苦瓜對8種蔬菜的化感作用

苗 朔 敖 蘇 顏仕龍袁 洋朱朝華*范志偉

（1海南大學環(huán)境與植物保護學院，海南?？?570228；2中國熱帶農業(yè)科學院環(huán)境與植物保護研究所，海南?？?71101；3海南出入境檢驗檢疫局，海南?？?570311；4海南省氣象局，海南?？?570203）

苦瓜對8種蔬菜的化感作用

苗 朔1，2☆ 敖 蘇1，2，3☆ 顏仕龍4袁 洋1朱朝華1*范志偉2*

（1海南大學環(huán)境與植物保護學院，海南?？?570228；2中國熱帶農業(yè)科學院環(huán)境與植物保護研究所，海南?？?71101；3海南出入境檢驗檢疫局，海南?？?570311；4海南省氣象局，海南?？?570203）

以8種海南主要栽培的蔬菜為受體，采用室內生測法研究苦瓜（Momordica charantia L.）莖葉水浸提液對其化感作用。結果表明：苦瓜莖葉水浸提液對8種受體植物的種子萌發(fā)和幼苗生長均有一定的化感效應，且化感作用方式和強度在受體間及指標間存在顯著差異；化感作用綜合效應的平均值大小順序為：辣椒＞黃瓜＞豇豆＞菜豆＞蘿卜＞櫻桃番茄＞胡蘿卜＞番茄。試驗結果為建立合理的栽培制度提供了理論和試驗依據。

苦瓜；化感作用；種子萌發(fā)；幼苗生長

海南冬季氣溫高，晝夜溫差大，適宜發(fā)展冬季瓜菜，是我國冬季南菜北運和出口的主要產地（林先山和趙興美，2007）?？喙希∕omordica charantia L.）喜溫喜強光，是海南冬季瓜菜的主要品種，經濟價值極高，在海南栽培面積逐年擴大。

化感作用即一個植物通過向環(huán)境釋放化學物質而對另一個植物（包括微生物）所產生的直接或間接的抑制或促進作用（侯永俠 等，2008）。幾乎所有的植物都或多或少地有化感物質產生，會產生不同程度的化感作用（張小紅和趙依杰，2013；丁海燕和程智慧，2014），有化感偏害作用、自毒作用、自促作用和互惠作用4種作用類型。在農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中充分利用化感物質的正效應，避免負效應，對于建立可持續(xù)農業(yè)體系具有重要作用，因而被認為是一項重要的生態(tài)農業(yè)技術（林文雄 等，2007）。近年來國內外許多學者通過利用不同植物間的正相互作用進行混作、間作、套作，建立植物有益組合（王建花 等，2013）。目前，利用苦瓜化感作用來篩選適宜輪作或間套作植物的相關研究鮮有報道，本試驗以苦瓜為供體，探討其對8種海南常見栽培蔬菜的化感效應，以期為建立合理的種植模式提供參考依據。

1 材料與方法

1.1試驗材料

供體植物苦瓜莖葉采自海南省屯昌楓木鎮(zhèn)苦瓜基地，將采收后的新鮮苦瓜莖葉陰干備用。受體植物為8種海南主要栽培的蔬菜，蘿卜品種為五洲短葉13早蘿卜，胡蘿卜品種為強坤新五寸人參透心紅，黃瓜品種為津春4號，番茄品種為滿天紅2304，豇豆品種為五洲豐產1號油白豆角，菜豆品種為雙青35號玉豆，櫻桃番茄品種為亞蔬6號，辣椒品種為海椒309。種子均購于?？谑蟹N子公司。

1.2試驗方法

1.2.1 浸提液的配制 將苦瓜莖葉粉碎后稱取20 g放入錐形瓶中，加蒸餾水200 mL，放入（20±1）℃、160 r·min-1的振蕩培養(yǎng)箱中振蕩浸泡48 h，用4層紗布過濾2次后，再用 0.2μm孔徑47 mm 直徑的微孔濾膜抽濾，即得100 mg·mL-1母液。用蒸餾水稀釋后得到2.5、5.0、10.0、20.0、40.0 mg·mL-15個濃度的浸提液，保存在4℃冰箱中備用（盧向榮 等，2013）。

1.2.2 試驗設計 種子萌發(fā)試驗：種子消毒（75%醫(yī)用酒精浸泡3 min）后，選取飽滿度和大小基本一致的種子放入墊有雙層滅菌濾紙的滅菌培養(yǎng)皿中，每皿30 粒種子，分別加入 5 mL不同濃度的浸提液。以加蒸餾水為對照（CK），每個處理設3次重復。放入白天和黑夜時段分別設定為溫度25 ℃、濕度70%、光照4 000 lx（12 h）和溫度15 ℃、濕度80%、光照0（12 h）的人工氣候箱中培養(yǎng)，每天適當補充相應濃度的浸提液以保持濾紙濕潤。每天記錄發(fā)芽種子數，7 d后結束試驗。

