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白花鸭跖草生物学特性

2015-07-31张武李宝华吴俊彦等

江苏农业科学 2015年3期
关键词:萌发生物学特性

张武 李宝华 吴俊彦等

摘要:白花鸭跖草为鸭跖草的新变种。利用白花鸭跖草种子开展试验,通过对比发现,白花鸭跖草除花色外,与普通鸭跖草没有差异。白花鸭跖草种子具有萌发孔,且种子萌发方式兼有子叶出土型与子叶留土型特点。白花鸭跖草种子具有休眠特性,但可以通过低温层积、GA3处理打破休眠,最适低温层积天数为4 ℃层积10 d,GA3最适浓度为 15 mg/L。2,4-D对白花鸭跖草萌发抑制明显。

关键词:鸭跖草;白花鸭跖草;生物学特性;萌发;休眠

中图分类号: S451 文献标志码: A

文章编号:1002-1302(2015)03-0133-03

鸭跖草(Commelina communis L.)为鸭跖草科鸭跖草属植物,聚伞形花序,花佛焰苞状,深蓝色花瓣,叶卵状披针形,蒴果椭圆形,2室,每室2粒种子,花果期7—9月[1]。鸭跖草作为1年生晚春阔叶杂草,由于其极强的生态适应性、难防除性,鸭跖草与苣荬菜、刺儿菜同属黑龙江省难防除杂草[2]。鸭跖草在黑龙江省遍布于大豆田、玉米田、水稻田、向日葵田、菜田[3]。鸭跖草根据地理位置不同存在地区转化型,鸭跖草的遗传多样性为鸭跖草防除带来一定难度[4]。国内有文献记载,最早的白花鸭跖草发现者为陈蒂,于1990年在辽宁省沈阳市发现,将其命名为(Commelina communis L. f. alba Ti Chen f. nov.)[5]。张光富等于1997年在山东省、上海市发现白花鸭跖草[6]。汪远等认为,白花鸭跖草为本地Commelina communis L.变异而来[7]。目前,国内针对白花鸭跖草仅见于对其发现的报道,还未见对其萌发特性的研究报道。本研究利用白花鸭跖草种子开展试验,探讨其萌发特性[8-9],旨在为开展白花鸭跖草在农田生态系统中的危害研究提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

供试白花鸭跖草(Commelina communis L. f. alba Ti Chen)种子采集于黑龙江省农业科学院黑河分院试验地(50°14′55.22″N,127°26′59.13″E),连续2年繁殖保留种子。供试蓝花鸭跖草(Commelina communis L.)种子采集于黑龙江省农业科学院黑河分院试验地。供试土壤采集于黑龙江省农业科学院黑河分院试验池(未施用过除草剂)。土壤为草甸暗棕壤,土壤肥力如表1所示。赤霉素(GA3,95% 分析纯,上海谱振公司),2,4-D(72%,山东侨昌化学有限公司)。

1.2 试验设计

秋季分别将30粒白花鸭跖草种子、30粒蓝花鸭跖草种子均匀播种于繁殖池中(2 m×2 m),春季定期观察记录两者的萌发、生长情况。

1.2.1 低温层积处理 将当年采集的白花鸭跖草种子置于4 ℃冰箱中,分别于放置后0、10、20、30、40 d每处理取30粒种子置于铺有3层滤纸的培养皿中,每皿加15 mL蒸馏水(定期更换滤纸及蒸馏水)。试验设3次重复,将培养皿置于 15 ℃ 光照培养箱中每隔2 d调查1次萌发数,直至无萌发试验终止。

1.2.2 不同浓度GA3处理 分别配制15、25、50、100 mg/L GA3溶液,以蒸馏水为空白对照,取15 mL不同浓度溶液,加入装有50粒当年采集的白花鸭跖草种子培养皿中进行发芽试验,方法与低温层积处理相同。

1.2.3 2.4-D浓度对白花鸭跖草萌发的影响 设6个2,4-D浓度处理,换算成原药浓度分别为:0.9、1.8、3.6、72、10.8、14.4 mg/L,以蒸馏水为空白对照。培养方式与低温层积处理相同,培养的第7天、第14天、第21天、第28天测定萌发率,计算抑制率。

1.3 数据分析

采用Excel 2003、DPS 7.05软件分析数据。

2 结果与分析

2.1 2种花色鸭跖草生物学特征

由图1可知,白花鸭跖草除花色为白色外,其他生物学特征均符合《中国植物志》对鸭跖草生物学特征的描述。由图2可知,鸭跖草种子上有萌发孔且位置相对固定,萌发孔的位置在种子一侧中部。鸭跖草萌发时需突破萌发孔。此时鸭跖草生长点还未出现分化,随后鸭跖草生长点最先分化产生根向下生长(图3)。鸭跖草的幼苗类型兼有子叶留土型与子叶出土型的特点(图4),鸭跖草在3叶期后可以产生不定根(图5),鸭跖草在贴近土壤一侧的茎基部产生绒状不定根,不定根持续生长,当不定根接触土壤后进入土壤,在有不定根生长的茎基部有时会产生分枝。

