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中间锦鸡儿茎水浸提液对荒漠草原10种草本的化感作用

时间:2023-12-10 15:45:02 来源:网友投稿

辛佳宁,虎雅玲,徐 坤,陈 林*

(1.宁夏大学农学院,宁夏银川 750021;
2.宁夏大学生态环境学院,宁夏银川 750021)

植物通过向环境中释放某种化学物质,而对其他植物或微生物产生一定影响(有利、有害)的过程被称为植物的化感作用[1],在2 000多年前就有学者发现这种自然现象[2],但对其展开系统的研究却是在20世纪40年代。化感作用是植物在漫长的发展演变过程中,通过自身的代谢产物对周围植物产生相互作用的一种现象[3],在植物界中这种现象普遍存在。目前已有许多学者发现超过10万种不同的化感物质[4],并且国内外对化感物质的作用机理、影响因素以及对生物入侵和群落演替过程的作用和贡献等方面开展了广泛研究[5-11]。戈峰[12]研究发现植物的化感作用是植物分布以及群落演替过程中的化学控制因素。

化感物质一般存在植物的根、茎、叶等营养器官和花、果实等生殖器官中,有研究表明植物的茎、叶等器官中化感物质的含量较多[13]。目前,众多学者研究表明化感作用的机理是外来物种在新的生境中对周围物质产生一定的影响[14]。化感物质的研究在可持续农业中的应用已成为研究热点[15]。中间锦鸡儿(Caraganaintermedia)属于豆科锦鸡儿属的灌木植物,特别适应荒漠草原的环境,防风固沙能力及保持水土能力极强[16],又是优质灌木饲料植物资源,经济价值较高,在我国西北的农牧交错带地区得到了极大的推广应用。并且有大量的研究表明中间锦鸡儿也具有化感作用[17-18],且化感作用具有一定的特异性[19]。目前对于荒漠草原中的中间锦鸡儿林带,其对周边植物是否会产生化感作用的研究鲜见报道,因此对于中间锦鸡儿以及其化感作用的研究是很重要的[20]。

植物茎部是植物的六大器官之一,同时茎部具有输导营养物质和水分以及支持叶、花和果实在一定空间的作用,随着空气流动及雨水顺着植物茎部落下等方式使化感物质传播,因此在化感作用中起到很重要的作用。目前,对于中间锦鸡儿化感作用的研究主要集中在根系[21],对其茎部的研究较少。因考虑到在实验地选取样地周围各种作物与中间锦鸡儿分布较为稀疏,无法控制相同试验条件的情况[22],故笔者以荒漠草原10种草本为研究对象,研究中间锦鸡儿茎系提取液对其的化感作用[19],为后面深入了解中间锦鸡儿的化感作用以及其对荒漠草原生态系统中草本等的作用机制提供参考依据。

1.1 试验材料供试植物茎部采集于宁夏盐池县建植的中间锦鸡儿围栏封育区内。受试植物分别为苦豆子、针茅、草木樨、胡枝子、沙米、沙蒿、蒙古冰草、蒙农杂交冰草、扁穗冰草、沙生冰草(表1),种子均购自宁夏盐池县绿苗草种公司。

表1 10种受试植物

1.2 研究方法

1.2.1中间锦鸡儿茎水浸提液的制备。提取植物化感物质的方法对研究相应化感作用特别重要。若使用有机溶剂提取植物化感物质并不符合自然界中的实际情况,有机溶剂也具有一定的毒性,从而影响试验研究的准确性。在自然界中的实际情况为水溶性的化感物质主要是通过雨水和雾滴等的淋溶而进入土壤发生化感作用,对植物的生长产生重要促进效果或抑制效果。因此,在室内最能呈现实际自然状态的办法为在常温下进行蒸馏水提取。该试验将事先采集好的中间锦鸡儿的茎部用自来水反复冲洗干净,自然风干,碎成小段,粉碎后过0.250 mm筛孔。该试验称取茎部粉末样品10 g,加入100 mL蒸馏水,在室温下静置浸泡48 h,将提取液先用5层纱布过滤,再使用定量滤纸进行过滤,得到质量浓度为100 mg/mL的浸提液母液,再分别取相对应数量母液加入不同量蒸馏水分别稀释成0.05、1.00、5.00、10.00、25.00、50.00 mg/mL 6种浓度的中间锦鸡儿茎部浸提液,后置于5 ℃冰箱中密封保存,备用。

