巴彥淖爾市黃灌區(qū)秋澆地水浸越冬對向日葵列當(dāng)種子萌發(fā)的影響

蘇雅杰，杜 磊，云曉鵬，白全江，田曉燕，葛 童，杜 超

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特 010031；2.巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 臨河 015000）

向日葵列當(dāng)是一種根寄生惡性雜草，已對世界各國向日葵產(chǎn)區(qū)造成嚴重的經(jīng)濟損失[1]。我國自1959年首次報道向日葵列當(dāng)危害以來，向日葵列當(dāng)在向日葵產(chǎn)區(qū)不斷蔓延[2]，河北、新疆、內(nèi)蒙古、青海、陜西、山西、黑龍江等地均有向日葵列當(dāng)發(fā)生危害[3-6]。內(nèi)蒙古自治區(qū)是我國最大的向日葵產(chǎn)區(qū)，而巴彥淖爾市又是內(nèi)蒙古自治區(qū)的向日葵主產(chǎn)區(qū)，向日葵種植面積和產(chǎn)量均居內(nèi)蒙古自治區(qū)首位[7]。巴彥淖爾市位于河套灌區(qū)，水利資源豐富[8]，利用黃河水夏秋季灌溉壓堿、保墑已成為當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的灌溉模式[9]，該地區(qū)土壤屬于弱堿性，非常適合向日葵生長和向日葵列當(dāng)?shù)纳妫蛉湛幌蛉湛挟?dāng)寄生現(xiàn)象十分普遍，嚴重影響著向日葵的產(chǎn)量和品質(zhì)，向日葵被向日葵列當(dāng)寄生后，一般減產(chǎn)30%～50%，嚴重地塊可導(dǎo)致絕收[10]。

向日葵列當(dāng)種子的萌發(fā)需要適宜的土壤條件和萌發(fā)刺激物的刺激。目前，對向日葵列當(dāng)種子萌發(fā)所需條件的探索有很多，如MORAL 等[11]、GIBOT-LECLERC 等[12]分別研究了圓齒列當(dāng)種子和分枝列當(dāng)種子萌發(fā)的最適溫度和水勢，以及溫度和水勢對列當(dāng)種子萌發(fā)的影響；石必顯等[13]研究發(fā)現(xiàn)，最適向日葵列當(dāng)寄生的土壤質(zhì)地為沙壤土，土壤溫度25～30℃、土壤濕度10%～30%、土壤pH值=8；向日葵列當(dāng)種子萌發(fā)還需要外源萌發(fā)刺激物[14]，獨腳金內(nèi)酯是列當(dāng)科大部分種子的天然萌發(fā)刺激物[15-16]，人工合成的獨腳金內(nèi)酯有GR6、GR7和GR24，其中GR24的活性最強、應(yīng)用最多[17]。但是，目前還沒有灌溉水長時間浸泡對田間向日葵列當(dāng)種子萌發(fā)影響的研究。本試驗以GR24為萌發(fā)刺激物，對連續(xù)1～5年經(jīng)過秋澆地水冬季長時間浸泡后的向日葵列當(dāng)種子進行刺激萌發(fā)試驗，旨在探究秋澆地灌溉水對田間向日葵列當(dāng)種子萌發(fā)的影響，為科學(xué)防治列當(dāng)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗選擇在內(nèi)蒙古巴彥淖爾市烏拉特前旗西小召鎮(zhèn)金星村種植向日葵田的河灘地進行，試驗地于每年秋季11月陸續(xù)開始秋澆地，一般灌溉水的深度在50 cm左右，翌年5月逐漸退水。通過大水漫灌實現(xiàn)壓堿和補墑，因此，試驗地里的向日葵列當(dāng)種子每年有150 d左右在水中長時間浸泡。

1.2 試驗材料

試驗所用向日葵列當(dāng)種子于2014年在巴彥淖爾市烏拉特前旗西小召鎮(zhèn)采集，當(dāng)年測定種子萌發(fā)率為95.00%。萌發(fā)能力測定采用的萌發(fā)刺激物為GR24，購自Strigolab公司，測定前，用超純水將GR24 稀釋成1 mg/kg的水溶液待用。

1.3 向日葵列當(dāng)種子的田間處理

為模擬向日葵列當(dāng)種子每年被灌溉水浸泡的環(huán)境，本試驗在2014—2019年每年的11月底將裝有2014年采集的向日葵列當(dāng)種子布袋放入已結(jié)冰的秋澆地水中，同時將裝有一同采集的向日葵列當(dāng)種子袋放在沒有灌溉水浸泡的自然環(huán)境條件下作為對照，次年5月待田間水退去時將田間放置的經(jīng)過浸泡及未經(jīng)浸泡的對照種子袋一同取回，從種子袋中分別抽取部分種子樣品用于當(dāng)年萌發(fā)檢測，將剩余種子晾干后分別放入種子保存瓶常溫避光保存，待當(dāng)年結(jié)冰時再次將種子裝入種子袋重復(fù)上一年操作。

