加拿大一枝黄花水浸提液对四种草坪草化感作用研究 修复的.docx

加拿大一枝黄花水浸提液对四种草坪草化感作用研究 修复的.docx

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加拿大一枝黄花水浸提液对四种草坪草化感作用研究修复的

摘要……………………………………………………………………2

引言……………………………………………………………………4

1材料与方法…………………………………………………………6

1.1试验材料…………………………………………………………6

1.2试验方法…………………………………………………………6

1.2.1加拿大一枝黄花水浸提液制备………………………………6

1.2.2化感活性物质的测定…………………………………………6

1.2.3数据统计………………………………………………………6

2结果与分析…………………………………………………………7

2.1加拿大一枝黄花水浸提液对4种草坪草发芽率的影响………7

2.2加拿大一枝黄花水浸提液对4种草坪草幼苗苗高的影响……9

2.3加拿大一枝黄花水浸提液对4种草坪草幼苗根长的影响……11

2.4加拿大水浸提液对四种草坪草的综合效应…………………13

3小结与讨论…………………………………………………………14

4参考文献……………………………………………………………16

5致谢…………………………………………………………………19

加拿大一枝黄花水浸提液对4种草坪草化感作用研究

学生姓名：

吴弘

指导老师：

王云副教授

（湖南文理学院湖南，常德415000）

摘要：

采用培养皿纸床法研究了加拿大一枝黄花地上部分（剪碎），地下部分（剪碎）0.0125g/mL、0.025g/mL、0.05g/mL三种不同浓度水浸提液对白三叶、红三叶、紫羊茅、黑麦草的化感效应和作用规律。

结果表明：

在实验室所设的浓度下，加拿大一枝黄花水浸提液对白三叶、红三叶、紫羊茅、黑麦草等四种草坪草均有较强的化感抑制作用，其中红三叶受到的抑制作用最弱，白三叶,紫羊茅,黑麦草受到的抑制作用较为相近。

其中，加拿大一枝黄花地上部分水浸提液可使上述4种受体植物的发芽率分别下降18%、19%、18%、22.3%，幼根苗高分别下降9.08mm、8.96mm、11.54mm、15.84mm，幼苗根长分别下降4.95mm、4.87mm、20.24mm、24.49mm；加拿大一枝黄花地地下部分水浸提液可使上述4种受体植物的发芽率分别下降13%、13%、10.7%、13.7%，幼根苗高分别下降2.66mm、3.36mm、7.77mm、10.73mm，幼苗根长分别下降1.95mm、2.00mm、7.04mm、11.26mm。

四种受体植物所受到的抑制作用均随水浸提液浓度的增加而增强，在同一浓度的不同部位水浸提液的处理下，地上部分（剪碎）水浸提液对四种受体植物的抑制作用比地下部分（剪碎）水浸提液的抑制作用强。

加拿大一枝黄花水浸提液对白三叶、红三叶、紫羊茅、黑麦草均具有化感抑制作用，可抑制这四种草坪草种子的萌发和幼苗的生长。

关键词：

加拿大一枝黄花；水浸提液；草坪草；化感作用

AllelopathiceffectsofSolidagocanadensisLwaterextractiononfourkindsofturfgrass

AgronomyClasses09101：

Wuhong

Mentor：

Wangyun

（CollegeofLifeScience,HuNanUniversityofArtsandScience,Chang-deHu-nan,415000）

Abstract:

ThecultureplateandfilterpaperculturebioassaysmethodwasusedtostudytheeffectsofthreedifferentconcentrationsofSolidagocanadensisLwaterextractionwiththepartonthegroundandthepartundertheground,i.e.0.0125g/mL,0.025g/mLand0.05g/mL,ontheallelepathiceffectandtheeffectruleofTrifoliumrepens、Trifoliumpratense、Festucarubra、Loliumperenne。

