不同紫花苜蓿品種植株浸提液對種子萌發(fā)和幼苗生長的自毒效應(yīng)

榮思川，王美寧，向素梅，孫燦燦，師尚禮

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州　730070)

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不同紫花苜蓿品種植株浸提液對種子萌發(fā)和幼苗生長的自毒效應(yīng)

榮思川，王美寧，向素梅，孫燦燦，師尚禮

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州730070)

以5個(gè)紫花苜蓿品種為浸提液提取材料，分別用不同濃度(0、10、30、50、70 g/L)的根、莖、葉浸提液處理甘農(nóng)3號紫花苜蓿種子及幼苗，研究不同處理對其種子萌發(fā)和幼苗生長的影響。結(jié)果表明：5個(gè)苜蓿品種植株浸提液對甘農(nóng)3號種子萌發(fā)和幼苗生長具有明顯自毒效應(yīng)，其效應(yīng)因苜蓿品種、器官和浸提液濃度不同而存在顯著差異。同一品種、相同濃度下自毒效應(yīng)強(qiáng)弱順序?yàn)槿~>莖>根；同一品種和器官的浸提液隨著濃度的增大，甘農(nóng)3號苜蓿種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均顯著降低，胚根長、胚芽長及根系活力顯著減小；隨著浸提液濃度逐漸增大(10～70 g/L)，種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率的化感指數(shù)(RI)也逐漸增大(0.002 6～12.640 0)，同時(shí)受抑制程度逐步增強(qiáng)，而且，葉浸提液對種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率抑制作用最強(qiáng)，根浸提液抑制作用最弱，莖浸提液抑制作用居中。同樣的，隨著浸提液濃度增大，幼苗的胚根長、胚芽長受抑制程度也逐步增大(1.3%～54.1%)，其中根浸提液抑制率在1.3%～31.3%，莖浸提液抑制率在4.0%～34.1%，而濃度為50 g/L葉浸提液抑制率達(dá)到54.1%，濃度為70 g/L葉浸提液甚至致使苜蓿種子和幼苗腐爛或死亡，檢測不到胚根長、胚芽長。不同苜蓿品種的自毒作用存在差異；同一苜蓿品種，根、莖、葉浸提液的自毒效應(yīng)葉浸提液最強(qiáng)，其次為莖浸提液，根浸提液自毒效應(yīng)最弱。苜蓿自毒作用會抑制種子萌發(fā)和幼苗的胚根、胚芽生長。

紫花苜蓿；水浸提液；種子萌發(fā)；幼苗生長；自毒效應(yīng)

20世紀(jì)80年代，Rice等[1]將某一植物向環(huán)境中釋放某些次生代謝物質(zhì)，并在植株周圍產(chǎn)生可以抑制或促進(jìn)自身和周邊植物生長的現(xiàn)象稱之為化感作用，而當(dāng)受抑制的植物屬于同一種時(shí)，這種作用稱為自毒作用[2-3]。紫花苜蓿是世界上種植面積最廣的豆科牧草，具有抗逆性強(qiáng)、產(chǎn)量高、營養(yǎng)價(jià)值高、適應(yīng)性強(qiáng)等特性。苜蓿連作4年后，出現(xiàn)植株密度下降，牧草產(chǎn)量下滑等現(xiàn)象。有研究報(bào)道，造成這種現(xiàn)象的主要原因是苜蓿自毒性作用[4-5]。

