瑞香狼毒全株水提液對7種植物的化感作用研究

馬文生 李強(qiáng) 朱坤 李靜 魚小軍

摘要：研究了不同質(zhì)量濃度的瑞香狼毒全株水提液對7種植物種子萌發(fā)和幼苗生長的影響。結(jié)果表明，不同質(zhì)量濃度的瑞香狼毒植株水提液促進(jìn)了胡枝子種子的萌發(fā)，抑制了垂穗披堿草、醉馬草、鐵棒槌、平車前、翠雀花和畫眉草種子的萌發(fā)。較低質(zhì)量濃度的瑞香狼毒水提液促進(jìn)了供試植物根長的生長，較高質(zhì)量濃度下起抑制作用。不同質(zhì)量濃度的瑞香狼毒水提液對醉馬草、胡枝子、翠雀花、畫眉草、鐵棒槌的芽長起抑制作用，而對垂穗披堿草、平車前均表現(xiàn)為低質(zhì)量濃度起促進(jìn)作用，高質(zhì)量濃度起抑制作用。在對瑞香狼毒為主要優(yōu)勢種的退化高寒草地進(jìn)行改良時，可選擇瑞香狼毒抑制作用較小的草種，即垂穗披堿草，可減輕由于選擇草種不當(dāng)而造成的經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：狼毒；植物種子；發(fā)芽率；苗長；化感作用

中圖分類號：S451.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-1463（2018）05-0023-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.05.008

Investigation of Corn Diseases and Pests in Nine Cities of Gansu in 2017

GUO Cheng 1，2， ZHOU Tianwang1，2， WANG Chunming1，2

（1. Institute of Plant Protection， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China；2. Scientific Observing and Experimental Station of Crop Pests in Tianshui， Ministry of Agriculture， Gangu Gansu 741200， China）

Abstract：In order to timely master the occurrence and species changes of corn diseases and pests in Gansu province， a systematic investigation was carried out on the occurrence and damage of corn diseases and pests in 21 counties（districts） of nine cities in the whole province from July to September. The results show that corn stalk rot is occurring more commonly and resulting in widespread damage in each ecological region of Gansu province. Common rust， ear rot smut and sheath rot is generally mildly occurring， and northern leaf blight is slowing down and decreasing because of climatic condition. The corn aphid and mites are in an aggravation tendency. Corn borer occurred moderately， but cotton bollworm occurred seriously in local areas.

Key words： Corn；Diseases and pests；Occurrence status；Investigation；Gansu

化感作用是植物或微生物的代謝活動對環(huán)境中其它植物或微生物所產(chǎn)生的有利或不利的作用[1 - 2 ]，并通過次生代謝產(chǎn)物的揮發(fā)、淋洗釋放到環(huán)境中，對其他植物生長、發(fā)育、繁衍以及群體建成等過程產(chǎn)生影響。高濃度的藜科植物土荊芥（Chenopodium ambrosioides）水浸提液能導(dǎo)致雜草千穗谷（Amaranthus hypochondriacus）的根系死亡[3 ]，紫花苜蓿葉片浸提液對其自身以及其他雜草的生長產(chǎn)生明顯的抑制作用[4 ]。張寶琛等[5 ]曾報道，植物間的化感作用可能是導(dǎo)致高寒草甸人工草場退化過程的重要原因。馬瑞君[6 ]的研究表明，黃帚橐吾水浸提液對高寒草地優(yōu)勢牧草種子萌發(fā)以及幼苗生長具有抑制作用。王玉芝等[7 ]報道，冷蒿莖葉水浸提液對蘇丹草（Sorghum sudanense）等植物幼芽長和幼根長的抑制作用呈顯著或極顯著水平，并認(rèn)為在退化草場中冷蒿成為優(yōu)勢種群可能與冷蒿向環(huán)境中釋放化感物質(zhì)有著密切關(guān)系。

