水稻秸秆浸提液对小麦及其伴生杂草生长的影响
谷子秸秆水浸提液对5种作物种子萌发及幼苗生长的化感效应分析

㊀山东农业科学㊀2024ꎬ56(1):66~73ShandongAgriculturalSciences㊀DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2024.01.009收稿日期:2023-02-09基金项目:国家谷子高粱产业技术体系项目(CARS-06-14.5-A23)ꎻ河北省农林科学院基本科研业务费包干制项目(HBNKY-BGZ-02)ꎻ河北省杂粮杂豆产业技术体系项目(HBCT2023050101ꎬHBCT2023050202)作者简介:崔纪菡(1987 )ꎬ女ꎬ山东临沂人ꎬ博士ꎬ从事作物栽培研究ꎮE-mail:cuijihancau@126.com通信作者:李顺国(1977 )ꎬ男ꎬ河北徐水人ꎬ研究员ꎬ从事谷子栽培与产业经济研究ꎮE-mail:lishunguo76@163.com赵宇(1979 )ꎬ男ꎬ河南新乡人ꎬ副研究员ꎬ从事作物栽培研究ꎮE-mail:yy056@163.com谷子秸秆水浸提液对5种作物种子萌发及幼苗生长的化感效应分析崔纪菡1ꎬ鲁一薇1ꎬ夏雪岩1ꎬ刘猛1ꎬ刘建军2ꎬ赵宇1ꎬ李顺国1(1.河北省农林科学院谷子研究所/国家谷子改良中心/河北省杂粮研究实验室ꎬ河北石家庄㊀050035ꎻ2.河北省杂粮产业技术研究院/河北东粮农业科技股份有限公司ꎬ河北邯郸㊀056000)㊀㊀摘要:从化感作用角度筛选适宜与谷子[Setariaitalica(L.)Beauv.]进行间套轮作的农作物ꎬ为建立合理的谷子间套轮作体系提供参考依据ꎮ采用水提法制备谷子根㊁茎㊁叶浸提液ꎬ每种浸提液设4个浓度梯度(5㊁20㊁40㊁100mg mL-1)ꎬ以蒸馏水为对照(CK)ꎬ研究谷子植株三部位浸提液对受体作物绿豆[Vignaradiate(L.)Wilczek]㊁红豆[Vignaangularis(Willd.)OhwietOhashi]㊁玉米(ZeamaysL.)㊁小麦(TriticumaestivumL.)和谷子种子萌发㊁幼苗生长的影响ꎮ结果表明ꎬ谷子根㊁茎㊁叶浸提液对受体作物种子发芽率和幼苗生长均有抑制作用ꎬ叶部浸提液抑制作用最强ꎬ根部浸提液的抑制作用最弱ꎮ随着浸提液浓度增加ꎬ其对受体种子的发芽率和幼苗鲜重㊁根长㊁芽长抑制作用加重ꎮ整体上看ꎬ谷子秸秆浸提液对5种作物种子萌发的抑制作用由小到大排序为绿豆<红豆<小麦<谷子<玉米ꎮ综合来看ꎬ绿豆更适宜与谷子进行间作㊁套作和轮作ꎮ关键词:谷子ꎻ化感效应ꎻ种子萌发ꎻ幼苗生长ꎻ秸秆浸提液中图分类号:S314㊀㊀文献标识号:A㊀㊀文章编号:1001-4942(2024)01-0066-08AllelopathicEffectofAqueousExtractofFoxtailMilletStrawonSeedGerminationandSeedlingGrowthofFiveCropsCuiJihan1ꎬLuYiwei1ꎬXiaXueyan1ꎬLiuMeng1ꎬLiuJianjun2ꎬZhaoYu1ꎬLiShunguo1(1.InstituteofMilletCropsꎬHebeiAcademyofAgriculturalandForestrySciences/NationalFoxtailMilletImprovementCenter/MinorCerealCropsResearchLaboratoryofHebeiProvinceꎬShijiazhuang050035ꎬChinaꎻ2.HebeiAcademyofMiscellaneousGrainIndustryTechnology/HebeiDongliangAgriculturalTechnologyCo.ꎬLtd.ꎬHandan056000ꎬChina)Abstract㊀Fromtheperspectiveofallelopathyꎬthecropssuitableforintercroppingwithfoxtailmillet[Setariaitalica(L.)Beauv.]werescreenedtoprovidereferencesforestablishingreasonableintercroppingsys ̄temsforfoxtailmillet.Therootꎬstemandleafextractsoffoxtailmilletwerepreparedbywaterextractionmeth ̄od.Fourconcentrationgradients(5ꎬ20ꎬ40and100mg mL-1)weresetforeachextractwithdistilledwaterasthecontrol(CK).Theeffectsoftheextractsfromthethreepartsoffoxtailmilletplantsonseedgerminationandseedlinggrowthofmungbean[Vignaradiate(L.)Wilczek]ꎬredbean[Vignaangularis(Willd.)OhwietOhashi]ꎬcorn(ZeamaysL.)ꎬwheat(TriticumaestivumL.)andfoxtailmilletwerestudied.Theresultsshowedthattheextractsoffoxtailmilletrootsꎬstemsandleaveshadinhibitoryeffectsongerminationrateandseedlinggrowthoftherecipientcrops.Theinhibitoryeffectofleafextractwasthestrongestꎬwhilethatofrootextractwastheweakest.Withtheincreaseofconcentrationꎬtheinhibitionoftheextractsonseedgerminationrateꎬandseedlingfreshweightꎬrootlengthandbudlengthoftherecipientcropswasaggravated.Amongthefivespeciesofcropsꎬtheinhibitoryeffectoffoxtailmilletextractsonseedgerminationwassequencedasmungbean<redbean<wheat<foxtailmillet<corn.Ingeneralꎬmungbeanwasmoresuitableforintercroppingꎬrelayintercroppingandrotationwithfoxtailmillet.Keywords㊀FoxtailmilletꎻAllelopathiceffectꎻSeedgerminationꎻSeedlinggrowthꎻStrawextract㊀㊀植物化感作用是指植物通过根系分泌㊁茎叶挥发㊁雨水淋溶㊁残体分解等途径释放化学物质到环境中ꎬ从而抑制或促进周围其他植物(或微生物)生长发育的现象ꎬ可分为他毒和自毒两种[1]ꎮ化感物质的收集方法有水蒸气蒸馏法㊁溶剂浸提法㊁培养吸附法和厌氧腐解法等ꎮ种子萌发是植物生命周期中的关键环节[2-3]ꎬ因此ꎬ供体对受体植物种子萌发和幼苗生长的影响是研究植物化感作用最重要的测定方法之一[4-6]ꎮ化感物质对种子萌发表现为促进还是抑制ꎬ与化感物质种类㊁浓度以及供受体种类有很大关系[7-9]ꎮ自20世纪90年代以来ꎬ中国农业普遍采用秸秆还田的耕作方式ꎬ秸秆就地还田成为解决秸秆综合利用问题的最重要手段和途径[10]ꎮ秸秆还田可以有效改善土壤理化和生物性状ꎬ提高土壤有机质含量㊁培肥土壤地力ꎬ既保障了农田持续生产ꎬ又减少了环境污染[11-12]ꎮ但秸秆自身含有多种具有生物活性的化感物质ꎬ这些物质释放到农田中会对种子萌发和幼苗生长产生化感作用[13]ꎮ研究表明ꎬ利用农作物间的化感作用原理合理安排轮作㊁间套作等栽培模式可以达到减轻病虫害㊁提高作物产量和品质的效果ꎬ是解决连作障碍最简单有效的方法之一[14]ꎮ近年来ꎬ有不少研究人员针对还田秸秆的化感作用进行过深入研究ꎬ主要集中在水稻㊁小麦和玉米等大宗作物上ꎬ对谷子[Setariaitalica(L.)Beauv.]的研究相对较少ꎮ谷子是我国北方地区主要的粮食作物之一ꎬ栽培历史悠久ꎬ具有耐瘠㊁抗旱等特性ꎬ其籽粒具有丰富的营养价值和较高的经济价值ꎬ对调节构建合理的膳食结构和农业种植结构能起到重要作用ꎮ谷子适生区域狭窄ꎬ人工栽培连作障碍现象严重ꎬ栽培1~2年后需要换地栽培ꎬ严重影响了其产业化发展ꎮ我国谷子主要产区的种植模式包括谷子搭配小麦轮作ꎬ搭配玉米㊁豆类轮作或间套作等ꎮ一些研究表明ꎬ谷子秸秆中的化感物质对下茬小麦㊁玉米㊁谷子自身以及杂草的生长均存在着显著的化感作用[15-16]ꎮ以往研究对于认识和利用谷子秸秆化感效应提供了重要参考ꎬ但这些研究源自不同研究体系ꎬ所以谷子对小麦㊁玉米等作物的化感强弱尚不能进行比较和排序ꎮ为此ꎬ本研究以绿豆[Vignaradiate(L.)Wilczek]㊁红豆[Vignaangularis(Willd.)OhwietOhashi]㊁玉米(ZeamaysL.)㊁小麦(Tritic ̄umaestivumL.)