引用本文
梁军, 全小龙, 张杰雪, 史惠兰, 段中华, 乔有明. 3种禾草水提取液对其种子发芽和幼苗生长的潜在化感作用. 草业学报, 2020,29(7): 81-89
LIANG Jun, QUAN Xiao-long, ZHANG Jie-xue, SHI Hui-lan, DUAN Zhong-hua, QIAO You-ming. Potential allelopathic effects of water extracts of three grasses on germination of their own seeds and seedling growth. Acta Prataculturae Sinica,2020,29(7): 81-89  
Doi:10.11686/cyxb2020031
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3种禾草水提取液对其种子发芽和幼苗生长的潜在化感作用
梁军1,2, 全小龙1, 张杰雪1,2, 史惠兰3, 段中华1, 乔有明1,*
1.青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室,青海 西宁810016
2.青海大学农牧学院,青海 西宁810016
3.青海大学生态环境工程学院,青海 西宁810016
*通信作者Corresponding author. E-mail: ymqiao@aliyun.com

作者简介:梁军(1994-),男,甘肃平凉人,在读硕士。E-mail: liangjun0104@126.com

收稿日期: 2020-01-21
基金项目:国家重大研发计划(2017YFC0504803),国家自然科学基金(31760691)和高等学校学科创新引智计划(D18013)资助
摘要

研究禾草的化感潜力对于揭示高寒地区多年生人工草地的退化机理具有重要的理论和现实意义。目的是探讨垂穗披碱草、冷地早熟禾和中华羊茅的潜在化感作用。利用3种植物的整株和粉末分别制备了水提取液,采用室内生物测试法研究了3种多年生禾草水提取液对其种子发芽和幼苗生长的影响。结果表明:垂穗披碱草整株浸提液显著降低了垂穗披碱草、冷地早熟禾和中华羊茅的发芽率( P<0.05),较对照分别下降了10.6、7.0和21.4个百分点,对3种禾草幼苗生长均有抑制作用;冷地早熟禾整株浸提液显著抑制了垂穗披碱草、冷地早熟禾和中华羊茅幼苗的根长,抑制率分别为41.9%,61.5%和32.1%;中华羊茅整株浸提液显著抑制了冷地早熟禾和垂穗披碱草幼苗干重( P<0.05),抑制率分别为51.2%和46.4%;垂穗披碱草、冷地早熟禾和中华羊茅粉末浸提液均能显著降低自身及其他植物的发芽率、发芽指数、苗高、根长以及干重( P<0.05)。3种禾草不同浸提液对自身及其他植物种子发芽和幼苗生长均具有自毒作用和化感效应,且粉末浸提液对3禾草的化感效应强于整株浸提液。3种禾草不同处理的浸提液对其种子发芽和幼苗生长的综合化感效应强弱表现为:冷地早熟禾>垂穗披碱草>中华羊茅。采用混播方式在高寒地区建立人工草地时要考虑种间的化感作用。

关键词: 人工草地; 种子发芽; 幼苗生长; 化感效应
Potential allelopathic effects of water extracts of three grasses on germination of their own seeds and seedling growth
LIANG Jun1,2, QUAN Xiao-long1, ZHANG Jie-xue1,2, SHI Hui-lan3, DUAN Zhong-hua1, QIAO You-ming1,*
1.State Key Laboratory of Plateau Ecology and Agriculture, Qinghai University, Xining 810016, China
2.College of Agriculture and Animal Husbandry, Qinghai University, Xining 810016, China
3.College of Ecol-Environmental Engineering, Qinghai University, Xining 810016, China
Abstract

