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Hudson C. Laizer, Musa N. Chacha, Patrick A. Ndakidemi, "他感作用的影响Sphaeranthus suaveolens对种子萌发和幼苗生长的影响菜豆而且栽培稻”,农业的发展, 卷。2021, 文章的ID8882824, 9 页面, 2021. https://doi.org/10.1155/2021/8882824
他感作用的影响Sphaeranthus suaveolens对种子萌发和幼苗生长的影响菜豆而且栽培稻
摘要
据报道,具有化感作用的杂草对农业造成重大损害,特别是在小农耕作系统中。研究了一种有毒杂草不同浓度粗提物的化感作用Sphaeranthus suaveolens对种子萌发和幼苗生长的影响菜豆而且栽培稻通过对粗提物处理7 d和14 d后的萌发、苗高和叶绿素含量的测定。结果表明:种子萌发率和幼苗生长显著( )随粗提物浓度的增加而降低,呈浓度依赖性。浓度最高(100%)美国suaveolens粗提物抑制率分别为90%和100%p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷种子发芽。叶绿素含量,鲜重,根和茎长p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷也显著( )受最高浓度影响(100%)美国suaveolens原油中提取。本研究结果表明,黄芪提取物美国suaveolens含有水溶性化感物质,显著降低生长和生产力p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷.
1.简介
杂草入侵正在成为全球农业部门的一个主要挑战,尤其是在小农耕作系统中[1,2].据报道,杂草通过争夺光、水、养分和空间严重影响作物生产,从而威胁小农的经济增长和粮食安全[3.- - - - - -6].此外,这些不受欢迎的植物已被观察到寄主害虫和疾病[7- - - - - -9以及通过取代本地物种、分散传粉者和其他对小农耕作系统有益的昆虫来干扰和干扰自然相互作用[10- - - - - -12].
大多数杂草被认为具有化感作用,这对它们的入侵成功起着重要作用[13- - - - - -15].化感作用是一种现象,一种植物通过向环境中释放化学物质来影响生物系统(包括微生物)的生长[16- - - - - -18].化感作用是植物次生代谢物(即化感物质)的结果,通常是植物主要代谢途径的副产物[19- - - - - -21].这些化感化学物质可以在叶子、茎、花、果实和根中找到[22].
有研究发现,具有化感作用的植物通过抑制种子萌发,导致土壤不育和养分失衡,限制土壤中的微生物数量,从而显著影响周围其他植物的生长发育[23- - - - - -25].由于这些作用,化感作用已成为综合分析杂草入侵机理和利用这些自然产生的植物化学物质治理农业生态系统杂草和害虫的可能性的研究热点[必威249026,27].
常见的bean (菜豆)及大米(栽培稻)是全球重要的粮食和创收作物之一[28].据报道,这两种作物是非洲和全球大部分家庭的主要蛋白质和主要热量来源[29- - - - - -31].尽管这两种作物对农业部门和大多数小农的生计都很重要,但产量一般很低,平均约为每公顷990公斤p .寻常的2400公斤/公顷o .漂白亚麻纤维卷[32].在有利条件下,潜在产量估计在1500-3000公斤/公顷左右p .寻常的2500-4000公斤/公顷o .漂白亚麻纤维卷[33].造成这种低产量的原因包括杂草的严重侵扰、虫害的袭击和糟糕的作物管理技能,如晚除草[7,34,35].
