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柳枝稷对3种杂草种子的化感作用

更新时间:2009-03-28

禾本科(Gramineae)黍属(Panicum)柳枝稷(Panicum virgatum)是一种多年生C4草本植物[1-3],具有较强的养分和水分利用率[4-5]。柳枝稷有较强的生态适应性,在低洼易涝或干旱以及半干旱地区均可种植[6-7],同时也是生物能源原植物之一[8-9]。柳枝稷含大量的纤维素,其热值较高,并且通过发酵能生产乙醇[10-11]。另外,柳枝稷在水土保持、防沙治沙、盐碱地治理等方面均具有广阔的应用前景[12]

虽然变电运维的现场作业具有难度大、不确定因素多的特点,但实现安全作业并不是没有可能的。要切实提高变电运维的安全管理水平,必须要充分了解运行维护的安全作业现状,仔细研究并且找到疏漏之处,有针对性的制定补救措施和规范。熟练掌握相关专业知识和技能,严格遵守安全操作规则制度,强化自身安全作业意识,坚决杜绝违规操作,这样就能大大减少安全事故的出现,甚至能够完全杜绝安全事故的发生,从而更好的实现变电运行,提供更高质量的电能,为我国建设添砖加瓦。

化感作用是植物通过淋溶、挥发、残体分解和根系分泌等特定方式向环境释放化学物质(即化感物质)[13-14],从而达到对其周围其他植物生长发育等造成直接或间接、有害或有利的影响,对植物产生抑制或促进作用[15-17]。植物利用这些方式分泌出次生化合物产生相互作用,从而维护自己有利的生态环境[18]。柳枝稷的化感作用近年来已有研究,AN等[19]的研究结果表明,柳枝稷地上部残留物可以影响伴生杂草生长,并存在品种差异,推断这可能是由于枯落物分解释放化感有毒有害物质造成[20]。种子萌发和幼苗生长抑制试验是鉴定化感作用存在的最常用的方法[21],笔者以杂草种子萌发率及其幼苗根、茎生长为指标探究柳枝稷化感作用的强弱,从而分析柳枝稷根、茎提取液的化感效应,为利用柳枝稷防治杂草奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

供体植物:柳枝稷(品种为Cave-in-Rock)于2016年9月采集于北京市小汤山国家精准农业研究示范基地草本能源植物资源圃(以下简称“小汤山基地”);受体植物:牛筋草(Eleusine indica)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)和狗尾草(Setaria viridis),于2015年收集自小汤山基地。

1.2 柳枝稷根茎提取液的制备

培养条件:采集柳枝稷成熟期根、茎(去叶片和叶鞘),将其清洗干净后晾干截短;将清洗后的根系在-35℃低温冰箱中冷冻24 h,在低温冷冻干燥机中(-80℃~-50℃)干燥48 h,用万能粉碎机粉碎,放入广口瓶中冷藏。取10 g粉碎样品,加100 mL蒸馏水于超声波清洗机中震荡30 min,在5 000 r/min转速下离心分离10 min后过滤,得0.1 g/mL滤液,即分别为根、茎的水提物。

1.3 提取液处理杂草种子

LC条件:C18反相柱(Hypersil 125×4.0 mm,5 μm),以20%乙腈和80%甲醇混合溶剂为流动相,检测波长295 nm,流速1.5 mL/min,进样量20 μL,柱温35℃。

发芽率=(发芽数/种子总数)×100%

1.4 提取液处理杂草幼苗

用幼苗芽长和根长指标鉴定化感物质对幼苗生长的影响。柳枝稷根茎提取液浓度与1.3相同;每个浓度梯度3次重复,每个重复放入10粒催白的种子,均匀铺放在铺有2层滤纸的培养皿中。加入3 mL不同浓度的水提物,以加3 mL蒸馏水为对照(CK),48 h后取出幼苗用WinRhIZO根系分析系统(上海鑫泰国际贸易有限公司,LC-4800)扫描,用SINTEK根系图像分析软件分析幼苗根长和芽长。

1.5 解析方法

采用液相色谱-质谱联用仪(LC-MS) (Agilent6520, Agilent Technologies Ltd., Palo Alto, USA)对柳枝稷根、茎水提液样进行解析。

[3] 胡梅松,龚泽修,蒋道松.生物能源植物柳枝稷简介[J].草业科学,2008,25(6):29-33.

