樟树果实水浸提液对3种草坪草的化感作用
[卢政1 , 郝雪纯2 , 郑霞3, * 
]
]
引用本文
卢政, 郝雪纯, 郑霞. 樟树果实水浸提液对3种草坪草的化感作用[J]. 浙江农业科学, 2018,59(5):791-794
doi: 10.16178/j.issn.0528-9017.20180535
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樟树果实水浸提液对3种草坪草的化感作用
作者简介:卢 政(2001—),男,江苏省赣榆高级中学学生。
摘要
试验选取了高羊茅、白三叶和狗牙根3种常见的草坪种子,探究不同浓度的樟树果实水浸提液对其种子萌发和幼苗生长的化感作用。结果表明,在低浓度时,白三叶的综合化感效应指数为负值且绝对值最大,狗牙根的综合化感指数也为负值,但绝对值最小,说明白三叶对樟树果实水浸提液较为敏感。在本试验各浓度处理下,高羊茅综合化感抑制效应指数为负值,且绝对值均较大。
关键词:
果实水浸提液; 樟树; 化感作用; 种子萌发率; 幼苗生长
中图分类号:S68
文献标志码:A
文章编号:0528-9017(2018)05-0791-04
植物化感作用能影响植物的萌芽与生长, 在群落演替、杂草控制和病虫害防治等方面有重要作用[1]。近年来, 园林植物的化感作用逐渐成为研究热点, 火炬树(Rhus typhina)[2]、天竺桂(Cinnamomum japonicum)[3]、孔雀草(Tagetes patula)[4]均具有较强化感作用。
香樟(Cannumomum umphoru)树冠宽广, 枝繁叶茂, 是良好的绿化树, 又因四季常绿, 能清除灰尘, 吸收氯气、二氧化硫等有害气体, 在我国南方栽植广泛[5]。然而近年来, 随着城市绿化的不断推进, 人们观察到香樟树下的草坪地开始裸露, 有研究认为是化感作用造成的。王琛等[6]观察到香樟林下的草坪草在播种一段时间后大量消亡可能与落叶释放有毒物质有关; Liu等[7, 8]分别发现, 香樟叶片提取物能抑制农作物和杂草的种子萌发和苗生长; Okamoto等[9]研究认为, 香樟叶片中含有化感物质樟脑, 因此添加到土壤中后抑制水稻的生长; 李建勇等[10]初步研究了香樟根基土壤常规水浸提液对蔬菜的化感作用, 证实其对蔬菜有较强的化感抑制作用; 王琛等[11]研究香樟林下的几种冷季型草坪草的适应性及其影响因子的分析表明, 高羊茅、早熟禾适应性强, 但大部分仍消亡, 草坪质量下降, 且其对林草生态系统的构建知识起到了理论作用, 并没有探究出何种密度种植能减轻香樟的化感抑制; 陈洪等[12]研究香樟凋落叶分解的化感作用表明, 凋落残渣是植物化感的主要途径, 影响牧草、农作物的生长。
已有研究[6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]对樟树叶的化感作用进行了充分研究。邱米[13]等研究了樟树果实挥发油中的成分, 发现与樟树叶中的所含油脂相比有一致但也有不同的成分。但近年来对樟树果实的化感作用的研究仍然十分匮乏。本试验选取高羊茅、白三叶及狗牙根这3种常见的草坪草, 开展不同浓度的樟树果实水浸提液对草坪种子萌发和幼苗生长的化感作用研究, 以期对樟树的化感作用作进一步补充, 同时为园林种植的科学配置提供理论依据[14]。
1 材料与方法
1.1 材料
供体材料成熟的樟树果实取自常州纺织服装职业技术学院; 受体材料高羊茅(Festuca arundinaces)、白三叶(Trifolium repens)和狗牙根(Cynodon dactylon)种子购自连云港市振兴花卉市场。
1.2 方法
1.2.1 樟树果实水浸提液的制备
将采摘的成熟樟树果实模拟自然环境压碎, 称取果实600 g, 加入1 200 mL去离子水, 装于蓝盖瓶, 在20 ℃、100 r· min-1的摇床上浸提72 h, 之后用纱布进行双过滤后得到浓度为0.5 g· mL-1的樟树果实水浸提液。试验前将部分母液按不同比例稀释成试验组(0.1、0.3 g· mL-1)水浸提液, 放入4 ℃冰箱中保存。
1.2.2 种子萌发和幼苗生长试验
将3种草坪种子放入0.5% KMnO4溶液中浸泡10 min取出, 再用去离子水清洗3次, 每次5 min。将36套培养皿、1陶瓷盘沙子置于160 ℃烘箱中处理2 h, 冷却后备用。
将消毒过的3种草坪种子在23 ℃培养箱中用去离子水浸泡2 h, 然后用无菌滤纸吸干水分, 每种草坪草挑选颗粒较饱满且大小均匀的30粒种子均匀地放入培养皿(内含30 g无菌沙)中, 将培养皿放置在光照培养架上, 使用光照培养架微电脑设定光照时间为14 h(6:00— 20:00), 每处理组重复3次。培养第1天分别加入0.1、0.3、0.5 g· mL-1的樟树果实水浸提液10 mL, 去离子水对照组10 mL; 培养第2天开始, 每天在同一时间(19:00— 19:30)补充等量的去离子水, 以沙子微微湿润为标准, 总共培养7 d, 培养温度为(18.5± 2)℃, 平均空气相对湿度50%。