Knowledge of the allelopathic potential of grass species is of great theoretical and practical significance for unraveling the degradation mechanisms in sown perennial pastures in alpine regions. The purpose of this study was to explore the potential allelopathic effects of Elymus nutans, Poa crymophila, and Festuca sinensis. Water extracts were prepared from whole plants and from plant powder of the perennial grass species. The effects of water extract on seed germination and seedling growth were investigated by laboratory bioassay. The whole plant extract of E. nutans significantly reduced the germination rate of E. nutans, P. crymophila and F. sinensis by 10.6, 7.0 and 21.4 percentage points ( P<0.05), respectively, compared with the control. Seedling growth of the three grass species was also inhibited by the extract. The whole plant extract of P. crymophila inhibited the root length of E. nutans, P. crymophila and F. sinensis seedlings, the inhibition rates were 41.9%, 61.5% and 32.1%, respectively. The whole plant extract of F. sinensis significantly inhibited the dry weight of P. crymophila and E. nutans seedlings ( P<0.05) by 51.2% and 46.4%, respectively. The powder extracts of E. nutans, P. crymophila, and F. sinensis significantly reduced ( P<0.05) the germination rate, germination index, seedling height and root length of their own seeds and seedlings and those of other species. The different extracts of the three grasses had autotoxic and allelopathic effects on the germination and seedling growth of their own seeds and the those of other species, and the allelopathic effect of the powder extracts on the three grasses was stronger than that of whole plant extracts. A multivariate evaluation of the allelopathic effects of different extracts of the three grasses on their own seed germination and seedling growth of the other grass species ranked the allelopathic activity in the order: P. crymophila> E. nutans> F. sinensis. It is recommended to consider the inter-species allelopathic effect when establishing mixed seeding pasture in the Tibetan plateau area.

Keyword: seeded pasture; seed germination; seedling growth; allelopathic effect

垂穗披碱草(Elymus nutans), 冷地早熟禾(Poa crymophila)和中华羊茅(Festuca sinensis)是适合青藏高原高寒地区种植的多年生禾本科牧草, 在退化草地恢复和人工草地建植中起着重要作用[1, 2, 3]。当前, 利用多年生禾草混播建植人工草地是恢复退化草地的一条重要途径, 已取得了较好的生产效益[4, 5]。但建植的人工植被由于自然演替以及管理利用不当, 随着种植年限的延长又出现了二次退化, 种植的多年生禾草生物量降低, 毒杂草的比例上升, 禾草种类和数量减少, 主要是由于多年生禾草混播是凭借经验组合配置的比例, 缺乏对草种之间自然竞争的了解[6]。因此, 利用禾草混播建植人工草地时, 在草种的选择上, 不仅要考虑草种之间的相容性, 还要考虑各草种间的化感作用。

化感作用(allelopathy)是植物生长过程中普遍存在的一种自然现象, 主要指植物在生长过程中产生的次生代谢物释放到环境中对自身以及周围其他植物产生直接或间接的影响, 是植物种间以及种内竞争的一种方式[7, 8, 9]。植物通过化感作用来增强自身的竞争能力, 在一定程度上影响植物群落组成、演替、更新以及群落内物种的分布格局[10, 11]。近年来, 植物化感作用的研究受到众多生态学者的关注, 张宝琛等[12]对垂穗披碱草人工草场退化的化感作用研究认为垂穗披碱草释放的化感物质抑制了自身的生长, 随着播种密度的增加, 抑制作用增强。马瑞君等[13]研究了5种牧草对黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)水浸提液的敏感性, 认为早熟禾(Poa annua)和大雀麦(Bromus magnus)对黄帚橐吾水浸提液最敏感, 而垂穗披碱草和羊茅(Festuca ovina)的敏感性最小, 中华羊茅的敏感性介于中间, 并且认为牧草种子萌发期的敏感性强于幼苗生长期。Shang等[14]研究认为铁棒锤(Aconitum pendulum)叶浸提液和高浓度的根和茎浸提液均能抑制垂穗披碱草、老芒麦(Elymus sibiricus)、中华羊茅、冷地早熟禾和无芒雀麦(Bromus inermis)种子萌发以及根和芽的生长, 并且叶浸提液的化感作用强于根和茎。Liu等[15]采用垂穗披碱草绿草提取物和枯草提取物对小麦(Triticum aestivum)、油菜(Brassica napus)、莴苣(Lactuca sativa)、早熟禾和高羊茅(Festuca arundinacea)幼苗生长进行了抑制活性的研究, 认为垂穗披碱草绿草提取物对农作物和禾本科植物的抑制活性强于枯草提取物。

