全 文 ：第 16 卷 第 1 期
Vol. 16 No . 1
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2008 年 1 月
Jan. 2008
不同苜蓿品种根、茎、叶水提液化感作用研究
寇建村1 , 杨文权2 , 冯桂丽1 , 贾志宽3* , 韩清芳3
( 1. 西北农林科技大学动物科技学院, 陕西 杨凌 712100;
2.西北农林科技大学生命科学学院, 陕西 杨凌 712100; 3. 西北农林科技大学农学院, 陕西 杨凌 712100)
摘要: 对 10个苜蓿( Medicago sativ a L . )品种根、茎、叶水提液对受体苜蓿阿尔冈金种子萌发、幼苗生长和幼苗生
物量积累进行研究,结果表明: 10 个苜蓿品种根、茎、叶水提液均对受体苜蓿种子发芽存在抑制作用, 且浓度越大,
抑制作用越明显;低浓度根水提液促进受体苜蓿根的生长, 而高浓度反之, 茎、叶水提液抑制受体苜蓿根的生长;
根、茎、叶水提液抑制幼苗的生长;在低浓度处理下, 大部分品种根、茎水提液对受体苜蓿根的鲜重表现为促进作
用,而大部分品种叶的水提液表现为抑制作用, 在高浓度下所有品种根、茎、叶水提液均为抑制作用; 对于幼苗的鲜
重,除 0. 01%根的水提液部分品种表现为促进作用,大部分品种都为抑制作用。
关键词: 苜蓿( Medicago sativa L . ) ; 品种;发芽; 化感作用;水提液
中图分类号: S812; Q948. 112 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2008) 01-0070-06
Study on Allelopathy of Root, Stem, and Leaf Aqueous Extracts of Different
Medicago sativa Varieties
KOU Jian-cun1 , YANG Wen-quan2 , FENG Gu-i li1 , JIA Zh-i kuan3* , HAN Q ing- fang3
( 1. C ol lege of Animal S cience and Technology, Northw es t Agricu lture and Forest ry University, Yangling, Shaanxi Pr ovin ce 712100, Ch ina;
2. College of Life S cien ce, Northw es t Agricu lture and Forest ry University, Yangling, Shaanxi Pr ovince 712100, Ch ina;
3. Colleg e of Agronomy, Northw est Agricultu re and Fores t ry U nivers ity, Yan gl ing, Shaanx i Province 712100, China)
Abstract: It is w ell know n that the biomass product ivity of alfalfa (M edicago sativa L. ) decreases g radua-l
ly af ter the f ifth y ear of being planted due to the allelopathic impacts and the land has to be cultivated by
other crops in ro tat ion. Although there are numerous variet ies w ith dif ferent allelopathy , the study on a-l
lelopathy dif ferences among variet ies is scarce. T he ef fects of the aqueous ex tr act o f the roots, stems and
leaves of ten alfalfa variet ies w er e studied on seed germ inat ion and seedling g row th of M. sativa L. cv. A-l
g onquin. T he results indicate that the ext racts from roots, stems and leaves rest rained the seed germina-
t ion w ith increased intensity along w ith increased ex t ract concentrat ion. The ex t racts from roots promoted
the r oot grow th at lower concentrat ion but delay ed the root gr ow th at higher concentrat ion and the ext racts
from stems and leaves delayed the roo t g row th. T he ext racts fr om roots, stems and leaves inhibited the
seedling grow th. At low er concentrat ion, the ex t racts f rom the roo ts and stems o f most varieties promoted
root biomass accumulation, w hile the ex tr acts f rom the leaves of most variet ies had negat ive ef fects. M ore-
over, at higher concentrat ion, all ex t racts inhibited roo t biomass accumulat ion. Al l the ext racts ex cept the
0. 01% roots ext racts of some variet ies inhibited the stem and leaf biomass accumulat ion.
Key words: Alfalfa; Variety; Germinat ion; A llelopathy ; A queous ext ract
紫花苜蓿(M edicago sativa L. ) (下称苜蓿)具
有化感作用,一般种植 5年以后生产力逐渐下降, 种
过苜蓿的土壤很难重茬种植 [ 1~ 4]。不同品种
苜蓿化感作用的大小存在差异, 因此选择化感作用
小的品种可以解决其连作障碍 [ 5, 6]。本文对国内外
引进的 10个苜蓿品种根、茎、叶水提液的化感作用
进行研究,以期对苜蓿的引种和育种研究提供一定
的理论依据。
收稿日期: 2007-04-12; 修回日期: 2006-07-08
基金项目: 陕西省自然科学基金项目( 2006C105)
作者简介: 寇建村( 1976-) ,女,青海湟中人,讲师,在读博士生,主要从事草业科学方面的教学和科研工作, E- mail : jiancun02@ 163. com ;
* 通讯作者 Author for corresponden ce
第 1期 寇建村等: 不同苜蓿品种根、茎、叶水提液化感作用研究
1 材料与方法
1. 1 实验材料
供体材料: 2001年播种于西北农林科技大学农
作一站的 10个国内外紫花苜蓿品种(表 1)。受体
材料:-阿尔冈金. 苜蓿种子。
表 1 试验材料及来源
Table 1 Experimental materials and their o rigins
苜蓿品种 Variety 材料来源 Origin
爱博 Arriba 美国 U . S. A
爱维兰 Avalan che 美国 U . S. A
保丰 Baofen g 中国北京 Beijin g, China
中兰 1号 Zhonglan No. 1 中国兰州 Lanzhou, China
路德 Row dy 美国 U . S. A.
