大葉芥菜對牛膝菊的化感作用潛力

朱 峰，何永福，葉照春

(貴州省植物保護研究所，貴州貴陽 550006)

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大葉芥菜對牛膝菊的化感作用潛力

朱 峰，何永福，葉照春

(貴州省植物保護研究所，貴州貴陽 550006)

以牛膝菊為受體，研究大葉芥菜水浸提液對牛膝菊的化感作用。結(jié)果顯示，濃度分別為0.250 00、0.125 00、0.062 50、0.031 25 g/mL的大葉芥菜水浸提液對牛膝菊種子的萌發(fā)抑制效應(yīng)以0.250 00 g/mL最高，平均抑制率為56.03%；低濃度(0.031 25 g/mL)處理對牛膝菊種子萌發(fā)基本上沒有抑制作用。此外研究發(fā)現(xiàn)，大葉芥菜水浸提液對牛膝菊胚根、胚芽的萌發(fā)和鮮質(zhì)量積累都有明顯的抑制作用，對鮮質(zhì)量平均抑制率分別為75.75%、35.82%、17.48%、18.81%；對牛膝菊種子萌發(fā)、胚根、胚芽、鮮質(zhì)量的化感綜合效應(yīng)分別為60.36%、30.45%、14.23%、16.50%。結(jié)果表明，大葉芥菜對牛膝菊有很強的化感潛力，能為牛膝菊的綠色防控提供理論依據(jù)。

大葉芥菜；植物化感作用；牛膝菊

植物與植物間的化感作用是當(dāng)今科學(xué)研究的前沿之一，“化感作用”是指一種植物(包括微生物)通過其本身產(chǎn)生并釋放到周圍環(huán)境中去的化學(xué)物質(zhì)對另一種植物(或微生物)產(chǎn)生直接或間接的相互排斥或促進的效應(yīng)[1]。植物化感作用是一種自然現(xiàn)象，是植物對環(huán)境的一種適應(yīng)和防御機制[2]，是植物與周圍的生物群落以次生代謝物質(zhì)為媒介建立的穩(wěn)固的化學(xué)作用關(guān)系[3]。植物主要是通過莖葉揮發(fā)、莖葉淋溶、根系分泌及植物殘株的腐解等途徑向環(huán)境中釋放化感物質(zhì)，從而影響周圍植物的生長、發(fā)育和種子萌發(fā)等。

大葉芥菜[Brassicajuncea(L.) Czernajew var.foliosaL. H. Bailey]是十字花科蕓薹屬一年生植物，對環(huán)境和土壤要求不高，且產(chǎn)量相當(dāng)可觀，可利用冬季農(nóng)閑地等種植。

牛膝菊(GalinsogaparvifloraCav.)為菊科牛膝菊屬一年生草本植物，花、果期為7—10月，以種子繁殖。牛膝菊原產(chǎn)墨西哥、中美及南美，如今遍布世界各地，在中國分布在遼寧、安徽、江蘇、浙江、江西、四川、貴州、云南、西藏等省(區(qū))[4]。牛膝菊是農(nóng)田作物的惡性雜草，且是優(yōu)勢雜草，對旱地作物危害十分嚴重。

目前有人研究了牛膝菊對其他作物的化感作用，如范雪濤等研究了牛膝菊對蠶豆根尖細胞有絲分裂有化感作用[5]；陳麗萍等報道，牛膝菊浸提液對油菜幼苗體內(nèi)超氧化物岐化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)活性等有抑制作用[6]。但是關(guān)于大葉芥菜對牛膝菊的化感作用未見報道，本試驗初步研究了不同濃度大葉芥菜水浸提液對牛膝菊種子萌發(fā)的影響，以期為綠色防控牛膝菊提供一定的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗的供體植物為大葉芥菜，受體植物為牛膝菊，大葉芥菜葉片，牛膝菊種子采集于貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜地。

1.2 大葉芥菜葉片水提液的制備

大葉芥菜葉片于2014年1月4日采于貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜種植地，采時大葉芥菜株高約 30 cm，長勢良好。將采集的大葉芥菜新鮮葉片用蒸餾水洗凈，室內(nèi)陰干后稱取150 g，加入600 mL蒸餾水并用粉碎機打碎，轉(zhuǎn)入三角瓶中浸提48 h，再用4層紗布過濾，即制成質(zhì)量分數(shù)為0.250 00 g/mL母液，分別稀釋成等量的0.125 00、0.062 50、0.031 25 g/mL 溶液，放入4 ℃冰箱中備用。