研究發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿是自毒效應(yīng)較強(qiáng)的植物之一。Wyman-Simpson等[6]研究不同苜蓿品種間自毒物質(zhì)發(fā)現(xiàn)，皂苷物質(zhì)種類豐富，且含量因苜蓿品種而差異顯著。苜蓿刀豆氨酸含量在高于1.3%時(shí)，自毒效應(yīng)明顯，但含量低于1%時(shí)，沒有明顯的自毒性。Abdul等[7]研究發(fā)現(xiàn)，苜蓿殘枝及根系部位能夠釋放酚酸物質(zhì)。Hall等[8]研究苜蓿中酚酸物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)酚酸物質(zhì)可造成苜蓿種子發(fā)芽率大幅降低等自毒現(xiàn)象。Dornbos等[9]從苜蓿植株中分離出了medicarpin、sativan、5-methoxysativan等物質(zhì)。其中medicarpin阻礙苜蓿幼苗的建植和生長，并可抑制某些雜草的生長。因此，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為苜蓿自毒效應(yīng)是造成苜蓿連作障礙的主要原因，其自毒性抑制了苜蓿植株的更新，極大地降低了新生苗成苗率。苜蓿自毒效應(yīng)除了導(dǎo)致苜蓿品質(zhì)和產(chǎn)量下降[10]，病蟲害增多外，還影響苜蓿的細(xì)胞膜系統(tǒng)、酶活性等，進(jìn)而產(chǎn)生苜蓿連作障礙[11]。

為明確紫花苜蓿植株浸提液對種子萌發(fā)及幼苗生長的自毒效應(yīng)，以普列洛夫卡(Medicagosativacv.Prerovaka)、安吉斯(M.sativacv.Aegis)、捷24-3(M.sativacv.Czech24-3)、獵人河(M.sativacv.Hunter-river)、德寶(M.sativacv.Derby)5個(gè)苜蓿品種作為浸提液提取材料，采用不同濃度的根、莖、葉的水浸提液處理苜蓿種子及幼苗，研究苜蓿植株的自毒效應(yīng)，為后續(xù)試驗(yàn)及紫花苜蓿田間生產(chǎn)實(shí)踐提供一定的理論依據(jù)。

1　材料和方法

1.1試驗(yàn)地自然概況

苜蓿采樣地位于甘肅省武威市黃羊鎮(zhèn)，地理位置N 37°55′，E 102°40′，海拔1 530 m，氣候類型屬于溫帶干旱荒漠氣候，年均氣溫7.2℃，年降水量150 mm，年蒸發(fā)量2 010 mL，無霜期154 d，土壤類型為灌淤土，具備灌溉條件。

1.2浸提液的制備

浸提液材料為5個(gè)苜蓿品種普列洛夫卡、安吉斯、捷24-3、獵人河、德寶的根、莖、葉；種子萌發(fā)試驗(yàn)材料為甘農(nóng)3號紫花苜蓿種子。普列洛夫卡、安吉斯、捷克24-3、獵人河、德寶于2014年10中旬，取自甘肅省武威市黃羊鎮(zhèn)試驗(yàn)基地(均為5年齡苜蓿地)。采集的苜蓿植株先晾曬48 h，再將根、莖、葉分開后37℃條件下烘干備用。烘干的苜蓿根切割成2～3 mm厚的薄片，莖、葉均剪碎，天平分別準(zhǔn)確稱量1.00、3.00、5.00、7.00 g，放入潔凈的三角瓶并加入100 mL超純水，封口膜封口，搖床180 r/min、25℃震蕩浸提24 h，真空抽濾收集到棕色細(xì)口瓶中，得到濃度為10、30、50、70 g/mL的浸提液，2℃條件下保存。

1.3種子萌發(fā)試驗(yàn)

供試品種為甘農(nóng)3號紫花苜蓿，由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。選取籽粒飽滿、外觀基本一致的苜蓿種子用10%的NaClO震蕩消毒15 min，超純水沖洗5～6次[12]。超純水浸泡6 h后采用培養(yǎng)皿濾紙發(fā)芽試驗(yàn)法，直徑9 cm的潔凈培養(yǎng)皿鋪雙層濾紙，每皿均勻擺放100粒苜蓿種子，加入5 mL的浸提液，超純水(5 mL)作為對照，每個(gè)濃度4次重復(fù)，以后每2 d更換1次浸提液，置于智能型光照培養(yǎng)箱中(溫度25℃，相對濕度70%，24 h黑暗條件)；直到種子發(fā)芽(以胚根伸出種皮作為發(fā)芽指標(biāo))[13]至第5 d時(shí)給予光照，10 h光照，光照強(qiáng)度70 μmol/(m2·s)，相對濕度70%，14 h黑暗(相對濕度70%)。