幼苗生長試驗：將消毒后的種子在人工氣候箱中培養(yǎng)至剛剛露白。在直徑9 cm 的培養(yǎng)皿中墊2張濾紙，然后加入不同濃度的浸提液10 mL，充分潤濕濾紙，每皿均勻地擺20粒已露白的受體植物種子，重復次數和培養(yǎng)條件與種子萌發(fā)試驗相同。試驗過程中每天適當補充相應濃度的浸提液，使濾紙保持濕潤，7 d后移出幼苗，測量幼苗莖長和根長，并分別稱量莖和根的質量，取平均值。

1.3指標測定

發(fā)芽率=（發(fā)芽種子數/供試種子數）×100%

發(fā)芽勢=（第3天發(fā)芽種子數/供試種子數）×100%

種子萌發(fā)和幼苗生長的化感效應敏感指數（RI）的計算方法：

RI= 1- C/T（T≥C）或RI= T/C - 1（T＜C）

式中，C為對照，T為處理值；RI＞0為促進作用，RI＜0為抑制作用，其絕對值大小反映化感作用的強弱（田學軍 等，2015）。

化感綜合效應（synthesis effects，SE）為各項化感效應敏感指數的算術平均值（曹慕嵐，2015）。

1.4數據分析

采用SPSS數據處理系統(tǒng)對結果進行方差分析，用Excel軟件制圖。

2 結果與分析

2.1苦瓜莖葉水浸提液對8種受體植物種子萌發(fā)的影響

由表1可見，所有濃度的浸提液對胡蘿卜和櫻桃番茄種子的發(fā)芽率都表現(xiàn)出抑制作用；中低濃度（2.5、5.0 mg·mL-1和10.0 mg·mL-1）的浸提液對黃瓜種子的發(fā)芽率表現(xiàn)出促進作用，而高濃度（20.0 mg·mL-1和40.0 mg·mL-1）的浸提液對黃瓜種子的發(fā)芽率則表現(xiàn)出抑制作用；除40.0 mg·mL-1濃度外，其他濃度的浸提液對辣椒種子的發(fā)芽率都表現(xiàn)出極顯著的促進作用。

表1 苦瓜莖葉水浸提液對受體植物種子萌發(fā)的影響

所有濃度的浸提液對胡蘿卜和番茄種子的發(fā)芽勢都表現(xiàn)出抑制作用，40.0 mg·mL-1濃度下番茄種子的發(fā)芽勢為0；中低濃度（2.5、5.0 mg·mL-1和10.0 mg·mL-1）的浸提液對辣椒種子的發(fā)芽勢表現(xiàn)出促進作用，而高濃度（20.0 mg·mL-1和40.0 mg·mL-1）的浸提液對辣椒種子的發(fā)芽勢則表現(xiàn)出抑制作用。

2.2苦瓜莖葉水浸提液對8種受體植物幼苗生長的影響

由圖1可知，不同濃度的苦瓜莖葉水浸提液對蘿卜、黃瓜、櫻桃番茄和辣椒幼苗莖的生長表現(xiàn)出促進作用；隨浸提液濃度增大，胡蘿卜和菜豆幼苗莖長不斷減小，與對照相比，20.0 mg·mL-1和40.0 mg·mL-1的浸提液對這2種受體幼苗莖長表現(xiàn)出極顯著的抑制作用；5.0 mg·mL-1和10.0 mg·mL-1的浸提液對番茄幼苗莖長表現(xiàn)出促進作用，而其他濃度對番茄幼苗莖長則表現(xiàn)出極顯著的抑制作用，且40.0 mg·mL-1濃度處理下幼苗已無法生長。

圖1 苦瓜莖葉水浸提液對受體植物幼苗莖長的影響

圖2 苦瓜莖葉水浸提液對受體植物幼苗根長的影響

由圖2可見，不同濃度的苦瓜莖葉水浸提液對蘿卜、胡蘿卜的根長都表現(xiàn)出抑制作用，幼苗根長隨浸提液濃度增大而不斷減小，表現(xiàn)出“劑量效應”；所有濃度的浸提液對豇豆和菜豆幼苗的根長都表現(xiàn)出促進作用。