从上述的研究中发现, 有关垂穗披碱草、冷地早熟禾和中华羊茅的化感作用报道都是作为受体植物来研究, 以及垂穗披碱草对其他植物抑制活性的研究报道, 而缺少3种禾草种间和种内竞争的化感作用报道, 因此, 本研究从化感作用角度出发, 以高寒地区建植人工草地的常用草种垂穗披碱草、冷地早熟禾和中华羊茅为研究对象, 采用室内生物测试法研究人工草地几种常见的多年生禾草植株水提取液对其种子萌发和幼苗生长的化感效应, 进而分析对比3种禾草的化感作用强度, 旨在探明多年生人工草地退化的潜在化感作用, 为草地畜牧业发展、退化草地治理以及人工草地的建植和管理提供基本依据。

1 材料与方法
1.1 试验材料

于2019年7月在青海省同德牧草良种繁殖基地(35° 15' N, 100° 38' E, 海拔3291 m)多年生人工草地上进行垂穗披碱草、冷地早熟禾和中华羊茅植株的采集, 挑选生长健壮的植物用小铁锹挖出, 将挖出的植物根部附着的土壤抖落干净后, 按品种分别装入自封袋内, 然后带回实验室做进一步的处理。

供试禾草种子分别为垂穗披碱草、冷地早熟禾和中华羊茅, 均来源于同德县青海省牧草良种繁殖场, 千粒重分别为2.49、0.19和0.76 g, 购买的种子4 ℃保存直至使用。

1.2 试验方法

1.2.1 浸提液的制备 制备方法参照梁军等[16]的方法, 将采集的植物分为两部分:一部分用于整株浸提液的制备, 新鲜整株植物样称重后放入锥形瓶, 按照植物和水为1:4[植物的重量(g)和水的体积(mL)]的比例浸泡72 h制备; 另一部分用于粉末浸提液的制备, 将植物自然风干后, 用粉碎机粉碎成粉末, 称重后放入锥形瓶, 按照植物粉末和水为1:15(根据植物鲜干比计算得出大约3.8 g鲜样风干后为1 g干样)的比例浸提72 h制备, 每隔24 h震荡5 min, 先用两层纱布过滤, 然后用定性滤纸过滤得到新鲜整株浸提液和阴干粉末浸提液。将所制备浸提液4 ℃储存备用。

1.2.2 化感活性测定 试验前将供试种子和培养皿用0.6%次氯酸钠消毒5 min, 将消毒的种子和培养皿用蒸馏水冲洗3次, 用滤纸吸干表面水分, 然后挑选籽粒饱满的供试种子置于直径为12 cm, 铺有2层滤纸的培养皿中, 每个培养皿中放置受体植物种子100粒, 分别加入整株浸提液、粉末浸提液3 mL, 对照添加蒸馏水3 mL, 每个处理设5次重复, 每隔2 d根据干旱程度补充浸提液。在温度为20 ℃/16 ℃(白天/夜晚), 光照强度为2000 lx, 光周期12 h的光照培养箱中进行培养。以胚芽突破种皮1~2 mm为发芽标准[17], 每24 h观察记录萌发种子数, 连续记录15 d, 最后统计发芽率并计算发芽指数。