1.4測定統(tǒng)計(jì)方法

自種子發(fā)芽之日起，每天觀察并記錄發(fā)芽種子數(shù)。

(1)發(fā)芽勢(%)=(4 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%

(2)發(fā)芽率(%)=(10 d內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%

(3)發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑(Gt/Dt)，其中Gt為在t日的發(fā)芽種子數(shù)，Dt為發(fā)芽天數(shù)

(4)活力指數(shù)(VI)=GI×S，GI為發(fā)芽指數(shù)，S為單株鮮重(g)

(5)化感效應(yīng)

采用化感指數(shù)(RI)來表示化感作用，以處理(T)和對照(C)的比值來計(jì)算化感指數(shù)，RI=1-C/T(T≥C)，RI=T/C-1(T

發(fā)芽第10 d，每培養(yǎng)皿隨機(jī)選取20株幼苗，采用精度為0.1 mm的尺子分別測量胚芽長、胚根長，求平均值。采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法[14]測定根系活力。

1.5數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同苜蓿品種根、莖、葉浸提液對發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響

普列洛夫卡、安吉斯、捷克24-3、獵人河、德寶5個(gè)品種的根浸提液濃度為10 g/L時(shí)，發(fā)芽勢和發(fā)芽率分別比對照降低了0.3%、0%、3.7%、3.0%、1.3%，但差異不顯著(P>0.05)。當(dāng)浸提液濃度增大至70 g/L時(shí)，發(fā)芽勢和發(fā)芽率顯著降低(P<0.05)，分別比對照降低了7.1%、6.4%、6.5%、8.8%、7.1%，其中，普列洛夫卡的影響最大，捷克24-3最小，其余3個(gè)品種均比對照降低6.4%～7.1%(表1)。

表1　不同濃度苜蓿根浸提液處理下苜蓿種子萌發(fā)指標(biāo)

注：同品種內(nèi)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同

5個(gè)苜蓿品種中莖浸提液濃度10 g/L時(shí)，種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率最低的是普列洛夫卡，比對照降低了9.9%，發(fā)芽勢最高的是安吉斯，比對照降低了0%，發(fā)芽率最高的是捷克24-3，比對照降低了1.0%(表2)。隨著浸提液濃度的增大，發(fā)芽勢和發(fā)芽率均下降，當(dāng)濃度為50 g/L時(shí)，5個(gè)品種分別比對照降低了19.5%、5.2%、0.3%、3.5%、2.8%。浸提液濃度達(dá)到70 g/L時(shí)，普列洛夫卡的發(fā)芽勢和發(fā)芽率最低，比對照降低了24.7%，捷克24-3最高，分別比對照降低了4.2%、2.5%，安吉斯、獵人河、德寶分別比對照降低10.8%、12.2%、9.1%，且差異顯著(P<0.05)。

5個(gè)品種葉浸提液濃度達(dá)到70 g/L時(shí)，苜蓿種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率降到10%以下，甚至不發(fā)芽，而且多數(shù)種子都出現(xiàn)腐爛情況(表3)。隨著浸提液濃度的減小，苜蓿種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率均有所提高。濃度為50 g/L時(shí)，發(fā)芽勢和發(fā)芽率最高的是捷克24-3，比對照降低了11.3%，最低的是普列洛夫卡，分別比對照降低了19.7%、16.3%，其他3個(gè)品種分別比對照降低了15.6%，14.6%，16.0%，且差異顯著(P<0.05)。濃度為10 g/L時(shí)，5個(gè)品種分別比對照降低了2.7%、4.1%、0.3%、2.7%、4.8%，其中，安吉斯、德寶與對照相比差異顯著(P<0.05)，其他均不顯著。

