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

1、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41 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61.2.3数据统计62 结果与分析72.1加拿大一枝黄花水浸提液对4种草坪草发芽率的影响72.2加拿大一枝黄花水浸提液对4种草坪草幼苗苗高的影响92.3加拿大一枝黄花水浸提液对4种草坪草幼苗根长的影响112.4加拿大水浸提液对四种草坪草的综合效应 133 小结与讨论144 参考文献165 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

2、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、15.8

3、4mm，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

4、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Allelopathic effects of Solidago canadensis L water extraction on four kinds of turf grassAgronomy Classes 09101：Wu hongMentor：Wang yun(College of Life Science,Hu Nan University of Arts and Science ,Chang-de Hu-nan,415000)Abstract :The culture plate and f

5、ilter paper culture bioassays method was used to study the effects of three different concentrations of Solidago canadensis L water extraction with the part on the ground and the part under the ground,i.e. 0.0125g/mL, 0.025g/mL and 0.05g/mL,on the allelepathic effect and the effect rule of Trifolium

6、repens、Trifolium pratense、Festuca rubra、Lolium perenne。The result showed that the seed germination and the seedling growth of the four tested plants are strongly inhibited by Trifoliumrepens、Festuca rubra、Lolium perenne water extraction under the setted concentrations in this experiment.Among which

7、the received inhibiting effect of Trifolium pratense is the weakest,and that of the other three species are close.The water extraction from the part on the ground decreased the seed germination rates of 6 species by 18%、19%、18% and 22.3% ,decreased their shoot lengths by 9.08mm、8.96mm、11.54mm and 15

8、.84mm ,decreased their root lengths by 4.95mm、4.87mm、20.24mm and 24.49mm . The water extraction from the part under the ground decreased the seed germination rates of 6 species by 13%、13%、10.7% and 13.7%, decreased their shoot lengths by 2.66mm、3.36mm、7.77mm and 10.73mm, decreased their root lengths

9、 by 1.95mm、2.00mm、7.04mm and 11.26mm. he inhibitory action is enhanced with the increasing concentration of Solidago canadensis L water extraction.Under the same concentration,the inhibition of water extraction of the part on the ground is stronger than that of the part under the ground。. Solidago c

10、anadensis L water extraction inhibit the seed germination and the seedling growth of Trifoliumrepens、Trifolium pratense、Festuca rubra、Lolium perenne。Keywords；Solidago canadensis L；water extraction；turf gras；allelopathic effects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

11、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

12、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，et al，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）

13、、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：Solidago canadensis L），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

14、，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

15、，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

16、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

17、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

18、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（Zeng R S,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

19、根的植物测量最长根。 化感效应指数（RI）=1-C/T(TC),RI=T/C-1(TC)(Willianmson G B,et al,1988) 式中，C为对照值，T为处理值，RI为敏感指数，RI0为促进作用，RI0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Table1 Effects of Solidago Solidago canadensis L w

20、ater extraction of on seed germination of four kinds of turf grass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（%）Ck89Aa93Aa90Aa94Aa地上部分0.01250.0250.05均值82Bb77Cc54Dd7186Bb76Cc59Dd7482Bb72Cc62Dd7284ABa71BCbc60Cc71.7地下部分0.01250.0250.05均值86Bb83Cc59Dd7691ABa86Bb63Cc8087Bb78Cc73Dd79.390ABa83Bb68

21、Cc80.3注：同列数据后标不同小写字母者表示在5%水平的差异（P0.05）；标不同大写字母者表示在1%水平的差异（P0.01）。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.1 Allelopathic effects of water extracts of Solidago canadensis L on germination rate of four receiver plants2.1.1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

22、,与对照差异显著（P0.05,P0.01）。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（P0.05,P0.01）。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（P0.05,P0.01）。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，

23、与对照差异显著（P0.05,P0.01）。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（P0.05,P0.01）。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（P0.05,P0.01）。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

24、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（P0.05,P0.01）。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（P0.05,P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Table2 Effects of Solidago cana

25、densis L water extraction on shoot length of four kinds of turf grass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）ck19.53Aa26.67Aa48.47Aa40.33Aa地上部分0.01250.0250.05均值13.67ABab10.20Bb7.47Bb10.4521.87ABb15.60Bb15.67Bb17.7141.80ABab37.00ABb32.00Bb36.9330.20Aab26.33Abc16.93Bc24.49地下

26、部分0.01250.0250.05均值19.33Aab18.60Aab12.67Ab16.8726.00Aab22.20Ab21.73Ab23.3144.73Aa38.67Aa38.87Aa40.7637.13Aa25.60Aa26.07Aa29.60注：同列数据后标不同小写字母者表示在5%水平的差异（P0.05）；标不同大写字母者表示在1%水平的差异（P0.01）。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.1 Allelopathic effects of water extracts of Solidago canadensis L on shoot length

27、rate of four receiver plants2.2.1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（P0.05,P0.01）。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（P0.05,P0.01）。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.

28、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（P0.05,P0.01）。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（P0.05,P0.01）。而对其

29、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（P0.05,P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Table3 Effects of Solidago canadensis L water extraction on root length of four kinds of turf grass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）Ck14.53Aa25.20Aa46.20Aa43.53A