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A study on allelopathic activities of different organs of 23 alfalfa species

23种紫花苜蓿不同品种及器官间化感活性差异的研究



全 文 :书23种紫花苜蓿不同品种及器官间
化感活性差异的研究
罗小勇1,孙娟2
(1.青岛农业大学农学与植物保护学院,山东 青岛266109;2.青岛农业大学动物科技学院,山东 青岛266109)
摘要:以生菜和小麦为受体,采用琼脂混粉法对23个紫花苜蓿品种不同器官的化感作用进行了研究。结果表明,
23种紫花苜蓿的根、茎、叶3种器官在1g/L的粉末添加浓度下均不同程度的抑制了生菜和小麦幼苗的生长,且对
胚根(或种子根)的抑制作用高于对胚轴(或胚芽鞘)的抑制,受体植物间生菜的敏感性显著高于小麦。各品种对生
菜的综合化感活性相对较高的有 WL324、敖汉、甘农1号和甘农4号,对小麦相对较高的有甘农1号、甘农3号、甘
农4号和公农1号。各器官间对2种受体植物幼苗生长的抑制作用有明显的差异,但总体上以根的活性最高,叶
次之,茎最低。
关键词:化感活性;紫花苜蓿;器官;品种;琼脂混粉法
中图分类号:S541+.103.7;Q945.7  文献标识码:A  文章编号:10045759(2012)02008309
  紫花苜蓿(alfalfa,犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)是一种优良的多年生豆科牧草,因其产草量高、适口性好、营养丰富、适
应性强,并具备水土保持、改良土壤、培肥地力、植物修复等多重生态功能在世界范围内广泛种植[1]。近年来,我
国随着农业产业结构的调整,紫花苜蓿种植面积不断扩大,与粮食、经济作物间作、轮作的种植方式逐渐增多。研
究表明,紫花苜蓿在种植过程中不仅要受到土壤酸度、环境温湿度、盐胁迫、土壤肥力等多种因素的直接影响[24],
而且,随着在同一地块的连年种植其连作障碍现象日益严重,在连续种植2~4年后产量会逐渐下降,种过苜蓿的
土壤在较短的时间间隔后再种苜蓿往往难获成功[5]。引起重茬障碍的因素较多,除了土壤肥力下降、土壤环境条
件改变、微生物群落变化等因素外,作物产生的自毒作用也是非常重要的原因[6]。许多研究表明,植物在生长过
程中会产生一些植物化感活性物质,当这些物质通过淋溶、挥发、根系分泌或残株分解进入土壤中后经滞留、转
化、迁移等途径富集,不仅会对其自身的生长产生自毒性影响,促进连作障碍的发生,而且会对其他植物特别是周
围杂草产生化感作用,起到生物除草剂的效果[7]。紫花苜蓿也不例外,据报道,该植物的茎叶提取液除了对黑麦
草(犔狅犾犻狌犿狆犲狉犲狀狀犲)、高羊茅(犉犲狊狋狌犮犪犪狉狌狀犱犻狀犪犮犲犪)、马唐(犇犻犵犻狋犪狉犻犪狊犪狀犵狌犻狀犪犾犻狊)、狗尾草(犛犲狋犪狉犻犪狏犻狉犻犱犻狊)、巴
哈雀稗(犘犪狊狆犪犾狌犿狀狅狋犪狋狌犿)、稗(犈犮犺犻狀狅犮犺犾狅犪犮狉狌狊犵犪犾犾犻)、虎尾草(犆犺犾狅狉犻狊狏犻狉犵犪狋犪)、毛马唐(犇犻犵犻狋犪狉犻犪犮犺狉狔
狊狅犫犾犲狆犺犪狉犪)、鸭茅(犇犪犮狋狔犾犻狊犵犾狅犿犲狉犪狋犪)、白三叶(犜狉犻犳狅犾犻狌犿狉犲狆犲狀狊)、红三叶(犜狉犻犳狅犾犻狌犿狆狉犪狋犲狀狊犲)、藜(犆犺犲狀狅狆
狅犱犻狌犿犪犾犫狌犿)、反枝苋(犃犿犪狉犪狀狋犺狌狊狉犲狋狉狅犳犾犲狓狌狊)、苘麻(犃犫狌狋犻犾狅狀狋犺犲狅狆犺狉犪狊狋犻)、多变小冠花(犆狅狉狅狀犻犾犾犪狏犪狉犻犪)和
匍匐翦股颖(犃犵狉狅狊狋犻狊狊狋狅犾狅狀犻犳犲狉犪)等多种杂草[811]以及萝卜(犚犪狆犺犪狀狌狊狊犪狋犻狏狌狊)、棉花(犌狅狊狊狔狆犻狌犿犺犻狉狊狌狋狌犿)、玉
米(犣犲犪犿犪狔狊)、小麦(犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿)等作物幼苗的生长[1214]具有明显的抑制作用外,还会对其自身的生长
产生自毒作用[8,15,16];其植物残茬对藜、苘麻、马唐等杂草种子的萌发具有强烈的影响[17];其根际土壤对玉米、谷
子(犛犲狋犪狉犻犪犻狋犪犾犻犮犪)、小麦和大豆(犌犾狔犮犻狀犲犿犪狓)均具有一定的化感作用,且活性随种植年限的增加而增大;而紫
花苜蓿中所含有的三十烷醇具有多种植物调节功能[18]。研究紫花苜蓿的化感作用对建立其与农、经作物复合种
植体系,制定合理的轮作制度,培育强化感抑草品种,以及开发紫花苜蓿生物除草剂、杀菌剂等均具有重要意义。
本研究利用琼脂混粉法测定了23种紫花苜蓿品种的根、茎、叶3种器官对生菜和小麦的化感作用,旨在进一步明
确品种间的差异,摸清不同器官间化感活性大小的规律,为作物间的有效轮作及植物源除草剂的开发提供理论依
