全 文 ：文章编号:1000-1573(2000)02-0074-04
小麦对升马唐(Digitaria ciliaris)种子发芽的
异株克生作用研究
李香菊1 ,吕德滋2 ,李扬汉1
(1.南京农业大学 ,江苏 南京　210095;2.河北省农林科学院 粮油作物研究所 , 河北 石家庄　050031)
摘要:通过研究小麦植株对升马唐种子发芽的异株克生作用表明:小麦植株不论是活体 、植株水提液还是残体
覆盖对杂草升马唐种子的发芽都有抑制作用。抑制程度随克生物质量的增加而加强。 这种抑制作用在不同品
种间表现差异 ,供试品种中以冀麦 24 对升马唐发芽的克生能力最强;在小麦全生育期中 , 苗期-灌浆期水提液
克生能力较强 ,收获后的植株水提液克生能力降低;克生能力在植株不同部位中也存在差异:茎叶>穗>根。在
玉米田利用 4 500 ～ 7 500 kg·hm-2麦秸碎段覆盖 , 可有效降低升马唐发芽率。
关 键 词:小麦;升马唐;异株克生
中图分类号:S 512.1　　　文献标识码:A
Study on allelopathic effect of wheat straw on the emergence of
crabgrass(Digitaria ci liaris)
LI Xiang-ju1 , LUDe-zi2 , LI Yang-han1
(1.Nanjing Agricultural University , Nanjing 210095 , China;
2.Institute of Cereal and O il Crops , HAAFS , Shijiazhuang 050031 , China)
Abstract:Allelopathic effects of living w heat ex tracted from died wheat st raw and wheat st raw
mulching on the emergence of crabg rass(Digi taria ciliaris)was studied from 1997-1998 both in
the laboratory and in the f ield.Increasing wheat seeding rate decreased the emergence rate of crab-
grass.The allelopathic abili ty w as dif ferent among the aqueous ex t racts of wheat cultivars , org ans
and grow ing stages on germination of crabg rass.The allelopathic effect w as concn-dependent , that
is , diluting the ext ract increased the emergence rate of crabgrass comparing w ith the original ex tract.
Increasing the weight of w heat st raw in mulching to 4 500-7 500 kg·hm-2 provided the excellent
control eff icacy of the weed by reducing the emergence rate and biomass of crabgrass.
Key words:wheat;crabg rass;allelopathy
异株克生(Allelopathy)这一概念最先由奥地利科学家 Molish 提出(1937)。它是指一种植物通过向环
境中释放某种或某些物质而影响同一生活环境中其它植物生长的现象[ 1] 。明确植物与杂草之间的异株克
生作用在杂草防除上意义重大 ,一方面 ,它可以直接利用对田间杂草有克生作用的植物秸秆覆盖土壤 ,从而 ,
达到控制杂草的目的;另一方面 ,也可以通过化学工艺从这些植物中提取异株克生物质作为天然除草剂的来
源 ,降低化学除草剂的用量[ 2 ,3] 。
升马唐(Digi taria ci liaris)是华北地区夏玉米田的恶性杂草 ,其在太行山山麓平原杂草群系及样方中的
出现频率分别为 92.8 %和 58.4 %。据报道 ,升马唐密度 10株·m-2时玉米籽粒产量降低 5.5 %[ 4] 。研究
收稿日期:1999-08-24基金项目:河北省自然科学基金课题(396311)作者简介:李香菊(1963-), 女 ,河北省任丘市人 , 博士 ,副研究员 , 现在河北省农林科学院粮油作物研究所工作 , 从事农田杂草生态与防除研究.
