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白三叶草对杂草化感作用的初步研究

刘迎  
【摘要】: 化感作用是指植物或微生物通过向环境中释放一些特殊的化学物质而对其它植物或微生物产生直接或间接的、有益或有害的作用。植物化感作用普遍存在于自然界,是一种重要的生态机制。化感作用的深入研究对认识植物群落结构及演替、对农业耕作制度的合理应用、进行生物除草和新型农药的开发,都具有重要的意义。 白三叶草为豆科多年生草本植物,原产欧洲,我国广泛引种种植。白三叶草繁殖性强,全年均可生产,现已广泛作为牧草、绿肥或草坪种植。在果园种植白三叶草可以提高土壤肥力,抑制杂草生长,增强生物防治的能力。由于其适应性和再生力强,能形成密集的厚草层,无论作为牧草还是草坪种植时,均可以形成较为单一的白三叶草群落,很少有其它杂草生成。本文就对白三叶草对常见杂草的化感作用进行初步研究,以期待为白三叶草化感作用的合理应用、进行生物除草和研发新型除草剂提供思路。研究结果如下: 1、以稗草、反枝苋、苘麻和白三叶草自身为受体,对白三叶草地上部分水浸液、挥发物和根系分泌物的化感作用进行生物测定。结果表明,地上部分水浸液、挥发物和根系分泌物显著抑制了反枝苋、苘麻和自身种子的发芽率,三部分提取物显著的抑制了苘麻、稗草和自身种子在萌发过程中芽长和根长的生长;试验表明白三叶草存在明显的化感作用且有一定的自毒作用。 2、为进一步明确白三叶草对杂草的化感作用,研究了不同浓度的白三叶草地上部分水浸液、根系分泌物、挥发物对苘麻和稗草种子发芽率和杂草幼苗生长过程中生理生化机理的影响。结果表明,白三叶草地上部分水浸液和根系分泌物显著抑制苘麻和稗草种子的发芽率,降低了杂草种子萌发过程中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶的活性,抑制了杂草种子根系活力,显著提高了杂草种子过氧化物酶活性和丙二醛的含量。用浓度0.1g/mL的地上部分水浸液处理稗草种子后,最终发芽率降低56%,稗草种子萌发过程中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶的活性分别降低24.78%、48.69%,根系活36.28%,过氧化物酶活性和丙二醛的含量分别提高32.30%、87.40%。随着水浸液浓度的提高,化感作用增强,地上部分水浸液对杂草的化感作用大于根系分泌物、挥发物,对稗草的抑制作用大于苘麻的化感作用。 3、试验表明,白三叶草地上部分水浸液含有邻位羟基酚和间位羟基酚等酚类物质。随着白三叶草生长年限的增加,地上部分水浸液的化感作用增强,酚类物质的含量增多,PAL的活性也呈现递增趋势。 4、运用萃取、薄层层析、柱层析等方法对白三叶草地上部分的化感物质进行初步分离,结果表明,白三叶草经乙醇浸提旋转蒸发后用蒸馏水溶解,依次用石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇萃取,生物测定表明氯仿组分对杂草的抑制作用最强,对苘麻芽长和根长抑制率分别为44.32%、88.08%,对稗草芽长和根长的抑制率分别为82.08%、92.16%,反枝苋的发芽率为0;其次是乙酸乙酯相。用硅胶柱对氯仿组分进行分离得到7个组分,生物测定表明组分1化感作用最强,对苘麻根长抑制率为91.01%,对稗草芽长和根长的抑制率分别为51.35%、63.93%,反枝苋的发芽率为0;其次是组分2和组分5,由于组分2的含量相对较少,对组分1和组分5继续分离。


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