TheresultshowedthattheseedgerminationandtheseedlinggrowthofthefourtestedplantsarestronglyinhibitedbyTrifoliumrepens、Festucarubra、Loliumperennewaterextractionunderthesettedconcentrationsinthisexperiment.AmongwhichthereceivedinhibitingeffectofTrifoliumpratenseistheweakest,andthatoftheotherthreespeciesareclose.Thewaterextractionfromthepartonthegrounddecreasedtheseedgerminationratesof6speciesby18%、19%、18%and22.3%,decreasedtheirshootlengthsby9.08mm、8.96mm、11.54mmand15.84mm,decreasedtheirrootlengthsby4.95mm、4.87mm、20.24mmand24.49mm.Thewaterextractionfromthepartunderthegrounddecreasedtheseedgerminationratesof6speciesby13%、13%、10.7%and13.7%,decreasedtheirshootlengthsby2.66mm、3.36mm、7.77mmand10.73mm,decreasedtheirrootlengthsby1.95mm、2.00mm、7.04mmand11.26mm.heinhibitoryactionisenhancedwiththeincreasingconcentrationofSolidagocanadensisLwaterextraction.Underthesameconcentration,theinhibitionofwaterextractionofthepartonthegroundisstrongerthanthatofthepartundertheground。

.SolidagocanadensisLwaterextractioninhibittheseedgerminationandtheseedlinggrowthofTrifoliumrepens、Trifoliumpratense、Festucarubra、Loliumperenne。

Keywords；SolidagocanadensisL；waterextraction；turfgras；allelopathiceffects

引言

两千多年前人们一经发现了化感现象，但是真正深入研究确实近几十年的事情，1937年德国科学家Molish首次提出化感作用一词，它涵盖了各种植物之间包括微生物的生化相生及相克作用，之后Rice在他的专著中又进行了补充。

国外在这个领域的研究日趋活跃，而国内对这一领域的研究相对较晚，但发展迅速，已经取得了一定成果。

中国生态学会于1990年12月成立了化学生态学专业委员会，1991年10月举行了首次学术会议。

化感作用是指植物生物的代谢分泌对环境中其他植物或微生物产生有害或有益的作用（Rice.1984），及植物的自毒作用（Rice.1984）。

化感作用既是植物对环境适应的一种化学表现形式（孔垂华，2003），也是植物的一种化学生态防御机制（刘建新等，2008），还是植物提高自身生存竞争力的一种化学手段（蒋红云等，2006）。

其在植物自然群落形成和演替、植被恢复、增加作物产量、杂草控制、作物病虫害的防治以及减少连作障碍危害、促进环境可持续发展、控制外来生物入侵等方面具有重要意义。

化感作用是通过化感物质来实现的，化感物质可以直接或间接影响周围植物的生长，从而影响植物种群的建立和更新（Ens，etal，2009），而化感作用的强弱是通过化感效应指数来衡量的（李美等，2010）。

两千多年前人们已经观察到化感现象，但真正深入研究确实近几十年（彭少麟等，2001），化感作用不仅在农田除杂防除（刘迎等，2005）、害虫综合治理（吴琼等，2008），等方面有重要的作用及应用前景，而且在环境保护（王海燕等，2002）、植物保护（孔垂华，2005）、中药材栽培（周浩等，2007）、园林建设（王日明等，2004）等方面蕴藏着巨大的应用潜力，化感作用甚至与生物的多样性也存在着很大的关系（左胜鹏等，2006）。

目前，国内外已对多种植物（刘少群等，2002；潘晓芳等，2003；潘玉梅等，2008；马丹炜等，2008；贾海江等，2009；陈月圆，2010）的化感作用进行了深入研究。

加拿大一枝黄花（学名：

SolidagocanadensisL），又名黄莺，麒麟草，属于菊科。

这种花色泽亮丽，常用于插花中的配花。

加拿大一枝黄花1935年作为观赏植物引入中国，是外来物种引种后逸生成杂草，并且是恶性杂草。

主要生长在河滩、荒地、公路两旁。

它是多年生植物，根系发达，繁殖力极强，传播速度快，生长优势明显，生态适应性广阔，与周围植物争阳光、争肥料，直至其它植物死亡，从而对生物多样性构成严重威胁。

可谓是黄花过处寸草不生，故被称为生态杀手、霸王花。

加拿大一枝黄花现在已成功入侵欧洲以及亚洲和大洋洲的大部分地区。

通过以往的研究表明，在酸性及碱性的条件下均具有较高的种子萌发活性，对水分的适应性较强，在15%-51%的相对土壤含水量的条件下，其种子都能萌发，在不同的PH值、盐浓度和湿度条件下种子萌发的耐受性较强。

可见，加拿大一枝黄花种子具有在广泛的生态条件下萌发的能力。

此外，加拿大一枝黄花对根部土壤有碱化趋势，显著增加土壤微生物的生物量，提高有机质的含量，抑制土壤中真菌的生长，而促进细菌和放线菌的生长；根系分泌物对土壤的亚硝酸细菌、好气性固氮细菌、硫化细菌、氨化徐俊和好气性纤维素分解菌的数量具有促进作用，而对反硝化细菌、嫌气性纤维素分解菌和反硫化细菌的生长有抑制效应。