第 23卷第 2期
2000年 4月　
河 北 农 业 大 学 学 报
Journal of Agricultural University of Hebei
　 　 Vol.23 No.2　Apr.2000
小麦对升马唐种子发芽的异株克生作用不但对减低夏玉米田草害有重要意义 ,而且可以为两熟农田小麦秸
秆的合理利用找到出路。国内外就小麦对杂草异株克生作用的研究已有报道:Stemsiek(1982)发现 ,小麦秸
秆水提液对裂叶牵牛和小绒毛草的种子发芽及幼苗生长有抑制作用[ 5] 。我国李孙荣等(1994)的研究表明 ,
小麦颍壳水提液可抑制杂草白茅的生长[ 6] 。但是关于小麦植株对升马唐种子发芽的异株克生作用研究国
内外未见报道。
1　材料及方法
1.1　小麦植株活体对升马唐种子发芽克生作用研究
1.1.1　盆栽试验　选用 35 cm ×50 cm×20 cm 塑料箱 ,箱内装 15 cm 河沙 ,沙基内按 0∶1 、1∶1 、1∶2 、1∶3粒
数比播种小麦:升马唐种子(种子用 12 %H 2O2消毒 10 min ,蒸馏水冲洗 3次),覆土 3 cm ,加入预先配好的
Horgland培养液 ,25 ℃培养 ,观察小麦对升马唐种子发芽的影响。5 d后计升马唐发芽率。试验重复 4次 。
1.1.2　田间小区试验 　田间小区内播种小麦种子 ,播量分别为 37.5 、75 、112.5 、150.0 、187.5 、225 kg·
hm-2 ,小麦品种为 3235 ,小麦收获前每小区随机取 4个 0.25 m2调查点 ,计升马唐出苗数 ,小区面积 24 m2 ,
重复 3次 。
1.2　小麦植株残体水提液对升马唐种子发芽克生作用研究
1.2.1　克生物质的提取　将小麦植株的风干样磨碎 ,称取 20 g ,装入锥形瓶 ,按样品干重∶水为 1∶10比例加
水200 mL ,摇床振荡 ,25 ℃下提取 24 h ,用纱布及定性滤纸过滤 ,滤液即为水提液原液 ,放入冰箱内冷藏保
存。实验前滤液经 YXQG01型蒸汽消毒器(9.8×104N·m-2)消毒 20 min ,定性滤纸过滤。
1.2.2　不同小麦品种水提液对升马唐种子发芽的影响研究　取幼苗期及收获后的不同小麦品种地上部 ,用
1.2.1方法提取。水提液室温下放置 10 d 、30 d后 ,取 7.5 cm 培养皿 ,内垫双层滤纸 ,播种已解除休眠的升
马唐种子 50粒(所用器皿经 YXQG01型蒸汽消毒器消毒 20 min ,升马唐种子用 12 %H2O2 消毒 10 min ,蒸
馏水冲洗 3次),分别加入不同小麦品种的水提液 5 mL ,置 30 ℃恒温箱内培养 48 h ,计升马唐发芽率 ,清水
处理做对照 ,重复 4次。
1.2.3　小麦植株不同部位水提液对升马唐种子发芽的影响研究　在小麦灌浆期分别取某一品种的根 、茎叶
及穗 ,用 1.2.1方法提取 。器皿及播种方法同 1.2.2 ,培养皿内分别加入根 、茎和穗的水提液 5 mL ,置 30 ℃
恒温箱内培养 48 h ,计升马唐发芽率 ,清水处理做对照 ,重复 4次 。
1.2.4　小麦不同生育时期水提液对升马唐种子发芽的影响研究　分别在小麦苗期 、拔节期 、灌浆期 、收获后
取植株地上部 ,用 1.2.1方法提取。器皿及播种方法同 1.2.2 ,培养皿内分别加入小麦不同生育时期的水提
液 5 mL ,置 30 ℃恒温箱内培养 48 h ,计升马唐发芽率 ,清水处理做对照 ,重复 4次。
1.2.5　小麦水提液不同浓度对升马唐种子发芽的影响研究　取灌浆期小麦地上部 ,按 1.2.1方法提取 。用
蒸馏水将原液稀释成 12.5 %、25 %、50 %、75 %、100 %的水提液。器皿及播种方法同 1.2.2 ,培养皿内分
别加入上述不同浓度的水提液 5 mL ,置 30 ℃恒温箱内培养 48 h ,计升马唐发芽率 ,清水处理做对照 ,重复 4
次。
1.3　小麦植株残体覆盖对升马唐种子发芽克生作用研究
在玉米播后苗前用小麦残体 7 500 、4 500 、3 000 、 1 500 、0 kg·hm-2覆盖小区 ,覆盖后 28 d调查小区内