和谷子为受体ꎬ研究谷子不同部位浸提液对这5种作物种子萌发和幼苗生长的影响ꎬ以探明谷子化感物质主要存在的部位ꎬ明确谷子它毒和自毒作用的强弱ꎬ从化感作用角度评价㊁筛选与谷子进行间套轮作的农作物ꎬ为合理间套轮作提供理论参考ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀供试材料试验于2020年10月在河北省农林科学院谷子研究所进行ꎮ供试谷子品种为汇华金米(河北省农林科学院谷子研究所和邢台自然农庄共同选育)ꎬ玉米㊁绿豆和红豆品种分别为冀玉18㊁冀绿9802和冀红17(河北省农林科学院粮油作物研究所选育)ꎬ小麦种子来源于市场ꎬ无详细品种信息ꎮ1.2㊀试验方法1.2.1㊀谷子根、茎和叶浸提液的制备㊀将成熟期健康谷子的根㊁茎㊁叶各部位分开ꎬ阴干粉碎后分76㊀第1期㊀㊀㊀㊀㊀崔纪菡ꎬ等:谷子秸秆水浸提液对5种作物种子萌发及幼苗生长的化感效应分析别称取200g放入锥形瓶中ꎬ加2000mL蒸馏水后置于(20ʃ1)ħ㊁160r min-1的振荡培养箱(型号:HY-10)中振荡浸泡1hꎬ再放置在超声波清洗仪中进行超声震荡30minꎬ静置分层后将上层浑浊液过滤后离心ꎬ得到浓度为100mg mL-1的清澈母液ꎮ用蒸馏水将母液稀释为5㊁20㊁40mg mL-1共3个浓度的浸提液ꎬ对照(CK)为蒸馏水ꎬ所有液体保存于4ħ冰箱中备用ꎮ1.2.2㊀种子萌发与相关指标测定㊀将用75%酒精消毒3min后的种子放入垫有2层灭菌滤纸㊁直径为12cm的培养皿中ꎬ绿豆㊁红豆和玉米每皿放20粒ꎬ小麦和谷子每皿放30粒ꎬ再分别加入4个浓度(5㊁20㊁40㊁100mg mL-1)的浸提液5mLꎬ对照(CK)加蒸馏水ꎬ裹上保鲜膜后放入植物培养箱中培养ꎮ植物培养箱设定白天温度为25ħ㊁湿度70%㊁光照强度4000lx(12h)ꎬ黑夜温度为25ħ㊁湿度80%㊁光照强度0lx(12h)ꎬ每天适当补充相应浓度的浸提液以保持滤纸湿润并记录种子萌发数量ꎬ6d后结束试验ꎮ每个处理重复3次ꎮ另将培养至露白的种子放在直径12cm的培养皿中ꎬ加入浸提液10mLꎬ充分润湿滤纸ꎬ绿豆㊁红豆和玉米每皿放20粒ꎬ小麦和谷子每皿放30粒ꎬ重复3次ꎬ培养条件同前ꎬ7d后移出幼苗测量各项指标ꎮ利用根系扫描系统(型号:WinRHI ̄ZOTRON2012)获取全部萌发幼苗的根长和芽长ꎬ获得总根长㊁总芽长ꎬ总根长和总芽长除以相应的株数获得单株根长和单株芽长ꎮ1.2.3㊀指标计算公式㊀发芽率(%)=发芽种子数/供试种子数ˑ100ꎻ变化率或抑制率(%)=(1-浸提液处理的指标数值/CK指标数值)ˑ100㊀ꎮ1.3㊀数据处理与分析采用DPS数据处理系统对种子发芽率和幼苗根长㊁芽长㊁鲜重等指标进行数据处理和多因素(品种㊁浸提部位㊁浓度)方差分析ꎮ2㊀结果与分析2.1㊀谷子不同部位浸提液对受体种子萌发的影响由表1可知ꎬ谷子根㊁茎㊁叶浸提液对受体种子的发芽率均有抑制作用ꎬ3个部位中ꎬ茎浸提液对玉米的抑制作用最强ꎬ叶浸提液对谷子自身的抑制作用最强ꎬ根浸提液对玉米的抑制作用最强ꎮ总的来说ꎬ茎㊁叶浸提液的抑制作用高于根浸提液ꎮ浸提液的浓度对受体种子的发芽率存在抑制差异ꎮ低浓度的浸提液对绿豆和红豆的发芽率无显著影响ꎬ高浓度的浸提液显著或极显著抑制绿豆和红豆的萌发ꎻ低浓度的浸提液对玉米㊁谷子㊁小麦的发芽抑制有显著影响ꎬ高浓度的浸提液抑制作用更明显ꎬ多为极显著影响ꎮ所有浸提液处理中ꎬ5种作物种子皆在100mg mL-1浸提液浓度下发芽率最低ꎮ浸提液对受体种子萌发的影响不都是负面或者无影响ꎬ较低浓度浸提液提高发芽率的现象也有出现ꎬ如5㊁20mg mL-1浓度的根浸提液相比CK分别提高小麦和玉米种子的发芽率ꎬ即出现 低浓度促进高浓度抑制 的双重效应ꎮ浸提液对种子萌发的影响还与种子本身的种类有关ꎮ以发芽率为考量ꎬ浸提液对绿豆和红豆萌发的抑制作用远低于玉米㊁小麦和谷子ꎬ不同部位浸提液(100mg mL-1)作用下绿豆㊁红豆的发芽率分别为73.3%~95.0%㊁51.7%~90.0%ꎬ玉米㊁小麦和谷子的发芽率仅为18.3%~26.7%㊁17.8%~47.8%和1.1%~56.7%ꎮ本研究中ꎬ谷子根浸提液对5种作物种子萌发的抑制作用排序为红豆<绿豆<谷子<小麦<玉米ꎬ谷子茎浸提液对5种作物种子萌发的抑制作用排序为绿豆<红豆<谷子<玉米<小麦ꎬ谷子叶浸提液对5种作物种子萌发的抑制作用排序为绿豆<红豆<小麦<谷子<玉米ꎮ由上可知ꎬ谷子浸提液对豆科作物种子萌发的抑制作用小ꎬ对谷子自身的抑制主要来源于叶部ꎬ对玉米㊁小麦种子萌发具有明显的抑制作用ꎮ2.2㊀谷子不同部位浸提液对受体作物幼苗生长的影响由表2可知ꎬ与对照相比ꎬ随着茎浸提液浓度的增大(5~100mg mL-1)ꎬ其对红豆㊁绿豆㊁玉米㊁谷子和小麦幼苗鲜重的抑制作用呈波动式增强ꎻ茎浸提液对绿豆㊁红豆㊁小麦和玉米幼苗鲜重皆为86㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀㊀㊀表1㊀谷子浸提液对5种作物种子萌发的影响作物种类浸提液浓度/(mg mL-1)根浸提液发芽率/%抑制率/%茎浸提液发芽率/%抑制率/%叶浸提液发芽率/%抑制率/%红豆0(CK)96.7Aa98.3Aa98.3Aa5100.0Aa-398.3Aa098.3Aa020100.0Aa-396.7Aa296.7Aa240100.0Aab-391.7Aa796.7Aa210090.0Ab751.7Bb4770.0Bb29绿豆0(CK)100.0Aa100.0Aa100.0Aa5100.0Aa0100.0Aa0100.0Aa020100.0Aa0100.0Aa0100.0Aa040100.0Aa0100.0Aa098.3Aa210090.0Ab1095.0Ab573.3Bb27玉米0(CK)88.9Aa97.8Aa91.1Aa583.3Aa685.6Aab1286.7Aab52095.6Aa-886.7Aab1175.6Ab174082.2Aa780.0ABb1885.6Aab610026.7Bb7018.3Bc8120.3Bc78谷子0(CK)68.9Aa75.6ABab86.7Aa565.6Aa585.6Aa-1382.2Aab52065.6Aa581.1ABa-760.0Abc314072.2Aa-565.6Bb1366.7Ac2310056.7Ab1827.8Cc631.1Bd99小麦0(CK)54.4Aab54.4Aa44.4Aa566.7Aa-2342.2Aab2250.0Aa-132043.3Ab2047.8Aa1245.6Aa-34043.3Ab2030.0ABbc4527.8Bb3710047.8Ab1217.8Bc6725.6Bb42㊀㊀注:同列数据后不同大㊁小写字母分别表示不同浓度处理在0.01和0.05水平上差异显著ꎬ下同ꎮ㊀㊀表2㊀不同处理下5种作物幼苗鲜重的变化率作物种类谷子浸提部位不同浓度处理鲜重变化率/%5mg mL-120mg mL-140mg mL-1100mg mL-1红豆根-1.75Aa1.85Aa-2.24Aa-17.04Bb茎-2.33Aa-3.01Aa-13.77Aa-27.93Bb叶-11.09Aa-20.59Bb-21.21Cc-29.55Dd绿豆根-0.54Aa-3.26Aa1.49Aa-25.37Ab茎-5.11Aa-8.52Aa-18.48Ab-59.24Bc叶-16.11Aa-27.11Aab-47.51Aab-70.68Ab玉米根-2.62Aab4.27Aa-9.02Aab-17.49Ab茎-0.91Aa-4.37ABa-23.92BCb-37.89Cb叶5.33Aa-21.42Bb-23.90BCb-37.21Cc谷子根7.41Aa14.81Aa22.22Aa-14.81Aa茎37.93Bb48.28Aa0Aa-51.72Cc叶18.75ABab-12.50Aa-34.38BCb-71.88Cc小麦根23.87Aa-7.16Aab-16.18Ab-6.90Aab茎-10.07Aa-7.38Aa-28.41ABb-47.20Bc叶-1.80Aa-15.68Aab-25.96ABbc-43.70Bc㊀㊀注:同行数据后不同大㊁小写字母分别表示不同浓度处理在0.01和0.05水平上差异显著ꎬ下同ꎮ抑制效应ꎬ对小麦幼苗鲜重具有较强的抑制效应ꎻ低浓度茎浸提液(5㊁20㊁40mg mL-1)对受体谷子幼苗鲜重具有更为明显的促生效果ꎮ高浓度叶浸提液(100mg mL-1)对绿豆和谷子幼苗的抑制效果最强ꎬ分别低于对照70.68%和71.88%ꎮ5mg mL-1低浓度根浸提液处理较对照提高小麦幼苗鲜重23.87%ꎮ对比表2和表3数据可以看出ꎬ谷子茎浸提液对幼苗根长的抑制效应强于对幼苗鲜重的抑制效应ꎮ由表3可知ꎬ整体上看ꎬ叶浸提液对5种受体作物幼苗根长的影响强于根㊁茎浸提液ꎮ与对照相比ꎬ浓度为100mg mL-1时ꎬ叶浸提液和茎浸提液对5种作物幼苗根长的抑制效应达到97.17%~100%ꎬ根浸提液对红豆㊁绿豆㊁玉米和谷子幼苗根长的抑制效应达到55.56%~61.63%ꎬ对小麦幼苗根长的抑制效果较低ꎬ仅为2.75%ꎮ低浓度茎浸提液对玉米(5mg mL-1)㊁小麦(5㊁20㊁40mg mL-1)幼苗根长均有促生效应ꎬ对绿豆和96㊀第1期㊀㊀㊀㊀㊀崔纪菡ꎬ等:谷子秸秆水浸提液对5种作物种子萌发及幼苗生长的化感效应分析㊀㊀表3㊀不同处理下5种作物幼苗根长的变化率作物种类谷子浸提部位不同浓度处理根长变化率/%5mg mL-120mg mL-140mg mL-1100mg mL-1红豆根0Aa0Aa-19.14Bb-55.56Cc茎-5.19Aa-9.91Aa-40.57Bb-97.17Cc叶-5.24Aa-15.72ABb-26.20Bc-97.82Cd绿豆根11.56Aa1.36ABab-8.16Bb-61.22Cc茎-12.26Aa-23.11Aa-57.08Bb-100Cc叶-3.30Aa-22.17Bb-99.06Cc-100Cc玉米根-18.51ABb3.84Aa-31.83BCb-61.63Cc茎12.07Aa-18.72ABab-45.32BCb-99.51Cc叶19.47Aa-55.26Bb-60.26BCb-98.68Cc谷子根47.41Aa31.03ABa37.93Aa-59.48Bb茎-8.50Aa-7.84Aa-9.15Aa-100Bb叶9.86ABa20.42Aa-54.23BCb-100Cc小麦根35.69Aa16.86Aa-5.10Aa-2.75Aa茎32.33Aa10.90Aa30.45Aa-99.25Bb叶-2.68Aa-1.00Aa1.00Aa-99.67Bb红豆皆为抑制效应ꎮ对比表2~表4数据可知ꎬ谷子根㊁茎㊁叶浸提液对幼苗芽长的抑制效应轻于对鲜重和根长的抑制ꎮ从表4中可知ꎬ与对照相比ꎬ浓度为100mg mL-1时ꎬ叶浸提液和茎浸提液对受体作物红豆㊁绿豆幼苗芽长的抑制效应达到91.30%~100%ꎬ对玉米㊁谷子和小麦幼苗芽长的抑制效果较弱ꎻ根浸提液对红豆㊁绿豆和谷子幼苗芽长有促进作用ꎬ对玉米㊁小麦幼苗芽长表现为抑制ꎮ低浓度茎浸提液(5㊁20mg mL-1)对5种受体作物幼苗芽长有促进或轻微抑制效应ꎬ5mg mL-1根㊁叶浸提液对红豆㊁玉米和谷子幼苗芽长有促进效果ꎮ2.3㊀作物种类㊁浸提部位和浸提液浓度对作物萌发生长的影响作物种类㊁浸提部位和浸提液浓度三因素对各个指标均值的影响及差异分析结果见表5ꎮ可知ꎬ作物种类影响自身的萌发生长ꎬ不同作物的发芽率㊁鲜重㊁根长和芽长差异极显著ꎮ不同浸提部位对作物萌发生长的影响不同ꎬ与其他部位相比ꎬ叶部浸提液对所有指标的抑制作用最大ꎬ根部浸提液对除芽长外的所有指标的抑制作用最小ꎮ随着浸提液浓度增加ꎬ种子发芽率和幼苗鲜重随之下降ꎬ其中CK发芽率和幼苗鲜重最高ꎬ100mg mL-1浸提液浓度下两者值最低ꎻ随着浸提液浓度增加ꎬ根长和芽长值呈现先上升后下降趋势ꎬ5mg mL-1浸提液浓度下根长和芽长值最大ꎬ100mg mL-1浸提液浓度下最小ꎮ㊀㊀表4㊀不同处理下5种作物幼苗芽长的变化率作物种类浸提部位不同浓度处理芽长变化率/%5mg mL-120mg mL-140mg mL-1100mg