全 文 :书新 疆 农 业 大 学 学 报 2014,37(5):385~292
Journal of Xinjiang Agricultural University
文章编号:1007-8614(2014)05-0385-08
小麦和棉花不同部位水浸液对播娘蒿种子
发芽和幼苗生长的化感效应
阿依古力·阿布都拉1,3,玉山·库尔班2,阿布都哈巴尔·阿布都克日木3
(1.新疆农业大学 农学院,乌鲁木齐 830052;2.新疆阿克苏地区林业局,阿克苏 842000;3.新疆和田师范专科
学校理学院,和田 848000)
摘 要: 以播娘蒿为受体,小麦和棉花为供体,采用人工培养箱种子发芽试验,研究小麦和棉花不同部位(根、茎
和叶)的不同浓度水浸液对播娘蒿种子的发芽率、发芽指数、上下胚轴的生长量和生物量的影响。结果表明,在培
养皿中随着小麦和棉花各部位水浸液浓度的上升,各处理的播娘蒿种子发芽率和发芽指数呈现缓慢下降趋势,其
中棉花茎和根水浸液处理对播娘蒿种子发芽率的抑制效应明显高于小麦茎和根,两种作物叶片的抑制效应没有差
异 (P>0.05)。小麦和棉花根、茎、叶水浸液处理下,播娘蒿幼苗上下胚轴生长量和生物量均受到不同程度的影
响,两种作物各器官对播娘蒿幼苗生长量和生物量的抑制效应强弱顺序均为茎>根>叶。综合效应比较而言,小
麦各器官中茎水浸液对播娘蒿种子发芽和幼苗生长的综合效应大于50,值为67.541,而棉花根和茎水浸液对播娘
蒿种子发芽和幼苗生长的综合效应均大于50,值分别为60.579,82.891。小麦茎和棉花根、茎中均存在着播娘蒿
种子发芽和幼苗生长的抑制物,其中棉花的抑制效应明显高于小麦,对播娘蒿种子发芽抑制剂的研发具有一定价
值,在农业生产中,通过小麦和棉花的轮作在一定程度上能够减轻播娘蒿对小麦的危害。
关键词: 播娘蒿;种子发芽;幼苗生长;水浸液;综合效应
中图分类号:S451 文献标识码:A
Alelopathic Effect of Wheat and Cotton Aqueous Extracts with
Different Parts on Seed Germination and Seedlings
Growth of Descurainia sophia
Ayiguli Abudula1,3,Yusan Kurban2,Abuduhabar Abdukerim3
(1.Colege of Agronomy,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China;2.Aksu Re-
gion Forestry Bureau,Aksu 843000,China;3.Hotan Professional Teaching Colege,Hotan
848000,China)
Abstract: Taking Descurainia sophia as receptors,wheat and cotton as the donor,the effect of aqueous
extract with different parts(root,stem and leaf)and different concentration of wheat and cotton on germi-
nation rate,germination indexes,the growth and biomass of upper and below hypocotyls of aqueous extract
were investigated.Results showed that with increasing of aqueous extract concentration in each part of
wheat and cotton in culture dish,the seed germination rate and germination indexes of Descurainia sophia
with different treatments were slowly reduced.The inhibitory effect of aqueous extract treatments of cotton
stem and root on germination rate of Descurainia sophia seed were significantly higher than that of wheat
stem and root,there were no differences between inhibitory effect of the two crops leaves.When the root,
stem and leaf of wheat and cotton were treated with aqueous extract,the growth and biomass of upper and
below hypocotyls of Descurainia sophia seedlings were affected in varying degrees.The strong and weak
sequences of the inhibitory effect of the organs of the two crops on seedling growth and biomass were as
收稿日期:2014-06-20
新 疆 农 业 大 学 学 报 2014年
folows:stem >root>leaf.Compared the comprehensive effect,the comprehensive effect of wheat stem
aqueous extracts on seed germination and seedlings growth and biomass of Descurainia sophia was higher
than 50,value is 67.541,and the comprehensive effect of cotton stem and root aqueous extracts on seed
germination and seedlings growth and biomass of Descurainia sophia was higher than 50,values are 60.