升马唐株数 ,计算小麦植株残体覆盖对升马唐出苗的抑制作用 ,抑制率/ %=(对照区升马唐株数-覆盖区升
马唐株数)/ 对照区升马唐株数。该试验为随机区组设计 ,重复 3次 。1997年小麦品种为京花 1号 ,1998年
为冀麦 24。
所有数据经 Systate软件进行方差分析及新复级差测验。
2　结果及分析
2.1　小麦活体对升马唐种子发芽的克生作用
沙基内按 0∶1 、 1∶1 、 1∶2 、1∶3播种小麦与升马唐种子 ,升马唐发芽率不受小麦影响 ,这说明小麦种子不
影响升马唐种子发芽 。田间试验结果表明 ,随着小麦播种密度的增加升马唐出苗数减少 ,37.5 kg·hm-2播
75　第 2期　　　　　李香菊等:小麦对升马唐(Digi taria ciliaris)种子发芽的异株克生作用研究
量 ,小区内升马唐株数为 31.8株·m-2 ,当小麦播量增加到 225 kg·hm-2时 ,小区内仅 2株·m-2升马唐(表
1)。这一结果说明小麦活体植株对升马唐种子发芽可能有一定异株克生作用 ,小麦密度增加后克生物质量
增加;同时增加播量升马唐出苗数减少与小麦群体加大后植株遮光 、通风透气性差造成升马唐种子不容易出
苗也有关系。
表 1　小麦播种密度与升马唐出苗数的关系
Table 1　Germinated D.ciliaris planted in different seeding rate with wheat
播种密度/(kg·hm-2) 37.5 75.0 112.5 150.0 187.5 225.0
Seeding rate
升马唐数/(株·m-2) 31.8a 33.3a 18.3b 8.8bc 3.5c 2.0c
2.2　小麦植株残体水提液对升马唐种子发芽的克生作用
2.2.1　不同小麦品种水提液对升马唐种子发芽的影响　将小麦不同品种植株水提液与升马唐种子发芽率
列于表 2。由此看出 ,清水处理 ,升马唐发芽率为 87.0 %,而水提液处理对升马唐种子发芽基本都有抑制作
用。不同小麦品种对升马唐种子发芽的克生作用存在一定差异 ,冀麦 24水提液对升马唐种子发芽的抑制程
度最高 ,幼苗及收获后植株水提液放置 10 d后 ,升马唐种子发芽率分别为 0和 29.2 %;冀麦 30对升马唐种
子发芽的抑制程度较低 ,该品种收获后植株水提液中升马唐种子发芽率高达 84.2 %,与对照差异不显著 。
另外 ,小麦植株水提液对升马唐种子发芽的克生作用因水提液储存时间不同而有差异 。储存时间越长
克生作用越小(表 2)。
表 2　小麦不同品种植株水提液与升马唐种子发芽的关系
Table 2　Aqueous extract of different wheat cultivars on germination rate of D.ciliaris
品种
Cultiv ars
　　幼苗水提液 Seeding extract　　 　　收获后植株水提液 Straw ex tract　　
放置 10 d　After 10 d 放置 30 d　After 30 d 放置 10 d　After 10 d 放置 30 d　After 30 d
发芽数
Emerged
number
发芽率/ %
Emerged
rate
发芽数
Emerged
number
发芽率/ %
Emerged
rate
发芽数
Emerged
number
发芽率/ %
Emerged
rate
发芽数
Emerged
number
发芽率/ %
Emerged
rate
冀麦 24 0c 0 19.5b 39.0 14.6b 29.2 46.4a 92.8
冀麦 7 0c 0 0c 0 21.2a 42.0 40.4a 80.8
冀麦 15 0c 0 0.8c 1.6 26.4a 52.8 32.4a 64.8
冀麦 31 0c 0 0.3c 0.1 29.4a 58.8 37.6a 75.2
冀麦 30 0.8c 1.6 28.0a 56.0 42.1a 84.2 43.6a 87.2