Sphaeranthus suaveolens是一种菊科蔓生杂草,常见于沼泽和耕地[36,37].这种杂草严重侵染,对邻近植物的生长有不利影响[38].人们还观察到美国suaveolens有能力在短时间内在大范围内抑制作物生长[39].此外,大部分普通豆类和水稻小农报告,由于美国suaveolens感染(7].尽管损失惨重,但他的化感作用美国suaveolens来p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷尚未被研究或报道。了解这些影响可以大大改善美国suaveolens在农田管理,大大减少其对作物生产力的影响。本研究是为了评价其化感作用美国suaveolens采用不同浓度的水提液对黄芪种子萌发及幼苗生长的影响p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷在实验室和筛房条件下的作物。
2.材料和方法
2.1.种子制备及处理
的种子p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷采集自坦桑尼亚阿鲁沙塞利安农业研究所(SARI),于2019年6月采集。实验前,种子被风干并储存在塑料袋中。两种植物的种子活力均通过萌发试验测定[40],其中每一种作物(10p .寻常的和10o .漂白亚麻纤维卷2019年9月初,从种子库中随机选择并种植在内衬棉絮的培养皿中,这些种子发芽。然后用自来水冲洗种子,用5% NaOCl消毒2分钟,再用蒸馏水冲洗后播种。
2.2.粗提物制备
新鲜成熟的植物美国suaveolens于2019年6月至7月在坦桑尼亚阿鲁默鲁和莫什农村地区采集。这些植物在室温下阴干14天,用研磨机磨成粉末,并在实验前存放在塑料容器中。按照Ngondya等人的方法制备提取物[41],少量修改如下:100g的美国suaveolens粉末分别浸泡于1升蒸馏水中,静置72 h。粗提物经Whatman号滤纸过滤。1以获得每个单位1升的最终体积。两种粗提物(ml)均用蒸馏水(ml)按25:75、50:50、75:25、100:0(提取物:蒸馏水)的比例稀释,得到不同浓度的25%、50%、75%、100%。稀释后的提取液在4℃冰箱保存。
2.3.实验室实验
的影响美国suaveolens粗提物对种子萌发、苗高和叶片叶绿素含量的影响p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷于2019年10月至11月采用完全随机设计(CRD)进行研究。每季十粒种子(p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷)分别置于5个培养皿中(每个培养皿表面积均为70.8 cm)2)内衬棉絮。每个培养皿每天用10 ml不同浓度的处理湿润1次,分别为0%(对照)和25%、50%、75%和100%(沙乌地兰粗提物)。每组重复3次。在光照12 h和黑暗12 h条件下每天观察种子。记录发芽种子数,连续7天计数p .寻常的14天o .漂白亚麻纤维卷.采收幼苗,测定每个萌发幼苗的鲜重、苗高和叶片总叶绿素含量。整个实验重复三次。
2.4.屏幕房子实验
粗提物的作用美国suaveolens对种子萌发、苗高、叶片总叶绿素含量、鲜、干重的影响p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷研究人员于2019年10月至11月在一个屏幕房采用完全随机设计对作物进行了研究。每季六粒种子(p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷)分别置于表面积为763.8 cm的5个花盆中2.然后每天用100毫升不同浓度(25%、50%、75%和100%)的溶液润湿花盆美国suaveolens粗提物和蒸馏水作为对照。每组重复3次。每天观察种子,记录发芽种子数,连续计数7天p .寻常的14天o .漂白亚麻纤维卷.然后,采收幼苗,测定每个萌发幼苗的鲜重、苗高和叶片总叶绿素含量。与实验室实验相似,该实验也重复了3次。
2.5.叶绿素含量测定
叶片叶绿素p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷按照Hiscox和Israelstam(1978)的方法提取幼苗,并进行了一些修改:每种作物(o .漂白亚麻纤维卷而且p .寻常的)鲜叶2.25 cm2在4 ml的二甲亚砜(DMSO)中浸泡,在65°C孵育12 h。将提取液转移到玻璃比色皿中测定吸光度。空白液(DMSO)和样品在2000紫外/可见分光光度计(UNICO®)下测定645和663 nm (Hiscox and Israelstam, 1978),叶片总叶绿素含量(Chl)根据Arnon(1949)计算,公式如下: 在哪里一个663而且一个645分别为663和645 nm处的吸光度读数。
2.6.数据分析
的化感作用数据美国suaveolens对种子萌发和幼苗生长(笋长、根长、笋鲜重、根鲜重和叶绿素含量)的影响p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷采用单因素方差分析进行比较。方差的正态性和齐性分别用Shapiro-Wilk检验和Levene检验进行验证。采用fisher LSD检验比较组间均值的显著性差异。所有检验使用的统计软件为Origin(版本2018b),显著性水平为5%。
3.结果
3.1.种子发芽
一般来说,浓度较高(75%和100%)的美国suaveolens室内试验和筛房试验均能有效抑制两者p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷种子发芽。的发芽p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷与阴性对照(0%)和低浓度对照(25%)相比,高浓度(75%和100%)处理的种子延迟率较高美国suaveolens粗提物。在0%浓度(阴性对照)下,平均萌发率为100%p .寻常的90%,o .漂白亚麻纤维卷在实验室中,两者的比例都是100%p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷在银幕实验中。在较高的浓度(100%)下,黄曲霉的平均发芽率p .寻常的实验室和筛房试验分别为10%和0%,而o .、马唐两次实验均为0%1).一般来说,两者的种子都会发芽p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷显著降低( )随着浓度的增加美国suaveolens粗提物(表1).