579,82.891,respectively.There were inhibitory substance of seed germination and seedling growth of De-
scurainia sophiain wheat stem and cotton root,stem.Among them,the inhibitory effect of cotton was sig-
nificantly higher than that of wheat.Therefore,the research on inhibitory medicament of seed germination
of Descurainia sophia had great research value.The crop rotation of wheat and cotton could reduce the haz-
ard of Descurainia sophia on wheat production.
Key words: Descurainia sophia L.;seed germination;seedlings growth;aqueous extract;comprehensive efect
播娘蒿(Descurainia sophia L.)隶属于十字花
科播娘蒿属的一年生草本植物[1],是麦田常见的恶
性杂草[2-6]。化感作用在自然界广泛存在[7],它能
影响植物的萌芽、生长、繁殖和分布,在优势种的形
成、群落的演替、植被的恢复、杂草控制和作物病虫
害防治等方面有重要意义[8-10]。研究结果表明,化
感作用的强弱与化感物质的种类、浓度、受体植物种
类和环境等条件有关,不同植物产生和释放化感物
质的种类不同,对杂草的化感抑制能力各异[11-15]。
近年来,有关播娘蒿的生物学特性[16]、防治方
法[17,18]以及其与小麦之间的化感作用研究已有报
道[2-6,13,14,19],但关于棉花对播娘蒿的化感作用研究
报道尚未见。本研究组调查中发现小麦田间有较多
的播娘蒿植株,而在棉花田间则很少,拟认为棉花植
株可能对播娘蒿种子发芽具有较强的抑制效应。以
播娘蒿作为受体,棉花作为供体,小麦作为对照供
体,在小麦和棉花不同部位(根、茎和叶)不同浓度的
水浸液培养条件下研究播娘蒿种子的发芽情况,探
讨小麦和棉花不同部位水浸液对播娘蒿种子发芽的
抑制效应差异,期为播娘蒿在农田中生物防治技术
的研发提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 材 料
播娘蒿种子于2013年6月15日在和田地区和
田县农田采集。供体材料为小麦(新冬22号),2014
年5月1日(小麦孕穗期)在和田地区和田县小麦田
采集,植株高约40cm;棉花(塔棉2号),2014年4
月30日(棉花8叶期)在和田地区和田县棉花田采
集,植株高约20cm。
1.2 试验设计与测定方法
1.2.1 小麦和棉花各器官水浸液的制备
采集生长50d左右的健康全株小麦和棉花幼
苗,除去枯叶、腐叶和腐根,用蒸馏水冲洗干净,吸去
表面残留水分,把根、茎和叶分开剪成长度约为
1cm的小段,各称取50g鲜样,用研钵适当研磨后
加10mL的蒸馏水,在室温下放置24h(每隔8h摇
动5min)后,抽滤得到供体水浸液,5 000r/min离
心20min除去残渣,取上清液,4℃冷藏备用。
1.2.2 种子发芽试验设计
挑取健康饱满的播娘蒿种子,受体种子经10%
的 H2O2 溶液表面消毒5min,在清水中冲洗5次,
然后将50粒播娘蒿种子放于培养皿,每培养皿的播
娘蒿以“9-12-9”模式排列。
本试验小麦和棉花各器官的浓度共设计6个梯
度,分别按蒸馏水∶水浸原液比例配制:9∶1(T1处
理),8∶2(T2处理),6∶4(T3处理),4∶6(T4处
理),2∶8(T5处理),0∶10(T6处理),以蒸馏水为
对照(CK),重复3次。根和茎水浸液的浓度一致,
而其叶片水浸液浓度较其根和茎水浸液各处理浓度
再稀释10倍,每培养皿用3.33mL水浸液。
1.2.3 种子发芽的测定方法
每培养皿(铺有2层滤纸)贴标签,摆好种子和
加水浸液后,准确称量并记录每培养皿的最终重量,
置于温度(25±1)℃、湿度为80%±2%人工智能培
养箱中培养,初期在黑暗条件下培养,从第1粒种子
发芽开始,培养箱设置光暗交替培养,1d内光照和
黑暗各设置12h,光强70 000lx。种子发芽开始每
天傍晚统计种子发芽数,从第1天开始采用称重法
补充当天蒸发的水分含量,到连续3d种子不发芽
时,停止试验。计算播娘蒿种子的发芽率、发芽势和
发芽指数:
发芽率(%)=正常发芽种子数/供试种子总数
×100%
发芽势(%)=发芽高峰期发芽种子数/供试种
子总数×100%
发芽指数=∑(当天发芽数/发芽日数)