冀麦 37 14.0b 28.0 18.0b 36.0 17.2b 34.4 41.6a 83.2
清水对照 43.8a 87.6 44.5a 89.0 43.5a 87.0 44.8a 89.6
2.2.2　小麦植株不同部位水提液对升马唐种子发芽的影响　在灌浆期小麦植株的不同部位水提液中 ,升马
唐种子发芽数与对照差异均达 0.01显著水平 。其中 ,根水提液对升马唐种子发芽的抑制作用最低 ,升马唐
发芽率在 50 %左右;茎水提液对其抑制作用最强 ,升马唐基本无发芽 。品种间趋势一致(见表 3)。
表 3　小麦植株不同部位水提液对升马唐种子发芽的影响
Table 3　Aqueous extract from wheat organs on germination rate of D .ciliaris
品种
Cultivars
根水提液　　　　Roo t ex tract　　　　 茎水提液　　　　Stem ex tract　　　　 穗水提液　　　　Ear extract　　　　
发芽数
Emerged
number
发芽率/ %
Emerged
rate
发芽数
Emerged
number
发芽率/ %
Emerged
rate
发芽数
Emerged
number
发芽率/ %
Emerged
rate
初 26 26.3b 52.6 0b 0 10.0b 20.0
5315 26.0b 52.0 2.7b 5.4 10.8b 21.6
3235 23.0 46.0 0 0 6.2 12.4
清水对照 43.8a 87.6 43.8a 87.6 43.8a 87.6
2.2.3　小麦不同生育时期水提液对升马唐种子发芽的影响　小麦 3个供试品种苗期 、拔节期 、灌浆期植株
残体水提液对升马唐发芽的抑制作用均较强 ,升马唐发芽率在 2 %以下;其收获后植株的水提液 ,对升马唐
种子发芽的抑制作用明显降低 ,且品种间表现明显差异(图 1)。
2.2.4　小麦水提液不同浓度对升马唐种子发芽的影响　由表 4看出 , 随着小麦植株水提液浓度的降低 ,对
76　　　　　 河 北 农 业 大 学 学 报 第 23卷
图 1　小麦不同生育时期水提液与马唐种子发芽率关系曲线
Fig.1　Water extract from different growing stage of
wheat on germination rate of D.ci liari s
升马唐种子发芽的抑制率降低。原液的12.5 %、25 %、
50 %基本对升马唐发芽无影响 ,原液的 75 %对升马
唐发芽抑制率在 50 %以上 ,原液的 100 %培养皿内 ,
升马唐基本不发芽。
2.3　小麦植株残体覆盖对升马唐种子发芽的克生作用
试验结果表明 ,麦秸残体覆盖量与升马唐出苗数
成负相关 ,即麦秸覆盖量越大 ,小区内升马唐出苗数越
少。麦秸覆盖量低时 ,升马唐出苗数与不覆盖区差异
不显著 ,当麦秸覆盖量增加到 7 500 kg·hm-2时 ,升马
唐出苗数仅 8.8 ～ 22.4株·m-2(图 2),比不覆盖区减
少 44.2 %～ 76.5 %。其中 ,因年度不同数据有一定
差异 ,这与所覆盖秸秆的细碎程度有关 ,另外 ,不同地
块升马唐基数之间有一定差别;再者 ,覆盖所用的小麦品种不同也可产生一定差异。这有待进一步研究 。
表 4　小麦水提液不同浓度与升马唐种子发芽的关系
Table 4　Different concentration of wheat extract on germination rate of D.ciliaris
质量分数/ %
Concentration
　　　　5315　　　　 　　　　初 26　　　　 　　　　6350　　　　
发芽数
Emerged
number
抑制率/ %
Control
efficacy
发芽数
Emerged
number
抑制率/ %
Control
efficacy
发芽数
Emerged
number
抑制率/ %
Control
efficacy
0 43.7 0 43.7 0 43.7 0
