诱捕作物与赤霉素对土壤列当种子库的消减作用

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列当作为根寄生杂草,对全球范围内许多地区的农业造成了严重危害。由于列当特殊的生活史且种子数量大,存活时间长,常规列当防除措施难以达到理想的防除效果。诱捕作物能够分泌萌发刺激物质致使列当种子‘自杀式’萌发,同时又不会被列当寄生;赤霉素影响列当种子的休眠并且能够提高列当种子对萌发刺激物质的响应程度,增加列当种子萌发率。通过赤霉素促进土壤中列当种子库对诱捕作物分泌萌发刺激物质积极响应,以达到高效‘诱捕’效果,具有潜在的研究和应用价值。本研究通过穴盘试验和培养皿试验筛选高效诱捕作物品种,采用诱捕作物根系分泌物刺激列当种子萌发试验确定赤霉素的最适施加浓度,进一步通过盆栽试验明确赤霉素的最适施加时间,最后通过轮作试验以验证消减效果。本研究所得主要结论如下:(1)诱捕作物玉米诱捕向日葵列当种子的能力在品种间存在显著差异。穴盘种植‘新玉57号’的根际分泌物甲醇浸提液原液和10倍稀释液刺激向日葵列当种子的萌发率均高于60%。‘新玉57号’根际分泌物甲醇浸提液100倍稀释液刺激向日葵列当种子的萌发率显著大于‘京糯一号’,因此选取‘新玉57号’作为盆栽试验的玉米品种。赤霉素显著增加了诱捕作物玉米诱捕向日葵列当种子的能力。盆栽种植玉米后施加10-44 mol·L-1赤霉素处理的玉米地上部甲醇浸提液100倍稀释液刺激向日葵列当种子萌发率显著增加,第20天(D20)和第40天(D40)施加10-44 mol·L-1赤霉素的处理刺激向日葵列当种子萌发率与对照相比分别增加了39.4%和31.7%。玉米根部甲醇浸提液100倍稀释液刺激向日葵列当种子萌发率也显著高于对照处理,第20天和第40天施加10-44 mol·L-1赤霉素的处理刺激向日葵列当种子萌发率与对照相比分别增加了46.5%和43.9%。赤霉素施加时间未显著影响诱捕作物玉米诱捕向日葵列当种子的能力,第20天和40天施加赤霉素处理玉米地上部和根系浸提液刺激向日葵列当种子萌发率没有显著差异。玉米施加赤霉素处理后种植向日葵,向日葵列当的出土数显著降低。2017年下茬种植向日葵的D20和D40处理的向日葵列当出土数较对照分别降低了76.4%和67.3%,此外D20处理的向日葵列当的地下干重与对照相比显著减少了77.8%。2018年下茬种植向日葵的D20和D40两个处理的向日葵列当出土数均为0.8个·盆-1,对照的出土数为5.8个·盆-1,较对照显著降低。(2)赤霉素浓度显著影响诱捕作物玉米诱捕瓜列当种子的能力。‘新玉57号’和‘京糯一号’在施加不同浓度赤霉素溶液的培养皿中的根际残留物刺激瓜列当种子萌发结果不同。其中,‘新玉57号’在施加10-44 mol·L-1赤霉素的培养皿中分泌的根际残留物刺激瓜列当种子的萌发率为19.6%,显著高于其它处理,因此在盆栽种植玉米后施加赤霉素浓度10-44 mol·L-1。施加赤霉素处理后种植番茄,瓜列当寄生总数显著减少。d20施加赤霉素处理的瓜列当寄生总数较对照显著降低了67.3%,d40处理的瓜列当寄生总数较对照显著降低了44.7%。(3)玉米能够显著减少瓜列当的出土数。经过种植玉米,番茄品种‘石红45’植株上瓜列当的出土数7.5个·盆-1,而未经种植玉米处理的番茄上瓜列当出土数为19.5个·盆-1,出土率显著减少了61.5%。诱捕作物玉米与寄主作物轮作显著减少瓜列当的出土数,且寄主作物品种影响瓜列当的寄生数目。‘加番0738’和‘石红59’的瓜列当的出土数分别为3.8个·盆-1和5.3个·盆-1,较只经种植玉米处理的番茄植株上瓜列当出土数分别减少了72.5%和66.5%。
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