星毛委陵菜根區(qū)土壤水溶性提液對牧草種子萌發(fā)的影響

星毛委陵菜根區(qū)土壤水溶性提液對牧草種子萌發(fā)的影響

植物的化感作用以及生態(tài)影響已成為世界各國的研究熱點(diǎn)。在生態(tài)系統(tǒng)中，化感作用的影響是群落植物的組成和分布模式。星毛委陵菜(PotentillaacaulisLinn.),別名無莖委陵菜,多年生草本,根狀莖木質(zhì)化,橫走,節(jié)部?？缮鲂轮仓?是匍匐型克隆植物(stoloniferouscloneplant),生長在典型草原帶的沙質(zhì)草原、礫石質(zhì)草原及放牧退化草原.在針茅草原、矮禾草草原及冷蒿群落中最為多見,可成為草原優(yōu)勢植物,常形成斑塊狀小群落,是草原放牧退化的標(biāo)志植物.汪詩平認(rèn)為,冷蒿小禾草退化草原只是放牧演替階段中的一個(gè)相對穩(wěn)定階段或退化“閾值”,若繼續(xù)重牧或過牧,冷蒿小禾草草原則難以維系,最終退化或趨同于星毛委陵菜草原群落,星毛委陵菜將成為草原荒漠化或沙化的阻擊者土壤是植物產(chǎn)生化感作用的媒介,植物以根系分泌物、地上部分淋洗以及脫落的種子和殘茬腐解等形式將化感物質(zhì)釋放到土壤中,化感物質(zhì)在土壤中經(jīng)過一系列的滯留、轉(zhuǎn)化、遷移等途徑逐漸富集,達(dá)到受體植物,并維持一定的濃度和持續(xù)的活性,從而產(chǎn)生化感現(xiàn)象.本文通過室內(nèi)生物測定法,初步探討了不同濃度的星毛委陵菜根區(qū)土壤水浸提液對5種牧草種子萌發(fā)和幼苗生長的影響,從化感的角度揭示草場退化的原因,以為退化草場植被恢復(fù)提供一定的依據(jù).1材料和方法1.1降水量、濕度條件試驗(yàn)地位于河北省承德市魚兒山牧場中國農(nóng)業(yè)大學(xué)科技攻關(guān)實(shí)驗(yàn)站,地處豐寧滿族自治縣西北部的壩上高原,東經(jīng)140°16′,北緯41°44′,海拔1460m.屬于半干旱大陸季風(fēng)氣候帶,年均溫1℃,1月和7月均溫為-18.6℃和17.6℃,≥10℃年積溫1513.1℃,無霜期85d.年降水量350～450mm,主要集中在7～9月,占全年降水量的79%年蒸發(fā)量1700～2300mm,是降水量的4倍多,年均相對濕度63%.全年盛行西風(fēng)、西北風(fēng),年均大風(fēng)日為60～80d,春季干旱少雨,風(fēng)沙較大,年均風(fēng)速4.3m/s.1.2供試材料和受體種子實(shí)驗(yàn)所用的供體材料為星毛委陵菜根區(qū)土壤,供試土壤主要為砂質(zhì)土.用鐵鍬刮掉表層土,除去枯枝落葉,采集以星毛委陵菜植株為中心,半徑為20cm的根區(qū)土壤,所有土樣自然風(fēng)干,挑去細(xì)根,過篩,低溫保存?zhèn)溆?受體種子有羊草(LeymuschinenseTzvel.)、冷蒿(ArtemisiafrigidaWilld.)、克氏針茅(StipakryloviiRoshev.)、無芒雀麥(BromusinermisLeyss.)和草地早熟禾(PoapratensisLinn.).其中羊草、草地早熟禾的種子采自河北省沽源牧場,無芒雀麥的種子由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)國家牧草種子檢驗(yàn)中心提供,冷蒿和克氏針茅的種子采自河北省魚兒山牧場.1.3水浸提液的制備稱取自然風(fēng)干的星毛委陵菜的根區(qū)土壤樣品,按照1g/l00ml、3g/l00ml、5g/100ml、10g/100ml、20g100ml和40g/100ml的比例加入蒸餾水浸泡土壤,充分超聲震蕩提取(3次,每次1h),48h后定性濾紙和定量濾紙雙重過濾將以上得到的不同部位不同濃度的水浸提液,保存在4℃的冰箱中備用.1.4化感作用的生物檢測采用種子培養(yǎng)皿濾紙發(fā)芽法1.5受體種子萌發(fā)與幼根生長根據(jù)《國際種子檢驗(yàn)規(guī)程》,羊草培養(yǎng)20d、冷蒿12d、無芒雀麥14d、克氏針茅28d、草地早熟禾28d.