全 文 ：华北农学报 · 2009, 24(增刊):140-143
收稿日期:2009-10-11
基金项目:国家 “十一五 ”科技支撑攻关项目(2006BAD07B03);北京市重点项目(6091001)
作者简介:吴会芹(1984-),女 ,山东莱芜人 ,在读硕士 ,主要从事设施栽培生理研究。
通讯作者:王　倩(1964-),女 ,山东济南人 ,副教授 ,博士 ,主要从事设施栽培生理研究。
玉米 、小麦秸秆水浸提液对蔬菜种子的化感作用
吴会芹 ,董林林 ,王　倩
(中国农业大学 农学与生物技术学院 ,北京　100193)
　　摘要:以黄瓜 、生菜 、茄子种子为受试材料 , 采用室内生物测定方法研究了玉米 、小麦秸秆水浸提液的化感作用。
结果表明 , 作物秸秆对蔬菜种子的影响有抑制 、促进 、促进 /抑制双重作用和无显著作用等多种形式。 玉米水浸提液
对黄瓜种子活力指数 、幼苗根长和鲜质量显著抑制 , 对苗高和干质量表现低浓度促进高浓度抑制;对生菜 、茄子种子
的发芽和根系生长显著抑制 ,对苗高和鲜质量均表现促进 /抑制双重作用。小麦秸秆水浸提液对黄瓜苗高 、鲜质量表
现促进作用;对生菜种子活力指数和幼苗根长具有显著抑制作用 , 对其苗高和鲜质量均表现促进 /抑制双重作用;对
茄子发芽率显著抑制作用 , 对其根长 、苗高和鲜质量均表现双重作用。根据化感敏感指数 , 玉米秸秆水浸提液对受体
蔬菜的化感作用强于小麦;生菜对秸秆浸提液最敏感 , 茄子次之 ,黄瓜最不敏感。
关键词:秸秆;水浸提液;化感作用;种子发芽
中图分类号:S512.01;S513.01　　文献标识码:A　　文章编号:1000-7091(2009)增刊 -0140-04
AlelopathyofCornandWheatStrawAqueousExtractsonVegetableSeeds
WUHui-qin, DONGLin-lin, WANGQian
(ColegeofAgronomyandBiotechnology, ChinaAgriculturalUniversity, Beijing　100193, China)
Abstract:Thealelopathyofcornandwheatstrawaqueousextractsonseedgerminationandthegrowthofcu-
cumber, letuceandeggplantwasinvestigatedbymeansofbioassayinlaboratory.Theresultsshowedthattheefects
ofstrawaqueousextractsonvegetablesseedgerminationhadmanyforms:inhibitefects, promotionefects, promo-
tion/inhibitiondoubleefecsandnosiginificantefect.Cornstrawaqueoushadsignificantlyinhibitedvigorindex,
rootlengthandfreshweightofseedlingofcucumber, andseedlingheightanddryweightwasincreasedatlower
conentrationanddecreasedathigherconcentration.Cornstrawaqueoussignificantlyinhibitedseedgerminationand
rootgrowthofletuceandeggplant, andhadpromotion/inhibitdoubleefecsonseedlingheightandfreshweight.
Wheatstrawaqueousincreasedseedlingheightandfreshweightofcucumber, anddecreasedvigorindexandroot
lengthofletuce, andhadpromoted/inhibitedefectonrootlength, seedlingheightandfreshweight.Wheatstrawa-
queoussignificantlydecreasedeggplantseedgerminationrate, andhadpromoted/inhibitedefectonrootlength,
seedlingheightandfreshweight.Accordingtosensitivityindex, thealelopathicalefectofcornstrawaqueousex-
tractswasstrongerthanthatofwheatstrawaqueousextractsontestedvegetables.Thealelopathicalsensitivityto
strawaqueousexractswasdiferentamongthetestedvegetables, withletucebeingthemostsentitive, eggpantbeing
moresentitiveandcucumberbeingtheleastsensentive.