用发芽率鉴定化感物质对种子萌发的影响。将水提物分别稀释为0.1 g/mL、0.05 g/mL、0.02 g/mL、0.01 g/mL和0.005 g/mL的溶液,于4℃下贮藏备用。培养皿中放入2层直径为9 cm的定性滤纸,经高压灭菌(115℃、30 min)后分别加入不同浓度的稀释液3 mL,以加3 mL蒸馏水为对照(CK),每个培养皿中均匀摆放30粒杂草种子,每个浓度梯度3次重复。将培养皿置于30℃恒温培养箱中,每隔24 h加蒸馏水0.5 mL,观察并记录发芽时间和发芽种子数;120 h后统计发芽率。

MS条件:EI电离方式;70 ev轰击电压;扫描范围100~700 amu,质谱结果借助NIST/EPA/NIH 1995年版标准质谱库进行计算机检索确定大部分黄酮的结构,少部分不能确定准确结构的黄酮类物质,再测定NMR氢谱解析,并参考相关文献确定其结构。

无土栽培基质蒸汽消毒机主要包括蒸汽制备输送、基质搅拌和蒸汽消毒机控制系统3大部分。无土栽培基质蒸汽消毒机底盘下部装有4只充气轮胎,底盘一端配有牵引钩,拖拉机通过牵引钩牵引无土栽培基质蒸汽消毒机在各温室之间移动。农民购置该机可以进行跨区作业服务。

1.6 数据分析

[14] 王晓英.刺柏叶水提液对高羊茅的化感作用及其GC-MS分析[J].草地学报,2016,24(2):363-368.

2 结果与分析

2.1 杂草种子的发芽率

2) 反枝苋幼苗。柳枝稷茎提取液浓度为0.1 g/mL对反枝苋幼苗芽的生长有一定的抑制作用,但差异不显著;柳浓度为0.02 g/mL、0.01 g/mL和0.005 g/mL可显著促进反枝苋幼苗芽的生长。浓度为0.1 g/mL可显著抑制反枝苋幼苗根的生长;浓度为0.05 g/mL、0.02 g/mL和0.01 g/mL有一定的抑制作用,但无显著性差异;浓度为0.005 g/mL可显著促进反枝苋幼苗根的生长;浓度为0.005 g/mL有一定的促进作用,但无显著性差异。

可见,高浓度根提取液对3种杂草种子萌发都具有一定的抑制作用,随着提取液浓度升高抑制效应越明显。高浓度根提取液对狗尾草种子萌发抑制效应最强,其次是牛筋草,对反枝苋种子萌发抑制作用最弱。同时,低浓度的根提取液对反枝苋和狗尾草种子萌发具有一定的促进作用,但对狗尾草种子

注:不同小写字母表示与对照差异显著(P<0.05),下同。

Note: Different lowercase letters indicate significance of difference at P<0.05 level,The same below.

图1 柳枝稷根提取液处理3种杂草种子的发芽率

Fig.1 Germination rate of E. indica, A. retroflexus and S. viridis seeds treated with different extract concentration of P. virgatum root

萌发的促进作用较强。

2.1.2 柳枝稷茎提取液 由图2可知,当柳枝稷茎提取液浓度为0.1 g/mL时,均显著抑制了牛筋草种子和反枝苋种子的萌发,其余4种浓度对牛筋草种子和反枝苋种子的萌发影响不显著。浓度为0.1 g/mL时显著抑制了狗尾草种子萌发;浓度为0.05 g/mL和0.02 g/mL时有一定的抑制作用,但未达到显著水平;提取液浓度≤0.01 g/mL显著促进了狗尾草种子萌发。可见,高浓度的柳枝稷茎提取液对3种杂草种子萌发均具有抑制作用,且浓度越高所表现出来的化感抑制作用越强,茎提取液对狗尾草的抑制作用强于另外2种杂草,但低浓度的茎提取液对狗尾草种子萌发有一定的促进作用。

  

图2 柳枝稷茎提取液处理3种杂草种子的发芽率

Fig.2 Germination rate of E. indica, A. retroflexus and S. viridis seeds treated with different extract concentration of P. virgatum stem

2.2 杂草幼苗根及芽的生长情况

2.2.1 柳枝稷根提取液 从图3看出,柳枝稷根提取液处理3种杂草幼苗后根和芽的生长情况。

1) 牛筋草幼苗。柳枝稷根提取液浓度为0.1 g/mL和0.02 g/mL对牛筋草幼苗芽的生长起显著抑制作用;浓度为0.05 g/mL有一定的抑制作用,但无显著性差异;提取液浓度≤0.02 g/mL则显著促进牛筋草幼苗根的生长。

他盼着妻子能给个解释,到省城哪里,办什么事儿。然而妻子没有说明的意思。他希望妻子说,比如开会,逛街,看朋友,同学会之类,随便什么都行。

2) 反枝苋幼苗。柳枝稷根提取液浓度为0.1 g/mL对反枝苋幼苗芽和根的生长起显著抑制作用,浓度≤0.01 g/mL则显著促进反枝苋幼苗芽的生长,对根的生长促进不显著。提取液浓度为0.05 g/mL和0.02 g/mL对幼苗芽的生长影响无显著性差异;浓度为0.02 g/mL对根的生长抑制显著。

