黃菊對(duì)油茶林2種雜草萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的化感作用

古 龍，夏翩翩，李建安

（中南林業(yè)科技大學(xué) a.經(jīng)濟(jì)林育種與栽培國(guó)家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； b.經(jīng)濟(jì)林培育與保護(hù)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；c.經(jīng)濟(jì)林培育與利用湖南省2011 協(xié)同創(chuàng)新中心； d.南方丘陵山地生態(tài)經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

黃菊是菊科菊花Chrysanthemum morifolium的藥用品種，其花為干燥頭狀花序，為我國(guó)常用中藥，具有清熱、疏風(fēng)、解毒、明目等功效，可治療頭痛、眩暈、目赤、心胸?zé)帷郫?、腫毒等癥[1]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究結(jié)果表明，菊花還具有降血壓、改善冠心病[2]、抗病毒、抗菌、抗炎、預(yù)防高血脂、抗衰老[3]等作用。目前，中國(guó)市場(chǎng)上有八大主流藥用菊花種類，分別為杭菊、濟(jì)菊、亳菊、滁菊、貢菊、祁菊、懷菊和黃菊[4]。菊科中至少有39 個(gè)屬存在化感作用[5]，即植物之間（包括微生物）相互的化學(xué)關(guān)系對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制或促進(jìn)的作用[6]。已鑒定出的化感物質(zhì)多為萜類、聚乙炔類、酚類、有機(jī)酸類等，這些化感物質(zhì)對(duì)多種受體植物表現(xiàn)出程度不同的抑制或促進(jìn)效應(yīng)[5]。

雜草是指對(duì)人類活動(dòng)沒(méi)有用處或有害于生產(chǎn)場(chǎng)地的一切植物。由于雜草生長(zhǎng)迅猛可消耗大量水分，且和油茶爭(zhēng)奪土壤養(yǎng)分、CO2等，同時(shí)可加重油茶病蟲害，并增加了農(nóng)事操作難度，其已成為影響油茶生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)的關(guān)鍵因素[7]。由于地形原因，進(jìn)行油茶林下雜草防治的機(jī)械除草技術(shù)尚未成熟，使用化學(xué)藥劑或人工除草仍是主要的除草方式?；瘜W(xué)除草會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生多種綜合危害[8]，還可能對(duì)茶油生產(chǎn)造成安全隱患；人工除草不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且防治周期短。研發(fā)天然的化學(xué)除草劑——化感物質(zhì)來(lái)控制雜草，對(duì)農(nóng)林生態(tài)生產(chǎn)有著重要意義，越來(lái)越受關(guān)注[9]。熊利等[10]研究了花生、大豆和黃菊3 種經(jīng)濟(jì)作物間作對(duì)油茶幼林樹體生長(zhǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)黃菊能促進(jìn)油茶幼樹的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。已有研究表明，經(jīng)濟(jì)作物菊芋Helianthus tuberosus的莖葉混合基質(zhì)能顯著降低雜草密度[11]。王麗等[12]研究了腫柄菊莖葉提取物的除草活性，并證實(shí)活性物質(zhì)為腫柄菊內(nèi)酯A。陳業(yè)兵[13]通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，銀膠菊花葉浸提液可以抑制稗和苘麻的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。化感物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境的方式較多，降雨是唯一可以將物質(zhì)淋溶出來(lái)的方式[14]。

基于黃菊的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值及潛在化感效應(yīng)，筆者通過(guò)水浸提模擬自然的方式，研究黃菊地上部分莖葉和地下部分根際土的浸提液對(duì)油茶林下雜草白茅和狗尾草的種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，探討黃菊對(duì)雜草的化感作用，旨在為油茶林下間作黃菊提供參考。

1 材料與方法

1.1 受體材料

白茅Imperata cylindrica種子和狗尾草Setaria viridis種子購(gòu)買于江蘇新泰種業(yè)批發(fā)公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 黃菊莖葉和根際土的采集與保存

2019年8月20 日，在湖南省常德長(zhǎng)嶺農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司基地，選擇長(zhǎng)勢(shì)一致且無(wú)病蟲害的黃菊植株連根挖出。將靠近根系的土壤用細(xì)毛刷刷至自封袋中，然后將根部剪斷，取地上部分裝于自封袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室。將取回的黃菊地上部分去除枯葉雜質(zhì)，用清水沖洗3 次，再用純水沖洗2 次，置于通風(fēng)處陰干48 h，剪成2 ～3 cm碎段混合物備用。將根際土自然風(fēng)干1 周后，采用高速萬(wàn)能粉碎機(jī)（浙江屹立工貿(mào)有限公司）粉碎，過(guò)100 目篩，裝進(jìn)自封袋，于干燥陰涼處保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 黃菊莖葉與根際土浸提液的制備

稱取50 g 黃菊莖葉碎段混合物，放入1 L 錐形瓶中，加入500 mL 蒸餾水，封口后放在恒溫?fù)u床24 h（25 ℃、100 r/min）。結(jié)束后，用紗布過(guò)濾掉殘?jiān)?，再用雙層濾紙過(guò)濾1 次，最后用 0.45 μm 濾膜抽濾，即得0.1 g/mL 母液。根際土浸提液制備方法與莖葉浸提液相同。將得到的浸提液母液保存在4 ℃冰箱備用。