参照梁军等[16]的试验方法, 首先在光照培养箱内将种子用蒸馏水进行催芽, 试验条件同种子萌发试验条件, 将长出胚芽的种子移植到基质为蛭石和珍珠岩(1:1)的穴盘上, 采用完全随机设计, 每孔移植3株植物(考虑到自疏作用), 每种植物移植30株, 3种植物每个穴盘共移植90株, 每个处理(含对照)设3次重复, 每隔2 d用喷壶均匀喷洒不同植物浸提液, 对照喷洒蒸馏水。培养15 d后每个处理每种植物随机取10株进行测定。将植物幼苗从穴盘中取出, 用自来水冲洗根部附着的基质, 晾干后, 用游标卡尺测量苗高(cm)和根长(cm), 最终计算10株的平均值, 然后将其装入纸袋并置入烘箱于65 ℃条件下将植株烘干至恒重, 在万分之一电子天平上称重, 得到10株植株总干重(mg· 10 plant-1)。

1.3 数据处理与分析

发芽率(germination rate, GR)=发芽种子总数/供试种子总数× 100%

发芽指数(germination index, GI)= ∑(Gt/Dt)

式中:Gt为每天的种子发芽数; Dt为相应的发芽天数。

参照 Williamson等[18]的方法计算化感效应指数(response index, RI):

RI=1-C/T (T≥ C)或RI=T/C-1 (T< C)

式中:C为对照值; T为处理值。RI> 0表示促进作用, RI< 0为抑制作用, 绝对值的大小与化感作用强度一致。

综合化感效应(comprehensive allelopathic effects, CE)表示同一浸提液处理对同一受体植物各个测试指标RI的算术平均值[19]:

CE=(RI1+RI2+RI3+RI4+RI5)/5

式中:RI1~RI5分别为发芽率、发芽指数、苗高、根长和干重的化感效应指数。

通过SPSS 22.0软件进行方差分析, 发芽率数据在进行方差分析前进行反正弦转换以使数值方差齐性, 分析之后再进行逆转。不同处理间采用单因素方差分析(One-way ANOVA)和最小显著性差异法(LSD)进行处理间差异显著性比较。

2 结果与分析
2.1 垂穗披碱草浸提液对自身及其他植物种子发芽和幼苗生长的影响

2.1.1 对受试植物种子发芽的影响 在垂穗披碱草整株浸提液处理下, 垂穗披碱草、冷地早熟禾和中华羊茅的发芽率均显著低于对照(P< 0.05), 较对照分别下降了10.6、7.0和21.4个百分点, 化感效应指数(RI)分别为-0.157、-0.092和-0.331; 而在粉末浸提液处理下, 3种禾草的发芽率均显著低于对照(P< 0.05), 分别降低了13.6、15.4和28.0个百分点, 对中华羊茅的抑制作用最强。比较整株浸提液和粉末浸提液处理, 除了垂穗披碱草的发芽率差异不显著外, 其余2种禾草的发芽率均有显著性差异(P< 0.05)。垂穗披碱草整株浸提液处理显著降低了垂穗披碱草和冷地早熟禾的发芽指数(P< 0.05), 化感效应值为-0.440和-0.568; 而在粉末浸提液处理下3种禾草的发芽指数较对照均有显著性差异(P< 0.05), 化感效应值分别为-0.262、-0.534和-0.442, 表明垂穗披碱草浸提液中的化感物质抑制了自身及其他植物种子发芽(表1)。

表1 垂穗披碱草不同浸提液对自身及其他植物种子发芽的影响 Table 1 Effects of different extracts of E. nutans on the germination of itself and other plants