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第5期 阿依古力·阿布都拉,等:小麦和棉花不同部位水浸液对播娘蒿种子发芽和幼苗生长的化感效应
1.2.4 上下胚轴长度的测定
种子发芽停止(培养时间为7d)后,取出幼苗放
置滤纸上吸干幼苗表面水分,用电子游标卡尺测量
每株幼苗上胚轴(胚轴)和下胚轴(胚根)长度,求平
均值,并采用胚轴与胚根长度之和计算幼苗总长度。
1.2.5 生物量的测定
测量胚轴和胚根长度后,将培养皿中幼苗切分
为胚轴和胚根,用天平测每个重复全部幼苗胚轴和
胚根鲜重,求平均值,并采用胚轴和胚根鲜重之和计
算幼苗总生物量。
1.2.6 效应指数与综合效应的计算
化感效应以化感效应指数 (RI)表示,算式为:
RI=1-C/T(T≥C)或RI=T/C-1(T<C)。
式中:C为对照值,T为处理值。RI>0为促进作用,
RI<0为抑制作用,RI绝对值的大小与其作用强度
一致。
最后对受体所受到的化感作用进行综合评价,
综合效应(SE)为供体对同一受体几个测试项目的
化感效应指数的算术平均值[20]。
1.3 统计方法
用SPSS 16.0统计软件对所测试验数据进行
单因素方差分析,用Sigma Plot 12.0统计软件作
图。所有数据均取 (n≥3)平均值(means± Std.
Deviation)。
2 结果与分析
2.1 小麦和棉花不同器官不同浓度水浸液对播娘
蒿种子发芽率的影响
由图1可知,在培养基中随着小麦叶水浸液溶
液浓度的增加,播娘蒿种子的发芽率呈现出先下降
后上升趋势,其中T3、T4和T5处理的发芽率均显
著低于CK(P<0.05)。播娘蒿种子的发芽率随培
养基中小麦茎水浸液浓度的上升而下降,T1和T2
处理与CK之间均无显著差异,而T3、T4、T5和T6
处理的发芽率均显著小于CK(P<0.05)。随培养
基中小麦根水浸液浓度的增加,播娘蒿种子的发芽
率呈现出缓慢下降趋势,T3、T4、T5和 T6处理的
发芽率均显著低于CK(P<0.05)。
不同小写字母表示差异显著(P<0.05),下同。
图1 小麦和棉花不同器官不同浓度水浸液对播娘蒿种子发芽率的影响
Fig.1 Effect of different aqueous extracts concentrations of wheat and cotton with different parts on seed germination rate of De-
scurainia sophia
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新 疆 农 业 大 学 学 报 2014年
由图1知,播娘蒿种子的发芽率随棉花叶水浸
液浓度的上升而下降,T4、T5和T6处理的发芽率
显著低于CK(P<0.05)。不同浓度棉花茎水浸液
下播娘蒿种子的发芽率均显著低于 CK(P <
0.05)。随棉花根水浸液浓度的上升播娘蒿种子的发
芽率呈现出缓慢下降趋势,T1和T2处理的发芽率
与对照相比无显著差异,而T3、T4、T5和T6处理
的发芽率显著低于对照 (P<0.05)。
2.2 小麦和棉花不同器官不同浓度水浸液对播娘
蒿种子发芽指数的影响
由图2可知,随培养基中小麦叶水浸液浓度的
增加,播娘蒿种子的发芽指数呈现出先下降后上升
趋势,T1和T2处理的发芽指数与CK相比无显著
差异,T3、T4、T5和 T6处理下播娘蒿种子的发芽
指数显著低于CK(P<0.05),其中以T4处理的发
芽指数最低,值为9.863±2.290。播娘蒿种子的发
芽指数随培养基中小麦茎水浸液浓度的上升而缓慢
降低,T1和T2处理的发芽指数与对照相比无显著
差异,而T3、T4、T5和T6处理发芽指数显著低于
CK(P<0.05)。随培养基中小麦根水浸液浓度的
增加,播娘蒿种子的发芽指数呈现出先下降后略微
上升趋势,与CK相比,T1和T2处理的发芽指数均
差异不显著,而T3、T4、T5和T6处理的发芽指数
显著低于CK(P<0.05),其中以T5处理的发芽指
数最低。随培养基中棉花根、茎和叶水浸液浓度的
增加,播娘蒿种子的发芽指数均逐渐下降,棉花各器
官水浸液的各处理发芽指数均显著低于CK(P <
0.05),其中棉花茎水浸液对播娘蒿种子发芽指数的
减少效应明显大于棉花叶和根,其次为棉花根,棉花
叶的影响较小。
图2 小麦和棉花不同器官不同浓度水浸液对播娘蒿种子发芽指数的影响
Fig.2 Effect of different aqueous extracts concentrations of wheat and cotton with different parts on seed germination indexes of
Descurainia sophia
2.3 小麦和棉花不同器官水浸液对播娘蒿幼苗生
长量的影响