3) 狗尾草幼苗。柳枝稷根提取液5种浓度梯度对狗尾草幼苗芽的生长无显著影响。根提取液浓度为0.1 g/mL显著抑制狗尾草幼苗根的生长,提取液浓度为0.01 g/mL则显著促进幼苗根的生长。

综合分析可知,柳枝稷根提取液对3种杂草幼苗芽与根生长的影响总体呈低浓度促进行生长高浓度抑制生长的趋势,高浓度的柳枝稷根提取液对3种杂草幼苗芽生长的抑制作用为反枝苋>牛筋草>狗尾草,对幼苗根生长的抑制作用为反枝苋>牛筋草>狗尾草;低浓度的柳枝稷根提取液对3种杂草幼苗芽生长的促进作用为反枝苋>牛筋草>狗尾草,幼苗根生长的促进作用为反枝苋>狗尾草>牛筋草。

  

图3 柳枝稷根提取液处理3种杂草幼苗的根长和芽长

Fig.3 Radicle and embryo length of E. indica, A. retroflexus and S. viridis seeds treated with different extract concentration of P. virgatum root

2.2.2 柳枝稷茎提取液 由图4可知柳枝稷茎提取液处理杂草幼苗后其根、芽的生长情况。

1) 牛筋草幼苗。柳枝稷茎提取液浓度≥0.02 g/mL能显著抑制牛筋草幼苗芽的生长;浓度为0.01 g/mL有一定的抑制作用,但差异不显著;浓度为0.005 g/mL则显著促进牛筋草幼苗芽的生长。柳枝稷茎提取液浓度为0.1 g/mL显著抑制牛筋草幼苗根的生长;浓度为0.05 g/mL有一定的抑制作用,但差异不显著;柳枝稷茎提取液浓度为0.02 g/mL和0.01 g/mL则有一定的促进作用,但差异不显著性,浓度0.01 g/mL对牛筋草幼苗根生长的促进作用大于浓度0.02 g/mL;浓度为0.005 g/mL对牛筋草幼苗根的生长促进显著。

2.1.1 柳枝稷根提取液 由图1可知,当柳枝稷根提取液浓度≥0.05 g/mL时,显著抑制牛筋草种子萌发;当根提取液浓度≤0.02 g/mL时,对牛筋草种子萌发无影响。当根提取液浓度≥0.05 g/mL时,显著抑制反枝苋种子萌发;当根提取液浓度为0.02 g/mL时,与CK相比有一定的抑制作用,但无显著性差异;当根提取液浓度为0.005 g/mL时,与CK相比存在一定的促进作用,但无显著性差异。当根提取液浓度≥0.02 g/mL时,显著抑制狗尾草种子萌发;不同浓度的根提取液对狗尾草种子萌发的抑制作用为0.1 g/mL>0.02 g/mL>0.05 g/mL。当根提取液浓度为0.005 g/mL时,与CK相比显著促进了狗尾草种子萌发;根提取液浓度为0.01 g/mL时,无显著性差异,但是与CK相比有一定的促进作用。

3) 狗尾草幼苗。柳枝稷茎提取液浓度为0.1 g/mL对狗尾草幼苗芽的生长有一定的抑制作用,但差异不显著;浓度为0.05 g/mL、0.02 g/mL和0.01 g/mL均有一定的促进作用,但差异不显著;浓度为0.005 g/mL显著促进狗尾草芽的生长。浓度为0.1 g/mL、0.05 g/mL和0.01 g/mL均具有一定的抑制作用,但差异不显著;浓度为0.02 g/mL无显著性差异。浓度为0.005 g/mL有一定的促进作用,但差异不显著。

综合分析可知,柳枝稷茎提取液不同浓度梯度对3种杂草的幼苗芽及根的生长总体呈低浓度促进高浓度抑制生长的趋势,高浓度的柳枝稷茎提取液对3种杂草幼苗芽及根的生长抑制作用为牛筋草>反枝苋>狗尾草,低浓度的柳枝稷茎提取液对3种杂草幼苗芽的生长促进作用为反枝苋>狗尾草>牛筋草,对幼苗根的生长的促进作用为牛筋草>反枝苋>狗尾草。

  

图4 柳枝稷茎提取液对3种杂草幼苗根长芽长生长影响

Fig.4 Radicle and embryo length of E. indica, A. retroflexus and S. viridis seeds treated with different extract concentration of Panicum virgatum stem

2.3 柳枝稷根茎水提液样品的物质组分

经LC-MS成分分析,最终出现3个分子离子峰,利用NMR氢谱分析得到3种物质的分子式及分子量分别为C27H30 O 16:610.51、C15H10O7:302.23和C21H20O12:464.38。利用标准物质反证,确定3个物质结构为芦丁(°rutin)、槲皮素-3-O-鼠李糖苷(quercetin)和槲皮素-3-O-葡萄糖苷(isoquercetin)。