mL-1红豆根21.64Bb9.70BCbc-8.21Cc66.42Aa茎3.73Aa-16.15Bb-21.74Bb-91.30Cc叶22.65Aa-20.99Bb-30.39Bb-95.03Cc绿豆根-16.05Bb3.09ABa4.32ABab24.69Aa茎-3.70Aa-5.09Aa-31.48Bb-100Cc叶-21.92ABb-4.57Aa-33.79Bb-100Cc玉米根14.47Aa-5.26Bb5.26ABa-67.76Cc茎11.11Aa5.56Aa-5.56Aa-12.50Aa叶11.49Aa4.05Aa-6.08Aa-45.27Bb谷子根10.64Aa-3.55Aa-3.55Aa14.18Aa茎-7.04Aa-7.75Aa13.38Aa7.75Aa叶0.74Aab18.52Aa-4.44Ab-96.30Bc小麦根-22.88BCbc11.81Aa5.17ABab-48.34Cc茎24.72Aab12.55Aab41.33Aa-7.01Ab叶-9.72Bb-6.58ABb22.57Aa-54.23Cc㊀㊀表5㊀作物种类㊁浸提部位和浸提液浓度整体上㊀㊀对作物种子萌发与幼苗生长的影响类别因子发芽率/%鲜重/g根长/cm芽长/cm作物种类红豆92.2Bb9.5Bb14.9Cc13.8Cc绿豆97.1Aa6.4Cc12.6CDc15.7Bb玉米83.8Cc26.0Aa28.7Aa13.9Cc谷子64.1Dd0.3Ee11.7Dd13.4Cc小麦42.7Ee3.5Dd25.6Bb28.0Aa浸提部位根80.0Aa10.0Aa20.4Aa17.0ABab茎74.8Bb9.1Bb18.6ABb17.5Aa叶73.1Bb8.4Cc17.1Bb16.5Bb浸提液浓度/(mg mL-1)0(CK)83.7Aa10.4Aa24.2ABab18.6Aa582.96Aab10.2Aa25.8Aa18.8Aa2079.6ABb9.6Bb22.2Bb18.6Aa4076.0Bc8.5Cc17.2Cc18.4Aa10057.6Cd7.0Dd4.1Dd10.4Bb2.4㊀影响作物种子萌发和幼苗生长的多因素方差分析对作物种类㊁浸提部位和浸提液浓度三因素下的各个指标进行方差分析ꎬ结果见表6ꎮ就独立影响而言ꎬ作物种类㊁浸提液部位和浸提液浓度各自显著或极显著影响种子发芽率和幼苗鲜重㊁根长和芽长ꎮ就交互影响而言ꎬ作物种类㊁浸提部位和浸提液浓度的交互作用也显著或极显著影响07㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀种子发芽率和幼苗鲜重㊁根长和芽长ꎮ各因素中ꎬ作物种类对种子发芽率(F=9.37)和芽长(F=367.95)的影响较大ꎬ浸提部位对幼苗鲜重(F=6.91)的影响较大ꎬ浸提液浓度对根长(F=127.34)的影响最大ꎮ三因素的交互作用对种子发芽率(F=127.34)㊁幼苗鲜重(F=368.81)的影响最大ꎬ浸提部位和浸提液浓度的交互作用对根长(F=6.91)和芽长(F=27.00)的影响较大ꎮ㊀㊀表6㊀影响作物种子萌发和幼苗生长的多因素方差分析指标变异来源平方和自由度均方F值P值发芽率区组因子0.020.05.450.95作物种类(A)9.142.39.37<0.001浸提部位(B)0.220.15.62<0.001浸提液浓度(C)2.140.52.69<0.001AˑB0.180.01.090.01AˑC0.7160.0103.13<0.001BˑC0.580.17.68<0.001AˑBˑC0.6320.0127.34<0.001幼苗鲜重区组因子1.720.93.710.53作物种类(A)18055.544513.96.63<0.001浸提部位(B)94.1247.16.91<0.001浸提液浓度(C)368.2492.02.43<0.001AˑB172.2821.51.25<0.001AˑC325.01620.367.32<0.001BˑC60.687.615.28<0.001AˑBˑC87.3322.7368.81<0.001单株根长区组因子59.6229.81.090.34作物种类(A)11227.942807.0103.13<0.001浸提部位(B)418.32209.17.68<0.001浸提液浓度(C)13864.443466.1127.34<0.001AˑB808.38101.03.71<0.001AˑC2886.116180.46.63<0.001BˑC1503.98188.06.91<0.001AˑBˑC2115.93266.12.43<0.001单株芽长区组因子18.529.21.950.15作物种类(A)6960.241740.1367.95<0.001浸提部位(B)36.1218.13.820.02浸提液浓度(C)2429.74607.4128.45<0.001AˑB564.2870.514.91<0.001AˑC1000.51662.513.22<0.001BˑC1021.48127.727.00<0.001AˑBˑC1733.43254.211.45<0.001㊀㊀注:P<0.01和P<0.05分别表示差异达到极显著和显著水平ꎮ3㊀讨论3.1㊀谷子不同部位的化感效应化感效应的强度与来源部位有关ꎮ郑阳霞等[17]研究表明西瓜的茎叶浸提液对自身种子萌发生长的抑制效应高于根浸提液ꎮ燕麦根浸提液对垂穗披碱草种子萌发的综合化感效应强于茎叶浸提液[18]ꎮ章黎黎等[19]在玉米植株浸提液的研究中ꎬ认为玉米茎叶浸提液的抑制作用最强ꎬ根浸提液的抑制作用最弱ꎮ王宁等[20]的研究也表明ꎬ小麦不同部位相同质量浓度浸提液对节节麦幼苗的化感抑制作用强弱为茎叶ȡ根ꎮ以上研究明确了化感的重要部位在于秸秆ꎬ但没有探明叶部和茎部的化感效应排序ꎮ本研究中ꎬ谷子根㊁茎㊁叶浸提液对受体作物种子的萌发和幼苗生长均存在抑制作用ꎬ叶浸提液的抑制作用最强ꎬ茎浸提液其次ꎬ根浸提液最弱ꎮ因此ꎬ在实际生产中ꎬ降低谷子叶的还田比例是降低化感毒害的有效措施ꎮ3.2㊀不同浸提液浓度的化感效应本研究中出现的 高抑低促 效应ꎬ即高浓度的谷子茎浸提液对绿豆㊁红豆㊁玉米㊁小麦和谷子的抑制作用最大ꎬ部分低浓度茎浸提液处理则表现为促进生长作用ꎬ这与大多数利用水浸提液法研究作物化感作用的结果相似ꎮ董淑琦等[15]研究了谷子叶和茎的浸提液对玉米幼苗生长的影响ꎬ也获得一致的结论ꎮ秸秆浸提液存在的 高抑低促 的化感现象ꎬ原因可能是其影响了受体作物的生理生化反应[21]ꎮ王园园等[16]研究了谷子茎秆浸提液对自身幼苗生长的自毒作用ꎬ结果表明ꎬ随着浸提液浓度的增加ꎬ谷子幼苗相关酶(SOD㊁POD)活性表现出先增加后降低趋势ꎮ谷子秸秆浸提液还会影响作物的光合和荧光特征ꎬ研究表明ꎬ高浓度的谷子秸秆浸提液使小麦的叶绿素荧光参数明显下降ꎬ叶片发生光抑制ꎬPSⅡ复合体受到损害[15]ꎮ当谷子秸秆水浸提液浓度较低时ꎬ玉米的叶绿素荧光参数Fv/Fm㊁Y(Ⅱ)和ETR得到提升ꎬ促进玉米生长[22]ꎮ在秸秆还田试验中ꎬ当秸秆还田量达到4000kg hm-2㊁秸秆长度缩短到1cm时ꎬ即可检测出秸秆对根围土壤细菌多样性㊁碳水化合物代谢㊁氨基酸代谢和能量代谢通路上的相关基因表达的化感抑制效应[23]ꎮ以上研究表明ꎬ过量秸秆还田存在化感抑制风险ꎮ3.3㊀不同受体作物的化感反应轮作和间套作是避免和减少连作障碍发生及土传病害的一种传统而有效的农业种植模式ꎬ有利于提高农业生态系统的生产力[24]ꎮ研究谷子17㊀第1期㊀㊀㊀㊀㊀崔纪菡ꎬ等:谷子秸秆水浸提液对5种作物种子萌发及幼苗生长的化感效应分析浸提液对5种作物化感效应的影响ꎬ可为谷子连作障碍机制研究和建立合理轮作㊁间套作制度提供一定的参考ꎮ利用作物间化感互作的特点ꎬ有助于提出作物间作及轮作的最佳作物种类ꎮ本研究中ꎬ谷子根浸提液对5种作物种子萌发的抑制作用排序为红豆<绿豆<谷子<小麦<玉米ꎬ谷子茎浸提液对5种作物种子萌发的抑制作用排序为绿豆<红豆<谷子<玉米<小麦ꎬ谷子叶浸提液对5种作物种子萌发的抑制作用排序为绿豆<红豆<小麦<谷子<玉米ꎮ3.4㊀秸秆化感效应的应用与化学消减利用植物化感作用防治农田杂草ꎬ可以达到减少化学除草剂使用㊁减轻环境压力㊁降低生产成本㊁增加作物产量等目的ꎮ化感抗性水稻材料在不使用除草剂条件下对杂草的控制作用可达80%~90%ꎬ作物产量与化感潜力呈极显著正相关[25]ꎮ曹鹏[26]研究证实了谷子秸秆浸提液对4种杂草生长的化感作用ꎬ杂草的种子发芽率㊁根长㊁根鲜重随稀释倍数增加呈先上升后下降趋势ꎮ当谷子秸秆还田量达到4000㊁8000㊁12000kg hm-2时ꎬ杂草株防效分别为6.0%㊁22.7%㊁31.1%ꎬ鲜重防效分别为7.3%㊁20.8%㊁35.1%ꎬ还田秸秆量越高杂草防效越高ꎮ利用化学手段能够减轻或者消除化感毒害ꎮ李逢雨等[27]用1mg L-1赤霉素浸泡小麦种子30min能够降低稻草浸提液对小麦种子萌发的抑制作用ꎮ与此类似ꎬ60mg L-1赤霉素处理能够缓解高浓度人参株体浸提液对桔梗种子萌发的抑制作用[28]ꎮ以上研究结果为后期研究解决秸秆化感作用和连作障碍等难题提供了参考方向ꎮ4㊀结论谷子根㊁茎㊁叶浸提液对绿豆㊁红豆㊁小麦㊁玉米和谷子自身发芽率和生长均有抑制作用ꎬ叶部浸提液抑制作用最强ꎬ根部浸提液的抑制作用最弱ꎮ随着浸提液浓度的提升ꎬ浸提液对受体种子的发芽率㊁幼苗鲜重㊁根长和芽长抑制作用加剧ꎮ谷子秸秆浸提液对红豆和绿豆的化感负面效应最弱ꎬ对谷子和玉米的化感负面效应最强ꎮ综合来看ꎬ绿豆更适宜与谷子进行间作㊁套作和轮作ꎮ鉴于冬小麦+夏玉米/夏谷子是华北夏谷种植区的常见模式ꎬ根据本研究结果ꎬ建议在小麦+夏玉米/夏谷子种植模式中ꎬ适当引入绿豆或者红豆进行轮作倒茬或者间作改良ꎬ以达到减轻或者消除化感效应的目的ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[1]㊀陈锋ꎬ孟永杰ꎬ帅海威ꎬ等.植物化感物质对种子萌发的影响及其生态学意义[J].中国生态农业学报ꎬ2017ꎬ25(1):36-46.[2]㊀El ̄Maarouf ̄BouteauHꎬSajjadYꎬBazinJꎬetal.Reactiveoxy ̄genspeciesꎬabscisicacidandethyleneinteracttoregulatesun ̄flowerseedgermination[J].PlantꎬCell&Environmentꎬ2015ꎬ38(2):364-374.[3]㊀马树庆ꎬ王琪ꎬ张铁林ꎬ等.吉林省中部玉米出苗率和产量对播种-出苗期水分胁迫的反应及其气象评估[J].应用生态学报ꎬ2014ꎬ25(2):451-457.[4]㊀李文红ꎬ张朝显ꎬ曹丹.6种杂草水浸提液对水稻种子发芽和幼苗生长的影响[J].杂草学报ꎬ2018ꎬ36(1):25-30. [5]㊀王一峰ꎬ王明霞ꎬ孟彦斌ꎬ等.半夏不同部位浸提液对小麦种子萌发及幼苗生长的化感效应[J].西北农业学报ꎬ2016ꎬ25(8):1173-1179.[6]㊀颜仕龙ꎬ蔡波ꎬ唐华玲ꎬ等.苦瓜不同部位化感作用研究[J].中国农业科技导报ꎬ2018ꎬ20(8):100-107. [7]㊀耿广东ꎬ程智慧ꎬ张素勤.不同浓度的辣椒化感物质对莴苣化感效应研究[J].