第21卷 第2期
Vol.21,No.2
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA   
83-91
2012年4月
 收稿日期:20101227;改回日期:20110406
基金项目:现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS35),青岛农业大学博士基金(630526)和山东省“泰山学者”建设工程专项经费资助。
作者简介:罗小勇(1963),男,甘肃甘谷人,副教授,博士。Email:luo_xiaoyong@yahoo.com.cn
通讯作者。Email:sunjuan@qau.edu.cn
据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
WL324、巨人(AmeriStand)、三得利(Sanditi)、德宝(Derby)、雷达克之星(Ladak+)、WL323、驯鹿(ACCar
bou)、皇后(Queen)、飞马(Grandeur)、皇冠(Phabulous)、阿尔冈金(Algonquin)、敖汉(Aohan)、甘农1号(Gan
nongNo.1)、甘农2号(GannongNo.2)、甘农3号(GannongNo.3)、甘农4号(GannongNo.4)、新疆大叶(Xin
jiangDaye)、公农1号(GonglongNo.1)、猎人河(Hunterriver)、WL323HQ 、牧歌401(AmeriGraze401)、乐歌
(Legacy)和游客(Eureka)23种紫花苜蓿的根、茎和叶器官均于2009年5月采自青岛畜牧科技示范园牧草试验
基地。将各器官置阴凉处干燥后,用电动万能粉碎机(FW100型,转速24000r/min,天津市泰斯特仪器有限公
司)粉碎2min左右,取过0.425mm(40目)铁筛的粉末备用。
1.2 受体植物
受体植物包括生菜(lettuce,犔犪犮狋狌犮犪狊犪狋犻狏犪var.狉犪犿狅狊犪Hort,抗热绿湖黑核西特选种“388”,蔡兴利国际
有限公司,美国)和小麦(wheat,犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿,“烟农24号”)。
1.3 研究方法
本研究参照罗小勇等[19]提出的琼脂混粉法进行。将受体植物种子经0.2%次氯酸钠溶液浸泡15min后,用
自来水冲洗数次并置流水下浸泡吸水3~5h,而后用蒸馏水洗涤数次,均匀摆放在带盖方盘内的吸水纸上,滴加
蒸馏水至种子不漂浮,遮光置于全智能人工气候箱(HP1000GSB型,武汉瑞华仪器设备有限责任公司)内发芽,
待胚根(或幼根)达3~5mm 时移植至混有1g/L紫花苜蓿不同器官粉末的0.5%琼脂凝胶上(事先配制100
mL,并均匀分注至3个小烧杯中),以不含植物粉末为空白对照。移植时先用尖嘴镊子在已凝固的琼脂表面插5
个小孔,而后分别夹取胚根长度基本一致的预萌发受体植物种子,将胚根垂直由小口轻轻植入琼脂凝胶中。每烧
杯5粒,重复3次。为防止光照对化合物及植物幼根生长的影响,将各烧杯放入人工气候箱遮光培养3~4d。人
工气候箱条件为:14h(25℃)和10h(20℃)的自动循环,箱内相对湿度为60%。待处理结束后,用电子游标卡
尺分别测量受体植物幼苗胚根和胚轴的长度。
按式(1)计算胚根(种子根)和胚轴(胚芽鞘)的实际生长量,应用Excel软件,以生长量为基数,分别计算每种
紫花苜蓿器官处理对受体植物胚根(种子根)和胚轴(胚芽鞘)生长的抑制率以及样本误差。同时应用SPSS软件
以LSD法对获得的抑制率进行差异显著性分析。
生长量=处理后的胚根(胚轴)长-处理前的胚根(胚轴)长 (1)
抑制率(%)=
对照生长量-处理生长量
对照生长量 (2)
2 结果与分析
2.1 23种紫花苜蓿不同品种及器官对生菜幼苗根长及茎长的影响
23种紫花苜蓿的不同器官粉末在1g/L浓度处理下(后同)均显著地抑制了生菜幼苗的生长,且对胚根的抑
制明显高于对胚轴的抑制(表1)。其中,WL324的叶、茎、根三器官对胚根的抑制率分别达82.1%,80.8%和
78.5%,三者间差异不显著,而三器官对胚轴的抑制率只有22.2%~39.7%,且以根器官最高,茎器官最低,根和
叶之间差异显著;巨人根和叶对胚根的抑制活性相当,分别达80.0%和75.9%,但显著高于茎(53.6%),三者对
胚轴的抑制活性差异较大,以根(33.4%)最高,叶(15.7%)次之,尽管茎(-3.9%)显示了一定的促进生长作用,
但与对照相比不显著;三得利对胚根的抑制以叶(71.9%)的活性最高,与根(68.0%)相当,但显著高于茎
