18种小麦、黄瓜、萝卜植物化感作用研究

18种小麦、黄瓜、萝卜植物化感作用研究

1资源环境及化学农药依赖植物化感作用是自然界的重要化学生态保护体系。植物及其周边生物群落通过二次代谢物质建立了稳定的化学作用关系。这项化学作用规律的研究和掌握，决定了植物群落的结构、迁移，合理开发利用，有效控制杂草和病虫害，减少农业生态系统对化学农药的依赖。甘肃省植物资源丰富,由于大陆性季节气候的影响,造就了干旱少雨、光热丰富、昼夜温差大,奠定了植物抗逆性强的良好品质.杂草种类多,植物生理活性时间长,与作物共同形成的复合群落模式中建立的小气候关系、养分关系和病虫害防御关系前人已有研究,但这些模式中的化感作用却长期被忽视.黄花蒿、龙葵、曼陀罗、刺儿菜、马齿苋、灰藜、苍耳、田旋花等杂草是甘肃常见农田杂草,每年给作物造成损失20%左右,研究这些杂草化感作用,有助于揭示杂草在农田植物群落的演替规律、杂草资源的利用途径及杂草生物防除具有重要指导意义.我国不少研究人员对香茅、胜红蓟、豚草、蟛蜞菊、微甘菊的化感作用进行了一系列研究.本文利用黄花蒿等18种杂草对小麦、黄瓜和萝卜幼苗化感作用,筛选出化感潜力较强的植物品种,为研制开发植物性天然除草剂提供理论依据.2材料和方法2.1实验材料及受体植物本实验作为化感作用的供体植物为:黄花蒿(Artemisiaannua)、丛枝蓼(Polygonumcaespitosum)、苍耳(Xanthiumsibiricum)、曼陀罗(Daturastramonium)、野薄荷(Menthahaplocalyx)、龙葵(Solanumnigrum)、野燕麦(Avenafatua)、反枝苋(Amaranthusretroflexus)、灰藜(Chenopodiumalbum)、刺儿菜(Cephalanoplossegetum)、马齿苋(Portulacaoleraca)、野豌豆(Viciaamoena)、土荆荠(Chenopodiumambrosioides)、鹅绒藤(Cymamchumchinense)、狗尾草(Setariaviridis)、田旋花(Convolvulusarvensis)、蒺藜(Tribulusterrestris)、艾蒿(Artemisiaargyi)等18种植物采自于甘肃农业大学校园及实验基地.受体植物的种子选用小麦(甘春20号)、黄瓜(新泰密刺)和萝卜(翘头青)、玉米(凉单1号).2.2测试方法2.2.1供试样品及方法8月中旬采集初花期的黄花蒿、曼陀罗、龙葵、狗尾草、刺儿菜、马齿苋、灰藜等健康植株的茎叶,剔除枯黄叶、洗净、晾干,切成2cm长的小段作为供试样品.称取100g样品,用鲜重4倍量的蒸馏水在18～20℃下浸提过夜.24h后倒出浸提液,抽滤过滤,滤液作为浸出物.用黄瓜、小麦、萝卜种子作为受体进行生物测定,3次重复.2.2.2测定指标与方法将催芽后20粒受体植物种子均匀放入底垫滤纸的培养皿中(直径9cm),用移液管加入5ml浸出物,盖上皿盖,置于培养箱中恒温28℃下保湿培养.以蒸馏水为对照,3次重复.2d后检查受体植物种子萌发率(胚根或胚轴破皮1～2mm时为萌发),3d后记录根长和苗高(mm)和抑制率(%).实验中测试指标是:种子萌发率(%)、幼苗根长(mm)和苗高(mm).当胚根或胚轴突破种皮达1～2mm时即为萌发.萝卜与黄瓜2d后记录萌发率,3d后记录根长和苗高.小麦3d后记录萌发率,5d后记录根长和苗高.将种子萌发数和根长、苗高测定值换算成对照抑制百分率:对照抑制百分率=(1−处理对照)×100%=(1-处理对照)×100%综合效应(SE)是供体对同一受体3个测试项目的对照抑制百分率的算术平均值.2.2.3田间试验方法盆栽法:将黄花蒿条播于长形塑料花盆中(35cm×25cm×18cm),行距10cm,待苗高8cm时(5叶期),分别在黄花蒿行间植入受体小麦、萝卜、黄瓜和玉米.