扁穗牛鞭草水浸液浓度的增加,红
三叶幼苗根系相对电导率和丙二醛含量均呈递增趋
势,而抗氧化酶(POD、SOD、ASA-POD)活性均呈递
减趋势,并且在同一浓度下,扁穗牛鞭草水浸液对红三
叶幼苗根系生理指标的影响强度顺序也为叶>茎>
根。由此可见,扁穗牛鞭草水浸液不仅对红三叶种子
萌发及幼苗生长具有抑制作用,而且对红三叶幼苗根
系生理指标也具有明显的抑制作用。此结果与 Han
等[17]的研究结果一致。
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研究报告  李春龙:扁穗牛鞭草对红三叶化感作用研究