(66.4%),三者对胚轴的抑制率只有13.6%~27.1%,且以根最高;德宝三器官对胚根的抑制率相当,达67.2%
~79.7%,三者中,根对胚轴的生长显示了54.9%的高抑制活性,明显高于叶(31.6%),而茎(-9.6%)尽管显示
了一定的促进生长活性,但与对照相比不显著;雷达克之星三器官对胚根的抑制效果也相当,抑制率为69.0%~
74.8%,三者中,根对胚轴显示了40.4%的较高抑制活性,明显高于茎(14.9%)和叶(16.4%),后两者间差异不
显著;WL323的根对胚轴的抑制率高达84.8%,明显高于叶(76.1%)和茎(72.2%),而三者对胚轴的抑制活性
48 ACTAPRATACULTURAESINICA(2012) Vol.21,No.2
均较低,分别只有33.7%,29.7%和13.2%,且前两者明显高于后者;驯鹿的3个器官中,根(76.6%)和叶
(75.1%)对胚根的抑制活性相当且明显高于茎(65.1%),而对胚轴的抑制活性以根(41.4%)最高,叶(22.8%)次
之,茎(13.1%)最低,三者间差异明显;皇后根(78.3%)对胚根的抑制活性与叶(71.9%)相当,但明显高于茎
(62.3%),而对胚轴的抑制也是根最高(43.7%),叶次之(25.6%),茎的作用则不明显;飞马三器官对胚根的抑制
效果相当,达68.2%~74.8%,对胚轴的抑制趋势与皇后基本相同;皇冠三器官对胚根和胚轴的抑制效果差异较
大,且均以根(80.9%和50.2%)最高,叶(77.2%和27.4%)次之,茎(61.4%和6.3%)最低;阿尔冈金三器官对
胚根和胚轴的抑制均以叶最高,分别达80.5%和39.4%,根次之,为75.7%和34.8%,茎较低,只有69.1%和
14.8%;敖汉叶和根对胚根的抑制率均达80%以上,明显高于茎(73.0%),三者对胚轴的抑制仍以根和叶最高,
分别为38.7%和35.7%,茎则明显较低,只有23.8%;甘农1号叶(82.7%)和根(77.6%)对胚根的抑制活性相
当,均明显高于茎(71.2%),而对胚轴的抑制三者间差异明显,以根(44.5%)最高,叶(33.8%)次之,茎(17.6%)
最低;甘农2号显示了与甘农1号基本相同的趋势,其中对胚根的抑制依次为叶(71.5%)、根(69.8%)和茎
(64.6%),对胚轴的抑制为根(27.9%)、茎(25.0%)和叶(-7.0%),根和叶的活性显著高于茎,虽然茎对胚轴显
示了轻微的促进生长活性,但与对照相比不显著;甘农3号三器官对胚根的抑制活性相当,达71.5%~80.3%,
而对胚轴的以根最高,达33.8%,明显高于叶(26.8%)和茎(20.5%);甘农4号根对胚根和胚轴的抑制活性显著
高于叶和茎,分别达84.1%和47.0%,而叶和茎对胚根的抑制活性相当,分别为78.7%和74.6%,对胚轴的抑
制效果较低,分别只有27.4%和11.0%;新疆大叶叶和根对胚根和胚轴的抑制效果相当,且均明显高于茎,其中
对胚根的抑制率依次为73.5%,68.9%和55.6%,对胚轴依次为21.8%,20.6%和-8.1%,茎对胚轴显示了一
定的促进生长活性;公农1号叶和根对胚根的抑制活性相当,且均达80%以上,显著高于茎(65.9%),对胚轴的
生长则以根(54.8%)最高,叶(45.2%)次之,茎(15.0%)最低,三者间差异明显;猎人河三器官对胚根和胚轴的抑
制效果均以根最高,茎次之,叶最低,其中,对胚根的抑制率相当,达71.1%~81.7%,对胚轴的抑制率差异明显,
分别为37.8%,28.9%和15.8%;WL323HQ叶和根对胚根和胚轴的抑制效果均相当,且明显高于茎,三者对胚
根的抑制率依次为69.9%、68.5%和55.0%,对胚轴依次为21.5%,19.4%和-10.0%,茎对胚轴显示了一定的
促进生长作用;牧歌401根、叶和茎对胚根的抑制率依次为78.7%,72.3%和68.0%,根的活性显著高于茎,它们
中只有根对胚轴显示了28.2%的抑制活性,茎和叶的影响很小;乐歌对胚根的抑制活性以根(78.9%)最高,明显
高于茎(71.4%),而叶(77.0%)介于二者之间,三者对胚轴的抑制活性虽存在显著差异,但抑制率均低于20.0%,
其中茎几乎无影响;游客根对胚根的抑制活性也以根最高,达84.1%,显著高于茎(73.4%),但与叶(79.0%)相
当,它们对胚轴的抑制活性根和叶相当,达31.6%和32.7%,显著高于茎(13.5%)。
通过对同一器官下不同品种活性的比较,可以看出根器官对生菜胚根的抑制率以 WL323(84.8%)最高,而
三得利(68.0%)最低。其中,WL323、甘农4号、游客、公农1号、猎人河、敖汉、皇冠、巨人、德宝、乐歌、牧歌401、
WL324、皇后、甘农1号、驯鹿、阿尔冈金及飞马介于84.8%~74.8%,各品种间无显著差异,但明显高于三得利