由表2可知，蘿卜幼苗的莖質量隨苦瓜莖葉水浸提液的濃度增大而增加，胡蘿卜幼苗的莖質量隨浸提液的濃度增大而不斷減小；不同濃度的浸提液對黃瓜、豇豆和辣椒幼苗莖質量均表現(xiàn)出促進作用。蘿卜幼苗的根質量隨苦瓜莖葉水浸提液的濃度增大而增加；不同濃度的浸提液對胡蘿卜和番茄幼苗的根質量都表現(xiàn)出抑制作用，而對豇豆和菜豆幼苗的根質量則表現(xiàn)出促進作用。

2.3苦瓜對8種植物的化感綜合效應

由圖3可知，不同濃度的苦瓜莖葉水浸提液對胡蘿卜和番茄的化感作用都表現(xiàn)出抑制作用，而對黃瓜、豇豆和辣椒的化感作用都表現(xiàn)出促進作用。2.5 mg·mL-1的浸提液對蘿卜的化感作用表現(xiàn)出抑制作用，40.0 mg·mL-1的浸提液對菜豆的化感作用表現(xiàn)出抑制作用。

表2 苦瓜莖葉水浸提液對受體植物幼苗莖質量和根質量的影響

圖3 苦瓜莖葉水浸提液對受體植物的化感作用

表3 苦瓜對8種受體植物化感綜合效應平均值

由表3可知，苦瓜對胡蘿卜和番茄的化感綜合效應平均值為負值，對其他6種受體植物的化感綜合效應平均值均為正值，平均值大小順序為：辣椒＞黃瓜＞豇豆＞菜豆＞蘿卜＞櫻桃番茄＞胡蘿卜＞番茄。

3 結論與討論

胡新燕等（2015）結合徐淮地區(qū)的條件，探索出設施苦瓜—辣椒輪作的高產高效種植模式，袁子鴻等（2010）、余席茂等（2011）和潘玖琴等（2013）報道了辣椒和苦瓜套種的栽培模式。本試驗中，苦瓜莖葉水浸提液對辣椒的化感綜合效應平均值最大，說明對辣椒的促進作用最大，進一步驗證了苦瓜與辣椒輪作或套作的合理性。Singh和Sunaina（2014）研究發(fā)現(xiàn)苦瓜葉片水浸提液對菩薩紅寶石番茄幼苗的化感作用表現(xiàn)出抑制作用，本試驗中苦瓜對滿天紅2304番茄的化感綜合效應平均值為負值，與作用于亞蔬6號櫻桃番茄的化感效應相反，這說明供體植物對受體植物種內不同品種的化感作用是不相同的（賴榮泉 等，2010；張子龍等，2014），存在基因型差異（常凱麗 等，2016）。所有濃度的浸提液對胡蘿卜的化感綜合效應均為負值，說明苦瓜對胡蘿卜表現(xiàn)出明顯的化感抑制作用。

另外，由于海南獨特的氣候條件和市場需求，近年來海南省政府對農業(yè)結構進行了調整，大力發(fā)展冬季瓜菜，冬季瓜菜大部分發(fā)展到稻田種植，稻田復種方式已轉變?yōu)椤暗尽尽恕被蛘摺暗尽恕薄５静溯喿骷瓤删徑馐卟说雀咝б孀魑锱c水稻爭地的矛盾，又可以解決因蔬菜連作而導致的農藥化肥和塑料薄膜大量使用的難題，達到化肥農藥減施及全程減排的目的，而本試驗中的8種受體植物均為蔬菜，尚未涉及苦瓜對水稻的化感作用，今后可開展這方面的研究。

綜上可知，苦瓜莖葉水浸提液對8種受體植物均有一定的化感效應，但同一濃度浸提液處理下的不同受體植物種子萌發(fā)和幼苗生長的化感效應是不一樣的，在實際生產中應根據“利用化感作用的正向促進效應，避免負向抑制效應”原則，合理安排種植模式。本試驗僅為室內生測試驗結果，在復雜的自然環(huán)境中，特別是在土壤微生物作用下能否產生相同的化感效應有待進一步研究。

曹慕嵐．2015．麻風樹葉片化感物質對紫莖澤蘭生理活性的影響．北方園藝，（8）：90-95．

常凱麗，裴紅賓，張永清，秦成，史冬冬．2016．大蒜根系水提液對不同品種紅小豆幼苗生長及生理特性的影響．江蘇農業(yè)科學，44（7）：116-120．

丁海燕，程智慧．2014．大蒜化感作用及其利用研究進展．中國蔬菜，（9）：11-16．

侯永俠，周寶利，吳曉玲，付亞文．2008．化感作用在蔬菜生產中的應用．北方園藝，（2）：59-60．

胡新燕，馮營，孫亞偉，張梅，趙明明，謝明忠，李衛(wèi)華．2015．徐淮地區(qū)設施苦瓜—辣椒高效種植模式．江蘇農業(yè)科學，43（2）：168-170．