培養(yǎng)期間,每隔24h記錄不同處理下的受體種子發(fā)芽數(shù)(胚根或胚芽突破種皮2mm即視為萌發(fā)),在末次計(jì)數(shù)時(shí)記錄總發(fā)芽率并測定幼苗高度和幼根長度.總發(fā)芽率(%)=發(fā)芽終期全部正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100參照Lin等IR(%)=(1-處理/對照)×100其中IR>0為抑制作用,IR<0為促進(jìn)作用,IR的絕對值代表作用強(qiáng)度的大小.1.6數(shù)據(jù)處理及分析本試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均用“SPSS11.5forWINDOWS”數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行One-WayANOVA分析(單因素方差分析),各個(gè)處理組間采用最小顯著差數(shù)法(LSD)做多重比較,用MicrosoftOfficeEXCEL2003制作圖表.2結(jié)果與分析2.1星毛委陵菜根水浸提液對2種受體種子萌發(fā)的影響星毛委陵菜根區(qū)土壤水浸提液對羊草和草地早熟禾種子的萌發(fā)均呈現(xiàn)明顯的低促和微弱的高抑現(xiàn)象,只是對二者促進(jìn)和抑制的程度不同.濃度為0.01g/ml和0.03g/ml時(shí),水浸提液對2種受體種子萌發(fā)有極顯著的促進(jìn)作用(P<0.01),羊草和草地早熟禾的促進(jìn)抑制率IR分別為-61.90%和-42.86%、-14.95%和-11.21%;0.05g/ml的水浸提液對2種受體有微弱的促進(jìn)作用.0.10g/ml的水浸提液對草地早熟禾有微弱的促進(jìn)作用,而此時(shí)羊草的發(fā)芽率已經(jīng)開始出現(xiàn)下降的趨勢,只是發(fā)芽率受到抑制的程度不顯著.濃度為0.20g/ml和0.40g/ml時(shí),水浸提液對2種受體種子萌發(fā)均有微弱的抑制效應(yīng)(P>0.05).冷蒿、克氏針茅和無芒雀麥3種受體種子的發(fā)芽率均隨著星毛委陵菜根水浸提液濃度的增加,發(fā)芽率降低,抑制率IR增大,但三者受抑制的程度不同.從圖中可看出,3種受體受到的抑制程度克氏針茅最大,其次是冷蒿,再次是無芒雀麥.濃度為0.05g/ml時(shí),星毛委陵菜根水浸提液開始對冷蒿和克氏針茅產(chǎn)生較顯著的抑制作用;濃度為0.10g/ml或以上時(shí),對二者的抑制作用達(dá)到了極顯著的水平(P<0.01).而浸提液濃度達(dá)到0.20g/ml以上時(shí),才開始顯著抑制無芒雀麥種子的發(fā)芽(P<0.05).濃度為0.40g/ml最大時(shí),冷蒿、無芒雀麥和克氏針茅的發(fā)芽抑制率IR分別為17.87%、7.69%和43.87%.2.2不同濃度0.0.05浸提液對羊草幼苗生長的影響星毛委陵菜根區(qū)土壤水浸提液對冷蒿、無芒雀麥和草地早熟禾幼苗的高度有明顯的促進(jìn)作用(P<0.01),但隨著浸提液濃度的升高,促進(jìn)作用減弱.對羊草幼苗的生長則表現(xiàn)為低促高抑的現(xiàn)象,但未達(dá)到顯著水平(P>0.05);而克氏針茅幼苗的生長則完全被抑制,即使在0.01g/ml最低濃度下的抑制效應(yīng)也十分顯著(P<0.01),其抑制率IR為4.80-17.70%(圖1).2.3土壤水浸提液對羊草和無磷雀麥幼根生長的抑制作用通過圖2發(fā)現(xiàn),星毛委陵菜根區(qū)土壤水浸提液均抑制冷蒿和克氏針茅幼根的生長.當(dāng)土壤水浸提液濃度達(dá)到0.05g/ml或以上時(shí)對克氏針茅幼根生長有顯著的抑制作用,而對冷蒿幼根抑制的濃度轉(zhuǎn)折點(diǎn)在0.40g/ml,也就是最大濃度時(shí)才發(fā)生較顯著的作用.根區(qū)土壤水浸提液對羊草和無芒雀麥幼根的生長有極顯著的促進(jìn)作用(P<0.01),但都隨著濃度的升高、促進(jìn)作用減弱,在最高濃度0.40g/ml時(shí)對無芒雀麥幼根的生長有一定的抑制作用,但不顯著(P>0.05);對草地早熟禾幼根的生長無影響.