等其他品种;该器官对生菜胚轴的抑制率以德宝(54.9%)最高,公农1号(54.8%)和皇冠(52.0%)次之,三者间
差异不显著,而乐歌(13.3%)最低,其他品种介于二者之间。茎器官对生菜胚根的抑制率以 WL324(80.8%)最
高,其次为甘农4号、甘农3号、游客、敖汉、猎人河、WL323、甘农1号和乐歌,介于74.6%~71.4%,9个品种间
差异不显著,而巨人最低,只有53.6%;该器官对生菜胚轴的抑制率猎人河(28.9%)与敖汉(23.8%)最高,其他
品种显著低于二者,且多数抑制率很低或表现出一定的刺激生长作用。叶器官对生菜胚根的抑制率以公农1号
(85.1%)最高,敖汉、甘农1号、WL324、甘农2号、阿尔冈金、甘农3号、游客、甘农4号、德宝、皇冠、乐歌次之,介
于84.3%~77.0%,12个品种间差异不显著,而 WL323HQ最低,为69.9%;该器官对生菜胚轴的抑制率以公农
1号(45.2%)最高,阿尔冈金(39.4%)次之,其他器官显著低于二者,以牧歌401最低只有2.7%(表1)。
2.2 23种紫花苜蓿不同器官对小麦幼苗根长及茎长的影响
虽然23种紫花苜蓿不同器官对小麦幼苗生长的抑制率明显低于对生菜幼苗的抑制,但也表现出较高的抑制
活性,特别是对种子根的抑制(表2)。其中,对种子根生长抑制率达60%以上的有 WL323HQ的根(61.9%);抑
制率在50.0%~60.0%的有德宝(57.9%)、雷达克之星(59.7%)、WL32(59.5%)、驯鹿(55.6%)、皇后
58第21卷第2期 草业学报2012年
(51.1%)、飞马(59.9%)、敖汉(53.6%)、甘农1号(59.7%)、甘农4号(55.8%)、新疆大叶(58.2%)、公农1号
(57.8%)、猎人河(51.8%)、牧歌401(52.8%)、游客(51%)的根,甘农1号(50.9%)、新疆大叶(53.2%)和乐歌
(52.6%)的叶及 WL323HQ的茎(50.1%);抑制率在40.0%~59.9%的有 WL324的根、巨人的根、三得利的根
和叶、德宝的叶、雷达克之星的叶、WL323的叶、皇冠的根和茎、阿尔冈金的根和叶、敖汉的叶、甘农1号的茎、甘
农2号的根茎叶、甘农3号的根和叶、甘农4号的叶、新疆大叶的茎、公农1号的茎和叶、WL323HQ的叶、牧歌的
叶、乐歌的根和茎,其余均低于40.0%,为16.1%~39.5%。各器官对胚芽鞘生长的抑制作用明显较低,抑制率
最高的敖汉根也只有22.6%,且多数与对照相比差异不显著。
表1 23种苜蓿不同器官对生菜幼苗生长的影响
犜犪犫犾犲1 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狅狉犵犪狀狊狅犳23狊狆犲犮犻犲狊狅犳犪犾犳犪犾犳犪狅狀犵狉狅狑狋犺狅犳犾犲狋狋狌犮犲狊犲犲犱犾犻狀犵狊
品种Species 器官Organ
抑制率Inhibitoryrate(%)
胚根Radicle 胚轴 Hypocotyl
WL324 根 Root 78.5±0.85aA 39.7±2.76aBC
茎Shoot 80.8±3.02aⅠ 22.2±2.84bⅡ
叶Leaf 82.1±2.55aⅰⅱ 29.6±5.29abⅱ ⅲ
巨人 根 Root 80.0±4.21aA 33.4±1.19aCD
Amerstand 茎Shoot 53.6±7.63bⅢ -3.9±2.94cⅤⅥ
叶Leaf 75.9±4.42aⅱ 15.7±2.33bⅳ
三得利 根 Root 68.0±2.17abB 27.1±1.31aD
Sanditi 茎Shoot 66.4±1.23bⅡ 15.3±2.80bⅢ
叶Leaf 71.9±1.96aⅱ 13.6±1.81bⅳ
德宝 根 Root 79.7±4.74aA 54.9±6.54aA
Derby 茎Shoot 67.2±4.47aⅡ -9.6±1.78cⅥ
叶Leaf 77.8±4.66aⅰⅱ 31.6±2.79bⅱ ⅲ
雷达克之星 根 Root 74.8±3.15aB 40.4±0.92aBC
Ladak+ 茎Shoot 69.0±0.99aⅡ 14.9±3.11bⅢ
叶Leaf 70.2±3.69aⅱ 16.4±1.01bⅳ
WL323 根 Root 84.8±2.01aA 33.7±3.28aCD
茎Shoot 72.2±2.31bⅠⅡ 13.2±0.20bⅢ
叶Leaf 76.1±3.03bⅱ 29.7±2.58aⅱ ⅲ
驯鹿 根 Root 76.6±3.83aA 41.4±1.83aBC
ACCarbou 茎Shoot 65.1±2.31bⅡⅢ 13.1±1.47cⅢ
叶Leaf 75.1±2.47aⅱ 22.8±2.41bⅲⅳ
皇后 根 Root 78.3±3.90aA 43.7±3.15aBC