Keywords:Straw;Strawaqueousextracts;Alelopathy;Seedgermination
　　我国农作物秸秆资源丰富 ,秸秆还田不仅可以
提高秸秆的利用率 ,还具有培肥土壤 、减少污染的作
用 [ 1-3] 。现研究还表明 ,作物秸秆及其腐解物可以
通过释放化感物质 ,产生促进或抑制作物生长的化
感作用 [ 4, 5] 。化感作用在农业生产中的应用极为广
泛 ,作物的连作障碍 、作物轮作问题 、农田杂草控制 、
作物虫害病害防治以及秸秆残茬覆盖等问题都涉及
化感作用 [ 4, 6, 7] 。本试验以黄瓜 、生菜 、茄子三种蔬
菜种子为受体 ,通过玉米 、小麦秸秆水浸提液对蔬菜
种子发芽及幼苗生长的影响 ,研究玉米 、小麦秸秆浸
提物的化感作用 ,对秸秆还田后蔬菜作物轮作 、间
作 、混作等优化模式的建立及克服蔬菜作物的连作
增刊 吴会芹等:玉米 、 小麦秸秆水浸提液对蔬菜种子的化感作用 141　
障碍具有重要指导意义 ,同时也为秸秆的综合利用
寻找理论和实践依据 。
1　材料和方法
1.1　植物材料及秸秆浸提液的制备
将中国农业大学科学园成熟收获后的玉米(郑
单 958)、小麦(京农 88-66)秸秆 , 80℃烘干 24 h后 ,
用粉碎机粉碎 ,在室温(25℃)下按 1︰10的比例用
蒸馏水浸提 24 h, 得到 100 mg/mL的秸秆浸提母
液 ,再用蒸馏水将其稀释成 5, 10, 20 , 40 mg/mL的
溶液 ,冷藏备用。
1.2　材料及生物鉴定
利用黄瓜(CucumissativusL.)千秋一号 、生菜
(LactucasativaL.)皇帝 、茄子 (Solanummelongena
L.)法斯特种子做为受试植物检验玉米 、小麦秸秆
水浸提液的化感作用 。取各浓度秸秆浸提液 20mL
于聚乙烯发芽盒中 ,对照加相同剂量的蒸馏水 ,每个
处理重复 3次 ,每次重复均匀点播 30粒种子。发芽
盒放入光照培养箱进行培养 ,黄瓜 、生菜种子保持在
(25±1)℃,茄子保持在(30±1)℃。种子发芽过程
中 ,适当补加蒸馏水 ,使滤纸保持湿润 。每天统计发
芽种子数 ,并在培养 4, 7, 14 d后分别测定生菜 、黄
瓜 、茄子的发芽率 、根长 、苗长 、干 、鲜质量 ,根据发芽
率计算种子发芽指数 、活力指数;并计算各项指标的
化感效应指数(RI:Responseindex),由 RI值计算供
体 、受体的敏感指数(SI:Sensitivityindex)。
发芽率(GR, %)=∑GTN ×100
发芽指数(GI)=∑GT∑DT
活力指数(VI)=∑GT∑DT×R
化感效应指数(RI, %)=T-CC ×100
敏感指数(SI, %)=∑
n
j=1RIj
n
GT为发芽开始后第 t日内的发芽数;DT为相
应的发芽日数;N为种子总数;R为幼苗平均胚根长
度[ 8] ;RI为化感效应指数;T为处理值;C为对照值;
n为该处理各指标数据 RI的总个数。当 SI>0为促
进 , SI<0为抑制 ,绝对值的大小与化感作用强度一
致[ 9, 10] 。
1.3　数据处理
以上数据采用 SPSS11.5分析 , LSD显著性在
0.05水平上检测。
2　结果与分析
2.1　秸秆水浸提液对受试蔬菜种子发芽的影响
作物秸秆水浸提液对蔬菜种子发芽的影响表现
为抑制 、促进 /抑制双重作用及无显著作用三种形式
(表 1)。玉米秸秆水浸提液表现为抑制作用和无显
著作用两种形式 ,显著降低黄瓜种子活力指数和生
菜 、茄子的发芽率 、发芽指数及种子活力指数 ,而对
黄瓜的发芽率 、发芽指数无显著影响 ,对三种种子活
力指数的抑制作用大于发芽率和发芽指数。小麦秸
秆浸提液表现为抑制作用 、促进 /抑制双重作用和无
显著作用三种形式 ,对黄瓜种子发芽无显著影响;抑
制生菜种子的活力指数 ,而对生菜种子发芽率 、发芽
指数无显著影响;抑制茄子发芽率 、发芽指数 ,而对
其活力指数呈低浓度促进高浓度抑制的双重作用 ,