1.2.3 测定指标
发芽率。发芽的种子总数占试验提供的种子总数的百分比[15]。
幼苗苗长、根长。取同一水平线, 将幼苗种子固定在坐标纸上, 读取苗长、根长。
化感效应指数(RI)[16]。表示果实浸提液对3种草坪草的生理指标及生长参数的影响。
RI=1-T/C, C< T; RI=C/T-1, T> C。
式中, C是对照组的值, T是试验组的值。当RI> 0, 表示促进; RI< 0, 表示抑制。RI的绝对值大小与化感作用强弱相对应。
综合化感效应指数(SE)[16]:种子萌发以及幼苗生长4个测试指标的RI的均值。
1.2.4 数据处理
所有的试验数据用Excel录入并作图, 采用SPSS 22.0进行单因素ANOVA检验, 用Sigma Plot 12.5软件作图。
2 结果与分析
2.1 对草坪草种子发芽的影响
由表1可以看出, 当浓度为0.5 g· mL-1时, 浸提液对3种受体种子萌发率的化感抑制效应均达到最大, 且3种受体种子发芽率所受到的化感抑制作用强度为狗牙根> 高羊茅> 白三叶。
 | 表1 果实水浸提液对草坪草种子发芽的影响 |
本试验中, 0.1 g· mL-1果实水浸提液对3种受体种子的发芽率均无显著影响。但0.3、0.5 g· mL-1果实水浸提液对白三叶和狗牙根2种受体种子的发芽率均有显著性抑制效应。
2.2 对3种草坪草幼苗生长的影响
由表2可知, 不同浓度樟树果实水浸提液对高羊茅苗长有显著的化感抑制作用, 且随着水浸提液浓度升高, 化感抑制效应越强。当果实水浸提液浓度为0.1 g· mL-1时, 相比对照苗长下降16.3%; 当浓度为0.3 g· mL-1时, 相比对照苗长下降31.8%; 当浓度为0.5 g· mL-1时, 相比对照苗长下降34.8%。不同浓度樟树果实水浸提液对白三叶和狗牙根的幼苗苗长也主要表现化感抑制效应, 但化感抑制作用并不明显。在果实水浸提液为0.3 g· mL-1处理下, 狗牙根幼苗生长表现出轻微的化感促进作用, 但差异不明显。
| 表2 果实水浸提液对草坪草苗长的影响 |
2.3 对草坪草根长的影响
由表3可以看出, 不同浓度樟树果实水浸提液处理下, 高羊茅根长均与对照组有一定差异。当浓度为0.1 g· mL-1时, 根长较对照组下降5.3%, 当浓度为0.3 g· mL-1时, 根长较对照组下降65.7%。当浓度为0.5 g· mL-1时, 根长较对照组下降83.2%, 表现出明显的化感抑制作用。
| 表3 果实水浸提液对草坪草根长的影响 |
由表3还可以看出, 不同浓度樟树果实水浸提液对白三叶、狗牙根2种草坪草根长的化感效应与高羊茅不同。
2.4 对草坪鲜重的影响
由表4可以看出, 在0.1 g· mL-1水浸提液处理下, 高羊茅鲜重较对照组上升0.9%, 表现出化感促进效应; 在0.3 g· mL-1水浸提液处理下, 表现出化感抑制效应, 高羊茅鲜重与对照组相比下降20.5%; 当水浸提液的浓度上升至0.5 g· mL-1时, 高羊茅鲜重受到了显著的化感抑制作用, 与对照相比下降48.2%。白三叶鲜重在0.3 g· mL-1时, 表现出化感抑制效应, 与对照相比下降1.7%; 而在0.1和0.5 g· mL-1时, 表现出化感促进作用, 且与对照相比均有化感促进作用。狗牙根在浓度为0.1和0.3 g· mL-1时表现为化感抑制作用, 与对照相比抑制作用不明显, 在浓度为0.5 g· mL-1时, 两者与对照均表现出显著的化感抑制作用。
| 表4 果实水浸提液对草坪草鲜重的影响 |
本试验中, 水浸提液浓度为0.1、0.3 g· mL-1时, 3种草坪草幼苗鲜重与对照相比抑制和促进作用不明显, 只有在0.5 g· mL-1处理下, 高羊茅和狗牙根幼苗鲜重与对照相比抑制和促进作用较明显。
2.5 对3种草坪草的化感综合效应
根据表5可以看出, 樟树果实水浸提液对3种草坪种子的萌发率均有化感抑制效应。其中, 对狗牙根种子萌发率抑制效应最强, 对高羊茅种子萌发率抑制效应最弱。樟树果实水浸提液对3种草坪草苗长具有化感抑制作用, 抑制作用的强度为高羊茅> 白三叶> 狗牙根; 樟树果实水浸提液对高羊茅和狗牙根根长均有化感抑制作用, 而对白三叶根长化感效应表现为促进作用。樟树果实水浸提液对狗牙根和高羊茅幼苗鲜重也有抑制效应, 对白三叶幼苗鲜重有促进效应。3种受体植物中, 对高羊茅种子发芽率、幼苗苗长, 根长、鲜重这4个指标抑制效应最为明显, 并且对高羊茅4个指标的化感抑制强度高低排序为幼苗根长> 幼苗苗长> 种子发芽率> 幼苗鲜重; 其次对狗牙根的4个指标也都有抑制效应, 化感抑制强度高低排序为幼苗根长> 种子萌发率> 幼苗苗长> 幼苗鲜重; 在3种受体植物所测化感作用指标中, 对幼苗根长的化感抑制效应最强(除白三叶外)。