不同苜蓿品種之間的自毒效應(yīng)存在明顯差異，同一苜蓿品種根、莖、葉的浸提液對種子萌發(fā)的影響也不同。綜合比較，自毒效應(yīng)強(qiáng)弱順序?yàn)槿~>莖>根。

2.2不同苜蓿品種根、莖、葉浸提液對發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響

5個(gè)品種根、莖、葉浸提液隨著濃度的增大，發(fā)芽指數(shù)減小，并呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖1)。其中，根浸提的濃度為70 g/L時(shí)，抑制作用最顯著的是普列洛夫卡，比對照(0 g/L)降低了41.8%，抑制作用最弱的為德寶，比對照降低了32.0%，差異顯著(P<0.05)。50 g/L時(shí)，5個(gè)品種分別比對照降低了6.4%、18.2%、35.2%、18.9%、20.5%，差異顯著(P<0.05)；10 g/L時(shí)，抑制作用最強(qiáng)和最弱的分別是捷克24-3、德寶，分別比對照降低了7.0%和1.8%，其余3個(gè)品種降低均在1.8%～7.0%。

表2　不同濃度苜蓿莖浸提液處理下種子萌發(fā)

表3　不同濃度苜蓿葉浸提液處理下種子萌發(fā)

注：“-”表示種子未萌發(fā)或全部腐爛

5個(gè)品種莖浸提液在70g/L時(shí)，對發(fā)芽指數(shù)影響最大和最小的分別是捷克24-3、德寶，分別比對照降低了42.9%和35.4%，其余均在35.4%～42.9%，差異顯著(P<0.05)；在10 g/L時(shí)，影響最大和最小的分別是安吉斯、獵人河，分別比對照降低了9.9%和3.9%，除了捷克24-3和獵人河外，其余3個(gè)品種均差異顯著(P<0.05)。

葉浸提液與根、莖浸提液有相似的趨勢，70 g/L濃度下，化感作用最強(qiáng)和最弱的分別為普列洛夫卡、德寶，比對照降低了96.9%和92.2%，差異顯著(P<0.05)；在50 g/L時(shí)，化感作用最強(qiáng)和最弱的分別為普列洛夫卡、獵人河，比對照降低了30.4%和22.6%，差異顯著(P<0.05)。在10 g/L時(shí)，化感作用最強(qiáng)和最弱的分別為安吉斯、捷克24-3，為對照的11.1%和2.3%，除普列洛夫卡和捷克24-3外，其余3個(gè)品種均差異顯著(P<0.05)。

活力指數(shù)與種子發(fā)芽指數(shù)有直接的關(guān)系，苜蓿幼苗活力指數(shù)與種子發(fā)芽指數(shù)的變化趨勢相似，即同一品種、同一器官的浸提液均隨著濃度增大，活力指數(shù)會相應(yīng)減小(圖2)。在10 g/L時(shí)，5個(gè)品種根浸提液分別比對照降低6.1%、2.3%、6.1%、7.0%、6.1% ；莖浸提液降低5.7%、14.3%、6.4%、8.7%、8.8%；葉浸提液降低12.3%、13.8%、10.2%、10.1%、10.1%。

圖1　5個(gè)苜蓿品種根、莖、葉不同濃度浸提液處理下種子發(fā)芽指數(shù)Fig.1　Effect of aqueous extracts from root,stem and leaf of 5 alfalfa varieties with different concentrations on alfalfa seed germination index

注：“-”表示種子未成苗，沒有測得數(shù)據(jù)

在50 g/L時(shí)，根浸提液比對照降低34.2%、16.7%、30.1%、22.7%、24.5%；莖浸提液降低37.2%、26.0%、26.0%、24.4%、27.9%；葉浸提液降低18.4%、38.3%、50.7%、40.7%、42.8%，根、莖、葉浸提液處理與對照差異均顯著(P<0.05)。70 g/L時(shí)，葉浸提液處理的種子發(fā)芽率極低，根、莖浸提液分別比對照降低42.2%、46.2%、38.2%、28.6%、39.3%和51.7%、56.5%、59.4%、52.7%、50.4%，與對照差異顯著(P<0.05)。