这也使得加拿大一枝黄花能够成为危害生态系统的入侵植物。

同许多杂草一样，加拿大一枝黄花具有较宽的生理生态耐受性和可塑性，来自环境变化的选择压力使其不断地驯化和适应，从而导致结构和功能上可遗传的改变，在不同居群间产生较大程度的遗传差异，高度的遗传分化成为适应性进化的基础，也促成了其不断入侵到新的地区和多样的生态环境。

大量研究表明，较高浓度的加拿大一枝黄花新鲜组织水浸提液过组织捣碎抽滤液对作物种子与杂草种子的发芽率和幼苗生长有显著的抑制作用。

所以本文以白三叶、红三叶、黑麦草、紫羊茅等四种草坪草为研究对象，采用培养皿纸床法，研究加拿大一枝黄花不同部位、不同浓度水浸提液对白三叶、红三叶、紫羊茅、黑麦草等草坪草幼苗生长的影响，初步探讨加拿大一枝黄花对白三叶、红三叶、紫羊茅、黑麦草等草坪草的化感效应的强弱和作用规律。

1材料与方法

1.1试验材料

供体材料加拿大一枝黄花新鲜植株采于柳叶湖畔，受体植物为黑麦草，红三叶，紫羊茅，白三叶4种草坪草。

实验中挑选颗粒饱满，均匀的种子作为实验对象，其中黑麦草千粒重为2.03g，红三叶千粒重为1.78g，紫羊茅千粒重为1.95g，白三叶千粒重为1.68g。

1.2试验方法

1.2.1加拿大一枝黄花水浸提液的制备挖取加拿大一枝黄花新鲜植株，用清水快速把枝叶和根部的泥土冲洗干净，摘掉枯黄坏叶，室内常温下通风晾干。

根据李光义等（2006）的制备方法，于2013年3月13日把准备好的加拿大一枝黄花植株分为地上部分（茎、叶）和地下部分（根）分别剪碎至1cm，再分别称取25.0g放入烧杯中，倒入500mL蒸馏水进行浸泡，并置于摇床上24h后，用双层纱布过滤即得到浓度为0.05g/mL的水浸提液母液，存于4摄氏度冰箱待用。

实验前蒋两种水浸提液母液稀释成0.0125g/mL、0.025g/mL、0.05g/mL3个浓度梯度。

1.2.2化感活性生物测定实验前将各草坪草种子用1%次氯酸钠消毒30min后，蒸馏水冲洗3-5次，再用滤纸吸去种子表面多余的水分。

种子萌发采用培养皿纸床法（ZengRS,1999），分别取浓度为0.0125g/mL、0.025g/mL、0.05g/mL的各水浸提液，加入底部铺有2层滤纸的直径为90mm培养皿中，每皿均匀放入100粒饱满的受体种子，三个重复，均以蒸馏水培养为空白对照，室温条件培养。

168h后分别测量各处理幼苗根长和幼苗苗长，以及种子的发芽率等数据。

1.2.3数据统计萌发率（%）=（发芽种子个数/供试种子）×100

幼苗根长和苗高：

从每个培养皿中随机挑选10株幼苗进行测量，取平均值，有须根的植物测量最长根。

化感效应指数（RI）=1-C/T（T≥C）,RI=T/C-1（T＜C）（WillianmsonGB,etal,1988）

式中，C为对照值，T为处理值，RI为敏感指数，RI＞0为促进作用，RI＜0为抑制作用，绝对值的大小与强度一致。

综合效应（SE）:

同一处理下对同一受体三个测试项目（发芽率、根长、苗高）的化感指数（RI）的算术平均数（董强等，2010）。

2结果与分析

2.1加拿大一枝黄花水浸提液对四种草坪草发芽率的影响

表1加拿大一枝黄花水浸提液对四种草坪草种子萌发的影响

Table1EffectsofSolidagoSolidagocanadensisLwaterextractionofonseedgerminationoffourkindsofturfgrass

