• 紫花苜蓿和黄花苜蓿对黄瓜生长影响的研究
  • 2009-4-3 浏览() 【
  • 陈奇涵1

    指导教师:崔邑诚1    杭悦宇2

    1  金陵中学,江苏 南京  210008

    2  江苏省中科院植物研究所,江苏省植物迁地保护重点实验室, 江苏  南京  210014

     

     

    摘要  以每株100g、200g、400 g新鲜紫花苜蓿;每株200g干燥黄花苜蓿及对照组等5中施用剂量,进行对黄瓜生长的影响研究。结果表明,紫花苜蓿和黄花苜蓿对黄瓜的植株生长、座果数、成熟瓜数具有明显的促进作用,但都表现在早期或早中期;对黄瓜的果实成熟、生长有促进作用,但与对照组相比,无显著性差异。紫花苜蓿不同的施用剂量对黄瓜生长产生了不同程度的作用,尽管均有促进作用,但是400g鲜(紫) /株组的各类指标优于其他2个组;干燥黄花苜蓿对黄瓜生长的各项指标也有较好的促进作用,但总体结果不如紫花苜蓿。

    关键词  紫花苜蓿;黄花苜蓿;黄瓜;促进生长

    1937年Molish将生化他感作用(Allelopathy)定义为:某种植物(包括微生物)生成的化学物质,对其他植物产生某种作用的现象。1984年Rice在《Allelopathy》第二版中将其较完整地定义为:植物或微生物的代谢分泌物对环境中其他植物或微生物的有利或不利的作用[1]。目前,全世界已经对100多种植物的化感作用进行了研究,农作物中对大豆、水稻的研究较多,作为我国的一门新的研究领域,植物他感作用的研究开始起步[2]。

    苜蓿是一种优良牧草,对促进草地生态系统氮素营养平衡及提高草地蛋白质产量起着重要的作用,同时,很多研究表明,苜蓿能产生和释放化感物质抑制自身和其他植物的生长[3][4],如抑制大豆、小麦、玉米的生长,并且认为作用成分是酚类物质和皂苷[5];同时,有报道苜蓿通过分泌三十烷醇刺激与其伴生的番茄、黄瓜、莴苣的生长[6];苜蓿是一类植物的统称,包括紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、黄花苜蓿(又称南苜蓿,M. hispida Gaertn.)、小苜蓿(M. minima (L.) L.)等,但是对于苜蓿种类与蔬菜植物之间的具体化感研究几无文献可供参考。

    化感作用物的释放方式主要有4种,即挥发、根分泌、淋溶及残留物分解[2]。美国Healthy Lawn Care Products专卖店营销一种以苜蓿为主的多用途草地和花园肥料,即是使用了离体干燥的苜蓿。

    本研究选择常用蔬菜黄瓜,用紫花苜蓿鲜草和黄花苜蓿干草作肥料,探讨紫花苜蓿和黄花苜蓿对黄瓜生长的影响。

    1 材料及方法

    1.1  实验材料:黄瓜(露丰品种)为江苏明天种业科技有限公司江蔬种苗分公司所售;紫花苜蓿为江苏明天种业科技有限公司江蔬种苗分公司所售种子,自行播种生长产品;黄花苜蓿为中山植物园野生,割取后日照晒干备用。

    1.2  实验方法:3月8日进行黄瓜育苗,苗床畦宽60cm,盖农用薄膜,后期中午揭膜透气,此后在整个黄瓜生长期内每日浇水。4月13日,进行黄瓜移苗,畦宽60cm,施少量经一年发酵后的籽饼作基肥;行距40cm,株距30cm,每畦沿畦方向两行交互式栽培。每30株为一组,共5组于栽培地内随机设置,施用新鲜紫花苜蓿的分100 g/株、200g/株、400g/株三个计量组,施用干黄花苜蓿的为200g/株计量组,对照为不施用任何苜蓿类肥料。以植株为圆心,直径约30-40cm,开深8-10cm的沟,在沟内施肥(新鲜或干苜蓿)后,复土浇水。6月9日进行第1次观察并记录,用皮尺测定植株高度,记录黄瓜每株生长瓜数及成熟瓜数(18厘米以上的果实),并对每一条成熟黄瓜用台式天平称重。此后每隔一个星期观察一次,至8月4日基本无瓜为止,共观察了9次,记录数据并进行的统计分析。