Queen 茎Shoot 62.3±5.93bⅡⅢ -0.2±2.58cⅤ
叶Leaf 71.8±2.52abⅱ 25.6±3.34bⅲⅳ
飞马 根 Root 74.8±4.18aB 38.5±0.66aC
Grandeur 茎Shoot 68.2±5.02aⅡ 0.2±1.14cⅤ
叶Leaf 73.7±2.30aⅱ 20.2±2.36bⅲⅳ
皇冠 根 Root 80.9±1.61aA 52.0±1.38aAB
Phabulous 茎Shoot 61.4±0.16cⅡⅢ 6.3±1.12cⅣ
叶Leaf 77.2±1.46bⅰⅱ 27.4±2.73bⅲ
68 ACTAPRATACULTURAESINICA(2012) Vol.21,No.2
 续表1 Continued
品种Species 器官Organ
抑制率Inhibitoryrate(%)
胚根Radicle 胚轴 Hypocotyl
阿尔冈金 根 Root 75.7±3.50abA 34.8±1.29aC
Algonquin 茎Shoot 69.1±2.75bⅡ 14.8±2.24bⅢ
叶Leaf 80.5±2.48aⅰⅱ 39.4±2.30aⅰⅱ ⅲ
敖汉 根 Root 81.0±2.93abA 38.7±3.88aC
Aohan 茎Shoot 73.0±1.04bⅠⅡ 23.8±2.85bⅠⅡ
叶Leaf 84.3±5.69aⅰ 35.7±1.88aⅱ
甘农1号 根 Root 77.6±3.42abA 44.5±3.23aBC
GannongNo.1 茎Shoot 71.2±2.22bⅠⅡ 17.6±2.87cⅡⅢ
叶Leaf 82.7±0.76aⅰⅱ 33.8±1.05bⅱ ⅲ
甘农2号 根 Root 69.8±1.31aB 27.9±2.97aDE
GannongNo.2 茎Shoot 64.6±5.78bⅡⅢ -7.0±3.18bⅥ
叶Leaf 71.5±2.47aⅰⅱ 25.0±1.27aⅲⅳ
甘农3号 根 Root 71.5±6.96aB 33.8±3.72aCD
GannongNo.3 茎Shoot 73.6±3.85aⅠⅡ 20.5±0.74bⅡⅢ
叶Leaf 80.3±0.97aⅰⅱ 26.8±1.21bⅲ
甘农4号 根 Root 84.4±1.39aA 47.0±1.82aB
GannongNo.4 茎Shoot 74.6±2.45bⅠⅡ 11.0±1.30cⅢⅣ
叶Leaf 78.7±0.99bⅰⅱ 27.4±2.35bⅲ
新疆大叶 根 Root 68.9±2.42aB 20.6±1.62aE
XinjiangDaye 茎Shoot 55.6±3.76bⅢ -8.1±1.84bⅥ
叶Leaf 73.5±3.12aⅱ 21.8±1.21aⅲⅳ
公农1号 根 Root 82.5±4.34aA 54.8±1.86aA
GonglongNo.1 茎Shoot 65.9±1.90bⅡⅢ 15.0±2.35cⅢ
叶Leaf 85.1±0.93aⅰ 45.2±2.27bⅰ
猎人河 根 Root 81.7±0.43aA 37.8±1.55aC
Hunterriver 茎Shoot 72.6±5.87aⅠⅡ 28.9±3.56bⅠ
叶Leaf 71.1±3.27aⅱ 15.8±0.61cⅳ
WL323HQ 根 Root 68.5±6.80aB 19.4±0.93aE
茎Shoot 55.0±0.23bⅢ -10.0±0.35bⅦ
叶Leaf 69.9±4.51aⅱ 21.5±3.93aⅲⅳ
牧歌401 根 Root 78.7±3.34aA 28.2±3.15aD
AmeriGraze401 茎Shoot 68.0±1.50bⅡ -3.6±1.24bⅤⅥ
叶Leaf 72.3±1.79abⅱ 2.7±0.87bⅴ
乐歌 根 Root 78.9±1.99aA 13.3±1.80bE
Legacy 茎Shoot 71.4±2.44bⅠⅡ 1.8±0.18cⅣⅤⅥ
叶Leaf 77.0±2.53abⅰⅱ 19.1±1.86aⅳ
游客 根 Root 84.1±2.50aA 31.6±2.71aCD
Eureka 茎Shoot 73.4±5.41bⅠⅡ 13.5±0.29bⅢ
叶Leaf 79.0±1.84abⅰⅱ 32.7±1.27aⅱ ⅲ
 注:表中数据为抑制率±标准误差(3次重复)。同列不同小写字母、不同大写字母、不同大写罗马数字、不同小写罗马数字分别表示同一品种不同
器官间、根器官不同品种间、茎器官不同品种间及叶器官不同品种间在0.05水平上差异显著。号表示该结果与空白对照相比无显著差异。下同。