2.1.2 对受试植物幼苗生长的影响 与对照相比, 垂穗披碱草整株和粉末浸提液处理显著抑制了自身以及冷地早熟禾和中华羊茅幼苗的苗高(P< 0.05), 且粉末浸提液对3种禾草苗高的抑制作用明显大于整株浸提液(表2)。粉末浸提液对中华羊茅幼苗的苗高抑制作用最强, 化感效应值为-0.429; 垂穗披碱草整株和粉末浸提液处理对3种禾草根长的作用类似于对苗高的影响, 且粉末浸提液和整株浸提液间没有显著性差异(P> 0.05), 垂穗披碱草两种浸提液处理对冷地早熟禾根长的抑制作用最强, 化感效应值分别为-0.596和-0.685; 在垂穗披碱草整株浸提液处理下, 垂穗披碱草、冷地早熟禾和中华羊茅的干重均受到显著的抑制作用(P< 0.05), 较对照分别下降了38.01%, 40.0%和29.56%, 粉末浸提液对3种禾草干重的作用类似于整株浸提液, 且两者没有显著性差异(P> 0.05)。

表2 垂穗披碱草不同浸提液对自身及其他植物幼苗生长的影响 Table 2 Effects of different extracts of E. nutans on seeding growth of itself and other plants
2.2 冷地早熟禾浸提液对自身及其他植物种子发芽和幼苗生长的影响

2.2.1 对受试植物种子发芽的影响 在冷地早熟禾整株浸提液处理下, 垂穗披碱草和冷地早熟禾的发芽率较对照没有显著性差异(P> 0.05), 而中华羊茅的发芽率显著低于对照(P< 0.05), 下降了21.8个百分点, 化感效应值为-0.335; 在冷地早熟禾粉末浸提液处理下, 3种禾草的发芽率均显著低于对照(P< 0.05), 分别下降了27.8、16.4和27.2个百分点, 化感效应值分别为-0.404、-0.232和-0.427; 比较整株浸提液和粉末浸提液处理, 除了冷地早熟禾的发芽率有显著差异外, 其余2种禾草的发芽率均无显著性差异(P> 0.05)。冷地早熟禾整株和粉末浸提液处理均显著降低了垂穗披碱草、冷地早熟禾和中华羊茅的发芽指数(P< 0.05), 尤其对冷地早熟禾的抑制作用最强, 化感效应值为-0.574和-0.652, 表明冷地早熟禾浸提液中的化感物质降低了3种禾草种子的萌发活力(表3)。

表3 冷地早熟禾不同浸提液对自身及其他植物种子发芽的影响 Table 3 Effects of different extracts of P. crymophila on the germination of itself and other plants

2.2.2 对受试植物幼苗生长的影响 在冷地早熟禾整株浸提液处理下, 冷地早熟禾、垂穗披碱草和中华羊茅的苗高均显著低于对照(P< 0.05), 分别下降了23.34%, 13.02%和14.72%(表4); 在粉末浸提液处理下, 与对照相比, 对3种禾草的苗高均有显著地抑制作用, 且粉末浸提液的抑制作用显著大于整株浸提液(P< 0.05)。从根长的处理结果中看, 与对照相比, 整株浸提液和粉末浸提液对3种禾草均有显著地抑制作用(P< 0.05), 冷地早熟禾整株和粉末浸提液处理相比于其他两种禾草的根长, 对自身根长的抑制作用最强, 化感效应值为-0.615和-0.707。在冷地早熟禾整株浸提液处理下, 除了中华羊茅的干重没有显著性差异外, 对冷地早熟禾和垂穗披碱草的干重均具有显著影响; 粉末浸提液处理显著地降低了3种禾草的干重, 化感效应值分别为-0.687、-0.504和-0.342, 整株和粉末浸提液处理间没有显著差异(P> 0.05)。

表4 冷地早熟禾不同浸提液对自身及其他植物幼苗生长的影响 Table 4 Effects of different extracts of P. crymophila on seeding growth of itself and other plants
2.3 中华羊茅不同浸提液对自身及其他植物种子发芽和幼苗生长的影响

