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我国草地畜牧业的发展受饲草资源不足所制约,北方草地由于过度利用而严重退化,生产力降低。目前我国南方有大面积的芒果种植园,芒果林下间种牧草不仅可以充分利用林下的土地,而且可以提高土壤有机质含量,具有经济和生态双重价值。果草复合系统的建立需要正确地分析芒果与牧草间的各种相互关系,制定出合理的栽培选种以及种植构型计划。其中,植物间化感作用(Allelopathy)的研究对果草复合系统的建立和优化有着重要的意义。
本研究就芒果对我国南方六种重要牧草的化感作用进行了研究。采用4种豆科牧草(色拉特罗大翼豆、羽扇豆、紫花苜蓿、热研2号柱花草)、2种禾本科牧草(热研11号黑籽雀稗和多年生黑麦草)、以及3种农作物(大豆、水稻、萝卜)作为受体植物,通过芒果叶片水提液对受体植物种子萌发和幼苗生长的影响,以及芒果凋落叶的腐解过程对受体植物生长的形态和生理影响的研究,探讨芒果通过淋溶和腐解两种途径所产生的化感物质对受体植物的化感作用。
1.利用水浸提法获得芒果叶片的水提液,通过种子发芽和幼苗生长生物测定试验,研究芒果叶片水提液对9种受体植物的化感作用。结果表明:芒果叶片水提液对9种受体植物的种子发芽和幼苗早期生长存在化感作用。0.05%-1%浓度范围内,芒果叶片水提液显著抑制色拉特罗大翼豆、羽扇豆、水稻和热研11号黑籽雀稗的最终发芽率;显著抑制除热研2号柱花草之外其它8种植物的发芽速率;除在0.1%和0.2%浓度下对紫花苜蓿苗高生长以及0.1%、0.2%和0.5%浓度下对萝卜苗高生长显著促进外,对其他7种植物的苗高生长表现为“低促高抑”;显著抑制除大豆外其他8种植物的根系生长。
2.采用盆栽法,研究芒果凋落叶在土壤里的腐解过程中对受体植物生长的形态指标和生理指标的化感作用。结果表明:除了8g/盆的芒果凋落叶施用量对色拉特罗大翼豆和紫花苜蓿的苗高具有显著地促进作用外,其他均表现为化感抑制作用;除了各处理浓度的芒果凋落叶施用量对水稻的根长具有显著地抑制作用外,其余均表现为化感促进作用;不同处理浓度的芒果凋落叶施用量对受体植物地上部分和地下部分生物量的化感作用同对苗高和根长的影响基本类似;8g/盆的芒果凋落叶施用量使大豆、色拉特罗大翼豆和羽扇豆增加了叶生物量分配率,从而增大了叶面积,32g/盆的芒果凋落叶施用量则加大了它们根生物量的分配率。低施加量的芒果凋落叶能显著提高豆科植物的光合色素含量,然而芒果凋落叶的腐解物对多年生黑麦草的光合色素含量有显著地抑制作用;不同施加量的芒果凋落叶对4种受体植物的电解质外渗率和可溶性蛋白的含量均无显著地化感作用;芒果凋落叶的腐解物对色拉特罗大翼豆的脯氨酸含量有显著地抑制作用,但对其他3种受体植物的化感作用不显著;芒果凋落叶的腐解物对色拉特罗大翼豆和多年生黑麦草的丙二醛含量有显著地抑制作用,对大豆和羽扇豆的丙二醛含量有一定的促进作用。
本研究结果表明,芒果叶片水提液对受体植物的种子萌发和幼苗生长都有一定的影响,说明芒果通过淋溶途径产生一定的化感物质,对受体植物具有一定的化感作用;芒果凋落叶腐解过程能够抑制受体植物的生长,说明芒果通过腐解途径产生一定的化感物质,对受体植物具有一定的化感作用,但是基本上对受体植物未产生胁迫作用。芒果对不同的受体植物产生不同程度的化感作用,根据化感作用的选择性来筛选最适宜林下种植的牧草,豆科牧草中的羽扇豆和禾本科牧草中的多年生黑麦草可以选为芒果园下间作种植的牧草品种。
本研究为筛选芒果园下适宜间作的豆科和禾本科牧草提供了与果草化感作用相关的研究基础,为芒果园-人工草地的开发利用模式提供了一定的理论依据,对果草复合系统的牧草生产优化布局和合理套种具有重要意义。