 Note:Dataisinhibitoryrate±standarderror(n=3)inthetable.Differentlowercasesletters,capitalletters,romannumeralsandsmalromannu
meralsinarowmeansignificantdifferencesat0.05levelamongdifferentorgansofeachspecies,rootsofdifferentspecies,shootsofdifferentspecies
andleavesofdifferentspecies,respectively. meansthisresulthasnotsignificantdifferentwithcontrol.Thesamebelow.
78第21卷第2期 草业学报2012年
表2 23种苜蓿不同器官对小麦幼苗生长的影响
犜犪犫犾犲2 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狅狉犵犪狀狊狅犳23狊狆犲犮犻犲狊狅犳犪犾犳犪犾犳犪狅狀犵狉狅狑狋犺狅犳狑犺犲犪狋狊犲犲犱犾犻狀犵狊
品种Species 器官Organ
抑制率Inhibitoryrate(%)
种子根Seminalroot 胚芽鞘Coleoptile
WL324 根 Root 44.5±1.14aCD 12.9±1.52aBC
茎Shoot 16.1±1.68cⅥ 1.4±1.24bⅢ
叶Leaf 21.8±1.08bⅴ 1.9±0.36bⅳⅴ
巨人 根 Root 41.6±1.19aD 3.3±0.70aC
Ameristand 茎Shoot 38.2±0.69bⅢ -5.1±1.25cⅣ
叶Leaf 39.5±0.24abⅲⅳ -0.7±0.40bⅳⅴ
三得利 根 Root 45.6±0.50aCD 19.0±1.31aAB
Sanditi 茎Shoot 26.0±1.73bⅤ 10.9±2.26bⅠⅡ
叶Leaf 44.4±1.25aⅱ ⅲ 20.4±0.16aⅰ
德宝 根 Root 57.9±2.16aAB 20.3±3.38aAB
Derby 茎Shoot 24.7±1.34cⅤⅥ 1.2±0.65bⅢⅣ
叶Leaf 42.4±1.74bⅲ 15.0±2.85aⅱ
雷达克之星 根 Root 59.7±1.21aAB 21.1±1.91aAB
Ladak+ 茎Shoot 29.2±1.06cⅣⅤ 7.2±1.85bⅡ
叶Leaf 46.8±1.79bⅱ 7.1±2.43bⅲⅳ
WL323 根 Root 59.5±0.74aAB 9.6±2.49aBC
茎Shoot 35.7±1.63cⅢⅣ -0.5±1.45bⅢⅣ
叶Leaf 47.0±1.75bⅱ -1.1±0.78bⅴ
驯鹿 根 Root 55.6±1.12aB 19.3±1.40aAB
ACCarbou 茎Shoot 29.2±1.04cⅣⅤ -4.7±1.69cⅣ
叶Leaf 36.2±1.64bⅳ 0.3±2.11bⅳⅴ
皇后 根 Root 51.1±3.41aBC 20.2±2.48aB
Queen 茎Shoot 28.7±3.46bⅣⅤ 0.7±0.92bⅢⅣ
叶Leaf 53.6±2.17aⅰ 4.0±1.42bⅳⅴ
飞马 根 Root 59.9±1.83aAB 14.4±1.28aAB
Grandeur 茎Shoot 39.2±3.78bⅡⅢ 9.0±2.65aⅠⅡ
叶Leaf 37.4±2.65bⅳ 9.6±2.73aⅲ
皇冠 根 Root 41.6±2.51aD 21.1±2.23aAB
Phabulous 茎Shoot 40.5±2.28aⅡⅢ 12.3±1.90bⅠ
叶Leaf 38.9±2.83aⅲⅳ 13.7±2.07bⅱ ⅲ
阿尔冈金 根 Root 41.9±2.07aD 9.4±3.26abBC
Algonquin 茎Shoot 35.2±1.90bⅢⅣ 1.4±1.31bⅢ
叶Leaf 46.0±2.34aⅱ ⅲ 11.5±4.15aⅱ ⅲ
敖汉 根 Root 53.6±1.47aB 22.6±4.46aA
Aohan 茎Shoot 20.5±2.63cⅥ -1.6±1.33bⅢⅣ
叶Leaf 40.1±1.43bⅲⅳ -2.1±2.23bⅴ
甘农1号 根 Root 59.7±3.72aAB 17.3±1.49aAB
GannongNo.1 茎Shoot 44.0±3.95bⅡ 3.2±2.05bⅡⅢ
叶Leaf 50.9±2.30abⅰⅱ 2.9±1.11bⅳⅴ
88 ACTAPRATACULTURAESINICA(2012) Vol.21,No.2
 续表2 Continued
品种Species 器官Organ
抑制率Inhibitoryrate(%)
种子根Seminalroot 胚芽鞘Coleoptile