1.2.2种子萌发和幼苗生长试验。该试验主要从种子萌发过程及萌发成功种子的生长情况方面研究中间锦鸡儿茎部水浸提液对种子萌发情况的影响,通过分别模拟种子萌发环境和生长初期(幼苗)阶段[16]。种子萌发过程:将采购的种子送入种子分析仪中分析,选取一定数量饱满健壮、表面无损害、无病虫害的种子,使用浓度为0.3%的高锰酸钾溶液对受体种子浸泡消毒10 min后,使用蒸馏水将浸泡消毒过的种子反复冲洗干净。试验前对双手进行消毒,取出新购买的培养皿,使用浓度为65%的乙醇对试验使用的培养皿进行消毒,重复2~3次;
在培养皿底部铺上双层滤纸,滴入定量蒸馏水使滤纸与培养皿底部贴合并排尽空气以排除空气对试验结果的干扰,并为每个培养皿编号。

将选取出的良种依次放入受试培养皿中,每个培养皿里放30粒,摆放整齐,并在完全放置后向其中加入相对应不同浓度的处理液,该试验共设置6个浓度梯度,并加一组蒸馏水作为空白对照。加好对应浓度处理液后将其放入室内培养箱中(培养箱设置条件为光照强度70%,湿度66%,昼14 h夜10 h)进行为期15 d的萌发培养试验,自种植第2天起每天记录种子发芽数。以胚根冲破种皮1~2 mm为发芽标准,每天为各培养皿适量补充对应浓度的浸提液或蒸馏水。在第16天时将其取出使用游标卡尺测量成功发芽受试种子胚根长、胚轴长及胚轴直径,并使用十万分之一天平称其鲜重,放入烘箱中65 ℃恒温烘干至恒重后称其干重。

1.3 数据处理及分析因不同物种间种子萌发情况和其生长参数差异性较大,为了便于比较之间差异,此次研究使用相对值(对照的百分比)来表示发芽率、发芽指数、发芽时间、胚轴长、胚轴粗、胚根长、胚轴干重、胚根干重。

发芽率=发芽种子数/供试种子总数×100%

(1)

相对发芽率=处理发芽率×100/对照发芽率

(2)

相对发芽指数=处理发芽指数×100/对照发芽指数

(3)

D=∑(Gi/Ti)

(4)

E=∑(Gi×Ti)/∑Gi

(5)

式中,D为发芽指数;
E为平均发芽时间(d);
Gi为第i天的发芽数;
Ti为第i天的发芽时间(d)。

供体对同一受体之中各个测试项目之间的对照抑制百分率的算术平均值为综合效应,在此次研究中表现为种子发芽率、发芽指数、发芽时间、胚根长、胚轴粗、胚轴长和鲜质量的对照抑制百分率的算术平均值。

采用IBM SPSS 20.0统计分析软件进行各项参数之间的方差分析,方差齐性时用Duncan法在α=0.05水平进行其显著性检验,方差齐性检验不适合时用Dunnet法在α=0.05水平进行显著性检验。所有试验数据均表示为各受试牧草种子萌发和幼苗生长参数的平均值±标准误[15]。