賴榮泉，賴碧添，鐘秀金．2010．大蒜對不同烤煙品種的化感作用．煙草科技，（4）：59．

林文雄，熊君，周軍建，邱龍，沈荔花，李振方，陳慧，郝慧榮，陳婷，林瑞余，何海斌，梁義元．2007．化感植物根際生物學特性研究現(xiàn)狀與展望．中國生態(tài)農業(yè)學報，15（4）：1-8．

林先山，趙興美．2007．海南冬種苦瓜反季節(jié)栽培技術．中國農村小康科技，（4）：57．

盧向榮，譚忠奇，林益明，周海超．2013．入侵植物馬纓丹對4種農作物的化感作用．廈門大學學報：自然科學版，52（1）：133-138．

潘玖琴，陳舜權，趙俊杰，李英，胡俏強．2013．大棚早熟辣椒套種苦瓜高效栽培模式．長江蔬菜，（14）：54-55．

田學軍，沈云玫，陶宏征，沈登榮，何超．2015．入侵植物腫柄菊對三葉鬼針草的化感作用．生態(tài)環(huán)境學報，（7）：1128-1131．王建花，陳婷，林文雄．2013．植物化感作用類型及其在農業(yè)中的應用．中國生態(tài)農業(yè)學報，21（10）：1173-1183．

余席茂，曠碧峰，肖昌華，鄧先朝，譚美麗，唐鍔．2011．湘早優(yōu)1號苦瓜套種辣椒栽培技術．辣椒雜志，（2）：22-23．

袁子鴻，羅小河，曾廣文．2010．早春辣椒留紅—秋苦瓜高效種植模式．長江蔬菜，（1）：35-36．

張小紅，趙依杰．2013．西瓜化感作用研究進展．中國蔬菜，（24）：10-15．

張子龍，侯俊玲，王文全，張志信，張仕秀．2014．三七水浸提液對不同玉米品種的化感作用．中國中藥雜志，39（4）：594-600．

Singh N B，Sunaina．2014．Allelopathic stress produced by bitter gourd（Momordica charantia L．）．Journal of Stress Physiology & Biochemistry，10（2）：5-14．

Abstract：With 8 kinds of common cultivation of vegetables in Hainan as receiver plants，indoor bioassay method was used to study the allelopathy of aqueous extracts of Momordica charantia leaves and stems．The results showed that the aqueous extracts of M. charantia leaves and stems to 8 kinds of receiver plants seed germination and seedling growth were the allelopathic effect of a certain，but the way and strength of allelopathy among species and indexes were significantly different．Integrated allelopathic effects of the average size were order to Capsicum annuum＞Cucumis sativus＞Vigna unguiculata＞Phaseolus vulgaris＞Raphanussativus＞Lycopersicon esculentum var. cerasiforme＞Daucus carota＞Lycopersicon esculentum．The research results provided theoretical and experimental basis for the establishment of a reasonable cultivationsystem．

Allelopathic Effect of Momordica charantia on 8 Vegetables

MIAO Shuo1，2☆，AO Su1，2，3☆，YAN Shi-long4，YUAN Yang1，ZHU Chao-hua1*，F(xiàn)AN Zhi-wei2*
（1College of Environment and Plant Protection，Hainan University，Haikou 570228，Hainan，China；2Institute of Environment and Plant Protection，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences，Haikou 571101，Hainan，China；3Hainan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Haikou 570311，Hainan，China；4Hainan Meteorological Bureau，Haikou 570203，Hainan，China）

Bitter gourd（Momordica charantia L. ）；Allelopathy；Seed germination；Seedling growth

☆同等貢獻作者

苗朔，本科，專業(yè)方向：植物保護（農藥方向），E-mail：825316506@ qq.com；敖蘇，碩士研究生，農藝師，專業(yè)方向：雜草科學與植物化感作用，E-mail：guaixiaxia1@163.com

*通訊作者（Corresponding authors）：朱朝華，副教授，碩士生導師，專業(yè)方向：農藥學、雜草學和植物化感作用，E-mail：zch200518@ 21cn.com；范志偉，博士，博士生導師，研究員，專業(yè)方向：入侵植物與雜草綜合治理，E-mail：fanweed@163.com

2016-08-30；接受日期：2016-12-16

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項（2016 hzs1J022，2016 hzs1J012），海南省自然科學基金項目（314175，312096），海南省應用技術研發(fā)與示范推廣專項（ZDXM2014020），海南省重大科技項目（ZDZX2013019），農業(yè)部熱帶作物有害生物綜合治理重點實驗室開放課題（MACKL0908）

致謝：海南大學環(huán)境與植物保護學院2012級本科學生唐尾滿、牛曉旭、董偉凈和藍艷芳在本試驗中提供了幫助，在此一并表示感謝！