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《西北农林科技大学》 2017年
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玉米和谷子作为诱捕作物防除列当有效性研究

叶晓馨  
【摘要】:列当是根寄生草本植物,可寄生于番茄、向日葵、烟草等经济作物上,造成作物减产、品质下降。目前,向日葵列当和瓜列当是我国危害范围最大、造成经济损失最为严重的杂草型列当。由于列当独特的生活史,缺乏有效的控制方法。利用诱捕作物(假寄主作物)能够诱导列当发芽但不被寄生的特性,通过诱导列当“自杀”式萌发,消减土壤列当种子库,实现列当绿色防控,具有潜在研究和应用价值。本研究通过分析不同培养条件下向日葵列当和瓜列当对不同萌发刺激物质和不同作物根系分泌物的响应敏感度,明确目标受体的响应差异及影响因素;通过研究品种以及环境因素对于玉米和谷子诱导向日葵和瓜列当种子萌发的能力,明确效应供体差异及其影响因素;最后通过多年的轮作试验,分析寄主的生长情况及列当寄生情况,最终实现从目标受体(向日葵列当和瓜列当)和效应供体(玉米和谷子)两方面分析和评价诱捕作物列当防除有效性。本研究所取得主要结果如下:1.预培养时间和介质显著影响列当种子对不同萌发刺激物响应敏感度。和未经过预培养的列当种子相比,4天的预培养时间能够显著提升向日葵列当和瓜列当对萌发刺激物的响应敏感度,而过长时间的预培养导致向日葵列当和瓜列当种子进入二次休眠,列当发芽率较最高发芽率降低11-30%。列当种子发芽率与预培养时间之间符合三次回归模型。外源GA3施加能够缩短向日葵列当种子达到最高萌发率的预培养时间并且减缓种子进入二次休眠的时间。此外,对于不同萌发刺激物,向日葵列当的响应敏感度表现为独脚金醇(strigol)(发芽率63%,下同)玉米根系分泌物(58%)、人工合成独脚金内酯类化合物(GR24)(58%)烟草根系分泌物(42%)、DCL(41%),瓜列当则是GR24(77%)、strigol(76%)烟草根系分泌物(50%)DCL(39%)玉米根系分泌物(18%)。2.谷子根际土能够诱导向日葵列当发芽,但不能诱导瓜列当种子发芽。不同品种谷子诱导向日葵列当的发芽率表现为:红谷子(30%)草谷子(23%)和晋谷21(20%)其他品种(14~17%)。栽培条件影响谷子诱捕能力,其中红谷子在1:1的沙土比条件下诱导向日葵列当发芽率最高(30.1%),氮肥施用显著地降低谷子诱导向日葵列当萌发的能力。通过谷子-向日葵轮作可使向日葵的向日葵列当寄生数量降低50%-80%。3.玉米诱捕列当能力在品种间存在显著差异。先正达408、郑单958、五谷568、大丰30、先玉252以及内单314具有较高的诱捕向日葵列当能力(发芽率40%);稷秾107、道元8号、丰田6号、龙源3号、吉农大青饲1号、铁旭1843以及郑单958具有较强瓜列当诱捕能力(发芽率60%)。玉米叶片浸提液诱导的列当发芽率与其他试验中的列当发芽率极显著相关,提供了将叶片浸提液用于快速检测玉米品种防除列当有效性的可能性。4.养分胁迫和盐胁迫可提高玉米诱捕列当能力。相较于对照,盐胁迫(1.0 g kg-1NaCl)使玉米根系浸提液诱导的向日葵列当和瓜列当发芽率提高了6~14%。与氮肥相比,施用磷肥显著降低了玉米对列当的诱捕能力:施用磷肥(750 mg kg-1)使根系浸提液诱导列当发芽能力与不施磷肥相比降低了5-20%。在盐胁迫和不施加氮磷肥的条件下脱落酸(ABA)在根尖大量积累,ABA含量与列当的发芽率间存在极显著的正相关关系。5.玉米轮作能够有效降低后茬向日葵或番茄的列当寄生并提高后茬寄主的生物量。不同玉米品种间防除效果存在差异,但随着种植年限的延长,品种间差异降低。连续种植三年玉米品种内单314,后茬向日葵的列当出土数最低,平均每株向日葵的列当出土数仅为0.8株,比对照降低97%,向日葵地上部生物量(29 g/株)相较前茬未种植任何作物的对照提高了2倍,与无列当侵染的向日葵地上部生物量无显著差异;种植青贮67、内单314以及郝育19三年后,后茬番茄地无列当出土,番茄地上部干重是对照的8倍,与无列当侵染番茄地上部生物量无显著差异。轮作玉米可显著控制列当侵染对农田造成的危害,有助于恢复生产。综上所述,玉米作为诱捕作物能够有效防除向日葵列当和瓜列当,其中内单314对于向日葵列当、郑单958对于瓜列当防除效应最高。供试谷子不能作为瓜列当的诱捕作物,但可以作为向日葵列当的诱捕作物。环境因子能显著影响这两种禾本科作物防除列当的有效性。利用玉米和谷子作为诱捕作物能够有效控制列当危害,提高寄主作物产量,减少除草剂的使用,为列当综合防治措施的形成提供参考及理论依据。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S45

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