由表1可知,小麦和棉花不同器官不同浓度的
水浸液对播娘蒿幼苗胚轴、胚根长度的影响有差异,
随着培养皿中水浸液浓度的上升,播娘蒿幼苗胚轴
和胚根的生长量逐渐减少。与CK相比,小麦叶片
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第5期 阿依古力·阿布都拉,等:小麦和棉花不同部位水浸液对播娘蒿种子发芽和幼苗生长的化感效应
和根的水浸液T1、T2、T3处理及茎水浸液T1、T2
处理下的播娘蒿幼苗胚轴和胚根长度均较高,有一
定的促进效应,其他处理均具有抑制效应。
小麦3个器官中,其茎水浸液对播娘蒿幼苗生
长量的抑制效应明显高于叶片和根,茎水浸液T4、
T5、T6处理下播娘蒿种子虽然能发芽,但幼苗不能
继续生长,最终萎缩枯干。棉花叶片和根水浸液的
T1、T2处理及茎水浸液的T1处理下播娘蒿幼苗胚
轴和胚根的生长量与 CK 比差异不显著 (P >
0.05)。棉花茎水浸液T2、T3、T4、T5、T6处理和根
表1 小麦和棉花不同器官不同浓度水浸液对播娘蒿幼苗生物量的影响
Table 1 The effect of different aqueous extracts concentrations of wheat and cotton with different parts on biomass of Descurainia
sophiaseedling
作物
种类
器官
种类
处理
梯度
胚根长度
(mm)
RI
胚轴长度
(mm)
RI
幼苗长度
(mm)
RI
CK 11.073±0.807abcde 13.235±1.037abc 24.308±0.474abcd
小麦
叶片
T1 13.280±1.555abc 0.20 16.986±1.951a 0.28 30.266±3.283a 0.25
T2 12.665±2.511abcd 0.14 17.008±1.564a 0.29 29.674±3.845ab 0.22
T3 12.539±0.241abcd 0.13 13.833±0.764ab 0.05 26.373±0.844abc 0.08
T4 7.394±1.627cdef -0.33 13.356±3.123abc 0.01 20.750±4.751abcde-0.15
T5 10.222±4.401abcde -0.08 13.667±4.631abc 0.03 23.889±8.947abcd-0.02
T6 9.974±7.361abcde -0.10 16.207±3.093ab 0.22 26.182±10.453abc 0.08
茎
T1 13.242±1.675abcd 0.20 16.651±2.099a 0.26 29.893±3.339ab 0.23
T2 12.981±2.309abcd 0.17 16.753±1.643a 0.27 29.734±3.728ab 0.22
T3 6.502±2.596ef -0.41 12.598±5.325abc-0.05 19.100±7.920cde -0.21
T4 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T5 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T6 — -1.00 — -1.00 — -1.00
根
T1 13.202±1.421abcd 0.19 16.484±2.179ab 0.25 29.686±3.245ab 0.22
T2 13.101±2.405abcd 0.18 16.687±1.768a 0.26 29.789±3.978ab 0.23
T3 11.794±0.336abcde 0.07 12.421±2.024abc -0.06 24.215±2.071abcd 0.00
T4 6.359±2.128ef -0.43 13.037±3.228abc -0.01 19.396±5.149cde -0.20
T5 10.333±4.372abcde -0.07 13.444±4.811abc 0.02 23.778±9.008abcd-0.02
T6 9.925±7.0162abcde -0.10 15.725±3.060ab 0.19 25.650±10.065abc 0.06
棉花
叶片
T1 14.552±1.854a 0.31 14.776±0.474ab 0.12 29.328±1.986abc 0.21
T2 13.228±1.264abcd 0.19 14.477±0.470ab 0.09 27.705±1.655abc 0.14
T3 8.333±3.766bcdef -0.25 12.251±1.882abc -0.07 20.584±5.473abcde-0.15