2.3.1 对受试植物种子发芽的影响 在中华羊茅整株浸提液处理下, 只有中华羊茅的发芽率显著低于对照(P< 0.05), 较对照下降了18.6个百分点, 化感效应值为-0.287, 其余两种禾草的发芽率与对照相比均无显著性差异(P> 0.05); 而在中华羊茅粉末浸提液处理下, 3种禾草的发芽率均显著地低于对照(P< 0.05), 分别下降了30.6、12.8和13.8个百分点, 化感效应值分别为-0.480、-0.182和-0.199; 比较中华羊茅整株浸提液和粉末浸提液处理, 除了垂穗披碱草的发芽率差异不显著外, 其余2种禾草的发芽率均有显著性差异(P< 0.05)。中华羊茅整株浸提液处理显著降低了中华羊茅、冷地早熟禾和垂穗披碱草的发芽指数(P< 0.05), 化感效应值为-0.523、-0.576和-0.482; 粉末浸提液对3种禾草发芽指数的影响与整株浸提液作用相当(表5)。

表5 中华羊茅不同浸提液对自身及其他植物种子发芽的影响 Table 5 Effects of different extracts of F. sinensis on the germination of itself and other plants

2.3.2 对受试植物幼苗生长的影响 与对照相比, 中华羊茅整株和粉末浸提液处理显著地抑制了自身及其他植物幼苗的苗高, 且粉末浸提液的抑制作用显著大于整株浸提液(P< 0.05), 在中华羊茅整株浸提液处理下, 中华羊茅的苗高受到的抑制作用最弱, 化感效应值为-0.145, 而在粉末浸提液处理下, 垂穗披碱草的苗高受到的抑制作用最强, 化感效应值为-0.456; 根长数据表明, 中华羊茅整株和粉末浸提液处理对3种禾草的根长均有显著的抑制作用, 且粉末浸提液对中华羊茅根长的抑制作用显著高于整株浸提液(P< 0.05); 在中华羊茅整株浸提液处理下, 对自身的干重没有显著影响, 而对冷地早熟禾和垂穗披碱草的干重具有显著抑制作用, 粉末浸提液处理显著地降低了3种禾草的干重, 化感效应值分别为-0.288、-0.682和-0.517(表6)。

表6 中华羊茅不同浸提液对自身及其他植物幼苗生长的影响 Table 6 Effects of different extracts of F. sinensis on seeding growth of itself and other plants
2.4 不同禾草浸提液对自身及其他植物的综合化感效应

为了综合分析3种禾草不同浸提液对自身及其他植物种子发芽和幼苗生长的潜在化感作用, 统计3种禾草的发芽率、发芽指数、幼苗根长、苗高和干重5个指标的化感效应指数计算出综合化感效应指数(表7)。3种禾草不同浸提液对自身及其他植物种子发芽和幼苗生长均具有化感抑制作用。总的来说, 3种禾草粉末浸提液对其种子发芽和幼苗生长的抑制作用强于整株浸提液, 综合化感效应强弱表现为:对冷地早熟禾的化感效应最强, 对垂穗披碱草次之, 对中华羊茅的化感效应最弱。

表7 3种禾草不同浸提液对其种子发芽和幼苗生长的综合化感效应 Table 7 Comprehensive allelopathic effects of different extracts of three grasses on their own seed germination and seeding growth
3 讨论