    2 结果与分析

    2.1 紫花苜蓿和黄花苜蓿对黄瓜植株生长高度的影响

    紫花苜蓿和黄花苜蓿对黄瓜植株生长高度的影响详见表1、图1。

    5个处理组黄瓜植株平均生长高度为400g鲜(紫)/株>200g干(黄)/株>100g鲜(紫)/株>200g鲜(紫)/株>对照组,其中最高株出现在8月4日观察的400g鲜(紫)/株组的485 cm 株高。

    第6次观察开始(7月14日),各处理组对于黄瓜植株生长高度的影响与对照组没有显著差异,说明紫花苜蓿和黄花苜蓿对于黄瓜植株生长高度的促进作用主要表现在生长前期。200g鲜(紫)/株组表现了对黄瓜植株早期生长高度的影响与对照组相接近,而与其他3个处理组特别是200g干(黄) /株、400g鲜(紫) /株有显著差异。

    表1  紫花苜蓿和黄花苜蓿对黄瓜植株生长高度影响的显著性差异(5%)分析

    处    理

    6.9.

    6.16.

    6.23.

    6.30.

    7.7.

    7.14.

    7.21.

    7.28.

    8.4.

    对照组ck

    a

    b

    a

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    a

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    a

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    100g鲜(紫)/株

    200g鲜(紫) /株

    200g干(黄) /株

    400g鲜(紫) /株

     

    图1 黄瓜植株生长高度与生长时间相关图     图2 黄瓜植株座果数与生长时间相关图

    2.2 紫花苜蓿和黄花苜蓿对黄瓜坐果数的影响

    紫花苜蓿和黄花苜蓿对黄瓜生长高度的影响详见表2及图2。

    5个处理组平均座果数为400g鲜(紫)/株>100g鲜(紫) /株>200g干(黄)/株>200g鲜(紫)/株>对照组,其中单株座果数最多的是7月21日观察到的400g鲜(紫)/株组的13条。

    随着黄瓜生长进入结果期,可以看到施用苜蓿的处理组座果数逐渐增加,在7月28日达到高峰,以后又逐渐下降进入果后期,值得注意的是在6月30日有个小低谷。对照组则有相对平稳、缓慢上升的趋势。紫花苜蓿200g鲜草组虽然在整体走势上与其他剂量组一致,但是座果数明显少于其他几个处理组。

    方差分析结果表明,黄瓜生长的前中期(6月9日-7月14日),各处理组与对照组在对黄瓜座果数的影响上均具有显著差异(除了6月30日低谷),而后期有些不规律,但400g鲜(紫)/株组和100g鲜(紫) /株组基本保持了与对照组的显著差异。

    表2  紫花苜蓿和黄花苜蓿对黄瓜座果数影响的方差分析(5%)

    处  理

    6.9.

    6.16.

    6.23.

    6.30.

    7.7.

    7.14.

    7.21.

    7.28.

    8.4.

    对照组ck

    a

    b

    a

    b

    a

    a b

    a b

    c

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    100g鲜草(紫)

    200g鲜草(紫)

    200g干草(黄)

    400g鲜草(紫)

    b

    2.3 紫花苜蓿和黄花苜蓿对黄瓜成熟瓜数和重量的影响

    紫花苜蓿和黄花苜蓿对黄瓜单瓜重量的影响详见表3、表4及图3、图4。

    5个处理组黄瓜成熟瓜数为对照组>100g鲜(紫) /株>400g鲜(紫)/株> >200g干(黄)/株>200g鲜(紫)/株,总瓜重为400g鲜(紫)/株>100g鲜(紫) >200g干(黄)/株>对照组>200g鲜(紫)/株,平均单瓜重为400g鲜(紫)/株>100g鲜(紫) >200g干(黄)/株> 200g鲜(紫)/株>对照组。

    在每次观察时对成熟瓜数的统计表明,早期紫花苜蓿400g鲜草组成熟瓜数是其他组的一倍,说明紫花苜蓿对于黄瓜生长早期果实成熟有很好的促进作用。随生长期的延长逐渐无规律可寻,而且与对照组没有明显差异甚至少于对照组,表明了在果中后期。与座果数一样,黄瓜成熟瓜数在6月30日有一个小低谷。结果中紫花苜蓿200g鲜草组与其他组有非常明显的差距,成熟瓜数远低于其他处理组甚至对照组。

    瓜总重的实验结果表明,紫花苜蓿鲜草和黄花苜蓿干草对黄瓜的果实成熟、生长有促进作用,但与对照组相比,无显著性差异。

    表3 黄瓜成熟瓜总重及平均单瓜重

    处   理

    成熟瓜数(条)