2.3不同苜蓿品種根、莖、葉浸提液對幼苗胚根長、胚芽長的影響

5個(gè)品種相同器官浸提液濃度愈大，自毒作用愈明顯，胚根長、胚芽長相應(yīng)縮短(表4)。浸提液濃度為30 g/L時(shí)，苜蓿幼苗胚根、胚芽均比對照短?。?0 g/L時(shí)幼苗根尖出現(xiàn)了輕微的腐爛，植株生長不良，甚至死亡；葉浸提液70 g/L處理的苜蓿種子少有萌發(fā)，且第4 d全部腐爛。5個(gè)品種的相同部位的浸提液處理苜蓿幼苗，也隨著浸提液濃度的增大，自毒作用效果愈加明顯，胚根長、胚芽長相應(yīng)縮短。根的浸提液10 g/L時(shí)，普列洛夫卡、安吉斯、捷克24-3、獵人河、德寶浸提液處理后的胚根長、胚芽長分別比對照降低了8.3%、3.3%、7.7%、5.3%、7.9%和1.3%、6.0%、6.3%、3.2%、9.5%；50 g/L時(shí)分別比對照降低了23.8%、29.5%、31.3%、30.4%、30.9%和29.0%、15.3%、14.7%、116.8%、18.8%。莖浸提液在10 g/L時(shí)，分別比對照降低了11.4%、5.1%、6.8%、9.5%、0.8%和4.2%、5.4%、4.0% 、9.0%、8.0%；50 g/L時(shí)，比對照降低了33.8%、28.6%、32.7%、34.1%、27.6%和13.2%、14.5%、14.1%、14.7%、13.9%，差異均顯著(P<0.05)。葉浸提液在10 g/L時(shí)，分別比對照降低了31.7%、30.4%、31.9%、29.7%、33.5%和4.4%、4.1%、4.0%、8.4%、4.3%；在50 g/L時(shí)，比對照降低了44.4%、46.9%、47.4%、51.9%、54.1%和12.1%、14.7%、16.3%、12.3%、12.6%，差異均顯著(P<0.05)?？梢?，相同濃度的浸提液處理對胚根長的影響較胚芽長嚴(yán)重，在葉浸提液50 g/L時(shí)體現(xiàn)尤為明顯。同一品種根、莖、葉浸提液的自毒作用強(qiáng)弱為葉>莖>根。

2.4不同苜蓿品種根、莖、葉浸提液對苜蓿幼苗根系活力的影響

5個(gè)品種根、莖、葉浸提液處理對幼苗根系活力的影響作用存在差異，其中，根浸提液的影響作用弱于莖、葉的。70 g/L時(shí)，葉浸提液處理的種子基本沒有發(fā)芽，無根系活力；不同濃度根、莖浸提液處理幼苗根系活力分別比對照降低了35.2%、38.3%、46.7%、42.6%、44.9%和37.8%、44.4%、41.8%、39.0%、40.9%，差異顯著(P<0.05)。50 g/L葉浸提液處理的苜蓿幼苗生長較根、莖處理的差，胚根短小且有爛根現(xiàn)象，幼苗根系活力較低，分別比對照降低了31.3%、41.2%、35.8%、32.0%、30.8%，差異顯著(P<0.05)；根、莖浸提液幼苗根系活力分別比對照降低了30.8%、32.2%、40.2%、30.4%、26.6%和30.7%、40.3%、35.3%、33.5%、30.7%，差異均顯著(P<0.05)(圖3)。

圖3　5個(gè)苜蓿品種根、莖、葉不同濃度浸提液處理的苜蓿幼苗根系活力的影響Fig.3　Effect of aqueous extracts from root,stem and leaf of 5 alfalfa varieties with different concentrations on alfalfa seedling root vigor index

