CN108684246B - 一种利用植物化感作用抑制节节麦种子萌发的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用植物化感作用抑制节节麦种子萌发的方法，属于农业生产技术领域，利用樟、楝、火炬树和雪松的新鲜叶以及楝果肉中的至少一种植物材料的水浸提液抑制节节麦种子的萌发，所述水浸提液的浓度25‑100 mg/L为佳，其中樟树叶片的高浓度（100mg/L）水浸提液能够显著抑制节节麦种子萌发，发芽率仅为13.33%，发芽势仅为2.67%。本发明采用樟、楝、火炬树的新鲜叶片及楝果肉的水浸提液处理节节麦子，降低其发芽率和发芽势，利用化感作用抑制杂草的生物代谢，为安全有效防治节节麦供依据。

Description

一种利用植物化感作用抑制节节麦种子萌发的方法
技术领域
本发明属于农业生产技术领域，具体地，涉及一种利用植物化感作用抑制节节麦种子萌发的方法。
背景技术
1937年，Molisch首次提出植物化感作用(Allelopathy)，之后Rice进行补充完善，化感作用即为“一种植物通过向环境中释放化学物质影响其他生物生长的现象。”而释放的化学物质被称为化感物质。植物体内含有的化感代谢活性物质如黄酮类、羟基苯甲酸、单宁、苯酚类等，所述化感物质通过挥发、淋溶、根分泌或残茬降解等途径进入环境，进而对周围植物发生作用。植物间的化感作用，能通过释放具有生物活性的化感物质进入环境，引起相互之间的作用，从而影响其他植物的生长和发育，其普遍存在于植物群落演替中，是植物生存竞争的重要手段之一。
节节麦(Aegilops tauschii Coss.)，禾本科(Gramineae)山羊草属(Aegilops)1年生或越年生植物，起源于东欧、西亚等地，是世界恶性杂草。节节麦在我国的最早报道是1955年，由叶德娴在河南省新乡市首次发现并采集到其标本，如今其已广泛分布于河南、陕西、山东、河北等地，并呈迅速蔓延的态势。由于节节麦与小麦的亲缘关系较近，二者又具有类似的外部形态及生长习性，且节节麦拥有较强的分蘖、繁殖及适应性等特点，共同造成其成为冬小麦田中最难防除的禾本科恶性杂草之一。因严重威胁着我国粮食生产安全，节节麦已被列入《中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录》。利用植物化感作用控制田间杂草被认为是环境友好型、可持续农业发展的新技术，已成为当代农业生态学研究中的重要领域之一。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种利用植物化感作用抑制节节麦种子萌发的方法。该方法采用樟、楝、火炬树的新鲜叶片及楝果肉的水浸提液处理节节麦种子，降低其发芽率和发芽势，利用化感作用抑制杂草的生物代谢，为安全有效防治节节麦提供依据。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：
一种利用植物化感作用抑制节节麦种子萌发的方法，其是利用樟新鲜叶、楝新鲜叶、楝果肉、火炬树新鲜叶和雪松新鲜叶中的至少一种植物材料的水浸提液抑制节节麦种子的萌发。
作为上述方案的进一步改进，所述植物材料的水浸提液的制备是向植物材料中加入蒸馏水封口，经25℃、70kHz的超声波震荡处理2h，然后过滤制得。因为所述植物材料的化感作用具有一定的浓度效应，采用该方法进行浸提使得浸提更加充分，细胞内可溶性化感物质最大可能释放，加强化感作用。
作为上述方案的进一步改进，若水浸提液的浓度以单位体积蒸馏水中含有的植物材料的质量计，则所述植物材料的水浸提液的使用浓度为25-100mg/L时对节节麦生物防治效果较佳。
作为上述方案的更进一步改进，浓度为100mg/L的樟新鲜叶的水浸提液能抑制节节麦种子的萌发。
本发明还请求保护上述方法在节节麦生物防治中的应用。所述应用可有不同的形式，如制备生物源型除草剂或通过喷施、灌根等方式以达到除草的目的。
有益效果：
1、本发明所述利用植物化感作用抑制节节麦种子萌发，因为植物间的化感作用相当复杂，即使同一植物的化感物质对不同植物的种子萌发也可能表现出完全不同的化感效果，表现为促进、抑制或延迟萌发。化感作用的强弱又依赖于化感物质浓度的大小，也因作用的受体植物不同或同一受体的不同组织而抑制作用不同。本发明利用包括樟(Cinnamomum camphora)、楝(Melia azedarach)、火炬树(Rhus typhina)和雪松(Cedrusdeodara)新鲜叶及楝果肉中的植物材料，选其新鲜植物组织进行破碎，再经超声波处理，使得浸提更加充分，细胞内可溶性化感物质最大可能释放，加强化感作用。将所述含有化感物质的水浸提液作用于节节麦，通过影响种子萌发前的吸水作用而影响种子萌发过程中的物质代谢和各种代谢关键酶活性，从而引起种子劣变和活力降低而导致发芽率和发芽势的降低，而对农作物尤其是小麦的影响不大，从而起到杂草的化感抑制作用，对开发生物源型除草剂或探讨杂草生物防治方法具有重要意义。
2、化感物质对种子萌发的影响，取决于化感物质的浓度、化学形态、化感受体的有效吸收量等多种因素。本发明采用樟、楝、火炬树的新鲜叶片及楝果肉的植物材料来抑制节节麦种子萌发，所述植物材料表现出明显的浓度效应和不同器官浸提液间化感作用的差异。其中的樟树叶片的高浓度(100mg/L)水浸提液能够显著抑制节节麦种子萌发，发芽率仅为13.33％，发芽势仅为2.67％。本发明所述方法为安全有效防治节节麦提供了一定的依据。