| 表5 不同受体植物生物学指标的平均化感效应指数 |
由表6看出, 在3个浓度梯度樟树果实水浸提液处理下, 狗牙根与高羊茅的化感综合效应指数均为负值, 且高羊茅的SE绝对值> 狗牙根SE绝对值。0.1 g· mL-1时, 白三叶的SE为负值, 且SE绝对值最大。SE指数大小为白三叶> 高羊茅> 狗牙根。在0.3 g· mL-1果实水浸提液浓度处理下时, 白三叶的SE为正值, 表现为化感促进效应。而在该浓度下, 狗牙根表现为化感抑制效应, 但绝对值较小。综合表5和6可知, 不同浓度樟树果实水浸提液对狗牙根和高羊茅均有较强的化感综合抑制效应, 白三叶对樟树果实水浸提液化感作用最为敏感。
| 表6 果实水浸提液对草坪草的化感综合效应指数 |
3 讨论
化感物质首先通过影响种子发芽数量、速度, 及幼苗的健壮与否, 从而影响受体植物的生长[16]。故本试验测量了种子的发芽率、幼苗苗长、根长、鲜重这些指标, 进而研究樟树果实水浸提液对3种草坪草(高羊茅、白三叶和狗牙根)的化感作用。结果发现, 不同浓度的樟树果实水浸提液对3种草坪草种子萌发和幼苗生长均产生不同的影响。中高浓度(0.3、0.5 g· mL-1)果实水浸提液对白三叶和狗牙根2种受体种子的发芽率均有抑制作用。不同浓度樟树果实水浸提液对高羊茅苗长有化感抑制作用, 且化感抑制效应随着水浸提液浓度升高而加强。中高浓度樟树果实水浸提液对高羊茅根长的化感抑制作用显著。高浓度樟树果实水浸提液对高羊茅、狗牙根鲜重的化感抑制作用显著。说明樟树果实水浸提液中含有稳定的化感活性物质。这与王琛等[6]的研究结论一致。
本试验中, 根据测定不同的指标发现, 除白三叶外, 樟树果实水浸液对3种受体的抑制作用主要体现在对根生长的抑制, 进而影响到植株的正常生长, 这可能是因为自然界中的化感物质常常通过植物经雨水雾滴冲淋或是通过根系分泌的, 地下部分受到的化感作用明显强于地上部分, 这与Sanguk等[17, 18]认为的根先接触化感物质这一观点一致。
张霞等[19]研究发现, 栾树叶片水浸提液对4种草坪草化感作用强弱不同。赵莉莉等[20]研究发现, 花椒叶浸提液对4种牧草种子也存在不同程度的化感作用。本试验发现, 樟树果实水浸提液对3种草坪草种子的萌发、幼苗生长的化感作用不同, 这表明化感作用能作用于特定的受体植物, 有一定的选择性。
本试验中, 3种受体种子之中, 在低浓度(0.1 g· mL-1)时, 白三叶的综合化感指数为负值且绝对值最大, 狗牙根的综合化感指数也为负值, 但其绝对值最小, 表明白三叶对樟树果实水浸提液敏感性较强, 狗牙根较弱。在各浓度处理下, 高羊茅种子均有较大的化感抑制效应, 综合化感效应指数的绝对值较大。由此认为, 在香樟林园林绿化配植过程中, 应考虑草坪草种类的选择及种植距离。
本试验初步探究了樟树果实水浸提液对3种草坪种子的化感作用, 进一步补充了樟树化感作用的研究, 但其化感物质的具体成分、性质及对作用与受体种子的代谢途径方面还待进一步探索。
(责任编辑:张瑞麟)
The authors have declared that no competing interests exist.
参考文献:
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| [7] |
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| [8] |
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| [9] |
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| [10] |
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| [11] |
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| [12] |
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| [13] |
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| [14] |
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| [15] |
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