T4 7.168±3.584def -0.35 12.555±2.039abc -0.05 19.722±5.618bcde-0.19
T5 3.494±1.094f -0.68 9.006±1.516c -0.32 12.500±2.292e -0.49
T6 3.778±2.037f -0.66 11.653±2.145bc -0.12 15.431±4.069de -0.37
茎
T1 13.836±1.722ab 0.25 14.663±0.691ab 0.11 28.499±2.414abc 0.17
T2 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T3 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T4 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T5 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T6 — -1.00 — -1.00 — -1.00
根
T1 14.721±2.113a 0.33 14.439±0.479ab 0.09 29.160±2.284abc 0.20
T2 13.056±1.310abcd 0.18 14.300±0.710ab 0.08 27.356±1.873abc 0.13
T3 10.408±0.719abcde-0.06 12.498±1.313abc -0.06 22.906±0.635abcd-0.06
T4 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T5 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T6 — -1.00 — -1.00 — -1.00
注:同一列同一作物同一器官不同水浸液梯度中测定指标平均值后不同小写字母表示差异显著 (P<0.05),下同。
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T4、T5、T6处理对播娘蒿幼苗生长量的化感效应指
数均为-1.0,导致幼苗枯死。
2.4 小麦和棉花不同器官水浸液对播娘蒿幼苗生
物量的影响
由表2知,随小麦和棉花不同器官水浸液浓度
上升,播娘蒿幼苗胚轴和胚根的生物量均逐渐下降,
作物种类不同和器官不同,播娘蒿幼苗生物量所受
到的化感效用强弱有所差异。小麦叶片水浸液T1、
T2、T3处理及茎和根水浸液T1、T2处理下播娘蒿
幼苗的总生物量有所提高,其中茎水浸液T1和T2
表2 小麦和棉花不同器官不同浓度水浸液对播娘蒿幼苗生物量的影响
Table 2 The effect of different aqueous extracts concentrations of wheat and cotton with different parts on biomass of Descurainia
sophiaseedling
作物
种类
器官
种类
处理
梯度
胚轴生物量
(g)
RI 胚根生物量(g) RI
总生物量
(g)
RI
CK 0.014±0.003abcdef 0.002±0.002bc 0.016±0.004cdef
小麦
叶片
T1 0.020±0.004a 0.43 0.003±0.001bc 0.25 0.023±0.005abcd 0.40
T2 0.018±0.006abc 0.26 0.002±0.001bc 0.06 0.020±0.007abcde 0.24
T3 0.016±0.002abcd 0.15 0.002±0.001bc -0.09 0.018±0.002abcdef 0.12
T4 0.005±0.003hi -0.64 0.0003±0.0002c -0.85 0.005±0.004ghi -0.67
T5 0.006±0.002ghi -0.56 0.001±0.001c -0.52 0.007±0.003ghi -0.55
T6 0.002±0.001i -0.83 0.0002±0.0001c -0.91 0.003±0.001i -0.84
茎
T1 0.019±0.001abc 0.32 0.007±0.001b 2.35 0.026±0.002a 0.59
T2 0.013±0.003bcdefg -0.08 0.013±0.013a 4.78 0.026±0.012ab 0.56
T3 0.008±0.007fghi -0.46 0.002±0.001bc -0.22 0.009±0.009fghi -0.43