加拿大一枝黄花不同部位

水浸提液浓度g/mL

白三叶发芽率（%）

红三叶发芽率（%）

紫羊茅发芽率（%）

黑麦草发芽率（%）

Ck

89Aa

93Aa

90Aa

94Aa

地上部分

0.0125

0.025

0.05

均值

82Bb

77Cc

54Dd

71

86Bb

76Cc

59Dd

74

82Bb

72Cc

62Dd

72

84ABa

71BCbc

60Cc

71.7

地下部分

0.0125

0.025

0.05

均值

86Bb

83Cc

59Dd

76

91ABa

86Bb

63Cc

80

87Bb

78Cc

73Dd

79.3

90ABa

83Bb

68Cc

80.3

注：

同列数据后标不同小写字母者表示在5%水平的差异（P<0.05）；标不同大写字母者表示在1%水平的差异（P<0.01）。

图1加拿大一枝黄花水浸提液对4种草坪草种子发芽率的化感效应

Fig.1AllelopathiceffectsofwaterextractsofSolidagocanadensisLongerminationrateoffourreceiverplants

2.1.1白三叶由表1和图1可知，对白三叶种子发芽率化感抑制作用最强的是0.05g/mL地上部分水浸提液，在其作用下，白三叶种子的发芽率为54%，比对照组下降35%，RI值-0.37,与对照差异显著（P<0.05,P<0.01）。

而对其发芽率抑制作用最弱的是0.0125g/mL地下部分水浸提液，比对照组下降3%，RI值为-0.03,与对照差异显著（P<0.05,P<0.01）。

比较不同部位水浸提液对白三叶种子发芽率的影响，地上部分水浸提液抑制作用最强。

2.1.2红三叶由表1和图1可知，对红三叶种子发芽率化感抑制作用最强的是0.05g/mL地上部分水浸提液，在其作用下，红三叶种子的发芽率为59%，比对照组下降34%，RI值-0.36，与对照差异显著（P<0.05,P<0.01）。

而对其发芽率抑制作用最弱的是0.0125g/mL地下部分水浸提液，比对照组下降2%，RI值为-0.02，与对照差异显著（P<0.05,P<0.01）。

比较不同部位水浸提液对红三叶种子发芽率的影响，地上部分水浸提液抑制作用最强。

2.1.3紫羊茅由表1和图1可知，对紫羊茅种子发芽率化感抑制作用最强的是0.05g/mL地上部分水浸提液，在其作用下，紫羊茅种子的发芽率为62%，比对照组下降28%，RI值-0.31，与对照差异显著（P<0.05,P<0.01）。

而对其发芽率抑制作用最弱的是0.0125g/mL地下部分水浸提液，比对照组下降3%，RI值为-0.03，与对照差异显著（P<0.05,P<0.01）。

比较不同部位水浸提液对紫羊茅种子发芽率的影响，地上部分水浸提液抑制作用最强。

2.1.4黑麦草由表1和图1可知，对黑麦草种子发芽率化感抑制作用最强的是0.05g/mL地上部分水浸提液，在其作用下，黑麦草种子的发芽率为60%，比对照组下降34%，RI值-0.36，与对照差异显著（P<0.05,P<0.01）。

而对其发芽率抑制作用最弱的是0.0125g/mL地下部分水浸提液，比对照组下降4%，RI值为-0.04，与对照差异显著（P<0.05,P<0.01）。

比较不同部位水浸提液对黑麦草种子发芽率的影响，地上部分水浸提液抑制作用最强。

2.1.5四种受体植物综合比较由表1和图1可知，地上和地下部分的水浸提液对四种草坪草种子的发芽率均表现为化感抑制作用，其中，地上部分水浸提液对四种草坪草种子抑制作用的强弱顺序为：

黑麦草>红三叶>紫羊茅>白三叶;地下部分水浸提液对四种草坪草种子资质作用强弱顺序为：

白三叶>黑麦草>红三叶>紫羊茅。

2.2加拿大一枝黄花水浸提液对4种草坪草幼苗苗高的影响

表2加拿大一枝黄花水浸提液对4种草坪草幼苗苗高的影响

Table2EffectsofSolidagocanadensisLwaterextractiononshootlengthoffourkindsofturfgrass