甘农2号 根 Root 46.8±1.73aCD 7.3±1.40aC
GannongNo.2 茎Shoot 40.6±1.39bⅡⅢ -3.7±2.69bⅣ
叶Leaf 40.2±0.38bⅲⅳ -6.0±1.60bⅴ
甘农3号 根 Root 46.1±1.33aCD 1.0±0.78aC
GannongNo.3 茎Shoot 31.8±1.67bⅣ -6.6±2.07bⅣ
叶Leaf 47.7±0.10aⅱ -3.6±1.17bⅴ
甘农4号 根 Root 55.8±1.06aB 9.8±2.21aBC
GannongNo.4 茎Shoot 35.5±1.07cⅢⅣ -6.0±2.53bⅣ
叶Leaf 40.2±0.63bⅲⅳ 4.8±1.25aⅲⅳ
新疆大叶 根 Root 58.2±1.14aAB 21.6±5.40aAB
XinjiangDaye 茎Shoot 46.1±0.75cⅠⅡ 3.7±0.97bⅡⅢ
叶Leaf 53.2±0.26bⅰ 4.1±0.69bⅳ
公农1号 根 Root 57.8±1.05aAB 19.5±3.94aAB
GonglongNo.1 茎Shoot 45.0±1.39cⅠⅡ 3.4±0.50bⅡⅢ
叶Leaf 49.6±0.67bⅰⅱ 8.8±0.90bⅲⅳ
猎人河 根 Root 51.8±2.03aBC 8.5±1.04aBC
Hunterriver 茎Shoot 34.8±0.86bⅢ Ⅳ 4.0±0.84bⅡⅢ
叶Leaf 33.3±0.42bⅳ 3.8±2.07bⅳⅴ
WL323HQ 根 Root 61.9±1.77aA 15.2±4.48aB
茎Shoot 50.1±1.87bⅠ 3.8±0.86bⅡⅢ
叶Leaf 45.0±1.25cⅱ ⅲ 5.2±1.04bⅲ ⅳ
牧歌401 根 Root 52.8±1.30aB 5.1±2.11abC
AmeriGraze401 茎Shoot 38.8±1.06cⅡⅢ 1.3±0.90bⅢ Ⅳ
叶Leaf 47.6±0.96bⅱ 5.8±1.04aⅲ ⅳ
乐歌 根 Root 47.6±0.72bC 12.5±3.44aBC
Legacy 茎Shoot 46.5±1.29bⅠⅡ 2.8±2.76bⅡⅢ
叶Leaf 52.6±1.09aⅰ -2.3±0.67bⅴ
游客 根 Root 51.0±1.99aBC 9.7±0.44aBC
Eureka 茎Shoot 32.5±0.59bⅣ 4.9±3.10aⅡⅢ
叶Leaf 33.9±1.11bⅳ 3.5±2.95aⅳⅴ
  通过对同一器官下不同品种活性的比较,可以看出根器官对小麦种子根的抑制率以 WL323HQ(61.9%)最
高,飞马、雷达克之星、甘农1号、WL323、新疆大叶、德宝和公农1号次之,介于59.9%~57.8%,8个品种间差异
不显著,而皇冠最低,只有41.6%;该器官对小麦胚芽鞘的抑制率以敖汉(22.6%)最高,甘农3号(1.0%)最低,
其他介于二者之间。
3 讨论
自从 Miler[20]于1983年报道了苜蓿的化感作用以来,一些科学家对该植物进行了多方面的研究,内容涉及
植株水提取物的化感活性、活性物质的分离提取以及不同品种间的化感活性差异等。本研究通过对23种紫花苜
蓿品种的对比试验进一步验证了紫花苜蓿的高化感活性以及品种间的差异性。发现各品种在10g/L的添加浓
度下均完全抑制了生菜和小麦幼苗的生长,其抑制作用在笔者所测定的200余种植物中是最高的。当处理浓度
98第21卷第2期 草业学报2012年
降至1g/L时对2种受体植物幼苗的生长仍显示了较强的抑制作用,且对生菜的抑制活性显著高于对小麦的抑
制,表现出一定的选择性,卢成等[10]的研究结果也证实了苜蓿叶提取物对阔叶杂草的抑制效果明显高于对禾本
科杂草的抑制。李美娜和李志华[21]及李志华和沈益新[12]测定了一些紫花苜蓿对婆婆纳(犞犲狉狅狀犻犮犪犱犻犱狔犿犪)和萝
卜种子萌发及幼苗生长的影响,发现各品种间的活性差异很大,本研究则进一步证实了这一结果,说明不同的苜
蓿品种所产生的化感物质在种类或数量上存在差异,李志华等[22]已经证实不同苜蓿品种间酚酸类物质的含量差
异较大。
紫花苜蓿不同器官的化感活性尽管在品种间存在一定的差异,但总的趋势是根的活性最高,叶的活性次之,
而茎的活性最低,23种苜蓿品种对受体植物的平均抑制率除了根和叶对生菜胚根差异不显著外,其余器官间均
有明显差异,这也可能与不同器官间所含有的化感物质的种类及数量存在差异有关。苜蓿是一种多年生植物,其
根系中所分泌的高活性化感物质会直接进入土壤并积累,从而引起苜蓿的自毒或对其他植物的生长产生影响,而
叶片的化感活性虽然也较高,但由于地上部分被收割后用于牧草,很少还田,因此,推测其对苜蓿的连作障碍贡献