华北农学报ꎬ2008ꎬ23(2):30-33. [8]㊀周艳丽ꎬ程智慧ꎬ孟焕文.大蒜根系分泌物对不同受体蔬菜的化感作用[J].应用生态学报ꎬ2007ꎬ18(1):81-86. [9]㊀王璞ꎬ赵秀琴.几种化感物质对棉花种子萌发及幼苗生长的影响[J].中国农业大学学报ꎬ2001ꎬ6(3):26-31. [10]赵绪生ꎬ齐永志ꎬ闫翠梅ꎬ等.小麦㊁玉米两熟秸秆还田土壤中6种有机酸对小麦纹枯病的化感作用[J].中国农业科学ꎬ2020ꎬ53(15):3095-3107.[11]张翰林ꎬ吕卫光ꎬ郑宪清ꎬ等.不同秸秆还田年限对稻麦轮作系统温室气体排放的影响[J].中国生态农业学报ꎬ2015ꎬ23(3):302-308.[12]朱利群ꎬ张大伟ꎬ卞新民.连续秸秆还田与耕作方式轮换对稻麦轮作田土壤理化性状变化及水稻产量构成的影响[J].土壤通报ꎬ2011ꎬ42(1):81-85.[13]李波ꎬ石晓旭ꎬ刘建ꎬ等.水稻秸秆还田对小麦化感作用研究进展[J].安徽农业科学ꎬ2021ꎬ49(4):26-28. [14]王立光ꎬ叶春雷ꎬ陈军ꎬ等.轮作小麦消减胡麻连作障碍的效应研究[J].干旱地区农业研究ꎬ2020ꎬ38(2):158-163ꎬ184.[15]董淑琦ꎬ原向阳ꎬ胡春艳ꎬ等.谷子秸秆水浸提液对下茬冬小麦苗期化感作用的影响[J].中国农业大学学报ꎬ2015ꎬ20(5):31-38.[16]王园园ꎬ董淑琦ꎬ原向阳ꎬ等.谷子茎秆水浸提液对其种子萌发及幼苗生长的自毒作用[J].中国农业大学学报ꎬ2019ꎬ24(6):38-48.[17]郑阳霞ꎬ唐海东ꎬ李焕秀ꎬ等.嫁接西瓜根㊁茎叶的化感效应27㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀及化感物质的鉴定[J].核农学报ꎬ2011ꎬ25(6):1280-1285.[18]周娟娟ꎬ魏巍ꎬ谢文栋ꎬ等.燕麦植株浸提液对垂穗披碱草种子萌发和幼苗生长的化感作用[J].中国草地学报ꎬ2021ꎬ43(8):18-25.[19]章黎黎ꎬ李兴武.玉米不同部位水浸提液对绞股蓝种子的化感作用研究[J].种子ꎬ2018ꎬ37(8):79-82ꎬ87. [20]王宁ꎬ袁美丽ꎬ陈浩.小麦水浸提液对节节麦种子萌发和幼苗生长的影响[J].浙江农林大学学报ꎬ2018ꎬ35(1):112-120.[21]周武先ꎬ熊琳珂ꎬ张雅娟ꎬ等.化感作用对川党参种子萌发及幼苗生长的影响[J].山东农业科学ꎬ2022ꎬ54(11):76-85.[22]董淑琦ꎬ原向阳ꎬ温银元ꎬ等.谷子秸秆水浸提液对玉米苗期生长的化感作用研究[J].中国农业大学学报ꎬ2016ꎬ21(8):35-42.[23]冯茹姬ꎬ胡春艳ꎬ董淑琦ꎬ等.谷子秸秆雨水淋溶物对其根围土壤细菌多样性的化感效应[J].中国农业大学学报ꎬ2022ꎬ27(4):61-72.[24]蒋丽ꎬ郭瑞齐ꎬ管仁伟ꎬ等.基于微生态平衡消减西洋参连作障碍策略[J].山东农业科学ꎬ2021ꎬ53(4):151-156. [25]郭怡卿ꎬ陆永良.水稻化感作用与杂草的生物防治[J].中国生物防治学报ꎬ2015ꎬ31(2):157-165.[26]曹鹏.谷子秸秆对谷田杂草化感作用及防效的研究[D].太原:山西农业大学ꎬ2020.[27]李逢雨ꎬ孙锡发ꎬ冯文强ꎬ等.水稻秸秆水浸提液对小麦的化感作用研究[J].西南农业学报ꎬ2008ꎬ21(4):960-964. [28]哈洋ꎬ李俊杰ꎬ杨嘉帅ꎬ等.人参浸提液对桔梗种子萌发的影响[J].黑龙江农业科学ꎬ2022(1):71-75.37㊀第1期㊀㊀㊀㊀㊀崔纪菡ꎬ等:谷子秸秆水浸提液对5种作物种子萌发及幼苗生长的化感效应分析。
植物浸提液对小麦种子萌发及幼苗生长的影响实验报告

植物浸提液对小麦种子萌发及幼苗生长的影响实验报告实验目的:探究不同植物浸提液对小麦种子萌发及幼苗生长的影响。
实验原理:植物浸提液是指将植物材料浸泡在水中,使其有效成分溶解于水中形成的溶液。
植物浸提液中含有多种植物激素和营养物质,可以对植物的生长发育产生影响。
本实验通过观察小麦种子在不同植物浸提液中萌发及幼苗生长的情况,来探究植物浸提液对小麦的影响。
实验步骤:1. 将小麦种子放入无菌培养皿中,每个培养皿放置20粒小麦种子。
2. 准备5种不同的植物浸提液,分别为水、葡萄糖溶液、维生素C溶液、吲哚乙酸溶液和脱落酸溶液。
3. 将每种植物浸提液分别倒入对应的培养皿中,使小麦种子完全浸泡在液体中。
4. 将培养皿放置在室温下,保持适宜的湿度,观察小麦种子的萌发情况。
5. 每天记录小麦种子的萌发率和幼苗的生长情况,包括根长、茎长和叶片数量等指标。
6. 实验结束后,统计分析各组数据,比较不同植物浸提液对小麦种子萌发及幼苗生长的影响。
实验结果:根据实验观察和数据统计,得到以下结果:1. 水组:小麦种子的萌发率为100%,幼苗的根长、茎长和叶片数量均较为均匀。
2. 葡萄糖溶液组:小麦种子的萌发率为95%,幼苗的根长、茎长和叶片数量均较为均匀。
3. 维生素C溶液组:小麦种子的萌发率为80%,幼苗的根长、茎长和叶片数量均较为均匀。
4. 吲哚乙酸溶液组:小麦种子的萌发率为70%,幼苗的根长、茎长和叶片数量均较为均匀。
5. 脱落酸溶液组:小麦种子的萌发率为60%,幼苗的根长、茎长和叶片数量均较为均匀。
实验结论:根据实验结果可以看出,不同植物浸提液对小麦种子萌发及幼苗生长有一定的影响。
水和葡萄糖溶液对小麦种子的萌发和幼苗生长有促进作用,而维生素C溶液对小麦种子的萌发和幼苗生长影响较小。
吲哚乙酸溶液和脱落酸溶液对小麦种子的萌发和幼苗生长有一定的抑制作用。
实验启示:植物浸提液中含有多种植物激素和营养物质,可以对植物的生长发育产生影响。
水稻秸秆免耕还田对小麦和蚕豆生长影响的评价

肥, 然后用安装在 中型 轮式拖拉机S N H 5 5 0 — 4 l l 上的开沟浅 耕灭茬机将秸秆翻埋在土壤 中。
1 . 2 试 验设 计
试验共设 9个处理 ( 见表 l 、2 ) ,3 次重复 ,其中 , 小麦 6 个处理 。每处理小 区面积为 6 7 8 . 0 m0 ;蚕豆 3 个处理 ,每
与后茬作物争 早播 、 早出苗之 间的矛盾 比较突 出 , 且这 些水 稻品种的植株高 、秸秆量大 , 采用 传统的秸秆还 田方式 ( 浅
耕灭茬 ) 常常给 后茬 作物生长带来 一定的影响 , 如出现后茬
作物 出苗不齐 、 遇寒冷天气麦苗易受 冻害等现象 。为确保粮 食高产稳产 , 笔者根据崇 明县农业生 产特 点和部分地 区农机
处理小 区面积 为8 6 0 . 0 m 。供试小 麦品种为 “ 扬麦 1 5 8 ” , 千 粒重 3 9 g,用种量为 l 2 . 5 k g / 6 6 7 m。 ;供试蚕豆 品种为 “ 启豆 l 号” ,千粒 重 8 5 g,用种量为 9 k g / 6 6 7 m 。
上 海农业 科技
2 0 1 4 — 5
水稻秸秆 免耕还 田对小麦和蚕豆生长影 响的评价
包士忠 施 俭 郭锦晶 孙立超 陆 亮 ( 上海市崇明县农业技术推广 中心 2 0 2 1 5 0 ) 施建国 ( 上海市崇明县三星镇农业技术推广综合服务中心.2 0 2 1 5 2 )
摘 要 :为探索在 农 机力量 较薄 弱地 区开展 水稻秸秆 全量还 田的 可行性 ,从 2 o 1 2年秋播 起 ,以小麦 和蚕豆为 试 验材料 ,开展 了水稻 秸 秆免 耕 还 田技 术对 后 茬作 物生 长 影响 的试 验评 价 。 结果 表 明 ,在 水 稻收 割前 套 播麦 种和
水稻秸秆提取物对几种杂草的抑制效果及其安全性研究

水稻秸秆提取物对几种杂草的抑制效果及其安全性研究作者:蔡傅红曲润波王耀强赵婕如盛先锋王云鹏来源:《现代农业科技》2019年第05期摘要本研究采用室内生测方法,测定了水稻秸秆水浸提液对杂草和作物发芽率的影响,研究了不同浓度浸提液对杂草和作物的化感作用。
结果表明,可以把水稻秸秆作为硬草和王不留行除草剂的研究植物;在研究水稻秸秆提取液作为狗尾草有效的除草剂时,应使用浓度≥0.04g/mL的提取液。
同时,还研究了秸秆提取液对作物的除草安全性。
研究结果表明,种植韭菜、番茄和萝卜时不可以使用水稻秸秆提取液研制的除草剂;种植小麦时可以使用浓度<0.01g/mL的水稻秸秆提取液研制的除草剂;在种植白菜时可以使用浓度<0.02g/mL的水稻秸秆提取液研制的除草剂。
关键词水稻秸秆提取液;杂草;抑制作用;化感作用中图分类号 S47文献标识码 A文章编号 1007-5739(2019)05-0091-03目前,除草方式主要分为人工除草和化学除草,人工除草效率低,不适合农业产业化发展的需要;化学除草适合机械化生产,工作效率高,采用化学除草剂可有效地控制许多杂草,但对环境污染比较大1-2。
在一些地区,长残效除草剂品种仍然在大面积使用,而且由于相对落后的农药工业,常出现农药产品杂质超标的现象,如本是十分安全的苄嘧磺隆,也由于产品杂质超标,给一些地区水稻造成了药害啊。
我国也报道了塘蒿稗草、看麦娘等5种杂草生物型对丁草胺、百草枯、绿麦隆、杀草丹等除草剂产生了抗药性4。
近年来,化学药剂的大量使用引发了一系列的问题,如除草剂抗性杂草植株的出现、土壤污染、水质退化以及对非杂草生物(特别是人畜)的危害等I5。
利用生物技术除草是植物保护学发展的有效途径,,该技术经济安全、效果持久且不污染环境,符合人与自然和谐发展的理念,将占据重要地位问。
秸秆还田是保证我国农业持续稳定发展的重要途径。
近年来,在国家对农作物秸秆资源合理利用政策的推动下,我国科学家已在秸秆还田对培肥土壤及提高作物产量等方面做了大量研究和积累了大量资料-1。
谷子秸秆水浸提液对5 种作物种子萌发及幼苗生长的化感效应分析

谷子秸秆水浸提液对5种作物种子萌发及幼苗生长的化感效应分析作者:崔纪菡鲁一薇夏雪岩刘猛刘建军赵宇李顺国来源:《山东农业科学》2024年第01期摘要:从化感作用角度筛选适宜与谷子[Setariaitalica(L.)Beauv.]进行间套轮作的农作物,为建立合理的谷子间套轮作体系提供参考依据。
采用水提法制备谷子根、茎、叶浸提液,每种浸提液设4个浓度梯度(5、20、40、100mgmL-1),以蒸餾水为对照(CK),研究谷子植株三部位浸提液对受体作物绿豆[Vignaradiate(L.)Wilczek]、红豆[Vignaangularis(Willd.)OhwietOhashi]、玉米(ZeamaysL.)、小麦(TriticumaestivumL.)和谷子种子萌发、幼苗生长的影响。
结果表明,谷子根、茎、叶浸提液对受体作物种子发芽率和幼苗生长均有抑制作用,叶部浸提液抑制作用最强,根部浸提液的抑制作用最弱。
随着浸提液浓度增加,其对受体种子的发芽率和幼苗鲜重、根长、芽长抑制作用加重。
整体上看,谷子秸秆浸提液对5种作物种子萌发的抑制作用由小到大排序为绿豆<红豆<小麦<谷子<玉米。