T4 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T5 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T6 — -1.00 — -1.00 — -1.00
根
T1 0.020±0.006ab 0.38 0.005±0.001bc 1.12 0.024±0.007abc 0.47
T2 0.016±0.005abcde 0.09 0.002±0.001bc -0.14 0.017±0.006abcdef 0.06
T3 0.012±0.003cdefg -0.14 0.002±0.0004bc 0.00 0.014±0.003defg -0.12
T4 0.010±0.005defgh -0.28 0.002±0.001bc -0.23 0.012±0.007efgh -0.27
T5 0.009±0.002efghi -0.36 0.001±0.001c -0.35 0.010±0.003fghi -0.36
T6 0.009±0.003efghi -0.36 0.002±0.001bc -0.25 0.011±0.004fghi -0.35
棉花
叶片
T1 0.014±0.003abcdef -0.04 0.003±0.001bc 0.40 0.017±0.002bcdef 0.02
T2 0.015±0.002abcde 0.09 0.002±0.001bc -0.25 0.017±0.002abcdef 0.04
T3 0.009±0.002efghi -0.37 0.001±0.0005c -0.55 0.010±0.002fghi -0.39
T4 0.006±0.004ghi -0.56 0.001±0.0002c -0.69 0.007±0.005ghi -0.57
T5 0.003±0.0003hi -0.76 0.0001±0.0001c -0.94 0.004±0.000hi -0.78
T6 0.005±0.004hi -0.66 0.0002±0.0002c -0.89 0.005±0.004hi -0.69
茎
T1 0.009±0.001efghi -0.35 0.001±0.0001c -0.75 0.010±0.001fghi -0.40
T2 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T3 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T4 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T5 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T6 — -1.00 — -1.00 — -1.00
根
T1 0.019±0.0004abc 0.32 0.001±0.0003c -0.46 0.020±0.000abcde 0.22
T2 0.017±0.003abcd 0.17 0.001±0.0005c -0.48 0.018±0.004abcdef 0.09
T3 0.007±0.002ghi -0.54 0.001±0.001c -0.66 0.007±0.003ghi -0.55
T4 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T5 — -1.00 — -1.00 — -1.00
T6 — -1.00 — -1.00 — -1.00
093
第5期 阿依古力·阿布都拉,等:小麦和棉花不同部位水浸液对播娘蒿种子发芽和幼苗生长的化感效应
处理的播娘蒿幼苗总生物量显著高于CK。小麦叶
片水浸液的 T4、T5、T6处理及茎和根水浸液的
T3、T4、T5、T6处理对播娘蒿幼苗总生物量的增高
有着一定的抑制作用,其中叶片T4、T5和T6处理
的播娘蒿幼苗总生物量显著低于CK。棉花叶片和
根水浸液T1、T2处理对播娘蒿幼苗总生物量的增
加有着一定的促进作用,而在棉花叶片水浸液T3、
T4、T5、T6处理,茎水浸液T1处理及根水浸液T3
处理下播娘蒿幼苗生长受到一定的抑制,尤其是棉
花叶片水浸液T4、T5、T6和根水浸液T3处理下的
播娘蒿幼苗总生物量显著低于CK。在棉花茎水浸
液T2、T3、T4、T5、T6处理和根水浸液T4、T5、T6
处理条件下,播娘蒿种子只能发芽,但播娘蒿幼苗不
能生长,其化感效应指数均为-1.0。
2.5 小麦和棉花不同器官水浸液对播娘蒿种子发
芽的综合效应
小麦和棉花根、茎和叶水浸液不同浓度对播娘
蒿种子表现出不同的化感作用(表3)。小麦根水浸
液对播娘蒿种子的化感作用强度随着培养基中水浸
液浓度的增加呈现出先上升后略微下降趋势,小麦
根水浸液各处理的综合效应系数均低于50.0,最大
值为36.503(T5处理)。小麦茎水浸液对播娘蒿种