附图说明
图1是不同浸提液处理对节节麦种子发芽率影响的对比图；
图2是不同浸提液处理对节节麦种子发芽率的化感效应指数影响对比图；
图3是不同浸提液处理对节节麦种子发芽势的影响对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例及其附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
1、试验方法
1.1水浸提液制备
2017年8月，分别采摘本地种植树木樟、楝、火炬树及雪松的健康新鲜叶片，另苦楝果实于10月采摘。试材分别用蒸馏水冲洗干净并在室内滤纸上自然凉干，随后将叶片及果肉充分剪碎，并各准确称取5g，放入烧杯，加蒸馏水500mL封口，放入25℃、70kHz的超声波清洗机中震荡2h，双层滤纸过滤，即得10g/L的水浸提原液，置4℃冰箱保存备用。使用时提前取出在室内静置一段时间，随后用蒸馏水分别稀释成25mg/L、50mg/L、100mg/L的浸提液。
1.2种子萌发试验
采用沙培法进行种子萌发试验。选取大小均匀、籽粒饱满的节节麦种子，先用1％的次氯酸纳溶液浸泡10min消毒，用蒸馏水反复冲洗后室内自然晾干，置于铺有细沙的培养皿内(细沙用水淘净，置110℃烘箱内烘干至恒重，玻璃培养皿至105℃烘箱内高温消毒2h)，50粒/皿，分别加入不同浓度的浸提液5mL(加入体积由预备实验确定，保证浸透细沙且不出现积水)，透明保鲜膜包裹培养皿，保证培养皿顶端保鲜膜平整，并记录各皿质量。萌发期间，依据细沙颜色，判断其湿度情况，若出现干燥则揭膜添加适量蒸馏水，保证每皿重量不变。以等量蒸馏水处理为对照(CK)，3次重复/处理。置于昼/夜温度为25℃/18℃，光暗各12h的光照培养箱内进行培养。每24h统计1次种子萌发情况(以胚根突破种皮为萌发标准)，萌发试验时间为9天(通过预试验确定)。
其中，采用沙培法进行种子萌发试验，而非传统的培养皿滤纸法，主要是为了减少种子萌发期间水分添加次数，此外，利用透明保鲜膜包裹处理培养皿，在保证光照的前提下，减少了培养皿内水分的散失；
1.3计算公式
发芽率＝(发芽种子数/供试种子数)×100％
发芽势＝(前3天发芽种子数/供试种子数)×100％
参照Williamson等提出的化感效应指数(RI，response index)衡量化感作用的类型和强度，RI＝1-C/T(T≥C)，或者RI＝T/C-1(T<C)，式中，C为对照值，T为处理值，RI为化感效应指数(RI>0为促进作用，RI<0为抑制作用)，RI绝对值大小反应化感作用的强弱。
2、结果分析
从图1-3可以看出，樟、楝、火炬树和雪松的新鲜叶以及楝果肉的水浸提液对节节麦种子的发芽率和发芽势均表现出不同程度的抑制作用，而发芽率与相应的化感效应指数呈负相关。
如图1，由植物材料得到的水浸提液的浓度不同，抑制效果不同，在25-100mg/L范围内，樟、火炬树和雪松的抑制效果随浓度的增大而增大，而楝则是在50mg/L的浓度下抑制效果相对明显，总体而言，100mg/L的樟树叶水浸提液处理下，节节麦种子的发芽率最低，仅为13.33％，与CK及其他处理差异均达到显著水平(P<0.05)，化感效应指数(图2)也显示，此浓度浸提液处理对节节麦种子萌发的抑制最强。此外，图3显示，100mg/L的樟树叶水浸提液处理下，节节麦种子发芽势也较，仅为2.67％。
结论：通过樟、楝、火炬树等叶片及楝果肉水浸提液对节节麦种子萌发的化感效应研究发现，樟、楝、火炬树和雪松的新鲜叶以及楝果肉的水浸提液均能够抑制节节麦种子的萌发，尤以高浓度(100mg/L)的樟树叶水浸提液处理下抑制作用最为有效，这为节节麦的生物防除提供了一定的参考依据，实际应用中，可将上述几种植物材料进行联用来达到节节麦生物防治的目的。
若将本发明所述方法应用于农作物杂草防治，可在小麦播种前施用所述植物材料的浸提液，然后可通过灌水稀释，之后再播种小麦，可有效防治节节麦。
本发明所述实施例为说明性的，并不以此限制本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为主，但以本发明精神为基础的、任何的进一步延伸或改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种利用植物化感作用抑制节节麦种子萌发的方法，其特征在于：利用樟新鲜叶、楝新鲜叶、楝果肉、火炬树新鲜叶和雪松新鲜叶中的至少一种植物材料的水浸提液抑制节节麦种子的萌发；
所述植物材料的水浸提液的制备是向植物材料中加入蒸馏水封口，经25℃、70kHz的超声波震荡处理2 h，然后过滤制得；
水浸提液的浓度以单位体积蒸馏水中含有的植物材料的质量计，则所述水浸提液的浓度为25-100 mg/L。
2.如权利要求1所述的一种利用植物化感作用抑制节节麦种子萌发的方法，其特征在于：浓度为100 mg/L的樟新鲜叶的水浸提液抑制节节麦种子的萌发。
3.如权利要求1-2任意一项所述的方法在节节麦生物防治中的应用。
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