综合来看,绿豆更适宜与谷子进行间作、套作和轮作。
关键词:谷子;化感效应;种子萌发;幼苗生长;秸秆浸提液中图分类号:S314文献标识号:A文章编号:1001-4942(2024)01-0066-08植物化感作用是指植物通过根系分泌、茎叶挥发、雨水淋溶、残体分解等途径释放化学物质到环境中,从而抑制或促进周围其他植物(或微生物)生长发育的现象,可分为他毒和自毒两种[1] 。
化感物质的收集方法有水蒸气蒸馏法、溶剂浸提法、培养吸附法和厌氧腐解法等。
种子萌发是植物生命周期中的关键环节[2-3] ,因此,供体对受体植物种子萌发和幼苗生长的影响是研究植物化感作用最重要的测定方法之一[4-6] 。
化感物质对种子萌发表现为促进还是抑制,与化感物质种类、浓度以及供受体种类有很大关系[7-9] 。
水稻秸秆水浸提液对小麦的化感作用研究

要: 本文采用 室内培养实验 , 通过测定水稻秸秆水浸提液对小麦发芽率、 幼苗高度和根长的影响, 究了不同浸提 液浓度 对小 研
麦幼苗 的化感作用。结果表明: 水稻秸秆水浸提液对小麦发芽和幼苗生长的影响总体上表现为低促 、 高抑。 即低浓度的浸提 液对 小麦发芽有促进 作用 , 较高浓度 的浸提液对小麦发芽产 生抑制作 用, 浓度 越高, 抑制作用越 强。在 浸提 液质量浓度为 O O mL .1 ( 时, 低) 浸提液对小麦发芽有微 弱的影响, 对幼苗生长有显著的促进作用。在浸提液质量浓度 为 O O / ( .2 gmL 中)时, 浸提 . th ascn ett no . 1gmL teet c sgt rm t e iai u i icnye— oesvr t l l ti eetA em s ocn ai f O / ,h x at lhl po o gr nt nb t g f at n eh l p c t ro 0 r i y d e m o sn i l
水 稻 秸 秆 水 浸 提 液 对 小 麦 的化 感 作 用 研 究
李逢 雨 孙锡发 冯文强 秦鱼生 王 昌全 涂仕华h , , , , ,
(. 1四川省农业科学 院土壤肥料研究所 , 四川 成都 606 ;. t1 1062  ̄/农业大学资环学院 。 1 四川 雅安 651) 204
农杆菌浸种处理对小麦种子萌发及幼苗生长发育的影响_徐开杰 (1)

西北植物学报,2011,31(5):0985-0994Acta Bot.Boreal.-Occident.Sin.文章编号:1000-4025(2011)05-0985-10农杆菌浸种处理对小麦种子萌发及幼苗生长发育的影响徐开杰,史丽丽,刘曙东,奚亚军*(西北农林科技大学农学院,陕西杨陵712100)摘要:以小麦品种(系)ö郑9023ø、ö中13ø和ö西农1376ø为主区,分别以农杆菌菌液浓度、农杆菌生长阶段和农杆菌侵染时间为副区,研究了农杆菌浸种处理后小麦种子萌发及幼苗生理生化特性变化.结果表明,小麦品种(系)分别与农杆菌菌液浓度、农杆菌生长阶段和侵染时间的互作效应不显著;随着农杆菌菌液浓度的增加,小麦种子发芽率、幼苗株高、鲜重、叶绿素含量呈下降趋势,M DA含量、白化苗率、卡那霉素抗性苗率则呈上升趋势,而PO D活性则呈先升后降的趋势,小麦种子及幼苗受到的伤害逐渐增大,尤其是农杆菌菌液浓度超过1.5OD后小麦幼苗受到的伤害更为明显;对数生长阶段的农杆菌活性最高,该阶段处理的小麦种子发芽率、幼苗株高、鲜重、叶绿素含量达到最低,而P OD活性、M DA含量、白化苗则达到最大,小麦种子及幼苗受到的伤害也最为明显;随着农杆菌侵染时间的延长,小麦种子萌发及幼苗生长发育的各项指标表现出与农杆菌菌液浓度处理相同的变化趋势,尤其是侵染时间超过1.5h时,小麦种子萌发及幼苗生长发育受到了显著抑制;各小麦不同品种(系)对农杆菌的反应存在一定基因型差异.研究发现,依据小麦种子萌发及幼苗生理生化特性影响和卡那霉素抗性苗率表现,浸种转化法中的农杆菌菌液浓度应控制在1.5O D左右,生长阶段宜选用对数生长期,侵染时间以1.5h较为适宜.关键词:小麦;农杆菌;浸种;生长发育中图分类号:Q945.34文献标志码:AWheat S eeds Germination and Seedling Growth and Development withDifferent Seeds Soaking Treatments of Agrobacterium tumef aciensXU Ka-i jie,SH I L-i li,LIU Shu-do ng,XI Ya-jun*(College of Agronomy,Northw est A&F U nivers ity,Yangling,S haanxi712100,Chin a)Abstract:With the w heat v ar ieties(öZheng9023ø,öZho ng13ø,öXinong1376ø)as the dom inated facto rs,the concentration,the gro w th and the infectio n time of Agr obacter ium tumef aciens as the deputy factors,the effect of w heat seed g erm ination and seedling phy sio-biochem ical char acteristics w er e studied,using A.tu-mef aciens-soaking method.The results show ed that the interaction effect of v ar ieties and the co ncentra-tion,the grow th,the infection tim e o f A.tum ef aciens w er e not sig nificant;With the A.tumef aciens concen-tration increased,the w heat seed g erm ination rate,the seedling heigh,fresh w eig ht and chlorophyll content w ere dow ntr end,and the seedling MDA co ntent,Albinism rate and Kan-resistant seedling s r ate w ere up-trend,and the seedling POD activ ities w ere increased at first and then decreased,and the result of the elec-tro n micr oscopy scanning of seedling roots show ed that the damage increased.Especially w hen the concen-tration mo re than1.5OD,seedling s suffered m ore sig nificant damage;T he grow th of A.tumef aciens in24 *收稿日期:2010-04-01;修改稿收到日期:2011-02-28基金项目:转基因生物新品种培育科技重大专项(2008ZX080022003);西北农林科技大学人才支持计划(01140306);西北农林科技大学基本科研业务费专项资金(CX200903)作者简介:徐开杰(1981-),男(汉族),硕士研究生,主要从事小麦基因工程研究.E-m ail:x ukaijie@*通讯作者:奚亚军,教授,博士生导师,主要从事植物基因工程研究.E-mail:xiyajun11@h(log arithm ic g row th phase)w as the m ost active,and the germination rate of seed,the heig ht,the fresh w eight and the chlorophyll content o f seedling r eached the lo w est,and the POD activ ity,the M DA content and the albinism rate w ere the highest,and the damage of A.tumef aciens w as the most;T he tendency of the g er mination rate of seed and the phy siolog y and biochemistry of seedling w ith the infection time w as similar to the co ncentration,and the seedling gr ow th and dev elo pm ent w as mo re o bviously inhibited w hen the infection time incr eased to m ore than1.5h;The effects o f A.tumef aciens w ere different amo ng w heat varieties.T he m ost appropiate co ncentratio n of A.tumef aciens need to be controlled below1.5OD,and the grow th time of A.tumef aciens m ay be the24h(log arithmic grow th phase)and the infection time of ag robacterium tum efaciens should be1.5h for reducing w heat stress injury and increasing Kanam ycin re-sistant rate.Key words:wheat;Ag robacter ium tumef aciens;soaking seed;g row th and dev elo pment自1992年V asil等[1]利用基因枪法成功获得小麦转基因植株以来,基因枪法已发展成为小麦遗传转化最主要的方法,约有90%的转基因小麦植株都是采用该方法获得的.基因枪转化方法受作物种类、基因型和器官的影响较小,但因其整合率低,容易出现多拷贝,稳定遗传表达效率较差使其应用受到限制.花粉管通道法等DNA直接导入法在小麦上也有少数成功报道,但因其转化效率极低及可信性存有争议,前景也趋黯淡[2-4].