2.1 中间锦鸡儿茎水浸提液对种子萌发的影响

2.1.1对发芽率的影响。从图1可以看出,在0.05 mg/mL的中间锦鸡儿茎水浸提液处理下苦豆子(SA)种子的相对发芽率为51.85%,胡枝子(LT)种子的相对发芽率为58.33%,沙蒿(AS)种子的相对发芽率为53.19%,显著低于对照(蒸馏水)(P<0.05),而扁穗冰草(AG)、胡枝子(LT)在1.00 mg/mL浸提液处理下种子相对发芽率分别较对照高52.94百分点、75.00百分点(P<0.05);
在浸提液质量浓度≥5.00 mg/mL时,除了沙生冰草(AD)种子在5.00和10.00 mg/mL浸提液处理下相对发芽率分别较对照高50.00百分点、12.50百分点,胡枝子(LT)种子在5.00、10.00、25.00 mg/mL浸提液处理下相对发芽率分别较对照高33.33百分点、25.00百分点、16.67百分点之外,扁穗冰草(AG)、蒙农杂交冰草(AA)、苦豆子(SA)、沙米(AM)、沙蒿(AS)和针茅(SL)种子相对发芽率显著低于对照(P<0.05)。

图1 中间锦鸡儿茎水浸提液对受试植物种子发芽率的影响Fig.1 Effect of water extract of Caragana intermedia stem on seed germination rate of tested plants

中间锦鸡儿茎水浸提液对受试植物发芽率的影响存在差异。在0.05 mg/mL时对扁穗冰草、蒙古冰草和沙生冰草(AD)种子有促进作用;
在1.00 mg/mL时对扁穗冰草、沙生冰草、胡枝子和沙米种子有促进作用;
在5.00和10.00 mg/mL浸提液处理下沙生冰草和胡枝子种子有促进作用。蒙古冰草、蒙农杂交冰草、苦豆子、沙米、沙蒿和针茅种子发芽率总体呈抑制的趋势,且蒙农杂交冰草及沙蒿种子在浸提液质量浓度达到最大(50.00 mg/mL)时显著低于其他处理(P<0.05);
草木樨(MO)种子发芽率则几乎不受浸提液的影响。

2.1.2对发芽指数及发芽时间的影响。从图2可以看出,在中间锦鸡儿茎水浸提液质量浓度为0.05 mg/mL时,扁穗冰草(AG)和沙生冰草(AD)的种子相对发芽指数分别较对照高14.71百分点和 60.14百分点(P<0.05),在浸提液质量浓度为1.00 mg/mL时,扁穗冰草、沙生冰草和胡枝子(LT)的种子相对发芽指数分别较对照高60.56百分点、25.05百分点和68.80百分点(P<0.05);
在浸提液质量浓度为5.00 mg/mL时,沙生冰草和胡枝子的种子相对发芽指数分别较对照高71.92百分点和15.31百分点(P<0.05)。

总体上,中间锦鸡儿茎水浸提液对蒙古冰草(AK)、蒙农杂交冰草(AA)、苦豆子(SA)、沙米(AM)、沙蒿(AS)和针茅(SL)种子的相对发芽指数有抑制作用。中间锦鸡儿茎水浸提液质量浓度的提高对扁穗冰草、沙生冰草种子的相对发芽指数有促进作用,当浓度高到一定程度,扁穗冰草(AG)种子所处浸提液质量浓度≥5.00 mg/mL,沙生冰草(AD)种子所处浸提液浓度>10.00 mg/mL,其种子的相对发芽指数会随着浸提液质量浓度的提高而受到抑制。胡枝子(LT)种子在浸提液质量浓度达到最小(0.05 mg/mL)及最大(50.00 mg/mL)时显著低于其他质量浓度处理(P<0.05);
而草木樨(MO)种子的相对发芽指数几乎不受浸提液质量浓度的影响。

图2 中间锦鸡儿茎水浸提液对受试植物种子发芽指数的影响Fig.2 Effect of water extract of Caragana intermedia stem on seed germination index of tested plants

从图3可以看出,中间锦鸡儿茎水浸提液质量浓度在50.00 mg/mL时对胡枝子(LT)的发芽时间有抑制作用(P<0.05),而茎水浸提液质量浓度在0.05~50.00 mg/mL对其他9种受试植物的发芽时间并无显著影响。

图3 中间锦鸡儿茎水浸提液对受试植物种子发芽时间的影响Fig.3 Effect of water extract of Caragana intermedia stem on seed germination time of tested plants