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同一列不同上标字母值的Fisher LSD值差异显著
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3.2.拍摄长度
拍摄的长度p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷秧苗喷洒美国suaveolens在实验室的浓度有显著差异(F(15)= 56.64, ,而且F(15)= 52.65, )和银幕(F(15)=、 ,而且F(15)= 52.65, )实验中,分别为(数字1而且2).平均(±SE)苗长p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷实验室和筛房试验中,0%处理(16±1cm和8±1cm)分别比100%处理(3±0cm和0±0cm)长5倍和8倍。一般来说,笋长为p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷幼苗显著减少( )随着浓度的增加美国suaveolens粗提物在实验室和筛房均有实验。
(一)
(b)
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3.3.根的长度
的根长p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷秧苗喷洒美国suaveolens两个实验室的粗提取物浓度差异显著(F(15)= 165.89, ,而且F(15)= 34.66, )和银幕(F(15)= 10.37, ,而且F(15)= 47.55, )实验(图3.而且4).高浓度(100%)美国suaveolens粗提物,平均根长(±SE)在p .寻常的(0±0.1 cm和2±0.3 cm)和o .漂白亚麻纤维卷(0±0 cm)种子显著减少(p< 0.001),而较低浓度(8±0.4 cm和7±0.9 cm)p .寻常的和(3±0.5 cm和4±0.5 cm)o .漂白亚麻纤维卷分别在实验室和筛房实验中3.而且4).的根长度p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷实验室和筛房试验的幼苗均显著减少( )的浓度美国suaveolens粗提物增加。
(一)
(b)
(一)
(b)
3.4.根、芽鲜重
根的平均鲜重(FWR)p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷明显的不同美国suaveolens在两个实验室进行治疗(F(15)= 284.23, ,而且F(15)= 30.88, )和银幕(F(15)= 435.35, ,而且F(15)= 92.71, )实验。嫩枝鲜重(FWS)在两个实验室的试验作物之间也有显著差异(F(15)= 399.39, ,而且F(15)= 59.12, )和银幕(F(15)= 504.51, ,而且F(15)= 301.13, )实验。在实验室和筛房试验中,两种试验作物的幼苗经高浓度处理后的鲜重均低于低浓度处理的幼苗5- - - - - -8).
(一)
(b)
(一)
(b)
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(b)
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3.5.总叶绿素含量
叶片叶绿素含量p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷两个实验室的幼苗差异显著(F(15)= 21.53, ,而且F(15)= 3.81, )和银幕(F(15)= 18.38, ,而且F(15)= 71.96, )实验下美国suaveolens粗提取处理(图5而且6).一般而言,两种被测试植物的幼苗(p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷)处理的浓度较高(100%)美国suaveolens在实验室和屏房实验中,粗提物的总叶绿素含量都低于喷施浓度较低(0%)的粗提物9而且10).