随着分子生物学的发展,农杆菌介导法已成为一种最常用的遗传转化方法,在植物遗传改良方面展示出广阔的应用前景,在多数双子叶植物和少数单子叶植物中已经实现了较为高效的转化[5-8].与其他转化方法相比,农杆菌介导的基因转化系统具有转化的外源DNA结构完整、遗传稳定、拷贝数低、转化的DNA片段较大等优点,已成为目前大多数植物基因转化的首选方法[9-11].然而,农杆菌介导法对组织培养技术依赖性强,其在植株再生较为困难的小麦上的应用受到了很大限制,目前仅有少数成功的报道[12-13].探索一种既能利用农杆菌介导体系的优点,又避开组织培养途径的转化方法,将对小麦遗传转化研究起到很大的促进作用.目前,采用农杆菌浸种法在拟南芥﹑黄瓜﹑番茄、水稻和小麦上均取得了初步成功[14-17].虽然转化效率普遍较低,但却表明利用农杆菌浸种法对植物进行遗传转化具有一定的可行性,为探寻避开严格的组织培养实现转化提供了一条简便易行的途径.小麦是主要的粮食作物,在农业生产中占据十分重要的地位,采用转基因方法对其进行遗传改良已成为目前的研究热点之一,开展农杆菌浸种法转化小麦的探索性研究具有重要的现实意义.而在农杆菌介导的植物遗传转化中,从植物自身生长发育出发,农杆菌侵染对植物是一种外界环境的胁迫作用.而植物处在逆境条件下往往呈现出衰老加速的趋势,表现生长发育迟缓、叶片中叶绿素含量降低、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CA T)的活性随着叶片衰老而下降,膜脂过氧化产物(MDA)含量上升等[18-20].因此,利用农杆菌浸种法进行遗传转化时,植物也可能会表现出逆境条件下的应激反应,也就必然会对遗传转化的效率产生影响.本试验通过分析农杆菌浸种后小麦种子萌发和幼苗生长发育的相关指标,以确定农杆菌对小麦种子萌发和幼苗生长发育的影响,为小麦乃至其他植物农杆菌浸种法遗传转化体系的建立和转化效率的提高提供一定参考.1材料和方法1.1材料供试小麦材料为ö郑9023ø、ö中13ø和ö西农1376ø,种子由国家小麦改良中心杨凌分中心小麦分子育种课题组提供.供试农杆菌菌株为EH A105,由美国诺贝尔基金会分子生物学实验室提供.1.2方法1.2.1小麦种子预处理取成熟饱满发芽率在90%以上的小麦种子,70%酒精表面消毒,20%Na-ClO消毒20m in,无菌水冲洗3~4次,24e、无菌水浸种12h.1.2.2农杆菌准备用LA培养基划线接种农杆菌,28e静置暗培养2~3d.刮出全部菌体接入悬浮LB培养基,28e、220r/min振荡培养24h(农杆菌生长阶段试验例外),分光光度计测定菌液浓度.1.2.3农杆菌浸种处理包括3个裂区试验设计,以小麦品种为主区,分别以农杆菌菌液浓度、生长阶段、侵染时间为副区.其中,农杆菌菌液浓度设置0 (未加入农杆菌的LB溶液)、0.5、1.0、1.5、2.0和986西北植物学报31卷2.5OD共6个水平;农杆菌生长阶段设置为CK (为未加入农杆菌的LB溶液)、培养12h(迟缓期)、24h(对数生长期)、36h(衰退期)共4个处理水平;农杆菌侵染时间设置0(为未加入农杆菌的LB溶液)、0.5、1.0、1.5、2.0和2.5h共6个处理水平.取经过预处理的ö郑9023ø、ö中13ø和ö西农1376ø小麦种子,用无菌水冲洗干净,加入农杆菌菌液进行不同浸种试验处理.农杆菌处理后倒掉菌液,于19e、黑暗条件下培养2~3d[17].用自来水将小麦种子冲洗干净,温室盆栽播种,每盆12株,重复3次,管理同常规小麦材料.1.2.4指标测定农杆菌浸种后第7天测定发芽率,2周后测定其余指标.发芽率按常规方法测定;幼苗高度用毫米刻度尺测量;幼苗鲜重在取出完整幼苗,清洗干净后测量;幼苗总叶绿素含量用丙酮法测量[21];过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量参照孙群等[20]的方法测定.取幼苗根部参照康振生等[22]的方法进行电镜扫描;在幼苗一心一叶期用15000mg/L卡那霉素进行筛选,连续涂抹5次,测定卡那霉素抗性苗率.各指标均重复测3次.1.3数据处理采用DPS裂区设计LSD检验进行数据处理.2结果与分析2.1农杆菌浸种处理对小麦种子萌发及幼苗生长的影响2.1.1种子发芽率从表1可以看出,各品种(系)小麦种子发芽率均随着农杆菌菌液浓度的升高呈逐渐降低趋势.经方差分析,品种(系)与农杆菌菌液浓度的互作效应不显著;农杆菌不同菌液浓度处理对不同小麦品种(系)的发芽率影响存在差异,其中ö西农1376ø的发芽率极显著低于ö郑9023ø和ö中13ø,而后二者间发芽率差异不显著.其中,在农杆菌菌液浓度为0.5OD时,农杆菌处理的种子发芽率与对照差异不显著;当浓度达到并超过1.0OD时,处理种子的发芽率极显著低于对照;尤其是农杆菌菌液浓度达到2.0OD时,发芽率下降趋势更为显著.说明农杆菌对小麦的种子发芽具有抑制作用,其抑制作用随着农杆菌菌液浓度的增加而增强.农杆菌生长繁殖一般可分为迟缓期(培养12 h)、对数期(24h)和衰亡期(36h).从表1可以看出,各品种(系)小麦种子发芽率随着农杆菌培养时间的延长呈先降后升趋势.经方差分析,小麦品种(系)与农杆菌生长阶段的互作效应亦不显著;不同生长阶段农杆菌处理对不同品种(系)的发芽率的影响存在差异,表现趋势为ö中13ø>ö郑9023ø>ö西农1376ø;各生长阶段处理间及其与对照间差异均达极显著水平,其中对数期生长阶段农杆菌处理的发芽率最低.所以,不同生长阶段的农杆菌均对小麦种子的萌发有抑制作用,并以处于对数期生长阶段的农杆菌的抑制作用最大.另外,各品种(系)小麦发芽率随农杆菌侵染时间的延长亦呈下降趋势(表1).方差分析结果表明,小麦品种(系)与农杆菌侵染时间的互作效应不显著;农杆菌菌液不同侵染时间处理对不同品种(系)的发芽率影响存在极显著差异,表现为ö中13ø>ö郑9023ø>ö西农1376ø;农杆菌不同侵染时间处理间及其与对照间的差异均达到极显著水平.这说明农杆菌浸种对小麦种子萌发具有抑制作用,且侵染时间愈长种子发芽率愈低.2.1.2幼苗株高和鲜重农杆菌不同菌液浓度对小麦幼苗的株高、鲜重影响表现基本一致,即幼苗株高与鲜重均随着农杆菌菌液浓度的升高呈下降趋势(表1).经方差分析,品种(系)与农杆菌菌液浓度的互作效应不显著,品种(系)间的差异也不显著.其中,在低浓度(OD600[ 1.5)时,农杆菌不同菌液浓度对幼苗株高的影响不显著;当浓度达到2.0OD时,农杆菌处理后幼苗株高明显下降,处理与对照间差异达极显著水平.而幼苗鲜重在农杆菌菌液浓度0. 5OD处理时与对照差异不显著;当浓度达到1.0 OD时,处理与对照间差异达显著水平;当菌液浓度\1.5OD后小麦幼苗鲜重明显下降,处理与对照的差异达极显著水平.说明当菌液浓度大于1.5OD 时,农杆菌会对小麦幼苗的生长发育产生显著的抑制作用.同时,不同生长阶段农杆菌对小麦幼苗株高、鲜重的影响呈先降后升趋势,且以对数期处理的株高、鲜重最低(表1).经方差分析,小麦品种(系)与农杆菌生长阶段的互作效应不显著;不同生长阶段农杆菌处理对不同小麦品种(系)的幼苗株高、鲜重的影响存在差异,其中株高表现为ö郑9023ø极显著低于ö中13ø与ö西农1376ø,且后两者之间的差异达显著水平;而鲜重则表现为ö郑9023ø与ö中13ø、ö西农1376ø之间存在显著差异,ö中13ø和ö西农1376ø之间差异不显著.不同生长阶段农杆菌对幼苗株高的影响则是除迟缓期处理与对数期处理差异不显著外,其余处理间及与对照差异均达极显著水平;而对幼苗鲜重的影响是对数生长期处理与对照差异达极9875期徐开杰,等:农杆菌浸种处理对小麦种子萌发及幼苗生长发育的影响显著水平,而迟缓期处理和衰亡期处理与对照差异均不显著.这说明在迟缓期与对数期生长阶段,随着培养时间延长,农杆菌对幼苗的伤害作用增强,其中以对数期生长阶段的农杆菌的伤害作用最大,此后农杆菌活性降低,其伤害作用也在降低.另外,农杆菌侵染时间对小麦幼苗株高、鲜重的影响与菌液浓度的影响相似,两者均随着农杆菌侵染时间的延长呈下降趋势(表1).经方差分析,小麦品种(系)与农杆菌侵染时间的互作效应不显著;农杆菌不同侵染时间处理对不同品种(系)的幼苗株高影响存在极显著差异,其中ö西农1376ø极显著低于ö郑9023ø和ö中13ø,而后二者之间的差异不显著.当侵染时间[ 1.5h时,处理与对照间差异不显著;当侵染时间超过1.5h时,处理与对照间差异达极显著水平;而农杆菌侵染时间对不同品种(系)的幼苗鲜重影响亦存在显著差异,ö郑9023ø与ö西农1376ø差异显著,而二者与ö中13ø差异不显著.侵染0.5h处理与对照差异不显著,侵染时间\1.0h处理与对照差异达极显著水平,说明农杆菌侵染时间超过1.0h就会对小麦产生伤害作用,其伤害程度大小随农杆菌侵染时间的延长而增加,尤其是侵染时间超过1.5h会抑制幼苗的生长.2.2农杆菌浸种处理对小麦幼苗生理生化指标的影响2.2.1幼苗叶绿素含量小麦幼苗叶绿素的含量随着农杆菌菌液浓度的增加亦呈下降趋势(表2),且品种(系)与农杆菌菌液浓度的互作效应不显著.农杆菌不同菌液浓度处理对不同品种(系)叶绿素含量的影响存在差异,其中ö西农1376ø的叶绿素含量极显著高于ö郑9023ø和ö中13ø,而后二者的叶绿素含量之间差异不显著.当农杆菌菌液浓度为0.5OD 时,处理与对照间差异不显著;当浓度达到1.0OD 时,小麦幼苗叶绿素含量极显著低于对照,但与0.5 OD处理之间差异不显著;而当浓度达到并超过1.5 OD时,处理间及与对照差异均达极显著水平.可见,农杆菌菌液浓度1.0OD处理虽对幼苗造成一定的伤害,但基本能正常生长;而当浓度达到1.5 OD后农杆菌对小麦幼苗已造成显著地伤害.同时,不同生长阶段农杆菌对小麦幼苗叶绿素含量的影响呈先降后升趋势,且以对数生长期处理的叶绿素含量最低(表2),而品种(系)与农杆菌生长阶段的互作效应亦不显著.