处理浓度在 5 ～ 10 mg/mL,种子活力指数随浓度增
加而增加 ,处理浓度在 20 ～ 40 mg/mL,种子活力指
数随浓度增加而急剧下降。
表 1　秸秆水浸提液对受试蔬菜种子发芽的影响
Tab.1　Effectofstrawaqueousextractsonseedgerminationoftestedvegetables
作物秸秆
Cropstraw
浓度
/(mg/mL)
Concentration
黄瓜Cucumber 生菜 Letuce 茄子 Eggplant
发芽率 /%
GR
发芽指数
GI
活力
指数 VI
发芽率 /%
GI
发芽指数
GI
活力
指数 VI
发芽率 /%
GR
发芽指数
GI
活力
指数 VI
玉米 Corn 0 98.89a 4.24a 35.24a 93.33a 7.00a 37.07a 81.11a 1.74a 5.85a
5 100.00a 4.29a 35.70a 95.56a 7.17a 33.27a 70.00ab 1.50ab 3.63b
10 98.89a 4.24a 35.81a 96.67a 7.25a 21.24b 70.00ab 1.50ab 3.55b
20 100.00a 4.29a 11.49b 94.44a 7.08a 2.09c 62.22b 1.33b 2.40b
40 100.00a 4.29a 1.03c 46.67b 3.50b 0.00c 26.67c 0.57c 0.42c
0 98.89a 4.24a 35.24a 93.33a 7.00a 37.07a 81.11a 1.74a 5.85bc
小麦 Wheat 5 100.00a 4.29a 36.16a 96.67a 7.25a 32.80a 82.22a 1.76a 7.26b
10 97.78a 4.19a 35.37a 91.11a 6.83a 19.51b 74.45ab 1.60ab 9.19a
20 100.00a 4.29a 35.61a 93.33a 7.00a 18.43b 66.66b 1.43b 4.67cd
40 100.00a 4.29a 34.04a 93.34a 7.00a 10.58b 65.55b 1.40b 3.59d
　注:同列数字后不同小写字母表示在 0.05水平上差异显著性 ,以下同。
　Note:Datafolowedbydiferentsmallettersinthesamecolumnaresignificantlydifferent(LSD)at0.05levelandthesamefolow.
142　 华　北　农　学　报 24卷
2.2　秸秆水浸提液对受试蔬菜幼苗生长的影响
由表 2可以看出 ,秸秆浸提液对受试蔬菜幼苗
根长 、苗高的影响表现为抑制 、促进 /抑制双重作用 、
促进及无显著作用四种形式。玉米秸秆水浸提液可
抑制黄瓜 、生菜和茄子幼苗根系的生长 ,且随浓度加
大抑制作用增强;对苗高则表现为促进 /抑制双重作
用 ,处理浓度在 5 ～ 10 mg/mL,对苗高具有促进作用 ,
处理浓度在 20 ～ 40 mg/mL,对苗高具有抑制作用。
小麦秸秆浸提液可显著抑制生菜根系生长 ,低浓度促
进高浓度抑制茄子根系生长 ,而对黄瓜根系生长无明
显影响;对茄子苗高有抑制作用 ,随着小麦秸秆浸提
液浓度增大 ,对黄瓜 、生菜苗高化感促进作用增强。
表 2　秸秆水浸提液对受试蔬菜幼苗生长影响
Tab.2　Effectofstrawaqueousextractsonseedlinggrowthoftestedvegetables cm
作物秸秆Cropstraw
浓度/(mg/mL)Concentration
黄瓜 Cucumber 生菜 Lettuce 茄子 Eggplant
根长Rootlength 苗高Shootheight 根长Rootlength 苗高Shootheight 根长Rootlength 苗高Shootheight
玉米 Corn 0 8.32a 3.49b 5.29a 1.06b 3.36a 2.55b