全能+ Z Total+ Z 美国 U . S. A.
牧歌 401+ Z Am eriGraze401+ Z 美国 U . S. A.
牧野 Alfag raze 美国 U . S. A.
胜利者 Victor 美国 U . S. A.
射手 Archer 美国 U . S. A.
阿尔冈金 Algonquin 中国杨凌 Yangl ing, C hina
1. 2 水提液制备
2005年 9月,采收 10个品种苜蓿的根、茎、叶,
切成小段,自然阴干, 粉碎后分别称取 0. 5、2. 5 和
5 g样品,然后加入 50 mL 蒸馏水浸泡 48 h,间歇振
荡、过滤, 分别制得浓度为 0. 01%、0. 05%和 0. 1%
的根、茎、叶水提液, 保存于冰箱备用。
1. 3 实验方法
将阿尔冈金种子用 1%的 N aClO 消毒 30 m in
后,用自来水和蒸馏水分别冲洗 3次,放入铺有双层
滤纸的培养皿(直径 9cm)中,每皿 100粒,分别加入
不同浓度的根、茎、叶水提液 5 mL,对照加等量蒸馏
水,重复 6次,置于 20 e 光照培养箱中, 每天加等量
的水提液或蒸馏水补充水分。
1. 4 测定内容与方法
10 d后测定发芽率、每株苜蓿的根长和苗高、
根和苗的鲜重, 计算平均值。
敏感指数 RI= 1- C/ T ( C 为对照值, T 为处理
值) , RI> 0时表示为促进作用, RI< 0时表示为抑制
作用, RI绝对值的大小表示化感作用强度的大小[ 3]。
1. 5 数据分析
实验数据使用 Excel 2003进行方差分析。
2 结果与分析
2. 1 不同苜蓿品种根的水提液对受体苜蓿的影响
在 10个品种三个浓度根的水提液处理下,受体
苜蓿种子发芽率均低于对照, RI 均小于零, 表明所
有品种苜蓿根系水提液对受体苜蓿种子发芽都存在
抑制作用(表 2)。
不同品种苜蓿根的水提液对受体苜蓿苗高和根
长都有影响, 呈现出低浓度促进, 高浓度抑制的趋
势,随浓度增加,抑制作用显著加强, 在相同浓度下,
部分品种间的作用存在显著差异, 对苗高的抑制作
用较对根长的抑制作用强。(表 3-1, 3-2)。
对生物量的影响, 随浓度增加大部分品种发生
显著变化,在同一浓度下,部分品种间差异显著。不
同品种苜蓿根的水提液对受体苜蓿幼苗鲜重的影响
不相同,随浓度增加,大部分品种的作用发生显著变
化。不同品种苜蓿根的水提液对受体苜蓿根鲜重的
影响比较复杂,大部分有一定程度的抑制作用, 且大
部分品种在浓度为 0. 05%时抑制作用较强(表 4-1,
4-2)。
2. 2 不同苜蓿品种茎的水提液对受体苜蓿的影响
在各苜蓿品种茎水提液处理下, RI 均小于零,
即对受体苜蓿种子发芽都存在抑制作用。随着浓度
的升高,种子的发芽率均呈显著降低的趋势 ( P<
0. 05) , 0. 1%浓度下受体苜蓿种子发芽率几乎为
零,表明高浓度提取液对受体苜蓿种子的发芽存在
严重的抑制作用。在 0. 05%浓度下品种间存在显
著差异( P< 0. 05) (表 2)。
各品种茎的水提液对受体苜蓿幼苗的苗高和根
长的生长都存在很明显的抑制作用。在相同浓度处
理下,大部分品种间无显著差异,对根生长的抑制作
用相对较大; 随着浓度的加大, 抑制作用显著加强
( P< 0. 05) ,甚至导致幼苗死亡(表 3-1, 3-2)。
0. 01%水提液对受体苜蓿幼苗的鲜重基本表现
为抑制作用,而对幼根的鲜重基本表现为促进作用。
高浓度提取液( \0. 05%)导致幼苗死亡或不发芽,
而完全抑制生物量的增加。同一浓度下, 除 0. 01%
的-爱博. 与-牧野. 和-射手. 差异显著外, 其余各品
种间均无显著差异(表 4-1, 4-2)。
2. 3 不同苜蓿品种叶的水提液对受体苜蓿的影响
除 0. 01%的-射手. 外,各品种苜蓿叶的水提液
对受体苜蓿的发芽均存在抑制作用( RI< 0)。在
0. 01% ~ 0. 1%的范围内,随浓度加大,抑制作用显
著增强( P< 0. 05) ;在 0. 05%浓度下,品种间差异显
著,在 0. 1%的浓度下,各处理均不发芽(表 2)。
除 0. 01%-路德. 叶的水提液对受体苜蓿-阿尔
冈金. 的根长表现为微弱的促进作用外,其余均表现
为明显的抑制作用, 且随着浓度的增加抑制作用急
剧增强;在 0. 01%浓度下, 部分品种间存在显著差
异,在 0. 05%和 0. 1%的浓度下种子不发芽或幼苗
不能生长(表 3-1, 3-2)。