(一)
(b)
(一)
(b)
4.讨论
本研究揭示了黄芪的粗提物美国suaveolens显著降低种子萌发率p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷.这表明,美国suaveolens具有水溶性化感物质,对两种试验作物均有抑制作用。此外,在较高的浓度(75%和100%),美国suaveolens提取物对黄芪的萌发抑制作用最大p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷.这些结果与[42,43]研究了不同杂草对水稻和豆类种子萌发的化感作用,将种子萌发率分别降低到20%和6%。减少的种子萌发在p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷可能是由于化感物质作用导致的代谢活动和细胞分裂的不同异常导致了不同浓度的提取物的化感应激[44].据报道,这影响了生产力p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷在不同的耕作系统中,从而降低产量。
本研究的结果还表明,根和茎的长度p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷显著减少了美国suaveolens原油中提取。然而,这种影响是浓度依赖性的,两种试验作物(p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷).根和芽o .漂白亚麻纤维卷对化感作用的反应比p .寻常的即原油浓度高(100%)美国suaveolens提取液、根和茎长的长度较对照明显缩短p .寻常的在低浓度和对照处理中。这些结果与Lodha的研究结果相印证[42研究人员揭示了不同植物部位的提取物美国indicus杂草有较强的抑制作用,种子萌发率降低80%,根长和茎长分别降低94.4%和83.3%o .漂白亚麻纤维卷.根和茎的长度是决定植物生长和健康的非常重要的参数,因为它们在植物的营养吸收和物理支持方面很重要。
本研究中观察到的根和梢长度减少可能以某种方式或其他负面影响作物生产,特别是在小农耕作系统。Sofi等人已经很好地报道了根系较短与植物无法竞争和从地面寻找水和矿物质之间的联系。[45, Subudhi等[46和Yamane等人[48].另一方面,短枝与植物无法承受诸如干旱等环境压力有关[48].此外,较短的枝条会阻碍植物竞争空间、光和空气的能力,而这些是光合作用中的重要参数,它们的缺乏可能会导致植物生长不良。49].此外,Laizer等人[7和Lodha [42]报道低p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷分别是被入侵的农场的产量美国suaveolens.低产量可能是由于化感作用美国suaveolens对根和茎的长度有负面影响。
此外,本研究结果还表明,冬青的嫩枝鲜重和根系鲜重p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷受到高浓度的美国suaveolens在实验室和筛房实验中。幼苗鲜重是植物抵御环境物理胁迫的重要因素[49].因此,影响鲜重p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷可能会影响它们抵御恶劣环境条件的能力。两者的叶绿素含量p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷也受到了美国suaveolens粗提物。本研究中观察到的较低的叶绿素含量是由于在植物中发现的化感物质的存在美国suaveolens.这些发现也被Frabboni等人报道[50, Ngondya等人(41, Ojija等人(51), Rawat等[52和Siyar等人[44].叶绿素含量的减少可能会对植物的光合作用产生负面影响,从而降低植物的生存机会或与其他邻近植物竞争[53].
5.结论
这项研究的结果是第一批证明美国suaveolens粗提物对种子萌发和生长有一定的影响p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷.结果进一步表明o .漂白亚麻纤维卷对化感应激的敏感度比p .寻常的.这可能是由于其基因组特性影响其对化学和其他环境胁迫的耐受性。在较高的浓度(75%和100%),美国suaveolens粗提物对两种植物的种子萌发和幼苗生长均有不良影响p .寻常的而且o .漂白亚麻纤维卷与低浓度(25%)和对照(0%)相比。这些影响可能是由水溶性化感物质的存在引起的美国suaveolens对大部分未知的粗提取物进行分离、鉴定和鉴定,以便对其在农业和其他领域的应用进行深入了解和进一步研究。
数据可用性
支持本研究结果的萌发和幼苗生长数据可根据要求从通讯作者处获得。
的利益冲突
作者声明这篇论文的发表没有利益冲突。
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