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藨草(Scirpus triqueter L.)为莎草科多年生杂草,常生长于稻田,低湿盐碱地或潜水中,藨草无论是在农田,还是在野生草地,均成单一群落生长,其中很少有其他杂草生成。目前对藨草的防治还处在化学防治阶段,而对其发生的机理缺乏深入的认识,本文模拟化感物质释放途径的雨水淋溶途径和植株残株分解,采用室内生测的方法,测定了藨草新鲜植株水提液对四种作物的化感作用及藨草秸秆腐解还田对小麦的化感作用,初步鉴定了藨草新鲜植株水提液中的主要化感物质及其对小麦的化感作用。主要研究结果如下:
1.利用藨草新鲜植株水提液对小麦、黄瓜、萝卜、棉花四种农作物采用种子萌发和幼苗生长的生测方法初步研究了藨草对这四种农作物的化感作用。结果表明:藨草植株水提液对四种作物种子的萌发和幼苗的生长表现一定的化感作用,表现有“低促高抑”的浓度效应。藨草不同浓度的水提液对不同受体的作用效果也不相同,藨草植株水提液对小麦、黄瓜、萝卜、棉花四种作用均有一定化感作用,随着水提液浓度的增加,化感效应逐渐加强。当水提液浓度为0.01g/ml时,对小麦和黄瓜根长、苗高和鲜重均有一定的促进作用,当浓度达到0.1g/l时四种作物幼苗生长均受到一定程度的抑制。
2.将藨草水提液按极性递增的顺序依次用正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇、丙酮等有机溶剂萃取,研究不同溶剂萃取液对小麦、萝卜、黄瓜和棉花的化感效应,结果表明:丙酮萃取组分对四种作物的抑制作用最强。结果表明:丙酮组分对小麦、萝卜、黄瓜、棉花的萌发率分别为61%、79%、78%和71.2%;对小麦、萝卜、黄瓜、棉花幼苗根长的抑制率分别为27.73%、23.30%、40.56%和16.05%;对小麦、萝卜、黄瓜、棉花幼苗苗高的抑制率分别为18.99%、35.63%、67.76%和21.66%;小麦、萝卜、黄瓜、棉花各处理与对照相比叶绿素含量分别降低10.19%、7.79%、7.81%和15.25%;小麦、萝卜、黄瓜、棉花幼苗的根系活力分别是各自对照的74.45、76.85%、77.87%和65.27%;;小麦、萝卜、黄瓜、棉花POD酶活性分别比对照增加11.97%、75.00%、77.35%和50.44%;小麦、萝卜、黄瓜的CAT酶活性分别比对照降低80.00%、40%、34.74%和45.61%;小麦、萝卜、黄瓜、棉花幼苗体内所含MDA分别比对照升高57.82%、120%、22.73%和46.83%。
3.藨草秸秆腐解还田后对小麦也表现出一定程度的化感作用。在藨草含量为10g/kg的时候各处理小麦鲜重均比对照重,表现为促进小麦生长的作用,而当藨草含量增加到90g/kg的时候两不同腐解时间段的藨草均对小麦的生长产生了明显的抑制作用,腐解30天和60天的藨草处理小麦分别比对照晚出苗1天和1.5天,藨草对小麦生理活性的影响随着处理土壤中藨草含量的增加有逐渐增强的趋势,表现为降低了小麦根系活力(TTC),POD酶活性升高,SOD酶活性降低,MDA(丙二醛)含量升高,各处理间叶绿素变化与处理相比差异不明显,但总体也表现出降低的趋势。
4.用高效液相色谱法 (HPLC)检测藨草水提液丙酮组分中酚类化感物质的含量,检测出丙酮萃取组份中含有阿魏酸、苯甲酸和香草醛等化学物质;通过利用检测出的阿魏酸、苯甲酸和香草醛对小麦进行生物活性分析试验,结果表明:三种化感物质化感物质对小麦幼苗生长的影响表现在小麦根系活力降低,过氧化物酶(POD)活性升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性降低,过氧化氢酶(CAT)活性降低,丙二醛(MDA)含量升高,从而导致小麦细胞膜透性增加,体内活性氧含量增加,导致小麦幼苗生长受抑制,叶绿素含量降低,生物量减少。