銀膠菊對南瓜化感作用的初步研究

丁 朝，關(guān)亞麗，付美靜

（海南師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，海南 ?？?71158）

銀膠菊對南瓜化感作用的初步研究

丁 朝，關(guān)亞麗*，付美靜

（海南師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，海南 ?？?71158）

以南瓜作為受體，通過種子萌發(fā)及幼苗生長試驗，初步研究了銀膠菊浸提液的化感作用.結(jié)果表明:（1）銀膠菊浸提液對南瓜種子的萌發(fā)具有明顯的抑制作用，葉、根、全株浸提液對南瓜種子萌發(fā)的抑制效應(yīng)均隨處理濃度的增加而增強(qiáng)；（2）各器官浸提液對南瓜的根長均有一定的促進(jìn)作用，銀膠菊葉、根及全株浸提液對南瓜的苗高具有抑制作用，且抑制作用隨處理濃度的增加而增強(qiáng)；（3）葉水浸提液的抑制作用要高于其他部位.

銀膠菊；化感作用；種子萌發(fā)；幼苗生長

外來植物在某些生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)優(yōu)勢，甚至取代入侵地原有植被，化感作用在其中扮演著重要的角色.植物的化感作用原稱他感作用、相生相克作用，是指植物次生代謝產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)釋放到環(huán)境中，對其他臨近植物或自身產(chǎn)生的直接或間接、有利或不利的作用[1].植物的化感作用廣泛存在于自然界中，對解釋植物個體及種間相互作用機(jī)制和構(gòu)建植物群落都起著重要的作用[2-3]，并對農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)有重要影響.目前，植物化感作用成為化學(xué)生態(tài)學(xué)研究的一個重要方面[4].

銀膠菊（Parthenium hysterophorus L.）為菊科植物，原產(chǎn)中南美洲，現(xiàn)廣泛分布全球熱帶地區(qū).我國的云南、貴州、廣西、廣東、海南、香港、福建和山東都有分布.銀膠菊生長迅速，繁殖力強(qiáng)，極易擴(kuò)散成為優(yōu)勢雜草.目前，銀膠菊已成為對海南生態(tài)系統(tǒng)影響較為嚴(yán)重的外來種之一，在海口、臨高、澄邁、儋州、昌江、白沙、東方、五指山、萬寧、樂東、陵水、三亞等地均有大面積分布[5]，是各地果園、林地、和農(nóng)田中難以除掉的雜草.因此，對銀膠菊開展生理生態(tài)適應(yīng)特性及其入侵機(jī)制、綜合利用和控制方法等方面的研究顯得尤為重要.本文研究了銀膠菊水浸提液對南瓜種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，旨在探討銀膠菊對其他植物的作用規(guī)律，為闡明其入侵機(jī)制提供試驗參考.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供體植物銀膠菊采自于?？谑旋埲＼噲雠赃叺幕牡兀瞎戏N子購于?？谑信帻埵袌?

1.2 試驗方法

1.2.1 銀膠菊不同部位水浸液制備方法

將采集回來的銀膠菊先用自來水沖洗干凈，再用蒸餾水沖洗數(shù)次，待風(fēng)干后將銀膠菊各部位（根、莖、葉、全株）分離、剪碎，然后分別用蒸餾水進(jìn)行活性物質(zhì)浸提48h后，用32層紗布過濾，分別配成0.05 g/mL、0.1 g/mL、0.15 g/mL、0.2 g/mL四個處理濃度，放于4℃冰箱保存?zhèn)溆?

1.2.2 銀膠菊不同部位水浸液對南瓜種子萌發(fā)及幼苗根長和苗高的影響

采用培養(yǎng)皿濾紙法[6].分別取上述銀膠菊各水浸提液5 mL，分別加入鋪有2層定性濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿放入30顆均勻飽滿的南瓜種子，對照加5 mL蒸餾水，置于25℃的恒溫箱中培養(yǎng).每隔24h觀察種子萌發(fā)情況，連續(xù)觀察5d，記錄每天的發(fā)芽個數(shù)，并拍照.將所得數(shù)據(jù)對其發(fā)芽率（GR）、發(fā)芽速率（GI）進(jìn)行統(tǒng)計分析.其中，GR=（發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù)）×100%；GI=∑（Gt/Dt），Gt為在t日內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù).