3　討論

植物化感作用現(xiàn)象普遍存在于農(nóng)作物中，連作多年的農(nóng)作物尤為明顯，連作障礙給農(nóng)作物生產(chǎn)造成了較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。李彥斌等[17]認(rèn)為，棉花的自毒效應(yīng)主要影響幼苗的生長，對根長、側(cè)根數(shù)、SOD活性及根系活力等方面均有明顯的抑制效應(yīng)。但對棉花種子發(fā)芽影響較小，與本研究結(jié)果有所不同，可能是材料不同造成的。劉蘋等[18]研究認(rèn)為，連作花生結(jié)莢期存在自毒效應(yīng)，且自毒性是造成花生減產(chǎn)、品質(zhì)下降的原因，本研究得到類似的結(jié)果，即生長5年的苜蓿植株確實(shí)存在自毒效應(yīng)，并對苜蓿種子萌發(fā)和幼苗生長起到抑制作用。張文明等[19]研究連作馬鈴薯自毒效應(yīng)，認(rèn)為現(xiàn)蕾期馬鈴薯自毒物質(zhì)主要是棕櫚酸和鄰苯二甲酸二丁酯，含量高且較穩(wěn)定。Hao等[20-21]研究黃瓜連作障礙發(fā)現(xiàn)，黃瓜根系中存在苯甲酸、對羥基苯甲酸、2,5-二羥基苯甲酸、苯丙烯酸等自毒物質(zhì)。

研究結(jié)果表明，苜蓿的根、莖、葉浸提液確實(shí)存在自毒作用，并且自毒作用的強(qiáng)弱與浸提液的濃度有關(guān)，隨著浸提液濃度的增大，甘農(nóng)3號苜蓿種子的發(fā)芽率、活力指數(shù)、胚根長、胚芽長及根系活力均相應(yīng)減小。浸提液濃度為10 g/L時(shí)，種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率偶有大于對照(0 g/L)的現(xiàn)象，但在70 g/L浸提液作用下，種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率顯著降低，此結(jié)論與寇建樹等[22]、袁莉等[23]研究結(jié)果一致。有研究表明，苜蓿植株浸提液濃度在達(dá)到某“閾值”濃度時(shí)才會表現(xiàn)出自毒作用，超過此閾值越大，自毒效應(yīng)越顯著，低于此閾值時(shí)不但不表現(xiàn)自毒性，還會對苜蓿種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用,即具有高抑低促的濃度效應(yīng)[24-26]。該濃度效應(yīng)類似于植物激素中生長素的“兩重性”[27]。

試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，同一苜蓿品種不同器官(根、莖、葉)浸提液的自毒性也有強(qiáng)弱差異，其自毒效應(yīng)強(qiáng)弱順序?yàn)槿~>莖>根，與Chung[28]，Miller[29]和SANG-UK[30]研究的結(jié)論相似。不同苜蓿品種間，自毒性強(qiáng)弱表現(xiàn)也有差異，即苜蓿品種也是影響苜蓿自毒性差異的因素之一[31-33]。董曉寧等[34]研究不同苜蓿品種的化感效應(yīng)發(fā)現(xiàn)，6個(gè)品種水浸提液對鴨毛種子的化感效應(yīng)差異顯著。盧成等[35]研究50個(gè)紫花苜蓿品種間自毒物質(zhì)發(fā)現(xiàn)，品種間含量差異較明顯，對種子和幼苗的自毒效應(yīng)也表現(xiàn)明顯差異。李志華等[36]利用HPLC法測定開花期苜蓿水浸提液中酚酸類含量也發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)論。

4　結(jié)論

研究結(jié)果表明，苜蓿的根、莖、葉浸提液確實(shí)存在自毒作用，不同濃度(0、10、30、50、70 g/L)的根、莖、葉浸提液處理‘甘農(nóng)3號’紫花苜蓿種子及幼苗，隨著浸提液濃度的增大，‘甘農(nóng)3號’苜蓿種子的發(fā)芽率、活力指數(shù)、胚根長、胚芽長及根系活力均相應(yīng)減小。浸提液濃度為10 g/L時(shí)，種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率偶有大于對照(0 g/L)的現(xiàn)象，但在70 g/L浸提液作用下，種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率顯著降低。