瑞香狼毒（Stellera chamaejasme）為瑞香科狼毒屬植物，廣泛分布于中國西北，因具有強(qiáng)大的生存力和繁殖力使其在北方干旱草原上得以大肆蔓延[8 ]。在以狼毒為優(yōu)勢種的草地上，植物種類稀少，蓋度降低，可食飼草生長低矮，產(chǎn)草量降低[9 ]。在狼毒侵占的退化草地上，除了狼毒的侵占性和競爭性很強(qiáng)以及草地過度放牧以外，狼毒的化感作用對該類草地植物種的消長起作用[10 - 11 ]。我們以狼毒全株為材料，對其浸提液的化感作用進(jìn)行了研究，以期揭示高寒草地退化的原因，為退化草地植被恢復(fù)中牧草種類的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為開花期的瑞香狼毒全株，采集于甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)天祝高山草原站附近的天然草地上，并陰干。受體材料為垂穗披堿草（Elymus nutans）、醉馬草（Achnatherum inebrians）、鐵棒槌（Aconitum pendulum）、平車前（Plantago depressa）、胡枝子（Lespedeza bicolor）、翠雀花（Delphinium grandiflorum）、畫眉草（Eragrostis pilosa），種子采集地點同狼毒。

1.2 瑞香狼毒水提液的制備

將陰干的瑞香狼毒全株粉碎，按瑞香狼毒與水質(zhì)量比1∶5的比例加入蒸餾水，浸泡48 h后過濾，制成20%的水提液。然后將20%瑞香狼毒水提液稀釋成1%、2%、4%、20%質(zhì)量濃度梯度的水提液，保存于4 ℃冰箱待用。

1.3 試驗方法

將7種植物種子放入鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿（直徑15 cm）中，每皿50粒，分別加入不同濃度的瑞香狼毒水提液5 mL，對照加等量的蒸餾水，重復(fù)4次。置于白天20 ℃、夜間10 ℃的變溫培養(yǎng)箱中。10 d后測定發(fā)芽率。在每個培養(yǎng)皿中隨機(jī)挑10株，測量其根長、芽長，計算平均值。敏感指數(shù)RI=1-C / T（C為對照值，T為處理值），RI > 0時表示為促進(jìn)作用，RI < 0時表示為抑制作用，RI的絕對值的大小表示化感作用強(qiáng)度的大小[12 ]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)使用 Spss12.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對受體植物種子發(fā)芽率的影響

瑞香狼毒水提液的質(zhì)量濃度不同，7種植物種子的發(fā)芽率各異。從表1可以看出，不同質(zhì)量濃度的瑞香狼毒水提液對胡枝子種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用（RI > 0），其中4%處理促進(jìn)作用最大。對垂穗披堿草種子發(fā)芽率表現(xiàn)為1%和2%有促進(jìn)作用，4%和20%有抑制作用。各質(zhì)量濃度的瑞香狼毒水提液對醉馬草、翠雀花、畫眉草、平車前和鐵棒槌種子的萌發(fā)均有抑制作用（RI < 0），其抑制作用隨質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng)。

2.2 不同質(zhì)量濃度的瑞香狼毒水提液對受體植物種子根長的影響

從表2可以看出，不同質(zhì)量濃度的瑞香狼毒水提液對7種植物根長的影響和對發(fā)芽率的影響不同。對醉馬草與垂穗披堿草的根長表現(xiàn)為不同程度的促進(jìn)作用，其中以2%處理的促進(jìn)作用最強(qiáng)。對鐵棒槌、畫眉草、平車前、胡枝子等4種植物均表現(xiàn)為低質(zhì)量濃度（1%、2%、4%）起促進(jìn)作用，高質(zhì)量濃度（20%）起抑制作用。其中，1%質(zhì)量濃度對鐵棒槌、平車前、畫眉草根長的促進(jìn)作用最強(qiáng)。對翠雀花除在1%質(zhì)量濃度下表現(xiàn)為促進(jìn)作用外，在其他濃度處理下均表現(xiàn)為抑制作用，且隨著質(zhì)量濃度的增加，抑制作用增強(qiáng)。

2.3 對受體植物種子芽長的影響

從表3可以看出，不同質(zhì)量濃度瑞香狼毒水提液對醉馬草、胡枝子、翠雀花、畫眉草、鐵棒槌芽長均受到抑制作用（RI < 0）；對垂穗披堿草、平車前芽長均較表現(xiàn)為低質(zhì)量濃度起促進(jìn)作用，高質(zhì)量濃度起抑制作用。20%質(zhì)量濃度對7種植物的芽長抑制作用最強(qiáng)。