以单种黄花蒿和受体植物为对照.待受体子叶展开后逐日记录苗高,30d后测定受体植株的鲜重和干重.田间试验法:在野生黄花蒿苗高8～10cm时于行间分别种植受体植物小麦(行距18cm),以单种黄花蒿和受体植物为对照,重复3次,小区面积为40m2.在小麦抽穗期每小区5点取样,每点取20株测量苗高和植株干、鲜重.试验地势平坦,肥力中等.田间试验管理,人工锄草3次(黄花蒿以外杂草),浇水5～6次,试验期间未施任何肥料.3结果与分析3.1不同种类黄瓜黄化蒿化感作用由表1可以看出,18种供体植株茎叶的水抽提物对黄瓜受体抑制作用的综合效应由强到弱的顺序为:黄花蒿>曼陀罗>刺儿菜>龙葵>灰藜>田旋花>马齿苋>艾蒿>蒺藜>野豌豆>土荆芥>狗尾草>苍耳>丛枝蓼>燕麦、反枝苋>薄荷>鹅绒藤,其中黄化蒿化感作用最强,对黄瓜种子萌发率、根长和苗高的抑制率分别为19.6%、65.8%、42.9%,表现出较强的抑制作用.表1还显示出野豌豆、狗尾草、鹅绒藤、燕麦等对黄瓜幼苗生长有一定的促进作用,其抑制率分别为-21.0%、-19.2%、-17.5%和-11.2%.3.2花草病毒属5种植物属由表1可以看出,18种供体植株茎叶的水抽提物对小麦受体抑制作用的综合效应由强到弱的顺序为:黄花蒿>马齿苋>刺儿菜>灰藜>龙葵>蒺藜>薄荷>艾蒿>土荆芥>曼陀罗、狗尾草>野豌豆>田旋花>反枝苋>鹅绒藤>苍耳>燕麦>丛枝蓼;其中黄花蒿对受体植物小麦种子萌发、苗高和根长都表现出较高的化感作用,其抑制率分别为31.7%、74.8%和66.0%.3.3反枝苋、梁鱼茶苷的抑制率由表1可以看出,18种供体植物地上部水抽提物对萝卜种子萌发率、根长和苗高均有一定抑制作用.苍耳、曼陀罗、龙葵、黄花蒿、土荆荠和鹅绒藤对萝卜种子萌发抑制率均大于20%;对萝卜幼苗根长抑制率大于40%的有苍耳、曼陀罗、龙葵、黄花蒿、反枝苋、灰藜、刺儿菜、马齿苋和蒺藜,其中曼陀罗、龙葵、黄花蒿抑制率分别为90.8%、84.6%、82.1%,表现出很强的抑制作用;对萝卜苗高抑制率大于20%的有苍耳、曼陀罗、龙葵、黄花蒿、反枝苋、灰藜、刺儿菜、马齿苋、田旋花和艾蒿,其中黄花蒿、龙葵、曼陀罗抑制率分别为90.7%、76.9%、70.1%.黄花蒿、曼陀罗、龙葵、苍耳对萝卜种子萌发和幼苗生长综合效应分别为81.6%、68.2%、66.5%和36.4%.燕麦、土荆荠、丛枝蓼对萝卜幼苗根长略有促进作用,其SE值为-16.9%、-16.7%和-13.5%.3.4水抽提物的筛选18种植物水抽提液对3种受体植物综合效应比较见表2.由表2可见,黄花蒿、龙葵、曼陀罗、苍耳、马齿苋、刺儿菜、灰藜地上部水抽提物对黄瓜、小麦、萝卜种子萌发率、根长和苗高的化感作用最强,其综合抑制效应分别为47.66%、32.89%、26.63%、21.71%、20.93%、20.83%和20.2%.3.5对小麦植株生长的影响黄花蒿对受体植物苗高和植株重量的盆栽试验测定结果见表3.由表3可看出,黄花蒿对受体萝卜、黄瓜、小麦、玉米幼苗高度、植株重量有显著影响.出苗第30d时,黄花蒿对受体萝卜、黄瓜、小麦和玉米植株生长的抑制综合效应分别为54.07%、38.46%、33.35%、20.88%.黄花蒿对小麦植株生长影响的田间试验测定结果见表4.由表4可看出,处理区小麦植株平均株高73.3cm、鲜重32.2g、干重12.2g,抑制率分别为19.89%、60.25%、53.96%,黄花蒿对小麦植株生长抑制的综合效应为44.70%.4黄蒿的化感作用本试验通过18种供体植物的地上部(茎叶)的水抽提物对萝卜、黄瓜