3 结论与讨论

农业生产中常利用化感作用实现控制杂草、害虫以及疾病的发生,解决连作障碍,指导植物遗传育种、合理间作和混种等[2,18,22]。种子萌发和幼苗生长抑制试验是鉴定植物存在化感作用最常用的方法[23-25]。研究植物化感作用时,种子发芽率、发芽势、发芽速度指数和种子活力指数等常被作为种子萌发参数[20,26],胚根、胚轴长度和鲜重变化被作为实生苗生长参数[20]。本研究以3种杂草为受体,初步探明柳枝稷成熟期的化感作用。研究结果表明,柳枝稷根与茎中都含有化感物质,对3种杂草种子萌发以及幼苗茎、根的生长起一定的化感作用,总体呈现低浓度促进高浓度抑制生长的现象。

通过试验验证了柳枝稷体内含有化感物质并对3种常见杂草具有一定的化感作用,这为日后研究生物农药抑制常见的农业杂草生长奠定了理论基础。另外,柳枝稷是一种能源植物,在规模化种植过程中可利用其化感作用防除杂草,不但可以节约大量的人力、物力和财力,还有利于保护物种多样性与生境多样性。

杂草对农作物生长有重要危害[27],除草剂的发现虽然在短时间内可以控制杂草的生长,但也造成环境污染和部分杂草产生抗药性[28]。利用植物的化感作用控制杂草可达到绿色除草的目的。化感物质的鉴定方法包括液相色谱法、气相色谱法、质谱法、紫外光谱法、红外光谱法和核磁共振法等[29]。气相色谱串联四极杆质谱联用仪(GC-MS-MS)和LC-MS等现代仪器分析技术的应用,使化感物质的分离与鉴定变得更加便捷[14]。本试验运用LC-MS仪对柳枝稷根、茎提取液中的化学成分进行分析,发现存在3个分子离子峰。进一步用标准物质反证法最终确定化感物质为3种类黄酮物质,但最终是1种化感物质起主导作用还是3种化感物质同时作用还需要进一步研究。另外,本研究在实验室条件下进行,对于柳枝稷化感抑制作用的验证只是初步的探讨,还需作田间进一步试验验证。

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采用层次分析法(AHP)与模糊综合评价法相结合方式对矿山企业进行绿色矿山建设评价起着重要作用,本文通过实例分析,对绿色矿山建设评价指标和评价方法做出详细介绍,为我国绿色矿山建设提供参考依据。

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学生在做该题时、易错点为:对5L不知如何处理、代数据时就是5L、不知道用把5L水的质量算出来、还有的学生就只算出水吸收的热量。所以做题时、要认真审题、还要学会把前后知识连贯应用起来。

沥青等关键材料应直接从生产厂家订购,一般在设计文件中对此都有要求。沥青运到工地现场后,工地试验室要按照规范的要求严格抽检,主要检查针入度、延度及软化点,其他指标可根据施工需要选做。沥青的贮备要使用专用贮备罐,专用贮备罐安全、防水、保温、无浪费,加热方便。

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2.担心司法赔偿会有损司法权威。持这种观点的人认为,司法赔偿无疑等于告知天下“法院错了”。如此,司法颜面不存,权威受损。尤其是在司法权威还非常薄弱的今天,扩大司法赔偿的范围还不是一个适合的契机。况且司法赔偿的审查主体是法院自己,就等于法院做自己案件的法官,即便赔偿,也难以令人信服。此种观点从表面上来看也有些道理,但当出现司法确实错了之时,难道不予赔偿就有利于司法权威的树立?显然也不能。

采用Microsoft Excel、SPSS16.0.2软件对数据进行处理分析。利用单因素方差分析和最小显著差数法(LSD)多重比较分析种子发芽率以及胚根胚芽长度的差异。

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红花的生产区域多无污染,加之在红花的生产过程中,多不使用农药,红花生产符合农业持续发展的需求。现在中国许多地区把红花油作为高级烹调油食用,把红花花瓣作为提取天然色素的原料和中药材使用,红花产业化程度不高,规模较小,产品的质量档次及加工转化增值率较低,为了改变这一状况,红花必须进行产业化经营[8]。

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将以上公式计算出来的关联度排序后得到了关联序,记为{x},它反映了各比较数列相对于目标序列发展趋势的相似性,roi值越大,说明二者关联度越大。

采用SPSS20.0软件对所得数据进行统计与分析,计量资料用(±s)表示,采用t检验,计数资料以(%)表示,采用χ2检验,P<0.05代表差异显著,有统计学意义。

 
吕勇,李永梅,侯新村,郑瑞伦,范希峰
《贵州农业科学》 2018年第04期
《贵州农业科学》2018年第04期文献

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