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第 1期 寇建村等: 不同苜蓿品种根、茎、叶水提液化感作用研究 73
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第 1期 寇建村等: 不同苜蓿品种根、茎、叶水提液化感作用研究
各苜蓿品种叶的水提取液在高浓度作用下
( 0. 05%和 0. 1%)致使受体苜蓿不发芽或幼苗死
亡,完全抑制生物量的增加。在 0. 01%浓度下: 对
苗重的影响除-全能+ Z. 、-牧野. 和-射手. 表现为
微弱的促进作用外, 其余品种均为抑制作用。对根
量的积累除-中兰 1号. 和-爱维兰. 、-路德. 为促进
作用外,其余品种均为抑制作用, -中兰 1号. 和其他
品种间均存在显著差异(表 4-1, 4-2)。
3 讨 论
3. 1 以往研究表明,植物的化感作用和植物品种密
切相关,不同品种间化感作用大小不同 [ 6~ 10]。本研
究表明不同品种对受体苜蓿种子发芽、幼苗生长及
生物量的积累都存在不同程度的差异, 而在同一浓
度下只有少数品种间差异达显著水平; 同时, 对同一
品种发芽率、根长、苗长、生物量的作用并不一致, 其
中的原因需要进一步的研究探讨。相对而言,-胜利
者. 、-牧歌 401+ Z. 、-射手. 、-全能+ Z. 等品种对受
体苜蓿发芽的抑制作用较强, 如果连作就要考虑提
高出苗率的方法,如加大播量等; -路德. 、-牧歌 401
+ Z.对幼苗生长的抑制作用较强, 连作导致减产的
可能性和幅度会较大。
3. 2 根、茎、叶提取液浓度不同, 化感作用差异较
大,但所有的高浓度都显著地抑制种子的发芽、生长
和生物量的积累[ 5, 6] 。浓度对化感作用的影响较
大,有些研究表明浓度为 10%时, 对于发芽没有显
著影响, 达到 40%时才有显著抑制作用[ 11] , 有些研
究则表明在浓度为 3% ~ 12% ,甚至更低时,即出现
显著的化感作用[ 2, 3, 8] , 本研究表明, 苜蓿水提液浓
度高于 0. 01%,大部分品种均已明显表现出化感作
用。随浓度增加,根、茎、叶的化感作用增强, 尤其大
部分品种 0. 05%和 0. 1%的茎、叶提取液处理的苜
蓿几乎不能发芽,或夭亡;而在低浓度下有些品种甚
至有促进生长的作用, 所以就本文来看, 0. 01% ~
0. 1%为化感作用的临界浓度, 而在这个分界点上,
不同的品种表现不一。这种差异可能由于试验用供
体和受体材料的不同造成的,因为不同苜蓿品种产生
和释放的化感物质种类和含量不同,对受体的化感作
用大小不同[ 2]。所以,为了真正了解田间化感物质的
含量和作用,必须进行长期的田间实验和观察。
3. 3 苜蓿植株不同部位的化感作用大小不
同[ 6, 10~ 12]。Chung 等研究表明, 对根系生长的抑制
能力的强弱顺序为叶> 根> 茎 [ 12] , 而本研究表明,
同一品种不同部位对幼苗根、茎、生物量的积累的影
响表现不一。如不同品种苜蓿根、茎、叶水提液在不
同的浓度下对幼根的影响变化较大,但大部分品种
抑制作用的顺序为叶> 茎> 根, 并且同一品种对幼
苗根和茎生长的作用表现不一致, 这可能与栽培条
件和提取媒介有关[ 1, 9~ 12]。因为影响植物化感物质
量、化感作用表达及作用大小的因素繁多, 如,土壤
的 pH、有机碳、无机离子、土壤营养元素、土壤微生
物、溶解势等都影响化感作用的表达[ 10~ 12] , 作用复
杂,有待于进一步研究。
4 结 论
4. 1 10个品种苜蓿根、茎、叶水提液均对受体苜蓿种
子发芽存在抑制作用,且浓度越大,抑制作用越明显。
4. 2 低浓度根水提液对受体苜蓿根的生长表现为
促进作用,而在高浓度下表现为抑制作用, 茎、叶对
根的生长均为抑制作用; 根、茎、叶水提液对幼苗的
生长均为抑制作用。
4. 3 在低浓度处理下, 大部分品种根、茎水提液对
受体苜蓿根的鲜重表现为促进作用, 而大部分品种
叶的水提液表现为抑制作用,在高浓度下所有品种
均为抑制作用; 对于幼苗的鲜重,除 0. 01%根的水
提液部分品种表现为促进作用外, 大部分品种均为
抑制作用。
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(责任编辑 张蕴薇)
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