3 結(jié)論

不同質(zhì)量濃度的瑞香狼毒植株水提液促進(jìn)了胡枝子種子的萌發(fā)，抑制了垂穗披堿草、醉馬草、鐵棒槌、平車前、翠雀花和畫眉草種子的萌發(fā)。較低質(zhì)量濃度的瑞香狼毒水提液促進(jìn)了供試植物根長的生長，較高質(zhì)量濃度下起抑制作用。不同質(zhì)量濃度瑞香狼毒水提液對醉馬草、胡枝子、翠雀花、畫眉草、鐵棒槌的芽長起抑制作用，而對垂穗披堿草、平車前均表現(xiàn)為低質(zhì)量濃度起促進(jìn)作用，高質(zhì)量濃度起抑制作用。因此，在對瑞香狼毒的防治中用替代控制法進(jìn)行防治時，在草種選擇上，可以選擇瑞香狼毒抑制作用較小的草種進(jìn)行改良，如垂穗披堿草，可減少由于選擇草種不當(dāng)而造成的經(jīng)濟(jì)損失。

有關(guān)瑞香狼毒的分布及危害的報道很多，主要集中在甘肅、青海、內(nèi)蒙古等地。甘肅有46.6萬hm2草原遭受危害，牧草減產(chǎn)1.375億kg，經(jīng)濟(jì)損失1 500萬～2 000萬元[13 ]。多年來，草地工作者對瑞香狼毒進(jìn)行了較多的研究，提出了一些防治方法。如替代控制法（在瑞香狼毒分布的退化草地上補(bǔ)播一些速生的優(yōu)良牧草，抑制瑞香狼毒生長而達(dá)到的控制目的）、機(jī)械鏟除、刈割、化學(xué)防治等[11 ]。以往研究表明，瑞香狼毒對其它草種存在化感作用[10 - 11 ]。

在草地上，水溶性的化感物質(zhì)主要通過雨水和霧滴等的淋溶而進(jìn)入土壤發(fā)生[14 ]。土壤中化感物質(zhì)的含量受到多因素的影響，包括枯落物的密度、分解速度以及降水量等[15 - 16 ]。當(dāng)化感物質(zhì)在土壤中積累一定量后，就會抑制植物種子萌發(fā)、幼苗生長、植物的競爭力[17 ]，進(jìn)而在植物群落演替中起重要作用，才會在生態(tài)系統(tǒng)中扮演植物間相互競爭作用[18 ]。張寶琛等[5 ]認(rèn)為植物間的化感作用可能是導(dǎo)致高寒草甸人工草場退化過程的重要原因；馬瑞君等[6 ]認(rèn)為黃帚橐吾的化感作用在其生存競爭、種群擴(kuò)大與入侵中起著重要作用，是造成高寒草場退化的重要原因；王玉芝等[7 ]認(rèn)為在退化草場中冷蒿成為優(yōu)勢種群可能與冷蒿向環(huán)境中釋放化感物質(zhì)有著密切關(guān)系。老瑞香狼毒根水提液的化感作用要強(qiáng)于小瑞香狼毒的水提液，老瑞香狼毒比小瑞香狼毒在群落競爭中有更大的競爭優(yōu)勢[19]。本試驗表明，瑞香狼毒對7種植物種子萌發(fā)、幼苗生長具有化感潛勢，起到了促進(jìn)或抑制種子萌發(fā)和幼苗生長的作用，這和他人[8，10 - 11 ]對瑞香狼毒化感作用的研究結(jié)果不一致，其原因可能是草種不同引起的。低質(zhì)量濃度起促進(jìn)作用，高質(zhì)量濃度為抑制作用，這可能是未退化草地上瑞香狼毒和許多優(yōu)質(zhì)牧草和諧地組成合理的草地群落[8 ]，以及瑞香狼毒較多的草地退化后難于恢復(fù)的原因之一。

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（本文責(zé)編：楊 杰）