2.2 中间锦鸡儿茎水浸提液对幼苗生长初期的影响

2.2.1对胚轴的影响。从图4可以看出,在中间锦鸡儿茎水浸提液质量浓度在0.05 mg/mL时,沙生冰草(AD)和蒙农杂交冰草(AA)的种子相对胚轴长显著高于对照(P<0.05),中间锦鸡儿茎水浸提液对蒙古冰草(AK)种子的相对胚轴长有抑制作用,对沙米(AM)种子的相对胚轴长抑制作用尤其明显;
当浸提液质量浓度在1.00 mg/mL时,沙生冰草(AD)、胡枝子(LT)和针茅(SL)种子的相对胚轴长显著高于对照,中间锦鸡儿茎水浸提液对沙米(AM)种子的抑制作用最为强烈,低于对照57.99百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度在5.00 mg/mL时,沙生冰草、蒙农杂交冰草和胡枝子种子的相对胚轴长显著高于对照,扁穗冰草(AG)、沙米(AM)和沙蒿(AS)种子的相对胚轴长显著低于对照,其中对沙米种子相对胚轴长的抑制作用最为明显。当浸提液质量浓度在10.00 mg/mL时,沙生冰草、扁穗冰草、蒙农杂交冰草、胡枝子和草木樨(MO)种子的相对胚轴长显著高于对照,对沙米种子相对胚轴长的抑制作用最为明显,低于对照54.23百分点,差异显著(P<0.05)。在浸提液质量浓度在25.00 mg/mL 时,沙生冰草和沙米种子的相对胚轴长分别低于对照23.91百分点和45.02百分点,差异显著(P<0.05)。在浸提液质量浓度为50.00 mg/mL时,胡枝子和沙米种子的相对胚轴长分别低于对照78.98百分点和33.00百分点,差异显著(P<0.05)。中间锦鸡儿茎水浸提液对蒙古冰草和草木樨种子的相对胚轴长无显著影响;
对沙生冰草和沙米种子的相对胚轴长的影响较大,其中沙生冰草种子的相对胚轴长在浸提液质量浓度为25.00 mg/mL时抑制作用最强。

图4 中间锦鸡儿茎水浸提液对受试植物胚轴长的影响Fig.4 Effect of water extract of Caragana intermedia stem on hypocotyl length of tested plants

由图5可知,当中间锦鸡儿茎水浸提液质量浓度为0.05 mg/mL 时,草木樨(MO)种子的相对胚轴粗高于对照14.30百分点,差异显著(P<0.05);
蒙古冰草(AK)和沙米(AM)种子的相对胚轴粗分别低于对照25.11百分点和22.83百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度为1.00 mg/mL 时,针茅(SL)种子相对胚轴粗高于对照47.97百分点,差异显著(P<0.05);
对沙米种子的相对胚轴长抑制作用最为明显。当浸提液质量浓度为5.00 mg/mL时,针茅种子相对胚轴粗高于对照68.68百分点,差异显著(P<0.05);
扁穗冰草(AG)和沙米种子的相对胚轴粗分别低于对照30.23百分点和50.51百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度为10.00 mg/mL时,沙生冰草(AD)和针茅种子的相对胚轴粗分别高于对照25.51百分点和68.68百分点,差异显著(P<0.05);
中间锦鸡儿茎水浸提液对沙米种子相对胚轴粗的抑制作用最为明显,低于对照50.77百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度为25.00 mg/mL时,沙生冰草和沙米种子的相对胚轴粗分别低于对照29.57百分点和42.46百分点,差异显著(P<0.05),其中对沙米种子的相对胚轴粗抑制作用最为明显。当浸提液质量浓度为50.00 mg/mL时,胡枝子(LT)、草木樨(MO)和沙米种子的相对胚轴粗分别低于对照63.02百分点、22.48百分点和39.58百分点,差异显著(P<0.05)。