加拿大一枝黄花不同部位

水浸提液浓度（g/mL）

白三叶

平均苗高（mm）

红三叶

平均苗高（mm）

紫羊茅

平均苗高（mm）

黑麦草

平均苗高（mm）

ck

19.53Aa

26.67Aa

48.47Aa

40.33Aa

地上部分

0.0125

0.025

0.05

均值

13.67ABab

10.20Bb

7.47Bb

10.45

21.87ABb

15.60Bb

15.67Bb

17.71

41.80ABab

37.00ABb

32.00Bb

36.93

30.20Aab

26.33Abc

16.93Bc

24.49

地下部分

0.0125

0.025

0.05

均值

19.33Aab

18.60Aab

12.67Ab

16.87

26.00Aab

22.20Ab

21.73Ab

23.31

44.73Aa

38.67Aa

38.87Aa

40.76

37.13Aa

25.60Aa

26.07Aa

29.60

注：

同列数据后标不同小写字母者表示在5%水平的差异（P<0.05）；标不同大写字母者表示在1%水平的差异（P<0.01）。

图2加拿大一枝黄花水浸提液对4种草坪草幼苗苗高的化感效应

Fig.1AllelopathiceffectsofwaterextractsofSolidagocanadensisLonshootlengthrateoffourreceiverplants

2.2.1白三叶由表2和图2可知，对白三叶幼苗苗高化感抑制作用最强的是0.05g/mL地上部分水浸提液，在其作用下，白三叶幼苗苗高为7.47mm，比对照组下降12.06mm，RI值-0.61，与对照差异显著（P<0.05,P<0.01）。

而对其幼苗苗高抑制作用最弱的是0.0125g/mL地下部分水浸提液，比对照组下降0.20mm，RI值为-0.01，与对照差异显著（P<0.05,P<0.01）。

比较不同部位水浸提液对白三叶幼苗苗高的影响，地上部分水浸提液抑制作用最强。

2.2.2红三叶由表2和图2可知，对红三叶幼苗苗高化感抑制作用最强的是0.025g/mL地上部分水浸提液，在其作用下，红三叶幼苗苗高为15.60mm，比对照组下降11.07mm，RI值为-0.42，与对照差异显著（P<0.05,P<0.01）。

而对其幼苗苗高抑制作用最弱的是0.0125g/mL地下部分水浸提液，比对照组下降0.67mm，RI值为-0.01。

比较不同部位水浸提液对红三叶幼苗苗高的影响，地上部分水浸提液抑制作用最强。

2.2.3紫羊茅由表2和图2可知，对紫羊茅幼苗苗高化感抑制作用最强的是0.05g/mL地上部分水浸提液，在其作用下，紫羊茅幼苗苗高为32.00mm，比对照组下降16.47mm，RI值-0.34，与对照差异显著（P<0.05,P<0.01）。

而对其幼苗苗高抑制作用最弱的是0.0125g/mL地下部分水浸提液，比对照组下降3.74mm，RI值为-0.08。

比较不同部位水浸提液对紫羊茅幼苗苗高的影响，地上部分水浸提液抑制作用最强。

2.2.4黑麦草由表2和图2可知，对黑麦草幼苗苗高化感抑制作用最强的是0.05g/mL地上部分水浸提液，在其作用下，黑麦草幼苗苗高为16.93mm，比对照组下降23.40mm，RI值-0.58，与对照差异显著（P<0.05,P<0.01）。

而对其幼苗苗高抑制作用最弱的是0.0125g/mL地下部分水浸提液，比对照组下降3.20mm，RI值为-0.08。

比较不同部位水浸提液对黑麦草幼苗苗高的影响，地上部分水浸提液抑制作用最强。

2.2.5四种受体植物综合比较由表2和图2可知，地上部分和地下部分的水浸提液对4种草坪草幼苗苗高生长均表现为化感抑制作用。

其中，地上部分水浸提液对四种草坪草幼苗苗高生长抑制作用强弱顺序为：

白三叶>黑麦草>红三叶>紫羊茅;地下部分水浸提液对四种草坪草幼苗苗高生长抑制作用强弱顺序为：

黑麦草>紫羊茅>白三叶>红三叶。

2.3加拿大一枝黄花水浸提液对4种草坪草幼苗根长的影响

表3加拿大一枝黄花水浸提液对4种草坪草幼苗根长的影响

Table3EffectsofSolidagocanadensisLwaterextractiononrootlengthoffourkindsofturfgrass

加拿大一枝黄花不同部位

水浸提液浓度（g/mL）

白三叶

平均根长（mm）

红三叶

平均根长（mm）

紫羊茅

平均根长（mm）

黑麦草

平均根长（mm）

Ck

14.53Aa

25.20Aa

46.20Aa

43.53A