1.4 向日葵列當(dāng)種子萌發(fā)能力的測定

將直徑為9 cm的培養(yǎng)皿進行高溫滅菌消毒，在每個培養(yǎng)皿底部放入2層玻璃纖維濾紙，濾紙上放12個直徑為5 mm的玻璃纖維小圓片，用適量蒸餾水濕潤玻璃纖維濾紙和小圓片，在解剖鏡下用接種針蘸取飽滿的向日葵列當(dāng)種子于玻璃纖維小圓片上，每個小圓片上放置10～20粒種子（圖1），之后用封口膜將培養(yǎng)皿密封以防水分散失，外部再用鋁箔紙包住以保持完全黑暗。將培養(yǎng)皿放在18～25℃培養(yǎng)箱中預(yù)培養(yǎng)3 d，預(yù)培養(yǎng)結(jié)束后，換用新的培養(yǎng)皿，每個培養(yǎng)皿底部放入2層玻璃纖維濾紙，加入3～5 mL 人工萌發(fā)刺激物GR24 溶液（1 mg/kg），然后將粘有向日葵列當(dāng)種子的小圓片轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)皿中，再次用封口膜和鋁箔紙將培養(yǎng)皿包好，在18～25℃培養(yǎng)箱中再培養(yǎng)7 d。測定時，每個培養(yǎng)皿內(nèi)放置同一處理下粘有向日葵列當(dāng)種子的玻璃纖維小圓片12個，每個處理3次重復(fù)。7 d后，在顯微鏡下檢查向日葵列當(dāng)種子萌發(fā)情況。當(dāng)種子胚根長度等于或大于種子寬度則認為種子已萌發(fā)，記錄萌發(fā)數(shù)量并在種子芽管開始干癟后統(tǒng)計萌發(fā)率，計算公式如下

萌發(fā)率/%=（萌發(fā)列當(dāng)種子數(shù)/列當(dāng)種子總數(shù)）×100

1.5 數(shù)據(jù)處理

比較不同年份向日葵列當(dāng)種子萌發(fā)率，并用SPSS 23.0 軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

模擬向日葵列當(dāng)種子在秋澆地水中經(jīng)過1～5年的浸泡，測定向日葵列當(dāng)種子萌發(fā)率，檢測結(jié)果見表1。由表1可知，向日葵列當(dāng)種子在秋澆地水中浸泡后，種子萌發(fā)率逐年遞減，2015—2019年的萌發(fā)率依次分別為46.62%、12.86%、0.79%、0、0，向日葵列當(dāng)種子經(jīng)過3年的秋澆地水浸泡，種子萌發(fā)率僅為0.79%，第4年、第5年均為0，種子全部失活，而且2015—2017年3年間的種子萌發(fā)率存在顯著差異（P＜0.05），2015年與2017年、2018年、2019年的種子萌發(fā)率存在極顯著差異（P＜0.01）；而對照在自然環(huán)境條件下存放1～5年向日葵列當(dāng)種子的萌發(fā)率分別為71.95%、64.19%、64.88%、57.72%、69.88%，雖然向日葵列當(dāng)種子的萌發(fā)率隨著放置年限的增長有所下降，但下降幅度緩慢，方差分析差異不顯著（P＞0.05）。

3 結(jié)論與討論

通過連續(xù)5年的向日葵列當(dāng)種子萌發(fā)試驗，明確了田間向日葵列當(dāng)種子經(jīng)過秋澆地水3年的浸泡，萌發(fā)率為0.79%，基本失去萌發(fā)活力，與當(dāng)年采集的種子萌發(fā)率（95.00%）相比，萌發(fā)率下降了94.21個百分點，浸泡4年后的向日葵列當(dāng)種子完全失活，僅個別種子種皮裂開、發(fā)芽管露尖，但始終不能突破種皮，萌發(fā)率為0。而對照的向日葵列當(dāng)種子經(jīng)過5年在自然環(huán)境條件下放置，萌發(fā)率由71.95%下降為69.88%，僅下降了2.07個百分點。該結(jié)果與1993年P(guān)ARKER 等[18]對圓齒列當(dāng)種子萌發(fā)率研究結(jié)果基本一致。因此認為，在巴彥淖爾市黃灌區(qū)秋澆地實行3年以上向日葵列當(dāng)非寄主作物的輪作，可以有效控制向日葵列當(dāng)?shù)奈：Α?/p>

巴彥淖爾市黃灌區(qū)全年灌溉分夏灌（4—6月）、秋灌（7—9月）和秋澆（10月初—11月初）。種植向日葵的河灘地多采取秋澆，其他地塊多采取夏灌，秋澆地一般大水浸泡土壤長達150 d左右。由于向日葵列當(dāng)種子在田間浸泡時間長短不一，且不同季節(jié)氣溫差異較大，夏灌和秋灌對田間向日葵列當(dāng)種子萌發(fā)率的影響理論上存在差異，需要進一步試驗明確夏灌對向日葵列當(dāng)種子萌發(fā)率的影響，以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn)。近年來，河套灌區(qū)也在發(fā)展水稻種植。因此，建議有條件的鄉(xiāng)鎮(zhèn)推廣水、旱輪作，既能有效縮短輪作年限，使向日葵列當(dāng)危害得到有效控制[19]，同時又能增加向日葵的復(fù)種指數(shù)，提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)民種植向日葵的經(jīng)濟收入。