图5 中间锦鸡儿茎水浸提液对受试植物胚轴粗的影响Fig.5 Effect of water extract of Caragana intermedia stem on the hypocotyl diameter of tested plants

总体而言,扁穗冰草和蒙古冰草种子的相对胚轴粗随着浸提液质量浓度的增加而增大;
草木樨种子的相对胚轴粗随着浸提液质量浓度的增加而减少;
针茅种子的相对胚轴粗随着浸提液质量浓度的增加而表现出先增加后减少的趋势;
中间锦鸡儿茎水浸提液对蒙农杂交冰草(AA)、苦豆子(SA)和沙蒿(AS)种子的相对胚轴粗未表现出明显的作用。不同质量浓度中间锦鸡儿茎水浸提液(除50.00 mg/mL)均对沙米(AM)种子相对胚轴粗抑制作用最大。

2.2.2对胚根的影响。由图6可知,当中间锦鸡儿茎水浸提液质量浓度为0.05 mg/mL时,沙生冰草(AD)和胡枝子(LT)种子的相对胚根长分别高于对照63.01百分点和37.70百分点,差异显著(P<0.05);
扁穗冰草(AG)和沙蒿(AS)种子的相对胚根长分别低于对照26.23百分点和28.88百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度为1.00 mg/mL时,沙生冰草、蒙农杂交冰草和胡枝子种子的相对胚根长分别高于对照22.58百分点、26.31百分点和91.79百分点,差异显著(P<0.05);
扁穗冰草和沙米(AM)种子的相对胚根长分别低于对照27.00百分点和66.00百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度为5.00 mg/mL时,沙生冰草、蒙农杂交冰草和胡枝子种子的相对胚根长分别高于对照53.25百分点、28.95百分点和65.00百分点,差异显著(P<0.05);
扁穗冰草、苦豆子(SA)、沙蒿种子的相对胚轴长分别低于对照57.37百分点、22.34百分点和59.33百分点,差异显著(P<0.05);
而直接扼杀了沙米的生存。当浸提液质量浓度为10.00 mg/mL时,沙生冰草、胡枝子和草木樨(MO)种子的相对胚根长分别高于对照66.57百分点、57.79百分点和44.88百分点,差异显著(P<0.05);
扁穗冰草和沙蒿种子的相对胚根长分别低于对照31.95百分点和33.21百分点,差异显著(P<0.05);
而使沙米无法生存。当浸提液质量浓度为25.00 mg/mL时,蒙农杂交冰草和胡枝子种子的相对胚根长分别高于对照36.19百分点和71.93百分点,差异显著(P<0.05);
扁穗冰草、蒙古冰草(AK)、沙生冰草、沙米和沙蒿种子的相对胚根长均低于对照,其中对沙米种子的相对胚根长抑制最为明显,低于对照85.95百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度为50.00 mg/mL时,针茅(SL)种子的相对胚根长高于对照22.43百分点,差异显著(P<0.05);
扁穗冰草、蒙古冰草、胡枝子、沙米和沙蒿种子的相对胚根长低于对照41.63百分点、22.99百分点、59.76百分点、90.66百分点和50.98百分点,差异显著(P<0.05)。

总体而言,不同质量浓度的中间锦鸡儿茎水浸提液对不同植物的相对胚根长具有不同的表现形式。中间锦鸡儿茎水浸提液对扁穗冰草、沙米和沙蒿种子的相对胚轴长抑制作用较为明显;
沙生冰草、蒙农杂交冰草和胡枝子种子的相对胚轴长随着浸提液质量浓度的增加而先增加后减少。中间锦鸡儿茎水浸提液对苦豆子和针茅种子的相对胚轴长没有显著影响。