子发芽的综合效应系数随其浓度的增加而逐渐增
高,其中T4、T5和T6处理的化感效应综合效应系
数均大于50,最大值达87.730(T6处理)。小麦叶
水浸液对播娘蒿种子发芽的化感作用综合效应系数
随着培养基中水浸液浓度的增加呈现出先上升后下
降趋势,各处理对播娘蒿种子发芽综合效应系数均
低于50,最大值出现在 T5处理,值为38.885。棉
花根水浸液对播娘蒿种子发芽的化感作用综合效应
随着培养基中水浸液浓度的增加而逐渐上升,T4、
T5和T6处理的化感作用综合效应系数均大于50,
其中T6处理的化感作用综合效应系数达93.796。
棉花茎水浸液各处理对播娘蒿种子发芽的化感作用
综合效应均较大,除了T1处理外,其他处理的化感
作用综合效应系数均大于50,其中T4处理的化感
作用综合效应系数最大,值为92.711。随着培养基
中棉花叶水浸液浓度的增加,其对播娘蒿种子发芽
的化感作用综合效应系数呈现出先上升后略微下降
趋势,其中T5和T6处理的化感作用综合效应系数
均大于50,最大值为61.801(T5处理)。
表3 小麦和棉花不同器官不同浓度水浸液对播娘蒿种子发芽的综合效应
Table 3 The comprehensive effect of different aqueous extracts concentrations of wheat and cotton with different parts on seed ger-
mination of Descurainia sophia
处理
小 麦
根 茎 叶
棉 花
根 茎 叶
T1 30.848 46.934 20.077 23.057 42.025 17.589
T2 16.633 74.696 16.140 19.976 87.759 14.907
T3 20.399 29.942 40.996 42.951 90.497 28.124
T4 29.209 82.064 37.336 90.373 92.711 42.208
T5 36.503 83.880 38.885 93.323 92.287 61.801
T6 31.317 87.730 15.634 93.796 92.066 53.771
平均值 27.485 67.541 28.178 60.579 82.891 36.400
3 讨 论
植物之间的化感作用机理研究是对认识植物群
落结构、演替,并合理开发利用,实现杂草和病虫害
有效控制,减少农业生态系统对化学农药的依赖具
有重要意义[21]。化感物质可以通过挥发、淋溶、根
系分泌和残体分解等途径,对其他植物及自身的生
长和发育产生不同程度的抑制或促进作用[22]。研
究表明,植物不同器官向环境释放化感物质的种类
和数量可能不同,地中海松(Pinus halepensis)和胭
脂虫栎(Quercus coccifera)不同来源提取物对农作
物种子的作用不同[23]。本研究结果表明,小麦和棉
花对播娘蒿种子发芽和幼苗生长的化感效应有一定
的差异,总体比较,棉花对播娘蒿种子发芽和幼苗生
长的化感效应明显大于小麦。刘忠玲等研究结果表
明,落叶松不同器官水浸液处理均抑制白桦种子的
发芽,抑制作用的强弱顺序为叶>枝>皮>根,随浓
度增加,根、枝水浸液的抑制作用增强,而叶、皮水浸
液的抑制作用减弱[24]。水花生不同部位水浸液对
红三叶种子发芽影响研究结果表明,水花生根茎叶
对红三叶种子发芽的抑制作用随着水浸液浓度的增
加而增强,在同一浓度下,水花生水浸液对红三叶种
193
新 疆 农 业 大 学 学 报 2014年
子发芽及幼苗生长的影响强度顺序均为茎>叶>
根[25]。本研究结果表明,小麦和棉花不同部位水浸
液对播娘蒿种子发芽和幼苗生长的化感效应也有很
大差异,小麦和棉花茎水浸液对播娘蒿种子发芽和
幼苗生长的化感效应系数明显高于其叶片和根的水
浸液处理,其中小麦茎水浸液各处理的综合效应系
数平均值大于50,而其叶片和根水浸液各处理的综
合效应系数平均值均较低;在棉花各器官水浸液中,
其根和茎水浸液各处理的综合效应系数平均值分别
为60.597,82.891,而其叶片水浸液各处理的综合
效应系数平均值较低。小麦和棉花各部位化感作用
综合效应的强弱顺序均为茎>根>叶。
4 结 论
本试验所用的小麦和棉花品种植株都含有抑制
播娘蒿种子发芽抑制物,其中棉花植株不同部位所
含的抑制物对播娘蒿种子发芽和幼苗生长的抑制效
应明显高于小麦,尤其是棉花茎水浸液对播娘蒿种
子发芽抑制剂的研发具有较大的潜力。另外,这个
结果与棉花田很少出现播娘蒿植株的生长而小麦田
常见播娘蒿植株的调查结果相符,在农业生产中尽
量要避免连作。由于棉花茎水浸液的成分比较复
杂,其化感作用物成分及其抑制作用机理还有待进
一步研究。
参考文献:
[1] 周太淡,郭荣麟,蓝永珍,等.中国植物志.第33卷
[M].北京:科学出版社,1987.