不大。生产上应尽量减少苜蓿的连作,种植后彻底清除土壤中的根系,后茬选种对化感物质不敏感的作物。
目前研究人员已从多种植物中分离得到了具有除草活性的化感物质,它们主要归属于14类:水溶性有机酸、
直链醇、脂肪族醛和酮;简单不饱和内酯;长链脂肪族和多炔;萘醌、蒽醌和复合醌;简单酚、苯甲酸及其衍生物;肉
桂酸及其衍生物;香豆素类;类黄酮;单宁;类萜和甾类化合物;氨基酸和多肽;生物碱和氰醇,硫化物和芥子油
苷;嘌呤和核苷[23]。而一些研究者已从苜蓿植株中分离出刀豆氨酸(canavanine)[24]、苜蓿皂苷(medicagenicacid
glycosides)[25]、苜蓿酸大豆皂苷B(soyasapogenolglycosideB)和常春藤苷(hederageninglycoside)等十多种皂苷
类物质[26]、咖啡酸(caffeic)、绿原酸(chlorogenic)、异绿原酸(isochlorogenic)、羟基苯甲酸(phydroxybenzoic)和
阿魏酸(ferulic)等多种酚酸类物质[27]、以及苜蓿素(medicarpin)、4甲基苜蓿素(4methoxymedicarpin)、sativan
和5methoxysativan[28]等化感物质。对于不同品种及不同器官所产生的化感物质还有待于进一步研究。
由于本试验采用琼脂混粉法进行,只有受体植物的根与活性物质相接触,因此,苜蓿各器官对受体植物胚根
(或种子根)所表现出的高活性以及对胚轴(或胚芽鞘)所表现出的相对低活性可能与器官中所含有的活性物质被
吸收后向上的传导性有关。
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犃狊狋狌犱狔狅狀犪犾犲犾狅狆犪狋犺犻犮犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狅狉犵犪狀狊狅犳23犪犾犳犪犾犳犪狊狆犲犮犻犲狊
LUOXiaoyong1,SUNJuan2
(1.ColegeofAgronomyandPlantProtection,QingdaoAgriculturalUniversity,Qingdao266109,China;
2.ColegeofAnimalScience&VeterinaryMedicine,QingdaoAgricultural
University,Qingdao266109,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Thealelopathicactivitiesofdifferentorgansof23alfalfaspecieswerestudiedusingseedlingsoflet
tuceandwheatasthereceiverplants.Thealfalfaplanttissuewasgroundtoapowderandmixedwithagar
(PPA)inthelaboratory.Thegrowthofthetwospeciesofreceiverplantseedlingswereinhibiteddifferentlyby
differentorgansofthe23alfalfaspeciesandtheinhibitoryeffectsonradicals(orseminalroots)werehigher
thanthoseonhypocotyls(orcoleoptiles)at1g/Lconcentration.Thesusceptibilityoflettucetoalalfalfaspe
cieswasconsiderablyhigherthanthatofwheat.Ofalthespecies,WL324,Aohan,GannongNo.1andGan
nongNo.4showedhighertotalactivityagainstlettuce,whileonwheatitwasGannongNo.1,GannongNo.3,
GannongNo.4andGongnongNo.1.Althoughtheinhibitionsof3organsonthe2speciesofreceiverplants
wereclearlydifferent,theyshowedatotaltrendofactivitiesintheorderroots>leaves>shoots.
犓犲狔狑狅狉犱狊:alelopathicactivity;alfalfa(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪);organ;species;PPA
19第21卷第2期 草业学报2012年