2.2.3对胚轴干重的影响。由图7可知,当中间锦鸡儿茎水浸提液质量浓度为0.05 mg/mL时,扁穗冰草(AG)和沙生冰草(AD)种子的相对胚轴干重分别高于对照27.16百分点和28.87百分点;
胡枝子(LT)、沙米(AM)和针茅(SL)种子的相对胚轴干重分别低于对照27.77百分点、76.16百分点和58.12 百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度为1.00 mg/mL 时,沙生冰草和沙蒿(AS)种子的相对胚轴干重分别高于对照26.24百分点和20.23百分点;
蒙农杂交冰草(AA)、沙米和针茅种子的相对胚轴干重分别低于对照11.22百分点、60.86百分点和16.71百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度为5.00 mg/mL时,沙生冰草和苦豆子(SA)种子的相对胚轴干重分别高于对照37.65百分点和20.82百分点;
扁穗冰草、蒙古冰草(AK)、沙米和针茅种子的相对胚轴干重分别低于对照30.50百分点、12.42百分点、51.20百分点和28.71百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度为10.00 mg/mL 时,显著促进沙生冰草种子的相对胚轴干重的增加;
扁穗冰草、沙米和针茅种子的相对胚轴干重分别低于对照39.43百分点、27.16百分点和45.65百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度为25.00 mg/mL 时,蒙农杂交冰草种子的相对胚轴干重高于对照28.63百分点;
扁穗冰草、蒙古冰草、胡枝子、沙米和针茅种子的相对胚轴干重分别低于对照50.00百分点、13.65百分点、14.86百分点、66.23百分点和39.29百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度为50.00 mg/mL时,蒙农杂交冰草种子的相对胚轴干重高于对照71.13百分点;
扁穗冰草、胡枝子和针茅种子的相对胚轴干重分别低于对照62.37百分点、72.31百分点和37.65百分点,差异显著(P<0.05)。

图7 中间锦鸡儿茎水浸提液对受试植物胚轴干重的影响Fig.7 Effect of the water extract of Caragana intermedia stem on the hypocotyl dry weight of the tested plant

总体而言,扁穗冰草种子的相对胚轴干重随着中间锦鸡儿茎水浸提液质量浓度的增加而降低。浸提液对沙生冰草、蒙农杂交冰草、苦豆子和沙蒿种子的相对胚轴干重具有促进作用;
对胡枝子、沙米和针茅种子的相对胚轴干重具有抑制作用;
对蒙古冰草和草木樨(MO)种子的相对胚轴干重的影响不明显。

2.2.4对胚根干重的影响。由图8可知,当中间锦鸡儿茎水浸提液质量浓度为0.05 mg/mL时,沙蒿(AS)种子的相对胚根干重高于对照76.59百分点,沙生冰草(AD)、蒙农杂交冰草(AA)、苦豆子(SA)、胡枝子(LT)、草木樨(MO)和针茅(SL)种子的相对胚根干重分别低于对照43.04百分点、29.17百分点、17.92百分点、18.69百分点、29.41百分点和51.96百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度为1.00 mg/mL 时,沙蒿种子的相对胚根干重高于对照219.57百分点,扁穗冰草(AG)、蒙农杂交冰草、沙米(AM)和针茅种子的相对胚根干重分别低于对照25.39百分点、22.27百分点、86.07百分点和31.03百分点,差异显著(P<0.05)。当浸提液质量浓度为5.00 mg/mL时,扁穗冰草、蒙古冰草(AK)、蒙农杂交冰草、苦豆子、草木樨和针茅种子的相对胚根干重分别低于对照29.54百分点、25.87百分点、48.75百分点、40.66百分点、34.58百分点和53.24百分点,差异显著(P<0.05);
沙米种子在此浸提液质量浓度时不能生长。当浸提液质量浓度为10.00 mg/mL时,沙生冰草种子的相对胚根干重高于对照103.16百分点;
扁穗冰草、蒙农杂交冰草和针茅种子的相对胚根干重分别低于对照51.87百分点、43.02百分点和48.53百分点,差异显著(P<0.05);
沙米种子在此浸提液质量浓度时无法生长。当浸提液质量浓度为25.00 mg/mL 时,中间锦鸡儿茎水浸提液质量浓度对扁穗冰草、蒙古冰草、沙生冰草、苦豆子、胡枝子、草木樨、沙米、沙蒿和针茅种子的相对胚根干重均有抑制作用,其中对沙米种子的相对胚根干重抑制作用最大。当浸提液质量浓度为50.00 mg/mL 时,对处理下的各种植物种子均有抑制作用,其中对扁穗冰草和胡枝子的抑制作用较为明显。