    总产瓜重(g)

    平均单瓜重(g)

    对照组ck

    242

    25529.43

    105.49

    100g鲜草(紫)

    222

    32171.67

    144.97

    200g鲜草(紫)

    118

    13256.58

    112.34

    200g干草(黄)

    204

    27909.57

    136.81

    400g鲜草(紫)

    201

    30423.82

    151.36

     

    图3 黄瓜成熟瓜数与生长时间相关图        图4  黄瓜总瓜重与生长时间相关图

    3 讨论

    3.1 紫花苜蓿和黄花苜蓿对黄瓜的植株生长、座果数、成熟瓜数具有促进作用,但都表现在早期或早中期,由于我们实验采用的是离体苜蓿、1次施用的方法,那么苜蓿对黄瓜生长有促进作用的成分是否在黄瓜生长的中后期或后期前释放完毕,而形成促进作用不明显,有待进一步的实验。

    3.2 紫花苜蓿不同的施用剂量对黄瓜生长产生了不同程度的作用,尽管均有促进作用,但是400g鲜(紫) /株组的各类指标优于其他2个组,尤其表现在黄瓜生长早期的成熟瓜数。

    200g鲜(紫) /株组最所有的实验结果中与其他苜蓿处理组相比对黄瓜生长的促进作用不明显,而与对照组无显著差异。有研究报道,化感作用不仅与植物的生理特性相关,还和环境等诸多因素有关[7],200g鲜(紫) /株组的结果可能是因为实验地栽培这个处理组植物时,正好安排在相对不透风、有房子遮挡的方位,而黄瓜生长需要透风,因此这组黄瓜有生长不良的现象,中后期出现了10%-15%的植株死亡,。黄花苜蓿(干)对黄瓜生长的各项指标也有较好的促进作用,但总体效果不如紫花苜蓿,由于黄花苜蓿生长旺盛期与黄瓜的果期不一致,因此实验选择了晒干制品,因此鲜黄花苜蓿的效果与鲜紫花苜蓿相比,对黄瓜促进作用哪个更好,也有待于进一步实验。

    3.3 化感作用是复杂的,不同植物的分泌物或化学成分可以促进一些植物的生长,也可以抑制一些植物的生长;同一种植物的分泌物或化学成分对某些植物促进生长,同时对某些植物抑制生长,如薄荷根分泌物显著促进小麦幼苗和幼根生长,显著抑制青菜幼苗和幼根生长[8];他感物质浓度高低会显示相反的作用功能,如水杉浸出液在高浓度时抑制小麦根、苗的生长,而浓度低时显示了促进的作用[9]。1种植物的分泌物或化学成分对1种植物的生长各个过程的影响是否一致呢?实验结果表明,各处理组的成熟瓜数在黄瓜果中后期甚至不如对照组多,是否可能是苜蓿类植物一些作用相反的成分在对黄瓜果实成熟的生长过程中打破了平衡而表现出了抑制作用占优势,或者是改变了作用物质在果和苗之间的分配,有待于以成分为施用物的进一步实验。

    [参考文献]

    [1] 阎飞,杨振明,韩丽梅.2000.植物化感作用(Allelopathy)及其作用物的研究方法[J].生态学报.20(4):692-695

    [2] 赵凤云,毕红卫,王元秀.2000.植物生化他感作用及其在生产实践中的应用[J].淄博学院学报.2(1):82-85

    [3] 孔垂华,胡飞.2001.植物化感(相生相g)作用及其应用[M].北京:中国农业出版社

    [4] 李志华,沈益新,倪建华,等.2002.豆科牧草化感作用初探[J].草业科学,19 (8).28-31.

    [5] 朱晓红,王朋,梁文举,等. 2004.苜蓿化感作用的初步研究[J].生态学杂志. 23 (3):128-130

    [6] 周青.1996.生化他感作用的种群生态学意义[J].生物学通报.31(3):20-23

    [7] 周志红.1999.植物化感作用的研究方法及影响因素[J].生态科学. 18(1): 35-38

    [8] 张远莉,陈建群,卫春,等.2003.薄荷化感物质的作用及其初步分离[J].应用与环境生物学报.9(6):611-615

    [9] 卫春,陈建群,张鹏飞,等.1999.符合农林系统中水杉他感作用的生物测定[J].南京林业大学学报.23(4):85-88

    黄瓜育苗棚

    黄瓜施用苜蓿方式

    成熟瓜显示

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