選取剛發(fā)芽（露白）的受試植物種子，均勻地置于鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，再加入上述水浸液進(jìn)行培養(yǎng).每個處理設(shè)3個重復(fù)，以蒸餾水為對照.每天適當(dāng)補(bǔ)充浸提液，10d后測定幼苗的根長和莖長.

1.2.3 銀膠菊對南瓜化感效應(yīng)大小評價

采用Williamson［7］的方法計算化感作用效應(yīng)指數(shù)（RI）.RI=1－C/T（T≥C）或RI=T/C－1（T＜C），其中C為對照值，T為處理值，RI＞0為促進(jìn)作用，RI＜0為抑制作用，絕對值大小與作用度一致.化感綜合效應(yīng)應(yīng)用測試項目RI的平均值進(jìn)行評價[8].

2 結(jié)果與分析

2.1 銀膠菊浸提液對南瓜種子萌發(fā)的影響

銀膠菊浸提液對南瓜種子的萌發(fā)具有明顯的抑制作用（見表1）.其中葉、根、全株浸提液對南瓜種子萌發(fā)的抑制效應(yīng)均隨處理濃度的增加而增強(qiáng)，呈現(xiàn)化感作用的濃度效應(yīng)，在濃度為0.2 g/mL時南瓜種子發(fā)芽率僅分別為16.67%、40%和13.33%，比對照的發(fā)芽率分別降低66.66%、43.33%和70%；莖浸提液雖抑制南瓜種子的萌發(fā)，但其抑制效應(yīng)卻隨處理濃度的增大而降低，呈現(xiàn)化感作用的逆濃度效應(yīng)，在0.05 g/mL時南瓜種子發(fā)芽率為33.33%，比對照的發(fā)芽率降低50%.銀膠菊浸提液不僅降低南瓜種子的發(fā)芽率，而且也延緩種子的發(fā)芽速度.對比不同部位浸提液對南瓜發(fā)芽率的影響，可見葉浸提液對南瓜生長的抑制作用高于其他部位.

表1 銀膠菊水浸液對南瓜種子萌發(fā)的影響Tab.1 Effects of the aqueous extract from Parthenium hysterophorus on seed germination of Cucurbita moschata

2.2 銀膠菊水浸液對南瓜根長和苗高的影響

從表2可以看出，銀膠菊各器官浸提液對南瓜的根長均有一定的促進(jìn)作用，且促進(jìn)效應(yīng)隨處理濃度的增大而降低，在所試驗濃度中，0.05 g/mL的葉、莖、根浸提液對南瓜根長的促進(jìn)作用達(dá)到了顯著水平，0.05 g/mL的全株浸提液對南瓜根長的促進(jìn)作用達(dá)到了極顯著水平.銀膠菊葉、根及全株浸提液對南瓜的苗高具有抑制作用，且抑制作用隨處理濃度的增加而增強(qiáng)，但影響不顯著，所有處理中，僅0.2 g/mL的全株浸提液對南瓜苗高的抑制作用達(dá)到了顯著水平，比對照的苗高降低了42.71%.銀膠菊莖浸提液對南瓜的苗高則有一定的促進(jìn)作用.

銀膠菊對南瓜種子萌發(fā)的化感作用可以由多種指標(biāo)表示，每一指標(biāo)表示的化感作用大小不同，因此，本文采用綜合化感效應(yīng)指數(shù)分析不同銀膠菊浸提液對南瓜種子萌發(fā)化感作用的大小，該指數(shù)為各測試項目RI的平均值.由表3可知，銀膠菊浸提液對南瓜種子的萌發(fā)均具有抑制作用，其中葉、根、全株浸提液對南瓜種子萌發(fā)的抑制效應(yīng)均隨處理濃度的增加而增強(qiáng)，表現(xiàn)出化感作用的濃度效應(yīng)，當(dāng)浸提液濃度為0.2 g/mL時，葉、根、全株浸提液對南瓜種子萌發(fā)的綜合化感效應(yīng)指數(shù)分別為-0.515、-0.4149、-0.5783.對比不同部位浸提液對南瓜的綜合化感效應(yīng)指數(shù)，可見葉浸提液對南瓜生長的抑制作用高于其他部位.