5 8.33a 4.57a 4.63b 1.40a 2.41b 3.34a
10 8.45a 4.56a 2.93c 1.03b 2.39b 3.01ab
20 2.68b 2.79c 0.30d 0.43c 1.80b 2.62b
40 0.24c 0.51d 0.00d 0.15d 0.76c 1.31c
小麦 Wheat 0 8.32a 3.49d 5.29a 1.06c 3.36bc 2.55ab
5 8.44a 4.48c 4.53a 1.20bc 4.12b 2.75a
10 8.45a 4.74c 2.85b 1.22ab 5.76a 2.70a
20 8.31a 5.39b 2.63bc 1.24ab 3.27bc 2.28bc
40 7.94a 7.03a 1.52c 1.36a 2.57c 2.15c
2.3　秸秆水浸提液对受试蔬菜幼苗干鲜质量的
影响
秸秆浸提液对蔬菜幼苗鲜质量影响大于对干质
量的影响(表 3)。玉米秸秆浸提液对黄瓜幼苗鲜质
量表现为抑制作用 ,对生菜 、茄子均表现为促进 /抑
制双重作用 ,处理浓度 5mg/mL时生菜和茄子幼苗
鲜质量最大。小麦秸秆浸提液促进黄瓜 、生菜幼苗
鲜质量增加 ,对茄子鲜质量的影响表现低浓度促进 、
高浓度抑制双重作用 ,处理浓度 10 mg/mL时达最
大值 。除玉米秸秆浸提液对黄瓜幼苗干质量的影响
表现出低浓度促进高浓度抑制的双重作用外 ,其他
处理均无显著差异 。
表 3　秸秆水浸提液对受试蔬菜幼苗干鲜质量的影响
Tab.3　Effectofstrawaqueousextractsonseedlingfreshanddryweightoftestedvegetables g/30株
作物秸秆Cropstraw
浓度/(mg/mL)Concentration
黄瓜 Cucumber 生菜 Letuce 茄子 Eggplant
鲜质量Freshweight 干质量Dryweight 鲜质量Freshweight 干质量Dryweight 鲜质量Freshweight 干质量Dryweight
玉米 Corn 0 7.31a 0.55b 0.65b 0.03a 0.79b 0.06a
5 7.65a 0.57ab 0.74a 0.05a 1.28a 0.08a
10 8.14a 0.58ab 0.65b 0.04a 0.82ab 0.06a
20 5.19b 0.61a 0.35c 0.03a 0.79b 0.06a
40 2.06c 0.59ab 0.33c 0.03a 0.50c 0.04a
小麦 Wheat 0 7.31c 0.55a 0.65c 0.03a 0.79b 0.06a
5 7.79c 0.54a 0.85bc 0.04a 1.21a 0.06a
10 7.96bc 0.56a 0.89ab 0.04a 1.27a 0.08a
20 8.78ab 0.60a 0.91ab 0.04a 1.01ab 0.07a
40 9.28a 0.54a 0.95a 0.04a 0.73b 0.06a
2.4　秸秆水浸提液的化感敏感指数及受体蔬菜敏
感性差异
敏感指数的大小可以衡量供体对受体的综合化
感作用强度 ,也可以评价受体对供体化感作用的敏
感性。一种作物对其他几种作物的综合敏感指数值
越大 ,说明它对其他几种作物的化感作用也越大 。
由表 4可计算出 ,玉米 、小麦的综合敏感指数值分别
为:-20.419, 5.567。说明不同秸秆水浸提液对受
体蔬菜的化感作用强度不同:玉米 >小麦 。同理 ,计
算各蔬菜受体的综合敏感指数值 ,黄瓜 、生菜 、茄子
分别为:-2.248 , -12.171, -7.860。说明不同受
体蔬菜种子对秸秆水浸提液的化感敏感性表现出差
异 ,以生菜最敏感 ,其次为茄子 ,黄瓜最不敏感。
表 4　秸秆水浸提液对受试蔬菜化感作用的敏感指数
Tab.4　Alelopathysensitiveindexesofstraw
