化感水稻抑草圈土壤及提取物的化感作用

以化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont与稗草在自然条件下土壤共培种植产生的抑草圈现象为研究对象,采用土壤三明治法测定了12 cm有效抑草圈处稗草根际土壤以及经水和70%(体积分数)乙醇提取后的土壤对稗草的抑制作用,以及提取物的生物活性.结果表明:与对照相比,化感水稻PI312777抑制圈土壤显著抑制受体稗草根的生长,而该土壤中水和70%(体积分数)乙醇提取物对莴苣的抑制率分别为42.6%和21.4%.表明水稻有效抑草圈的土壤中含有水溶性和醇溶性化感物质,以水为溶剂提取水稻有效抑草圈土壤物质的效率更高.

抑草圈种植下水稻和稗草根际土壤酶活性和微生物群落变化

采用稻/稗共培抑草圈土壤盆栽法研究化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont与稗草共培下水稻化感潜力、根际土壤酶活性及土壤微生物群落的变化.结果表明,化感水稻PI312777显著抑制12 cm处稗草的生长,PI312777根际土壤过氧化物酶和蔗糖酶活性高于Lemont,稗草根际土壤的蔗糖酶、脲酶活性降低;PI312777根际土壤微生物对氨基酸类、糖类和酚酸类碳源的利用程度显著高于Lemont,稗草根际土壤微生物对氨基酸类、多聚物类、酚酸类、羧酸类的利用率显著下降.相关性分析表明,水稻对稗草的抑制率与水稻根际土壤的过氧化物酶和蔗糖酶活性显著负相关,与水稻根际土壤微生物对羧酸类、多聚物类和酚酸类碳源的利用率相关,与稗草根际土壤微生物对氨基酸类和酚酸类碳源的利用率相关.水稻对稗草的化感作用与供体和受体植株根际的土壤酶活性和土壤微生物种群变化密切相关,对水稻化感作用的微生态起重要的调节作用.

稻/稗共培抑草圈法结合主成分-聚类分析法筛选化感潜力水稻品种

筛选具有化感潜力的水稻是利用水稻化感作用进行杂草防控的重要工作.利用前期建立的有效种植体系——稻/稗共培抑草圈土壤盆栽法,测定14个水稻品种的6种化感潜力指标,结合主成分分析-聚类分析法进行归类分析得出潜在的化感水稻品种,再利用HPLC法验证这些水稻叶片酚酸化感物质含量聚类分析的结果.结果显示,无论是哪一种化感潜力指标,国际公认的化感水稻PI312777和Taichung Native1均显著高于非化感水稻Lemont,但其他11种水稻的变化趋势不一致.经过主成分分析得到的2个主成分反映了原化感潜力测定指标信息的86.55%,进一步根据14个水稻品种的主成分得分进行聚类分析,3种水稻可以归于化感水稻一类.HPLC分析结果表明,水稻品种371叶片酚酸总量与PI312777相比无显著差异,其他两种水稻187和287与Taichung Native1相比无显著差异,与聚类分析的归类结果基本一致.本研究表明利用抑草圈种植筛选系统,结合主成分分析法和聚类分析法可以准确地筛选出化感潜力水稻,本次筛选出来的水稻品种371、187和287号均可以作为潜在的化感水稻进行后续研究.

化感水稻苗期茎叶组织中萜类物质检测和抑草活性分析

采用稻稗抑草圈土壤盆栽种植方法,微波萃取和气质联用色谱技术测定苗期强化感水稻PI312777与非化感水稻Lemont的茎、叶中萜种类及总萜、单萜、含氧单萜浓度,并进行比较分析.根据物质分析结果,进一步考察含氧萜类对稗草的抑制能力.结果表明:化感水稻PI312777显著抑制其周围稗草的生长,且其苗期茎叶中总萜、单萜以及含氧单萜含量均高于非化感水稻Lemont.验证结果表明,所选择的7种含氧单萜的混合溶液对稗草的株高和干重的抑制作用随着浓度的增高而升高,且低浓度的含氧单萜混合溶液对常规水稻Ⅱ优航无危害作用,因此化感水稻苗期自然分泌的含氧单萜物质是一种潜在的生态安全除草剂.