[2] 沈进松.播娘篙对小麦危害损失的通径分析[J].杂草
科学,1994(3):5-7.
[3] 余小平,王晓明,黄维玉,等.播娘蒿对小麦早期生长的
生化他感作用研究[J].陕西师范大学(自然科学版),
1991,19(3):49-51.
[4] 孙广勤,赵保祥,杨玉真,等.早春播娘篙对小麦的危害
损失和经济闰值研究[J].植物保护,1990,16(3):28-
30.
[5] 杨超,慕小倩.伴生杂草播娘蒿对小麦的化感效应[J].
应用生态学报,2006,17(12):2389-2393.
[6] 吴艳兵,颜振敏,王建华,等.播娘蒿对小麦种子发芽和
幼苗生长的影响[J].贵州农业科学,2009,37(9):75-
77.
[7] Rice E L.Alelopathy(2nd ed)[M].Orlando:Aca-
demic Press,1984.
[8] 杨立学.落叶松水浸提液对胡桃楸种子发芽和幼苗生
长的影响[J].应用生态学报,2006,17(6):1-3.
[9] 郑丽,冯玉龙.紫茎泽兰叶片化感作用对10种草本植
物种子发芽和幼苗生长的影响[J].生态学报,2005,25
(10):2782-2787.
[10] 李志华,沈益新.红三叶茎对几种牧草种子及幼苗的
化感作用[J].中国草地,2005,27(3):41-43.
[11] 孔垂华,胡飞,陈雄辉,等.作物化感品种资源的评价
利用[J].中国农业科学,2002,35(9):1159-1164.
[12] 郭晓霞,沈益新,李志华.几种豆科牧草地上部水浸提
液对稗草种子和幼苗的化感效应[J].草地学报,
2006,14(4):356-359.
[13] 慕小倩,何红花,董志刚.2种杂草水提液对小麦种子
发芽及幼苗生长的影响[J].西北植物学报,2008,28
(6):1165-1171.
[14] 张芳,慕小倩,戴明.8个栽培小麦品种的化感差异及
其对除草剂药效的影响[J].麦类作物学报,2009,29
(2):324-329.
[15] 温都日呼,王铁娟,韩文娟,等.4种植物水浸提液对
乌丹蒿的化感作用研究[J].植物研究,2013,33(1):
86-90.
[16] 陈昆明,曹春田,张书铭,等.麦田恶性杂草播娘篙的
生物学特性及防治方法[J].河南农业,2008(10):41.
[17] 孙建伟,王恒亮,吴仁海,等.氰草津防除小麦田播娘
蒿效果初报[J].河南农业科学,2008(11):92-93.
[18] 慕小倩,赵毓,丁秀丽,等.新除草化合物 WD对播娘
蒿作用机理的研究[J].西北植物学报,2001,21(4):
716-718.
[19] 刘万代,段舜山,杨振献,等.不同小麦品种对播娘蒿
的影响[J].生态学杂志,1999,18(4):6-9.
[20] 沈慧敏,郭鸿儒,黄高宝.不同植物对小麦、黄瓜和萝
卜幼苗化感作用潜力的初步评价[J].应用生态学报,
2005,16(4):740-743.
[21] 胡飞,孔垂华.胜红蓟化感作用研究Ⅵ气象条件对胜
红蓟化感作用的影响[J].应用生态学报,2002,13
(1):76-80.
[22] 阎飞,杨振明,韩丽梅.植物化感作用(Alelopathy)及
其作用物的研究方法[J].生态学报,2000,20(4):
692-696.
[23] Alrababah M A,Tadros M J,Samarah N H,et al.Al-
lelopathic effects of Pinus halepensis and Quercus
coccifera on the germination of Mediterranean crop
seeds[J].New Forests,2009,38:261-272.
[24] 刘忠玲,王庆成,郝龙飞.白桦、落叶松不同器官水浸
液对种子发芽和播种苗生长的种间化感作用[J].应
用生态学报,2011,22(2):3138-3144.
[25] 唐雪松.水花生不同部位水浸液对红三叶种子发芽的
影响[J].种子,2013,32(2):36-37.
293