2.2 低温层积对白花鸭跖草萌发的影响

由表2可知,白花鸭跖草种子直接收获并发芽,萌发率仅为0.3%。4 ℃低温层积,萌发率呈现先增后降的现象,在低温层积10[KG*3]d时萌发率最高,为53.2%,极显著高于其他各处理。超过10 d后随着低温层积的时间增加,萌发率逐渐下降。层积30 d后萌发率趋于稳定,但低温层积各处理萌发率均高于收获后直接播种。

2.3 不同浓度GA3对白花鸭跖草萌发的影响

如表3所示,低浓度GA3对白花鸭跖草萌发有促进作用,随着GA3浓度的增加,萌发率逐渐降低。以15 mg/L GA3处理对鸭跖草萌发的促进作用最大,萌发率较对照差异极显著。15 mg/L与25 mg/L GA3处理间差异不显著,但均极显著高于50 mg/L与100 mg/L处理。50 mg/L与100 mg/L GA3处理间差异不显著,但均极显著高于对照。

2.4 2,4-D浓度对白花鸭跖草萌发的影响

图6表明,一定范围内白花鸭跖草的萌发率随2,4-D浓度的增加而降低。当2,4-D浓度为14.4 mg/L时,鸭跖草虽然有萌发但生长点无法产生分化,最后坏死。

3 结论与讨论

目前,国内对白花鸭跖草的报道较少,但通过形态学比较可以发现,除花色外,白花鸭跖草与蓝花鸭跖草的生物学特征基本相同。白花鸭跖草种子萌发过程比较复杂,当年采集的种子直接播种萌发率很低,但可以通过低温层积、GA3处理来提高萌发率。在低温层积处理中,以处理10 d的萌发率最高,随着低温层积时间的延长,萌发率呈逐渐降低且趋于平稳的趋势。GA3在一定范围内可以提高白花鸭跖草的萌发率,随着GA3浓度的提高,萌发率呈逐渐降低的趋势。利用GA3对白花鸭跖草处理可以提高其萌发率,可能与提高种子内 α-淀粉酶活性有关。张红梅等利用乙酸抑制鸭跖草中α-淀粉酶活性进而抑制其萌发,萌发率与乙酸浓度呈负相关[10]。赵鹏等利用GA3处理沙芥种子,结果表明,一定浓度的GA3处理可以提高沙芥种子中α-淀粉酶活性,从而提高沙芥萌发率[11]。 2,4-D可以明显抑制白花鸭跖草的萌发,且抑制率与2,4-D浓度呈正相关。2,4-D丁酯在黑河地区大豆、玉米田一般作为播后苗前土壤封闭剂应用,但对鸭跖草的防除效果不理想。本研究结果表明,2,4-D丁酯土壤封闭处理效果不理想与药剂本身无关,与施药方法有关,黑河地区一般年份春季干旱,2,4-D丁酯很难达到鸭跖草种子所在耕层,因而难以发挥效果。

参考文献:

[1]傅沛云. 东北草本植物志:第12卷[M]. 北京:科学出版社,1998:30-31.

[2]马 红,关成宏,陶 波.不同叶龄鸭跖草对咪唑乙烟酸的耐药性差异及生理基础研究[J]. 中国油料作物学报,2010,32(1):136-138.

[3]张慧丽,王文众,曲力涛,等. 东北地区农田主要杂草种类及其地理分布[J]. 沈阳农业大学学报,2000,31(6):565-569.

[4]李向勇,陶 波,李英慧,等. 黑龙江省六个地点鸭跖草RAPD遗传多样性分析[J]. 作物杂志,2008(2):21-25.

[5]陈 蒂. 鸭跖草属——新变型[J]. 植物研究,1994,14(1):80.

[6]张光富,钱士心.上海植物区系新资料(Ⅳ)[J]. 华东师范大学学报:自然科学版,2001(1):107-108.

[7]汪 远,李惠茹,葛斌杰,等. 上海维管植物研究综述[J]. 广西植物,2012,32(6):854-859

[8]谢桂英,游秀峰,孙淑君,等. 龙葵种子休眠解除方法研究[J]. 杂草科学,2013,31(1):37-39.

[9]陈小奇,黄红娟,魏守辉,等. 不同化学试剂及人工处理对稗草种子休眠的影响[J]. 杂草科学,2013,31(3):32-35.

[10]张红梅,张慧丽,曲力涛.乙酸对鸭跖草种子萌发的影响[J]. 黑龙江八一农垦大学学报,2002,14(1):22-24.

[11]赵 鹏,白晓雷,韩海霞,等. 赤霉素对不同温度下沙芥种子萌发特性及α-淀粉酶活性的影响[J]. 华北农学报,2011,26(1):127-130.

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