植物化感作用普遍存在于自然界中, 大多数植物主要通过雨雾淋溶、根系分泌和植物残株分解等方式向环境中释放化感物质来影响自身以及周围其他植物的生长, 其影响主要体现在植物种子萌发和幼苗生长等方面[20, 21]。本研究中3种禾草不同浸提液处理对自身及其他植物种子萌发及幼苗生长均具有化感抑制效应, 表明禾草间的化感作用也是导致人工草地退化的一个影响因素。垂穗披碱草整株和粉末浸提液处理均能显著抑制自身及其他植物种子发芽和幼苗生长, 表现出一定的自毒作用和抑制作用, 这与张宝琛等[12]对垂穗披碱草人工草场自然退化过程中生化他感作用的报道相一致。本试验中冷地早熟禾整株浸提液显著地降低了中华羊茅的发芽率, 对自身及垂穗披碱草的发芽率没有显著影响, 而粉末浸提液显著降低了自身及垂穗披碱草和中华羊茅的发芽率, 表明不同受体种子对不同浸提液的敏感性不同, 同一受体植物对不同处理的浸提液会有不同的响应[22], 在粉末浸提液处理下表现为显著地抑制作用, 在整株浸提液处理下对个别种作用不显著。中华羊茅整株浸提液显著降低了自身以及冷地早熟禾的发芽率, 对垂穗披碱草的发芽率没有显著影响, 这与李苇洁等[23]研究乡土植物白刺花(Sophora davidii)对紫茎泽兰(Ageratina adenophora)化感作用响应的结果一致。表明影响程度因受体种子的大小而异, 颗粒大的种子里营养物质丰富, 能在一定程度下抵抗植物释放的化感物质, 垂穗披碱草种子相对于中华羊茅和冷地早熟禾种子属于大粒种子, 说明了垂穗披碱草对中华羊茅释放的化感物质具有耐受性, 也决定了其具有一定的抗化感能力。

垂穗披碱草、冷地早熟禾和中华羊茅粉末浸提液均能显著降低自身及其他植物种子发芽率、发芽指数、苗高、根长以及干重, 而在整株浸提液处理下对个别种测试指标作用不显著, 在3种禾草不同浸提液处理中, 粉末浸提液对3种禾草的化感效应强于整株浸提液, 其原因可能是采用阴干植物粉碎成粉末制备的浸提液, 在粉碎过程中可能会破坏植物的内部组织, 有些在自然条件下不释放的酶、无机盐和含氮物质会释放出来, 这种方式制备的浸提液与自然界中原材料释放的化感物质浓度有一定的差异[17], 但在植物生长的实际生境中, 植物释放的化感物质是微量的[24], 所以采用新鲜整株植物浸泡的方法制备的浸提液更接近于自然界中植物释放的化感物质浓度。

从综合化感效应可以看出, 3种禾草不同处理的水浸提液对自身以及其他植物种子发芽和幼苗生长具有不同的化感效应, 垂穗披碱草和冷地早熟禾整株浸提液对冷地早熟禾的化感效应最强, 对中华羊茅的化感效应最弱, 粉末浸提液对冷地早熟禾的化感效应最强, 对垂穗披碱草的化感效应最弱, 而中华羊茅整株和粉末浸提液对冷地早熟禾的化感效应最强, 对中华羊茅的化感效应最弱, 这与胡婧等[25]对草地早熟禾化感作用的研究结果一致。表明不同受体植物对3种禾草不同处理的浸提液具有不同的化感响应, 3种禾草不同浸提液对受体植物具有选择性和依赖性[26], 也有可能与3种禾草进化的历史有关[27]。

因此, 利用多年生禾草建植人工草地时, 应充分考虑其化感作用, 另外, 本研究仅在实验室条件下, 对高寒地区人工草地3种常见的禾草种进行了化感作用初步研究, 对于3种禾草浸提液中的化感物质种类和成分差异以及在田间实际生境中的化感作用研究还需进一步探讨。

4 结论

垂穗披碱草、冷地早熟禾和中华羊茅的整株和粉末水浸提液对自身及其他植物种子发芽和幼苗生长均具有自毒作用和抑制作用, 且粉末浸提液的抑制作用强于整株浸提液。无论是整株还是粉末水浸提液, 不同禾草表现出不同的化感潜力, 同一禾草对不同浸提液的敏感性不同。3种禾草不同浸提液对其种子发芽和幼苗生长的综合化感效应强弱表现为:对冷地早熟禾的化感效应最强, 对垂穗披碱草次之, 对中华羊茅的化感效应最弱。当以一定的混播比例建植人工草地时, 除考虑种间的养分、水分竞争外, 还应考虑3种禾草间的化感作用。

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