可重复的阶梯式实验方法评估杂草稻（Oryza sativa ssp.）的化感潜力

阶梯式系统可帮助我们确定植物是否具有化感作用，同时消除植物个体间及种间的竞争干扰。此外，该系统还能鉴定出与化感作用相关或参与其中的化感物质。此方法在时间、空间和资源利用上均具有较高效率。

此外，您可以根据需要调整本实验或方法，以适用于其他研究，例如更换不同的供体或受体物种。化感作用研究中的一个挑战是化感效应的分离。如果植物之间不存在资源竞争，而杂草仍受到抑制，则必定是由于化学物质的产生所致。

对溶液的分析可用于鉴定植物实际产生的化合物或多种化合物。这些化合物可作为潜在的生物除草剂。在温室中，抑制杂草生长和霉菌蔓延是一项挑战。

通过使用蒸馏水、不透明材料以及对沙子进行高压灭菌，可抑制容器和管道中的杂菌生长。将木材切割成文本方案中列出的适当尺寸和数量。对于最高层，将一块2.44米长的木板架在两端各两块0.91米长的木板上，并在每块0.91米的木板上垂直钻入两颗螺丝固定。

在距离两端各1.22米处，再用一根0.91米的材料进行加固固定。然后将一块2.44米长的板材横置于0.91米高的支架后方，并用螺丝固定以提供支撑。接下来，使用0.76米长的材料重复上述步骤，完成下一层实验台的搭建；再使用0.61米长的材料重复此过程，依次向下搭建至第六层实验台，高度为0.15米。

第三至第六个台架无需使用2.44米的支撑板。将台架按高度从高到低依次排列，使悬出的边缘朝向背面，并与上方的台架相接触，各层之间留出间隙。在每个台架底部沿地面边缘放置一块0.91厘米的木板，并用螺丝将台架固定到位。

将三个角撑板拧在最高工作台的前端两侧及中心位置。将一块2.54厘米×5.08厘米×20.32厘米的木条横向固定在角撑板上，距离工作台底部2.54厘米。最终的支架包含六个工作台，每个工作台均有三个垂直支撑，分别位于两端和中间。

在每个塑料饮料瓶底部钻一个小孔，孔径大小以刚好嵌入内径0.35厘米、外径0.64厘米、长5.08厘米的塑料PVC管为宜。插入管子后，在孔的边缘涂抹一层硅酮防水密封胶，以防止任何泄漏。待其完全干燥。

以相同方式准备用于放置带管花盆的塑料培养皿。每根柱子需要四个培养皿。在罐子上部的背面钻一个小孔。

在准备好并干燥所有材料后，将汽水瓶放置在最高的实验台上，使PVC管悬垂于台面边缘并朝向楼梯方向。在放置汽水瓶的实验台下方的下一个实验台上，放置一个塑料培养皿，并使其连接的管子悬垂于该台面边缘。对接下来的两个实验台重复此步骤。

将罐体放置在底部台面上，使罐体后部的孔朝向背面。用软管将上方培养皿与罐体连接，将软管从培养皿引出并穿过罐体背面的孔。在罐体边缘、软管穿过的部位涂抹防水密封剂，以防止泄漏。

将一个21瓦、每小时1000升的潜水式电动泵放入底部储液罐中。将一根长1.07米、内径1.27厘米、外径1.59厘米的PVC管连接到电动泵的喷嘴上。将该管穿过工作台之间的缝隙，并从系统顶部的汽水瓶后方引出。

将泵插入数字定时器，并根据需要设置定时器。按照文字方案所述进行种植。将一个种质的供体植物四个花盆分别放入第一列的四个培养皿中，每行放置一个花盆。

第一列仅放置供体植株。在第二列第一行和第三行的培养皿中，各放置一盆相同生态型的供体植株。在第二列第二行和第四行的培养皿中，各放置一盆受体植株。

两列组成一个处理，第一列仅包含供体植株，第二列则交替排列供体和受体植株。对每个供体植株的生态型处理均重复上述步骤。每次重复需要一列受体植株样本，作为该次重复的对照。

采用随机完全区组设计，每处理重复三次。处理后的第一天，在每个柱体底部的收集罐中加入约1,500毫升用蒸馏水配制的半浓度霍格兰营养液。将定时器设置为所需的自动关闭运行模式。

用黑色塑料覆盖收集箱，以减少光照和蒸发。每两天向箱中添加 500 毫升霍格兰营养液，以保持系统持续流动。将温室温度控制在白天 28 摄氏度、夜间 24 摄氏度，光照与黑暗时间为 16 小时与 8 小时，相对湿度保持在 53%。在第一次处理后的第二天，测量并记录阶梯式系统中每株植物的高度：将刻度尺置于每株植物基部，观察最高叶片所处位置。

按照文本方案中所述继续进行数据收集与分析。利用该方法对九份杂草稻种质和五份栽培稻品系进行了两次初步筛选。采用处理后第14天记录的株高数据，计算稗草株高抑制百分率。

五个杂草稻品系对稗草株高的抑制作用比化感水稻标准品种Rondo更为显著。其中，杂草稻品系B8、S97、B14和S33使稗草株高降低了25%至30%；杂草稻品系B81对稗草株高的抑制效果最显著，达74%，约为标准化感水稻Rondo的三倍。处理后第21天采集的生物量数据显示，稗草生物量减少百分比范围为0%至86%。在对稗草株高抑制最显著的杂草稻品系中，S33对稗草生物量的抑制程度最高，约为84%，而Rondo为60%。整个系统必须确保无泄漏，否则将干扰流动并导致实验结果出现变异。

采用水培系统种植植物可能是鉴定植物产生并具有化感活性化合物的一种替代且有效的方法。该技术为了解在这些表现良好的杂草稻生物型中控制化感物质产生的基因奠定了基础。使用电动工具时，必须佩戴手套、安全眼镜和合适的鞋具。

此外，喷漆储罐时，务必确保该区域通风良好。