同一苜蓿品種不同器官(根、莖、葉)浸提液的自毒性也有強(qiáng)弱差異，其自毒效應(yīng)強(qiáng)弱順序?yàn)槿~>莖>根。

[1]Rice E L.AUelopathy[M].New York:Academic Press,1984.

[2]Rice E L.Some possible roles of inhibitors in old-field suc-

cession[M]//Wsahingtion D A.Biochemical Interactions Among Plants.New York:National Academy of Sciences,1971.

[3]唐建軍,項(xiàng)田夫,張祿源,等.植物次生代謝、離體培養(yǎng)條件下次生代謝產(chǎn)物積累及其調(diào)控研究進(jìn)展[J].中國野生植物資源,1998,17(4):1-6.

[4]Jennings J A,Nelson C J.Zone of autotoxic influence around established alfalfa plants[J].Agron J,2002,70:21-26.

[5]Jennings J A,Nelson C J.Inflience of soil texture on alfalfa autotoxicity[J].Agron J,1998,90:54-58.

[6]Wyman-Simpson C L,Waller G R,Jurysta M,etal.Biological activity and chemical isolation of root saponins of six cultivars of alfalfa(MedicagosativaL.)[J].Plant Soil,1991,135:83-94.

[7]Abdul R A,Habid S A.Allelopathic effect of alfalfa(Me-

dicagosativaL.)on bladygrass(Imperata cylindrica)[J].J Chem Ecol,1989,15:2289-2300.

[8]Hall M H,Henderlong P R.Alfalfa autotoxic fraction characterization and initial separation[J].Crop Sci,1989,29:425-428.

[9]Dornbos D L.Medicarpin delays alfalfa seed germination and seeding growth[J].Crop Sci,1990,30:162-166.

[10]Jennings J.Understanding autotoxicity of alfalfa[C].Proc.

WI Forage Council 25th Forage Production and Use Sympo-sium,2001:110-116.

[11]Blum U.Effects of microbial utilization of phenolic acids and their phenolic acid breakdown products on allelopathic interactions[J].Journal of Chemical Ecology,1998,24(4):685-708.

[12]湯前,邵嬌,周倩,等.不同方法處理對4種野草種子發(fā)芽率的影響[J].草原與草坪,2015,35(5):37-43.

[13]寇江濤,師尚禮.2,4-表油菜素內(nèi)酯對鹽脅迫下紫花苜蓿種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J].草原與草坪,2015,35(1):1-9.

[14]鄒琦.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2010.

[15]WiIIiamson G B,Richardson D.Bioassays for allelopathy measuring treatment responses with independent controls[J].Journal of Chemical Ecology,1998,14(1):181-187

[16]Yang Qihe,Ye Wanhui,Liao Fulin,etal.Impacts of pla-

nts allelopathy compounds on seed germination[J].Chinese Journal of Ecology,2005,24(12):1459-1465.[17]李彥斌,劉建國,李鳳,等.棉花植株水浸提液化感效應(yīng)的研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,16(6):1489-1494.

[18]劉蘋,趙海軍,萬書波,等.連作對花生根系分泌物化感作用的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2011,19(3):639-644.

[19]張文明,邱慧珍,張紅春,等.連作馬鈴薯不同生育期根系分泌物的成分檢測及其自毒效應(yīng)[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2015,23(2):215-224.

[20]Hao Z P,Wang Q,Christie P,etal.Allelopathic potential of watermelon tissues and root exudates[J].Scientia Horticulturae,2007,112(3):315-320.