12.5 41.0 6.1 42.3 3.2 42.7 2.3
25 39.7 9.1 42.7 2.3 41.7 27.5
50 18.0 58.8 22.3 49.0 26.3 39.8
75 6.7 84.7 9.3 79.7 8.5 80.6
100 1.3 97.4 0.4 99.3 0 100
图 2　麦秸覆盖量与升马唐出苗数关系图
Fig.2　Density of D.ciliaris and wheat strawmulching
3　讨论
　　小麦植株对杂草升马唐种子发芽有异株克生作
用 ,其克生能力因克生物质浓度 、小麦品种 、小麦生育
时期及植株部位的不同有差异 。小麦植株水提液对升
马唐种子发芽的抑制程度随克生物质量的增加而加
强。这与李善林等(1994)就小麦对白茅异株克生作用
的研究结果是一致的 。麦秸覆盖对升马唐出苗有抑制
作用 ,随麦秸覆盖量的增加抑制率提高 ,这与马永清 、
Donald A(1985)及 Jobidon R(1989)的研究结果相
近[ 7 ～ 9] 。本试验结果 ,小麦残体水提液低浓度时对升
马唐发芽无促进作用 ,与 Leather G R(1993)得出的小
麦秸秆水提液低浓度对苘麻 、蔓陀萝发芽有促进作用
的研究结果不同[ 10] 。
田间利用麦秸碎段覆盖可有效降低升马唐种子出苗数 ,这为将来利用麦秸覆盖控草提供了有效的理论
依据 ,但笔者认为 ,麦秸碎段覆盖可降低升马唐出苗数除了与小麦对升马唐的异株克生作用有关外 ,与麦秸
对杂草出苗所起到的物理屏障效果也有很大关系 ,这仍需进一步研究 。随小麦植株水提液保存时间的延长 ,
克生能力减弱 ,这是否因为克生物质具有挥发性有待今后探讨。 (下转 81页)
77　第 2期　　　　　李香菊等:小麦对升马唐(Digi taria ciliaris)种子发芽的异株克生作用研究
3　讨论
1)苗叶瘟和穗瘟的相关性 。供试的 43个转野生稻材料在苗期喷雾接种和穗期注射接种 ,其叶瘟和穗瘟
抗性反应有 58.14 %表现一致 ,呈正相关 ,这与许多研究结果相同[ 3 , 5] 。在试验中也反映了品种不同 ,其品
种的抗病性在苗期和穗期也不尽一致。因此 ,欲为水稻抗瘟性育种提供可靠的抗源 ,在苗期和穗期分别进行
抗性鉴定是有必要的 ,不能简单地用苗期抗性来推断穗期的抗性.
2)由于穗长大后用喷雾接种很难出现病斑 ,用注射接种法比喷雾接种易出现病斑[ 6] ,因此本研究苗期
接种用喷雾法 ,而穗期接种用注射法。笔者根据本试验的发病程度 ,秧苗期叶瘟采用了日本清泽茂久的分级
法[ 6] ,抽穗期穗瘟采用了我国稻瘟病科研协作组的评级标准[ 3] 。笔者把苗期抗性为 Rh/R 、穗期抗性为 R的
材料归入高抗稻瘟病材料 。同时根据转野生稻与指示品种在苗期的病情指数的比较结果来看 ,有 7 个材料
的病情指数不仅小于 Tetep ,而且有 4个品种与 Tetep的差异达极显著水平 。由此可见笔者筛选出的抗性品
种的抗瘟性水平也是较高的。可以提供 10个材料用来做抗性基因分析或抗性资源 , 6个材料做抗性育种的
抗源 。由于这些抗瘟性材料大都是籼型 ,北方稻区可以通过籼粳杂交导入抗病基因 ,培育粳型抗病品种 。在
我国 ,很多籼稻品种对北方稻区的稻瘟病菌小种表现高度抗性 ,对这些籼稻品种进行抗稻瘟病基因分析与基
因定位 ,对于推动我国北方稻区抗病育种工作及丰富世界抗稻瘟病基因库具有积极意义 。
3)菌系的毒力的不同 ,造成不同菌系对不同品种的侵染率不同。有关转基因材料对不同菌系的反应方
面的问题以及抗性的稳定性还在进一步研究中。
参考文献:
[ 1] 　西北农学院主编.作物育种学[ M] .北京:农业出版社 , 1981.
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(编辑:李　川)
(上接 77页)
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(编辑:石文川)
81　第 2期　　　　　 王秀萍等:转野生稻抗稻瘟病材料初步筛选和抗性分析