1.3 受體植物種子的收集與處理

受體植物為貴州省蔬菜地常見雜草，種子采集于貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜地，用 0.1% NaClO將受試種子消毒10 min，再用蒸餾水沖洗 3次。

1.4 種子萌發(fā)試驗

采用培養(yǎng)皿濾紙培養(yǎng)法進行種子發(fā)芽試驗，每個培養(yǎng)皿(直徑9 cm)加入干細土(120 ℃烘箱處理12 h)30 g，其上鋪2層濾紙，選取籽粒飽滿、大小均一的受體植物種子置于培養(yǎng)皿中，每皿放置100粒。分別加入20 mL 0.250 00、0.125 00、0.062 50、0.031 25 g/mL提取液，以蒸餾水為對照，每處理重復(fù)3次，置于溫度為25 ℃、濕度為80%、光照時間為 12 h/d 條件下的光照培養(yǎng)箱中。每天定時檢查記錄并保持濾紙濕潤，以胚根沖破種皮為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，直到連續(xù)3 d種子不再萌發(fā)時測量胚根、 胚軸長度及鮮質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

相關(guān)計算公式為：

萌發(fā)抑制率=(對照種子萌發(fā)率-處理種子萌發(fā)率)/對照萌發(fā)率×100%；

胚根生長抑制率=(對照胚根長度-處理胚根長度)/對照胚根長度×100%；

胚芽生長抑制率=(對照胚芽長度-處理胚芽長度)/對照胚芽長度×100%；

鮮質(zhì)量抑制率=(對照鮮質(zhì)量-處理鮮質(zhì)量)/對照鮮質(zhì)量×100%；

綜合效應(yīng)(SE)=(萌發(fā)抑制率+胚根生長抑制率+胚芽生長抑制率)/3；

化感指數(shù)(RI)=T/C-1(T

式中：C為對照值；T為處理值；RI表示化感作用強度大小，正值表示促進效應(yīng)，負值表示抑制效應(yīng)，其絕對值的大小反映化感作用的強弱。

2 結(jié)果與分析

2.1 大葉芥菜水浸提液對牛膝菊種子胚根、胚芽及萌發(fā)的影響

由表1可見，大葉芥菜水浸提液0.250 00、0.125 00、0.062 50 g/mL濃度處理對牛膝菊種子萌發(fā)均有一定的抑制作用，平均抑制率分別為56.03%、16.31%、10.64%，以0.250 00 g/mL處理的抑制率較高，3次重復(fù)抑制率分別為29.79%、51.06%、87.23%；0.031 25 g/mL處理對牛膝菊種子萌發(fā)基本沒有抑制作用；4個濃度處理對牛膝菊胚根生長均有顯著的抑制作用，平均抑制率分別為75.79%、56.23%、32.06%、33.49%，其中 0.250 00、0.125 00 g/mL處理胚根生長抑制率在50%以上；0.250 00、0.125 00 g/mL濃度處理對牛膝菊胚芽生長有抑制作用，抑制率分別為49.05%、18.81%，0.062 50、0.031 25 g/mL處理對牛膝菊胚芽生長影響較小，抑制率較低；0.250 00、0.125 00、0.062 50、0.031 25 g/mL處理對牛膝菊胚根、胚芽鮮質(zhì)量均具有綜合抑制作用，平均抑制率分別為 75.75%、35.82%、17.48%、18.81%，以 0.250 00 g/mL 處理抑制率最高。上述試驗結(jié)果初步表明，大葉芥菜水浸提液對牛膝菊種子萌發(fā)、胚根、胚芽生長均有抑制作用，濃度越高抑制作用越強。

表1 大葉芥菜水浸提液對牛膝菊種子胚根、胚芽及萌發(fā)的影響Table 1 The effect of water extract from Brassica juncea var. foliosa L. H. Bailey on seed radicle，embryo and germination of Galinsoga parviflora Cav.

2.2 大葉芥菜水浸提液的化感效應(yīng)

化感效應(yīng)指數(shù)是衡量化感作用強度的重要指標(biāo)。由表2看出，大葉芥菜水浸提液對牛膝菊種子萌發(fā)的綜合效應(yīng)值以0.250 00 g/mL處理最高，達60.36%，其次為0.125 00 g/mL處理，0.062 50、0.031 25 g/mL 處理均低于20%；大葉芥菜水浸提液0.250 00、0.125 00、0.062 50、0.031 25 g/mL濃度處理對牛膝菊種子萌發(fā)、胚根生長、胚芽生長、胚根和胚芽鮮質(zhì)量的化感指數(shù)多數(shù)為負值，化感效應(yīng)指數(shù)絕對值以高濃度處理較大，表明大葉芥菜水浸提液對牛膝菊種子萌發(fā)具有一定的化感作用，濃度越高，化感作用越強。

表2 大葉芥菜水浸提液對牛膝菊萌發(fā)、胚根、胚芽、鮮質(zhì)量的化感效應(yīng)指數(shù)Table 2 The synthesis effect of Brassica juncea var. foliosa L. H. Bailey on the seed germination，the growth of radicle，germ and fresh weight of Galinsoga parviflora Cav.