[21]呂衛(wèi)光,張春蘭,袁飛,等.化感物質(zhì)抑制連作黃瓜生長的作用機(jī)理[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2002,35(1):106-109．

[22]寇建樹,楊文權(quán),馮桂麗,等.不同苜蓿品種根、莖、葉水提液化感作用研究[J].草地學(xué)報(bào),2008,16(1):69-65.

[23]袁莉,魯為華,于磊.紫花苜蓿生長前期各部位提取液對種子萌發(fā)的自毒作用[J].中國草地學(xué)報(bào),2007,29(5):111-117.

[24]Pramanik M H R,Asao T,Yamamoto T,etal.Sensitive bioassay to evaluate toxicity of aromatic acids to accumber seedlings[J].Allelopathy Journal,2001,18:161-169.

[25]Chai Qiang,Huang Gaobao.Infection factor of alleIopathic mechanism of plants and potential of application[J].Acta Botanica Boreali-Occidentalia，2003,23(3):509-515.

[26]康青濤,姬天龍,林棟,等.燕麥種子浸提液對3種草坪種子萌發(fā)的化感作用[J].草原與草坪,2014,34(5):11-16.

[27]李主平.生長素生理作用的“低濃度”與“高濃度”的界定[J].生物學(xué)教學(xué)，2009,27(9):12-14.

[28]Chung I M.Miller D A.Differences in autotoxicity among seven alfalfa cultivars[J].Agromomy Journal,1995,87:596-600.

[29]Miller D A.Allelopathy in forage crop systems[J].Agromomy Journal,1996,88:854-859.

[30]SANG-UK CHON,SEONG-KYU CHOI.Effects of alfalfa leaf extracts and phenolic allelochemicals on early seeding growth and root morphology alfalfa and barnyard grass[J].Crop Protect,2002,21:1077-1082.

[31]Hegde R S,Miller D A.Concentration dependency and stage of crop growth in alfalfa autotoxicity[J].Agron J,1992,84:940-946.

[32]羅小勇,孫娟.23種紫花苜蓿不同品種及器官間化感活性差異的研究[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2012,21(2):83-91.

[33]邵華,彭少麟.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的化感作用[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2002,10(3):102-104.

[34]董曉寧,高乘芳,李文楊,等.不同品種紫花苜蓿(Medicagosativa)的化感效應(yīng)研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,25(19):95-99.

[35]盧成,曾昭海,鄭世宗,等.紫花苜蓿品種間自毒物質(zhì)含量差異研究[J].作物學(xué)報(bào),2007,33(4):578-582.

[36]李志華,沈益新,劉信寶,等.開花期10個(gè)苜蓿品種水浸提液中酚酸類化感物質(zhì)含量研究[J].草地學(xué)報(bào),2009,17(6):799-803.

Effect of autotoxicity of aqueous extract from different alfalfa varieties on seed germination and seedling growth

RONG Si-chuan,WANG Mei-ning,XIANG Su-mei,SUN Can-can,SHI Shang-li

(CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China)

The aqueous extracts from root,stem and leaf of 5 alfalfa varieties were used to tested its autotoxicity with 5 concentration (0,10,30,50 and 70 g/L ) to seed germination and seedling growth of Gannong No 3.The results showed that the seed germination and seedling growth were obviously suppressed,and this effect significantly varied with varieties,organs and concentration.With same variety,leaf had the highest autotoxicity under the same concentration of aqueous extract,it was followed by stem and root.The seed germination potential,germination rate,germination index and vigor index as well as the radical length,sprout length and root vitality of seedling showed a significant drop with the increase of aqueous extract concentration from the same organ.

Medicagosativa;aqueous extract;seed germination;seedling growth;autotoxicity

2015-08-31；

2015-11-23

國家現(xiàn)代牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(CARA-35)；全國種質(zhì)資源保護(hù)(NB2130135)資助

榮思川(1987-)，男，山東單見人，在讀碩士研究生。

E-mail：rongsc100@126.com

S 541.9

A

1009-5500(2016)04-0006-10

師尚禮為通訊作者。