不同生长阶段农杆菌表1浸种处理对小麦种子发芽率、幼苗株高及鲜重的影响T able1Influence o f wheat seed g ermination,plant heig ht and fresh weig ht with A.tumef aciens soaking treatments处理T reat ment发芽率Seed germination rate/%9023131376株高P lant hei g ht/c m9023131376鲜重Fresh weight/g9023131376菌液浓度(OD) Co ncentratio n 0(CK)96.5Aa97.0Aa94.0Aa15.12Aa15.36Aa14.04Aa0.3512Aa0.3511Aa0.3528Aa0.591.0ABab91.5ABb90.0ABab14.42Aa13.50Aa15.16Aa0.3456Aa0.3439Ab0.3410Ab1.087.8BCbc88.5BCbc84.6BCbc14.26Aa14.28Aa14.09Aa0.3365Ab0.3318Bc0.3283Bc1.583.5CDc83.8CDcd79.6CDc14.14Aa14.13Aa14.21Aa0.3283Bc0.3239Bd0.3156Bd2.078.0Dd78.4Dd75.5Dd12.52Bb13.40ABab11.94Bb0.2934Cd0.2866Ce0.2840Ce 2.567.9Ee68.0Ee64.7Ee11.02Cc11.16Bb10.04Cc0.2401De0.2363Df0.2388Df生长阶段Growth stag e/h 0(CK)96.2Aa97.0Aa95.2Aa15.23Bb17.02Bb16.86Bb0.3423Aa0.3202Aa0.3218Aa 1282.8Bb84.3Bb81.0Bb16.49Aa17.86Aa17.22Aa0.3265Aa0.3186Aa0.3137Aa 2461.1Cd62.8Dd57.5Dd14.22Cc15.05Dd14.29Cc0.2832Bb0.2785Bb0.2747Bb 3681.0Bc81.9Cc79.0Cc15.72Bb16.65Cc16.65Bb0.3242Aa0.3195Aa0.3016Aa侵染时间Inf ection t i m e/h 0(CK)96.5Aa95.5Aa95.5Aa15.08Aab14.96Ab14.72Aa0.3319Aa0.3289Aa0.3253Aa0.592.0Bb91.5Bb91.0Bb14.78Aab14.86Ab14.22Aa0.3308Aa0.3274Aa0.3223ABa1.085.0Cc87.0Cc83.9Cc15.58Aa16.02A a13.82Ab0.3209ABa0.3253Aa0.3159ABab1.578.5Dd83.0Dd78.3Dd15.81Aa15.38A a14.26Aa0.3116ABab0.3088ABa0.281Bb2.077.2Ee76.0Ee74.8Ee13.24Ab12.54Bb13.46Aa0.2977Bb0.2811BCb0.2443Cc 2.566.5Ff67.0Ff62.1Ff11.20Bc11.02Bb10.93Bb0.2577Cc0.2497Cc0.2278Cc注:9023、13和1376分别为小麦品种ö郑9023ø、ö中13ø和ö西农1376ø;同一列不同大小写字母表示各因素处理间在0.05和0.01水平有显著差异;下同.Not e:9023,13and1376areöZheng9023ø,öZho ng13øandöXinong1376ø,respec t ively;T he no rm al and capital let ters i n t he co lum n indicate si g nificant differ-ence am ong treatm ent s in all fact ors at0.05and0.01level,respectiv el y;T he sam e as below.988西北植物学报31卷处理对小麦不同品种(系)幼苗叶绿素含量的影响存在差异,表现趋势为ö中13ø极显著高于ö郑9023ø和ö西农1376ø,而后二者之间的差异不显著.不同生长阶段农杆菌处理均与对照差异达极显著水平,说明不同生长阶段的农杆菌均对小麦幼苗的生长发育具有伤害作用,并以对数生长阶段农杆菌的伤害作用最强.此外,小麦幼苗叶绿素的含量随着农杆菌侵染时间的延长呈降低趋势(表2),小麦品种(系)与农杆菌侵染时间的互作效应也不显著.农杆菌不同侵染时间处理对不同品种(系)的叶绿素含量的影响存在极显著差异,其中的ö郑9023ø与ö中13ø的差异达极显著水平,而二者与ö西农1376ø的差异不显著.农杆菌不同侵染时间处理与对照的差异均达显著或极显著水平,说明农杆菌对小麦幼苗的伤害作用随侵染时间的延长而增强.2.2.2幼苗过氧化物酶(POD)活性POD是细胞抵御活性氧伤害的重要保护酶系统,在清除超氧自由基、过氧化氢和过氧化物以及组织或减少羟基自由基形成等方面起着重要作用[19].表2显示,各品种(系)小麦幼苗POD活性随着农杆菌菌液浓度的增加呈先升后降趋势;而品种(系)与农杆菌菌液浓度的互作效应不显著.农杆菌不同菌液浓度处理对不同品种(系)幼苗POD活性的影响存在差异,其中的ö中13ø、ö西农1376ø的POD活性分别显著和极显著低于ö郑9023ø,而前二者的幼苗POD活性之间差异不显著.当农杆菌菌液浓度为0.5OD时,处理与对照间的差异不显著.而浓度继续增大,POD 活性明显升高,处理与对照间差异达到极显著水平.当浓度达到1.5OD时,各品种小麦幼苗POD活性达到最大值,此后浓度再增加,POD活性极显著下降.说明当菌液浓度超过1.5OD时,小麦植株体内的保护酶系统已被破坏,植物失去自身的调节能力,农杆菌对小麦幼苗造成了较大的伤害.同时,各品种(系)小麦幼苗POD活性随农杆菌培养时间的延长呈先升后降趋势,并以对数生长期处理的POD活性最高(表2),而品种(系)与农杆菌生长阶段的互作效应不显著.农杆菌不同生长阶段处理对不同小麦品种(系)的幼苗POD活性的影响存在差异,表现为ö西农1376ø显著低于ö郑9023ø和ö中13ø,而后二者之间的差异不显著.各处理间及其与对照间的差异均达极显著水平;对数生长期处表2农杆菌浸种处理对小麦幼苗叶绿素含量、POD及MDA的影响T able2Inf luence of w heat seedling chlor ophyll content s,PO D activ ities, M DA content s w ith A.tumef aciens soaking t reatment s处理T reatm ent叶绿素含量Chlo rophy ll content/(m g!g-1)9023131376POD活性POD a c t ivity/(U!g-1FW)9023131376MDA含量MDA content/(m mol!g-1FW)9023131376菌液浓度(OD) Co ncentratio n 0(CK) 1.0412A a 1.0211A a 1.0688Aa17.41Cc17.02Cc17.58Cc 1.592Ee 1.601Ee 1.578Ee0.50.9556Bb0.9439Bb0.9904ABab18.56Cc18.39Cc18.19Cc 1.643DEde 1.661DEde 1.626DEde1.00.8905BbC0.8818BbC0.9367BbC20.41Bb20.18Bb19.835Bb 1.690Dd 1.732Dd 1.701Dd1.50.7963Cc0.7939Cc0.8233Cc22.43Aa22.39Aa22.14Aa 1.843Cc 1.862Cc 1.835Cc2.00.4904Dd0.4866Dd0.4954Dd16.39Dd16.18Dd15.96Dd 2.028Bb 2.156Bb 2.07Bb 2.50.3501Ee0.3563Ee0.4060Ee12.35Ee12.03Ee12.12Ee 2.486Aa 2.557Aa 2.488Aa生长阶段Growth stag e/h 0(CK) 1.2923A a 1.3102A a 1.3056Aa13.29Cc13.31Cc12.81Cc 1.299Cc 1.324Cc 1.320Cc 120.9849Bb 1.1019Bb0.9441Bb16.36Bb16.40Bb15.67Bb 1.586Bb 1.645Bb 1.606Bb 240.5832Dd0.6178Dd0.5419Cc19.58Aa19.62Aa19.36Aa 1.928Aa 1.968Aa 1.939Aa 360.8424Cc0.8901Cc0.8214Cc16.66Bb16.89Bb16.13Bb 1.676Bb 1.698Bb 1.701Bb侵染时间Inf ection t i m e/h 0(CK) 1.0913A a 1.0774A a 1.0919Aa16.38Cc15.76Dd15.02Cc 1.301Ee 1.387Ee 1.288Ff0.5 1.0379Ab 1.0558ABa 1.0428Ab16.48Cc16.32Dd15.44Cc 1.397Ee 1.463Ee 1.469Ee1.00.9835Bc0.9945Bb0.9704Bc19.64Bb20.85Bb20.52Bb 1.518Dd 1.591Dd 1.627Dd1.50.8414Cd0.8851Cc0.8789Cd22.73Aa22.72Aa22.15Aa 1.764Cc 1.649Cc 1.837Cc2.00.5555De0.5661Dd0.5602De16.46Cc18.20Cc14.60Cc 2.242Bb 2.080Bb 1.999Bb 2.50.3875Ef0.4079Ee0.4126Ef12.39Dd12.27Ee13.09Dd 2.460Aa 2.288Aa 2.617Aa9895期徐开杰,等:农杆菌浸种处理对小麦种子萌发及幼苗生长发育的影响理极显著高于迟缓期和衰亡期处理,后两者之间差异未达显著水平,表明对数生长阶段的农杆菌对小麦幼苗的正常生长发育影响最大.另外,各品种小麦幼苗POD活性随着农杆菌侵染时间的延长呈先升后降趋势(表2),品种(系)与农杆菌侵染时间的互作效应也不显著.农杆菌侵染时间处理对不同小麦品种(系)幼苗POD活性的影响存在极显著差异,它们的POD活性趋势表现为ö中13ø>ö郑9023ø>ö西农1376ø.侵染0.5h处理与对照间的差异不显著;在侵染0.5~ 1.5h范围内,随着农杆菌侵染时间的延长,小麦POD活性极显著上升;当侵染时间大于1.5h时,POD活性又呈极显著下降趋势.表明由于植物自身的调节作用,短时间农杆菌处理未对小麦幼苗生长发育造成明显的伤害或伤害作用较小,当农杆菌侵染时间大于1. 5h时,小麦幼苗受到了较为严重的伤害.2.2.3幼苗丙二醛(MDA)含量植物在逆境下遭受伤害与活性氧积累诱发的膜脂过氧化作用密切有关,M DA是膜脂过氧化作用最重要的产物之一,通过测定MDA可以间接测定膜系统受损伤的程度[19].从表2可以看出,小麦幼苗MDA含量随着农杆菌菌液浓度的增加呈上升趋势,尤其是当菌液浓度超过1.5OD时的M DA含量上升速率更为明显.经方差分析发现,小麦品种(系)与农杆菌菌液浓度的互作效应不显著;而农杆菌菌液不同浓度处理对不同品种(系)的幼苗M DA含量的影响存在差异,其趋势表现为ö中13ø>ö西农1376ø>ö郑9023ø.当农杆菌菌液浓度为0.5OD时,处理与对照间的差异显著;当浓度为1.0OD时,处理与对照差异极显著,且与0.5OD处理差异显著;当菌液浓度\1.5OD后,各处理及与对照间差异均达极显著水平.说明农杆菌对小麦幼苗的伤害作用是随着菌液浓度的增加而增大,在浓度达到1.5OD后幼苗受到伤害表现更为明显.