表2 銀膠菊不同部位水浸液對南瓜根長、苗高的影響Tab.2 Effects of the aqueous extract from Parthenium hysterophorus on root length and seedling height of Cucurbita moschata

3 討論

植物化感作用是植物對環(huán)境適應(yīng)的一種化學(xué)表現(xiàn)形式［9］，而非外來植物所特有的，外來植物的化感作用是為了適應(yīng)不良環(huán)境而達(dá)到與本地生物爭奪生存空間的目的.化感作用的深入研究對認(rèn)識植物群落結(jié)構(gòu)及演替、對農(nóng)業(yè)耕作制度的合理應(yīng)用、生物除草和新型農(nóng)藥的開發(fā)具有重要意義[10].

植物化感物質(zhì)的釋放途徑主要有揮發(fā)、雨霧淋溶、殘株分解和根系分泌等4種[11].本文從淋溶（水溶物）方面研究銀膠菊的化感作用.銀膠菊浸提液對南瓜種子發(fā)芽率、發(fā)芽速率、根長和苗高的影響結(jié)果表明（見表1-3），它可以延遲和降低南瓜種子的發(fā)芽，抑制幼苗的生長，有利于其本身對空間的占領(lǐng)和時間上的優(yōu)先，從而更有利于自身的生長，這也許是銀膠菊成功入侵和迅速蔓延的原因之一.

不同濃度的銀膠菊浸提液對南瓜種子萌發(fā)、苗高主要起抑制作用，且隨著浸提液濃度的提高而抑制作用增強(qiáng).對比不同部位水浸提液對南瓜發(fā)芽率和苗高的影響，可見不同組織部位浸提液的化感作用強(qiáng)度存在差異，作用方式在多數(shù)實驗中表現(xiàn)為抑制作用.整體上葉水浸提液對南瓜生長的抑制作用最強(qiáng)，這可能是由于不同部位含有化感物質(zhì)的量、種類不同而造成的.

本文利用生物檢測的方法初步研究了銀膠菊不同部位浸提液對南瓜種子的萌發(fā)和幼苗生長的影響，對于銀膠菊浸提液對受體植物幼苗的生理指標(biāo)的化感效應(yīng)還有待深入探討.

[1]周凱,郭維明,徐迎春.菊科植物化感作用研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報,2004,4(8):1780-1788.

[2]Bais H P,Vepachedu R,Gilroy S,et al.Allelopathy and ex?otic plant invasion:from molecules and genes to species in?teractions[J].Science,2003,301:1377-1380.

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[4]崔磊,趙秀海.化感作用研究動態(tài)及展望[J].浙江林業(yè)科技,2006,26（1）:65-68．

[5]安峰.海南外來植物入侵的現(xiàn)狀與對策[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2007,22(5):193-197.

[6]陳業(yè)兵,王金信,張猛,等.銀膠菊不同組織部位對黃瓜化感作用初步研究[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2008,39(4):541-543.

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[9]孔垂華,徐濤,胡飛,等.環(huán)境脅迫下植物化感作用及其誘導(dǎo)機(jī)制[J].生態(tài)學(xué)報,2000,20(5):849-851.

[10]劉迎,王金信,胡燕,等.白三葉草對苘麻和稗草的化感作用[J].植物保護(hù)學(xué)報,2006,33(4):432-436.

[11]孔垂華.植物化感作用研究中應(yīng)注意的問題[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,1998,9(3):332-336.

Preliminary Study on the Allelopathic Effects of Parthenium Hysterophorus on Cucurbita Moschata

DING Zhao，GUAN Yali＊，F(xiàn)U Meijing
（College of Life Sciences，Hainan Normal University，Haikou571158，China）

The allelopathic effect of aqueous extracts from Parthenium hysterophorus on the seed germination and seed?ling growth of Cucurbita moschata was studied in this paper.The main results were as follows:1）The aqueous extracts from Parthenium hysterophorus L obviously restrained the seed germination of Cucurbita moschata and this inhibition be?came strong as the concentration of extractions from leaves,roots and the whole plants increased;2）The aqueous extracts promoted the root length in some extends,while the extracts from leaves,roots and the whole plants inhibited the seedling height with increased intensity with increased extract concentration;3）The restraining influences of aqueous extract from leaves were stronger than those from else part of Parthenium hysterophorus.

Parthenium hysterophorus；Allelopathy；Seed germination；Seedling growth

S 330.2

A

1674-4942（2011）02-0198-03

2011-02-18

國家自然科學(xué)基金項目（30960041）；海南省自然科學(xué)基金項目（30816）

*通訊作者

黃 瀾