aqueousextractsontestedvegetables %
作物秸秆
Cropstraw
浓度 /(mg/mL)
Concentration
黄瓜
Cucumber
生菜
Letuce
茄子
Eggplant
玉米 Corn 5 6.137 13.526 4.661
10 7.235 -7.095 -10.548
20 -24.433 -41.707 -21.359
40 -48.832 -62.153 -60.462
小麦 Wheat 5 5.639 8.368 15.750
10 6.594 -1.850 30.320
20 12.410 -1.465 -3.508
40 17.270 -4.989 -17.736
增刊 吴会芹等:玉米 、 小麦秸秆水浸提液对蔬菜种子的化感作用 143　
3　讨论
植物的化感作用受化感物质性质 、浓度 、互作方
式及受体植物敏感性的不同 ,可表现出促进作用 、抑
制作用 、促进 /抑制双重作用和无显著作用等多种形
式 [ 11-15] 。本研究也得到类似结果 ,如玉米水浸提液
处理可抑制生菜 、茄子种子的发芽 ,而对黄瓜仅降低
其活力指数 ,对发芽率 、发芽指数无显著影响;小麦
秸秆水浸提液对黄瓜种子发芽无显著影响 ,对生菜
仅降低种子的活力 ,对茄子种子的发芽表现为抑制
作用 ,对其种子活力指数则表现为低浓度促进高浓
度抑制的双重作用。秸秆水浸提液对蔬菜幼苗生长
的影响除具有上述作用外 ,还具有促进作用 ,化感作
用形式更多样。植物化感作用对受体不同发育阶段
的化感作用不同[ 10, 16, 17] ,作物秸秆水浸提液对幼苗
生长的影响大于种子发芽。在低浓度下 ,秸秆浸提
液对受试种子发芽率和幼苗生长抑制作用较小 ,因
此 ,适当的秸秆还田对受试种子的发芽和出苗不会
产生太大的影响 。
植物化感作用对受体的影响主要表现为对种子
发芽率 、苗高 、根长 、苗干 、鲜质量的影响 ,同一供体
对不同受体的影响具有显著差异 ,对同一受体的影
响因浓度处理而异 [ 4, 14-15] 。本试验得到类似结果 ,
如 10 mg/mL时 ,玉米秸秆浸提液对生菜 、茄子根长
具有抑制作用 ,而对其苗高无显著作用;小麦秸秆浸
提液对生菜根长具有抑制作用 ,而对茄子根长具有
促进作用 ,对黄瓜 、生菜的苗高具有促进作用。也说
明了同一质量浓度的浸提液对不同受体的作用不
同 ,且对根长的抑制作用大于对苗长的作用[ 7] ,原
因可能是因为根系直接接触秸秆浸提液 ,浓度较高 ,
至于秸秆水浸液中起作用的关键物质及其作用机理
尚需进一步研究 。
本试验涉及发芽率 、发芽指数 、活力指数 、根长 、
苗高 、幼苗干 、鲜质量七项指标 ,用一种指标反映化感
作用的大小具有一定的片面性 ,并且各项指标的化感
效应指数变化趋势不尽一致 ,很难评价和定量分析化
感效应。因此采用敏感指数进行评价 ,即对 RI值进
行相加平均[ 10, 15] ,化感敏感指数可以从整体上更客
观的反映供体或受体的化感敏感性。玉米秸秆水浸
提液对受体蔬菜种子的化感作用强于小麦 ,因此进行
秸秆还田时应注意秸秆种类。受体蔬菜种子对秸秆
水浸提液的化感敏感性也不同 ,生菜 、茄子对秸秆浸
提液的化感作用比较敏感 ,说明在生菜 、茄子栽培时
不宜将玉米 、小麦还田。黄瓜不太敏感 ,栽培时可以
进行秸秆还田 ,但要注意控制秸秆还田适量 。
因此 ,将玉米 、小麦秸秆应用于蔬菜栽培是可行
的 ,但作物的化感能力还与作物的品种紧密相关 ,作
物品种间的化感能力差异非常显著[ 18-19] 。进行秸
秆还田时应当充分考虑秸秆的种类 、品种 、秸秆对作
物的化感作用而适量还田 ,以防秸秆过量还田对作
物生长产生不利影响。本试验在实验室条件下进
行 ,仅对受试蔬菜幼苗进行了研究 ,秸秆还田对植物
整个生长发育过程中的影响及实际操作时还要考虑
土壤 、生物 、气候环境的综合影响 ,其作用机理需进
一步研究 。
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