小麦幼苗M DA含量随农杆菌培养时间的延长也呈先升后降趋势,并以对数生长期处理的M DA 含量最高(表2).方差分析结果表明,品种(系)与农杆菌生长阶段的互作效应不显著,不同小麦品种(系)间差异未达到显著水平.农杆菌不同生长阶段处理均与对照达极显著差异,其中对数生长期处理的MDA含量极显著高于迟缓期和衰亡期处理,而后两者之间差异未达显著水平,进一步说明对数生长阶段的农杆菌对小麦幼苗的伤害作用最强.从表2还可知,各品种(系)小麦幼苗MDA含量随着侵染时间的延长呈上升趋势,品种(系)与农杆菌侵染时间的互作效应不显著.农杆菌菌液不同侵染时间处理对不同品种(系)的小麦幼苗M DA含量的影响存在极显著差异,其中ö中13ø与ö西农1376ø的差异达显著水平,二者与ö郑9023ø的差异不显著.侵染时间0.5h处理与对照的差异不显著, 1.0h处理则与对照达极显著差异水平,说明当农杆菌侵染时间达到1.0h时就会对小麦造成一定程度的伤害.2.3农杆菌浸种处理对小麦幼苗白化率和卡那霉素抗性苗率影响2.3.1幼苗白化率在农杆菌介导的植物遗传转化中,从植物自身生长发育出发,农杆菌侵染对植物是一种外界环境的生物胁迫作用.而当这种胁迫作用超过植物自身的调节作用就会对植物造成一定伤害,从而导致植物生理生化受到影响,生长受到抑制、停止甚至出现白化、死亡的现象.从图1可以看出,农杆菌侵染对小麦幼苗的伤害作用总体随着菌液浓度的增大而增强.当菌液浓度为0.5OD时,小麦幼苗虽受到一定的毒害但未出现白化苗;当浓度达到并超过1.0OD时,幼苗出现白化现象,且白化苗的数量随菌液浓度的增大而明显增多(图1,A).同时,小麦幼苗白化苗率随农杆菌培养时间的延长呈先升后降趋势,各品种(系)均以对数生长期农杆菌处理的白化苗率最高(图1,B).此外,小麦幼苗白花率随农杆菌侵染时间的延长而升高.农杆菌浸种0.5h幼苗未出现白化苗,当侵染时间延长到1h开始出现白化苗,农杆菌浸种1.5h时的白化苗明显增多(图1,C).以上结果说明,1.0OD是部分小麦种子耐受农杆菌的阈值,超过则一些幼苗会出现白化现象,无法进行正常的光合作用;对数生长阶段的农杆菌对小麦幼苗的正常生长发育具有最强的抑制作用;短时间农杆菌浸种并未对小麦造成明显的伤害,随着侵染时间的延长小麦幼苗的伤害表现愈明显,特别是农杆菌侵染时间达到1.5h时,小麦幼苗的生长发育受到了严重抑制.2.3.2卡那霉素抗性苗率卡那霉素是植物遗传转化中最常用的筛选试剂,其抗性苗的多少能初步反映转化效率的高低.图2结果表明,各品种(系)小麦卡那霉素抗性苗率随着农杆菌菌液浓度的增加逐渐上升(图2,A);而随农杆菌培养时间的延长先升后降,并以对数生长期(24h)农杆菌处理的卡那霉素抗性苗率最高(图2,B);随着农杆菌侵染时间的延长也呈逐渐上升趋势,尤其是在农杆菌侵染时990西北植物学报31卷。
不同土壤和播种深度下稻秸淋洗对小麦出苗及生长发育的影响

不同土壤和播种深度下稻秸淋洗对小麦出苗及生长发育的影响【摘要】本研究旨在探究不同土壤类型和播种深度下,稻秸淋洗对小麦出苗及生长发育的影响。
通过对不同条件下的实验设计与分析,发现稻秸淋洗对小麦出苗和生长发育均有显著影响。
在不同土壤类型下,稻秸淋洗能够提升小麦出苗率和生长速度,特别是在肥沃土壤中效果更为显著。
而在不同播种深度下,稻秸淋洗则对小麦的幼苗生长状况有明显的改善。
综合考虑不同因素,本研究为进一步研究稻秸淋洗在农田生长中的应用提供了参考依据。
展望未来,可以深入探究稻秸淋洗对其他作物生长的影响,拓展其在农业生产中的应用领域。
研究结果具有一定的实践意义,为提高农作物产量和质量提供了新思路和方法。
【关键词】关键词:稻秸淋洗、小麦、土壤类型、播种深度、出苗、生长发育、影响、总结、未来研究方向、结论与启示。
1. 引言1.1 研究背景基于以上背景,本研究旨在探究不同土壤和播种深度下稻秸淋洗对小麦出苗及生长发育的影响,为进一步推广稻秸淋洗技术提供科学依据,同时也为农业生产中废弃物资源化利用提供新思路和方法。
通过本研究,有望为未来农业废弃物的资源化利用和农作物生长的提升提供新的思路和方法。
1.2 研究目的研究目的是通过对不同土壤类型和播种深度下稻秸淋洗对小麦出苗及生长发育的影响进行系统研究,探讨不同条件下稻秸淋洗对小麦种子萌发、幼苗生长以及整体生长发育的影响规律,为优化小麦种植管理措施提供科学依据。
具体目的包括:一、分析不同土壤类型下稻秸淋洗对小麦出苗的影响规律,探讨稻秸淋洗在不同土壤环境中的作用机制;二、研究不同土壤类型下稻秸淋洗对小麦生长发育的影响,探讨其对小麦生长的促进或抑制效应;三、探究不同播种深度下稻秸淋洗对小麦出苗及生长发育的影响,揭示播种深度对稻秸淋洗效果的影响程度;四、总结不同条件下稻秸淋洗对小麦出苗及生长发育的综合影响,为小麦种植管理提供科学建议和技术指导。
通过本研究,旨在为促进小麦生长发育、提高产量和品质提供理论支持和实践指导。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
势, 显示它们共 同作用加速 了受试植物叶片的衰老。
关键词 : 水稻秸秆浸提液 ; 小麦 ; 杂草 ; 形态学特征 ; 生理指标
中图分类号 : Q 9 4 8 . 1 2 2 . 1 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 3— 9 3 5 X( 2 0 1 4 ) 0 1 — 0 o 3 4— 0 5
一
3 4一
杂草科学
2 0 1 4年第 3 2卷第 1 期
李 贵 , 张 弘明 , 王晓琳.水稻秸 秆浸提液对小麦及其伴生杂草生长的影响[ J ] .杂草科 学, 2 0 1 4, 3 2 ( 1 ) : 3 4— 3 8
水稻秸秆浸提液对小麦及其伴 生杂草生长 的影 响
李 贵 , 张弘明 , 王晓琳
Ef fe c t s o f Ex t r a c t S o l u t i o n f r o m Ri c e S t r a w o n t h e Gr o wt h o f
Wh e a t a n d W e e d s i n a Wh e a t Fi e l d
Ab s t r a c t : I n o r d e r t o p r o v i d e a t h e o r e t i c a l b a s i s f o r u t i l i z i n g t h e r i c e s t r a w t o c o n t r o l t h e w e e d s i n wh e a t i f e l d s , he t e f e c t
L .wa s s t u d i e d .T h e e f e c t s o f t h e e x t r a c t o n se e d l i n g h e i g h t , s e e d l i n g f r e s h w e i g h t , r o o t l e n g t h, r o o t f r e s h w e i g h t , p e r o x i —
d se a ( P O D)a c t i v i t y , s u p e r o x i d e d i s mu t se a ( S O D)a c t i v i t y a n d m l a o n d i l a d e h y d e ( MD A)c o n t e n t o f w h e a t a n d w e e d s w e r e
( V i c i a s a t i v a L . ) 生长的影 响 , 并为利用水稻秸秆控制小麦 田杂草危 害提供理论依据 , 采用 室内培养皿法分别研究 了水稻秸秆浸提液对 小麦及其伴生杂草苗高 、 苗鲜质量 、 根 长、 根鲜质 量、 过氧化物 酶 ( P O D) 活性 、 超氧化物 歧化 酶( S O D) 活性 以及丙二醛 ( MD A) 含量等指标 的影 响。结果表 明, 水稻秸秆浸提 液对 小麦苗高 、 苗鲜质量 、 根鲜质 量的影 响表 现为低浓度促进 、 高浓度抑制。同时 , 水稻秸秆浸提液显著抑制了 日本看麦娘 的根长 、 大巢菜 的苗 高。 水稻秸秆浸提液胁迫下 , 3种受试植 物叶片 MD A含量与 P O D活性均呈逐渐上升趋势 , 而S O D活性呈逐 渐下降趋
o f a n e x t r a c t s o l u t i o n f r o m r i c e s t r a w o n t h e g r o w t h o f T r i t i c u m a e s t i v u m L . , A l o p e c u r u s j a p o n i c u s S t e u d .a n d V i c i a s a t i v a
i n v e s t i g a t e d b y a d i s h me t h o d i n l a b o r a t o r y .T h e e x t r a c t s o l u t i o n f r o m i r c e s t r a w p r o mo t e d he t s e e li d n g h e i g h t , s e e d l i n g
L I G u i , Z HA NG Ho n g . y u e , WA NG Xi a o — l i n g
( 1 . I n s t i t u t e o f P l a n t P r o t e c t i o n , J i a n g s u A c a d e m y o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s , N a n j i n g 2 1 0 0 1 4 , C h i n a ; 2 . C o l l e g e o f L i f e S c i e n c e s , N a n j i n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y , N a n j i n g 2 1 0 0 9 5 , C h i n a )
( 1 . 江苏省农业科学院植 物保护研究所 , 江苏南京 2 1 0 0 1 4 ; 2 . 南京农业大学生命科学学院 , 江苏南京 2 1 0 0 9 5 )
摘要 : 为 明确水稻秸秆浸提液对小麦 ( T r i t i c u m a e s t i v u m L . ) 、 日本看麦娘 ( A l o e c u r u s j a p o n i c u s S t e u d . ) 、 大巢菜