图8 中间锦鸡儿茎水浸提液对受试植物胚根干重的影响Fig.8 Effect of water extract of Caragana intermedia stem on radicle dry weight of tested plants

总体而言,扁穗冰草种子的相对胚根干重随着中间锦鸡儿茎水浸提液质量浓度的增加而减少。中间锦鸡儿茎水浸提液对蒙古冰草、沙生冰草、蒙农杂交冰草、胡枝子、草木樨、沙米、针茅种子的相对胚根干重具有抑制作用。适度的浸提液能够促进沙蒿种子的相对胚根干重的增加,而随着浸提液质量浓度的增加也将抑制沙蒿种子的相对胚根干重。而沙米种子在5.00~10.00 mg/mL的浸提液中无法生存。

2.3 综合效应从不同质量浓度中间锦鸡儿茎水浸提液对受试植物种子化感作用的抑制率(表2)可以看出,对扁穗冰草表现出高浓度抑制的现象;
沙生冰草表现出低浓度促进、高浓度抑制的现象;
对沙米、沙蒿、针茅总体呈抑制现象;
对蒙古冰草、蒙农杂交冰草、苦豆子、草木樨有一定抑制作用,但抑制效果不显著。

表2 不同质量浓度中间锦鸡儿茎水浸提液对10种受试植物化感作用的抑制率Table 2 Inhibition rate of water extract of Caragana intermedia stem with different mass concentrations on 10 tested plants 单位:%

幼苗阶段是植物在生长过程中其生命最为重要的阶段[23]。在试验中可以通过调节浸提液质量浓度对受试植物的种子发芽率、发芽质量等进行测量,来观察植物之间的化感作用[24],抑制效果较重可能会导致其植株发芽率低,已生长植株矮小畸形,影响其与周边作物的资源竞争能力,甚至会对该植物未来的生长情况等造成一定的影响,并且会影响其在生物群落中的地位和作用。因该试验测验方法的局限性及不同作物之间的生物特性,关于中间锦鸡儿茎部与其周边不同物种植物之间的化感作用潜力还需要深入研究,能否运用到实际生产中还需要进行进一步研究。不同的植物具有不同的化感物质,并且对周围的植物或微生物会起到抑制或促进的作用[25]。在不同浓度下化感作用所表现的形式也不同,一物多用的生态功能在化感物质中是普遍存在的[26]。不同供试植物的化感作用敏感度也不同,还需深入研究其确切原因[27],可能会与各物种不同的进化历史有关[28]。

研究中间锦鸡儿各部的化感作用是非常重要的,对建植灌草复合系统的科学性具有重要意义。该研究表明,浸提液质量浓度越高对扁穗冰草种子的相对胚轴干重的抑制作用越强;
浸提液质量浓度越高对扁穗冰草的相对胚根长抑制作用也越强;
浸提液质量浓度在0.05~10.00mg/mL时对沙生冰草种子相对发芽指数呈促进作用,在5.00~50.00mg/mL时对扁穗冰草的相对发芽指数呈抑制作用;
浸提液质量浓度升高对沙米种子的相对胚轴长有促进作用;
浸提液质量浓度越高,对沙米种子的相对胚轴长促进作用越强。综合分析来看,中间锦鸡儿茎水浸提液对扁穗冰草、沙米、沙蒿、针茅表现出浓度效应,对沙生冰草则表现出低促高抑,对蒙古冰草、蒙农杂交冰草、苦豆子、草木樨则无显著影响。在今后进行建植时,不仅要考虑作物间的化感作用程度,避免其抑制作用,还需要考虑不同物种在空间上的搭配问题。中间锦鸡儿在建植区与其他作物搭配建植的适宜种植量及试验中已萌发受试植物的后续生长情况都需要进一步研究。

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