圓葉牽牛對衡水湖野大豆的化感作用探究

高如杰

摘要：圓葉牽牛屬入侵植物。本試驗以衡水湖野大豆為受體，研究了不同濃度圓葉牽牛浸提液對野大豆種子萌發(fā)和幼苗生長的影響。結果表明，浸提液中存在化感物質(zhì)，低濃度時促進根長、根冠比，高濃度時則起抑制作用。浸提液抑制發(fā)芽率、苗高、活力指數(shù)，抑制作用隨著浸提液濃度的提高而增加。

關鍵詞：圓葉牽牛；浸提液；野大豆；種子萌發(fā)，化感作用

植物的化感作用廣泛地存在于自然界中，也是外來植物入侵過程中的一種有力的化學武器。圓葉牽牛（Pharbitispurpurea）是一種危害嚴重的外來入侵雜草，適應性強，分布廣泛。野大豆（Glycine saja）營養(yǎng)價值高，又是優(yōu)質(zhì)牧草，還耐鹽堿、抗寒、抗病，是大豆育種的重要種質(zhì)資源。而在衡水湖濕地，野大豆和圓葉牽牛都可與蘆葦纏繞相伴而生，其生態(tài)位大部分重疊，圓葉牽牛不僅通過與野大豆競爭水分、養(yǎng)分和陽光而影響野大豆的生長，而且還可以通過淋溶、揮發(fā)或者根系分泌物等方式釋放化感物質(zhì)，從而影響野大豆的生長。目前關于入侵植物的化感作用已有一些報道，但圓葉牽牛對野大豆的化感作用研究未見報道。本試驗研究圓葉牽牛對野大豆種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，旨在為野大豆在衡水湖濕地的生長提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

9月底采集健壯的圓葉牽牛植株地上部分，洗凈晾干后剪成1cm左右的小段，加蒸餾水浸提48h，過濾后配制成質(zhì)量分數(shù)為1%、2.5%、5%、7.5%、10%的浸提液。精選大小一致且飽滿的衡水湖野大豆種子，用98%的濃硫酸浸泡15min來破除種子的硬實率，蒸餾水清洗后備用。

1.2試驗方法

將100粒野大豆種子均勻擺放在培養(yǎng)皿中，分別加入浸提液，以蒸餾水為對照，3次重復。每天加適量浸提液保持濾紙濕潤，在光照培養(yǎng)箱（25℃，光照時間12h/d）中培養(yǎng)。記錄每天發(fā)芽種子數(shù)，連續(xù)觀察7天。待培養(yǎng)皿中發(fā)芽種子根長至2～3cm時，移植至培養(yǎng)缽中繼續(xù)生長，在光照培養(yǎng)箱（25℃，光照時間12 h/d）中進行培養(yǎng)。7d后從每個處理中隨機挑選10株幼苗測量根長、苗高、根重和苗重。

1.3數(shù)據(jù)分析

統(tǒng)計種子的發(fā)芽率、活力指數(shù)和根冠比，并用新復極差法進行差異顯著性分析。活力指數(shù)=種子發(fā)芽指數(shù)×幼苗鮮物質(zhì)量，發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑GI/Dt；Gt指浸種后t日的發(fā)芽數(shù)；Dt指相應的發(fā)芽日數(shù)。根冠比=幼苗根重，苗重。以化感作用抑制率（RI）作為化感作用的研究指標。RI=（Ti-Tn）/Tox100%。式中Ti為測試項目的處理值，Ta為對照值。

2結果與分析

2.1圓葉牽牛浸提液對野大豆種子萌發(fā)的影響

1%浸提液處理時，發(fā)芽率與對照相比差異不顯著，說明極低濃度的浸提液對野大豆發(fā)芽影響不大。但當浸提液質(zhì)量分數(shù)提高到2.5%時，發(fā)芽率抑制率達到5%顯著水平，說明2.5%濃度影響野大豆的萌發(fā)。而在其它化感資料中，2.5%質(zhì)量分數(shù)的浸提液一般不會顯著影響發(fā)芽，因此圓葉牽牛對野大豆的化感作用較強烈。用5%浸提液處理時，野大豆的發(fā)芽率繼續(xù)顯著降低，發(fā)芽率比對照下降14%，因此中等質(zhì)量分數(shù)浸提液就嚴重抑制野大豆種子萌發(fā)。以上分析表明，圓葉牽牛的化感物質(zhì)影響野大豆種子的發(fā)芽，隨著浸提液質(zhì)量分數(shù)的提高，抑制作用逐漸增強，最終導致種子發(fā)芽率低，種子活力降低，出苗不齊，影響野大豆的正常生長發(fā)育。

2.2圓葉牽牛浸提液對野大豆幼苗生長的影響

對苗高來說，1%～2.5%浸提液處理時，苗高的RI絕對值較小，和對照相比抑制作用不明顯。當質(zhì)量分數(shù)達到5%以上時，苗高數(shù)值迅速減少，抑制作用顯著加強，處理之間的差異也顯著，說明野大豆的苗高對浸提液較不敏感，5%的浸提液才明顯影響野大豆苗高。

浸提液對野大豆根生長的根冠比的影響較明顯。1%的浸提液對根長、根冠比有輕微的促進作用，但是沒有達到顯著水平。當質(zhì)量分數(shù)達到2.5%時，浸提液轉(zhuǎn)變?yōu)轱@著抑制作用，當質(zhì)量分數(shù)繼續(xù)增加時，抑制率絕對值明顯增加，抑制作用更為強烈?？梢姡藵舛冉嵋簳Ω纳L、根冠比產(chǎn)生很大的傷害，不僅會影響根系的縱向伸長，而且會抑制主根的橫向加粗以及側(cè)根的發(fā)育。

活力指數(shù)是綜合種子的發(fā)芽能力和幼苗長勢，指數(shù)數(shù)值越高，種子活力越大，幼苗生長越健壯。所有質(zhì)量分數(shù)的浸提液都降低野大豆的活力指數(shù)。從2.5%的浸提液起，野大豆的活力指數(shù)下降的幅度比較大，與對照達到顯著差異水平，且隨著浸提液的質(zhì)量分數(shù)的增加，抑制作用就越明顯。

3討論

化感物質(zhì)首先通過影響種子萌發(fā)，決定種子是否萌發(fā)或著決定幼苗的健壯與否，從而影響受體植物的生長。本試驗結果表明，圓葉牽牛對衡水湖野大豆具有顯著的化感作用。浸提液抑制野大豆的發(fā)芽率。1%浸提液促進根長，隨著浸提液質(zhì)量分數(shù)的升高，浸提液效應轉(zhuǎn)為抑制作用。這種低促高抑現(xiàn)象是由于低濃度時浸提液中化感物質(zhì)含量太少，但浸提物中含有比蒸餾水更多的養(yǎng)分而導致了對作物生長的促進作用，而高濃度下化感質(zhì)物含量過高，導致了對作物生長的抑制作用。這與劉久明的研究基本一致。對比種子萌發(fā)和幼苗生長的抑制率，活力指數(shù)的抑制率大于發(fā)芽率抑制率，根長抑制率大于苗高抑制率。根是植物的吸收器官，根系發(fā)育不良最終會導致營養(yǎng)供應不足，地上部分發(fā)育不良。因此圓葉牽牛浸提液主要抑制野大豆幼苗生長，在野大豆生長地應及時鏟除圓葉牽牛。