3 結(jié)論

本試驗通過培養(yǎng)皿濾紙法對大葉芥菜水浸提液對牛膝菊的化感潛力進行了初步研究，結(jié)果表明，隨著濃度升高，化感作用增強，對牛膝菊的種子萌發(fā)、胚根、胚芽生長以及鮮質(zhì)量的積累均有明顯的抑制作用。

試驗證實了大葉芥菜對牛膝菊具有很強的化感潛力，有進一步研究開發(fā)的價值。但是本試驗只是對大葉芥菜的化感潛力做了初步研究，關(guān)于大葉芥菜對于其他惡性雜草的化感作用以及其化感物質(zhì)的種類研究等須要在后續(xù)的試驗中進一步進行。

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[2]Siemens D H，Garner S H，Mitchell-Olds T，et al. Cost of defense in the context of plant competition：Brassicarapamay grow and defend[J]. Ecology，2002，83：505-517.

[3]Dayan F E，Romagni J G，Duke S O. Investigating the mode of action of natural phytotoxins[J]. Journal of Chemical Ecology，2000，26(9)：2079-2094.

[4]何永福，陸得清，葉照春，等. 50%乙草胺對旱地雜草辣子草防除效果研究[J]. 植物保護，2007，33(4)：132-134.

[5]范雪濤，馬丹煒，劉 爽，等. 蠶豆根尖微核試驗在辣子草化感作用研究中的應(yīng)用[J]. 生態(tài)環(huán)境，2008，17(1)：323-326.

[6]陳麗萍，范雪濤，馬丹煒. 入侵植物辣子草對油菜幼苗抗氧化系統(tǒng)的化感效應(yīng)[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2008，21(2)：332-334.

Allelopathy ofBrassicajunceavar.foliosaL. H.Bailey onGalinsogaparvifloraCav.

ZHU Feng，HE Yong-fu，YE Zhao-chun

(Guizhou Institute of Plant Protection，Guiyang 550006，China)

GalinsogaparvifloraCav. was used as a receptor to evaluate the allelopathic effects of water extracts ofBrassicajunceavar.foliosaL. H. Bailey. Of the concentrations tested (31.2，62.5，125 and 250 mg/mL)，the highest one，250 mg/mL was the most inhibitory (56%) ofG.parvifloraseed germination whereas the lowest concentration (31.2 mg/mL) did not affect germination. The water extracts ofB.junceavar.foliosainhibited growth of radicle and seedling，the inhibition rates were 76%，36%，17%，19%，respectively；the overall allelopathic effect on the seed germination，growth of radicle and seedling，and fresh weight ofG.parviflorawere 60%，30%，14%，16%，respectively. In conclusion，B.junceavar.foliosahas strong allelopathic effects onG.parviflora，a property that can serve as the basis for the green control of this weed.

Brassicajunceavar.foliosaL. H. Bailey；allelopathic effects of plants；GalinsogaparvifloraCav.

2014-11-13

貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生科研創(chuàng)新基金[編號：黔農(nóng)科合(創(chuàng)新基金)2012004號]；貴州省創(chuàng)新能力建設(shè)專項[編號：院所創(chuàng)能(2012)4001]。

朱 峰(1986—)，男，貴州織金人，碩士，助理研究員，從事植物化感與農(nóng)藥殘留研究工作。E-mail：gzzbszf@163.com。

何永福，研究員，研究方向為農(nóng)田雜草防控。E-mail：heyongfu08@163.com。

Q948.12+<2.1 文獻標(biāo)志碼：a="" class="emphasis_bold">2.1 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1003-935X(2015)01-0014-032.1 文獻標(biāo)志碼：a=""

1003-935X(2015)01-0014-03

A 文章編號：1003-935X(2015)01-0014-03

朱 峰，何永福，葉照春. 大葉芥菜對牛膝菊的化感作用潛力[J]. 雜草科學(xué)，2015，33(1)：14-16.