燕麦种子及幼苗浸提液对杂草的化感作用研究

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燕麦(Avena)是我国北方冷凉地区重要的一年生粮饲兼用作物,田间杂草通过与燕麦竞争营养、光照和空间而影响其品质和产量。作物在与杂草的竞争中会释放一些影响杂草种子萌发和生长的化感物质。目前关于燕麦的化感作用国外已有研究,但国内的相关报道较少。因此,本文以5个不同燕麦(二倍体百绿1号和小莜麦、四倍体ZY003622、六倍体陇燕3号和白燕2号)为供试材料,研究其不同浓度的种子和幼苗水浸提液对5种燕麦田常见杂草反枝苋(Amaranthus retroflexus)、灰绿藜(Chenopodium glaucum)、刺苋(Amaranthus spinosus)、狗尾草(Setaria viridis)和油菜(Brassica napus)的化感作用,筛选化感活性强的燕麦,对其所含化感潜力物质进行分离并鉴定,为田间杂草的生物防控提供理论基础。获得如下主要结果:(1)不同燕麦种子浸提液对5种杂草的化感效应差异显著。小莜麦对刺苋和狗尾草的化感活性较强,其综合化感效应分别为-0.73和-0.78;陇燕3号对刺苋和油菜的综合效应分别为-0.80和-0.81;其余供试材料化感活性较弱。陇燕3号种子浸提液浓度在80 mg/m L以上时对油菜发芽率、种子萌发速度指数和根长的抑制作用随浓度的增加而增强;浓度为320 mg/m L时的化感效应指数分别为-0.98、-0.99和-0.84;油菜芽的生长在其浸提液浓度为80 mg/m L和160 mg/m L时被促进,而在320 mg/m L时被抑制。(2)供试燕麦幼苗的水浸提液对5种杂草的综合化感效应均为负值,表现不同程度的抑制作用。百绿1号对刺苋、油菜和狗尾草的综合化感效应分别为-0.85、-0.96和-0.81。白燕2号对反枝苋的化感活性最强,对油菜最弱。60 mg/m L以上浓度的百绿1号幼苗的水浸提液对油菜发芽率、种子萌发速度指数、根长和芽长的化感活性随浓度增加而增大,100 mg/m L时的化感效应指数分别为-0.96、-0.98、-0.98和-0.90。(3)选择不同极性的有机溶剂分别对化感活性较强的陇燕3号种子和百绿1号幼苗浸提液中的化感潜力物质进行萃取分离。生物活性测定结果表明,两者的正丁醇萃取物均对油菜的化感活性最强,且随浓度增加抑制作用增大,其1.0 mg/m L时的综合化感效应分别为-0.74和-0.75。通过LC-MS技术,在陇燕3号种子浸提液的正丁醇萃取物中鉴定出了32种化合物,百绿1号幼苗浸提液中确定出25种化合物。(4)11种燕麦化感潜力的物质中,香豆素和肉桂酸对油菜种子的发芽率和萌发速度指数均有显著抑制作用,且随浓度增加而增强,0.20 mg/m L时的综合效应指数分别为-0.65和-0.84。东莨菪内酯对油菜具有一定毒性,且随浓度增加毒性增强。这11种物质均能抑制油菜根的生长;对其芽长的作用各不相同,阿魏酸、咖啡酸和棕榈油酸均促进其芽的生长,丁香酸、DL-色氨酸、2,4-二羟基苯甲酸、香草酸和异香兰酸表现为低浓度促进、高浓度抑制。
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