1.2.3 受體植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定

將受體種子用2%次氯酸鈉溶液浸泡10 min后，用清水沖洗5 min，再用蒸餾水清洗3 次，用濾紙擦干備用。在已滅菌的一次性塑料培養(yǎng)皿（直徑9 cm）中，平鋪2 張直徑90 mm 的濾紙，分別選取籽粒飽滿且大小一致的50 粒種子均勻放置其中。用蒸餾水將浸提液母液分別稀釋至0.02、0.06和0.10 g/mL，以蒸餾水為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3 次。每只培養(yǎng)皿首次添加5 mL 浸提液，之后每天補(bǔ)充等量浸提液，保持濾紙濕潤(rùn)。萌發(fā)環(huán)境為25 ℃且每日光照16 h 的人工氣候室。每隔24 h 統(tǒng)計(jì)每皿的發(fā)芽數(shù)，突破種皮1 mm 視為發(fā)芽，連續(xù)統(tǒng)計(jì) 7 d。第10 天，從每個(gè)培養(yǎng)皿中隨機(jī)挑選10 株幼苗，測(cè)量幼苗的高和根長(zhǎng)，由于幼苗質(zhì)量較小，以10株幼苗干鮮質(zhì)量的總和進(jìn)行比較，不足10 株的根據(jù)平均值換算成10 株的干質(zhì)量和鮮質(zhì)量，再進(jìn)行比較。

1.3 數(shù)據(jù)分析

發(fā)芽率（germination rate）為第7 天發(fā)芽的種子數(shù)占每皿種子總數(shù)的百分比；發(fā)芽勢(shì)（germination energy）為第5 天發(fā)芽的種子數(shù)占每皿種子總數(shù)的百分比。發(fā)芽指數(shù)（germination index，Ig）和活力指數(shù)（vigor index，Iv）的計(jì)算公式如下。

Ig=ΣGt/Dt。

式中：Gt為第t天對(duì)應(yīng)的發(fā)芽種子數(shù)，Dt為第t天對(duì)應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)。

Iv=Ig×S。

式中：S為第10 天的幼苗高[15]。

參照Williamson 等[16]的方法計(jì)算化感作用效應(yīng)指數(shù)（allelopathic response index，Ir）。

Ir=VT/VC-1。

式中：VC為對(duì)照值；VT為處理值。Ir＞0 為促進(jìn)，Ir＜0 為抑制，絕對(duì)值的大小與作用強(qiáng)度一致。

化感綜合效應(yīng)指數(shù)（synthetical effect index of allelopathy，Ise）可以反映化感效應(yīng)的強(qiáng)度，是指同一處理下同一受體各測(cè)試項(xiàng)目化感效應(yīng)指數(shù)（Ir）的算術(shù)平均值[15]。

Ise=(Ir發(fā)芽率+Ir發(fā)芽勢(shì)+Ir發(fā)芽指數(shù)+Ir活力指數(shù)+Ir鮮質(zhì)量+Ir干質(zhì)量+Ir根長(zhǎng)+Ir苗高)/8。

用Microsoft Excel 2010 軟件處理數(shù)據(jù)；用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析，用Duncan氏檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較；用Origin 2017 軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草種子萌發(fā)的影響

2.1.1 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草種子萌發(fā)率的影響

黃菊根際土浸提液對(duì)雜草種子萌發(fā)率的影響如圖1A所示。由圖1A可見，黃菊根際土浸提液處理下，2 種雜草種子的發(fā)芽率均受到了影響，僅白茅在 0.02 g/mL 處理組中的發(fā)芽率與對(duì)照組持平。在0.06、0.10 g/mL 根際土浸提液處理下白茅種子的發(fā)芽率受到抑制，且在0.06 g/mL 根際土浸提液的抑制效果最大，發(fā)芽率比對(duì)照顯著降低了12.67 百分點(diǎn) （P＜0.05），在0.10 g/mL 處理組中發(fā)芽率比對(duì)照降低了6.67 百分點(diǎn)。在各質(zhì)量濃度根際土浸提液處理下，狗尾草種子的發(fā)芽率分別降低了13.67、13.67、10.33 百分點(diǎn)，但與對(duì)照的差異均不顯著。

黃菊莖葉浸提液對(duì)雜草種子萌發(fā)率的影響如圖1B 所示。由圖1B 可見，黃菊莖葉浸提液對(duì)2種雜草種子發(fā)芽率的抑制效果，均表現(xiàn)為質(zhì)量濃度越高抑制效果越強(qiáng)。在0.02、0.06 和0.10 g/mL莖葉浸提液處理中，白茅種子的發(fā)芽率分別降低了22.67、83.33 和100.00 百分點(diǎn)，且各處理間的差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。在0.02、0.06 和0.10 g/mL 莖葉浸提液處理中，狗尾草種子的發(fā)芽率分別比對(duì)照顯著降低了15.00、71.67 和78.33 百分點(diǎn)（P＜0.05）。

圖1 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草種子發(fā)芽率的影響Fig.1 Effect of leaching solutions from C.morifolium stem-leaf and its rhizosphere soil on germination rate of weed seeds

2.1.2 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草種子發(fā)芽勢(shì)的影響

霧霾天氣是我國(guó)粗放經(jīng)濟(jì)發(fā)展的結(jié)果之一，我國(guó)必須實(shí)施綠色GDP的核算才能有效地轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。綠色GDP的實(shí)施是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程，需要政府、企業(yè)以及整個(gè)社會(huì)的共同努力。

黃菊根際土浸提液對(duì)雜草種子發(fā)芽勢(shì)的影響如圖2A 所示。由圖2A 可見，黃菊根際土浸提液處理下，白茅種子發(fā)芽勢(shì)在低質(zhì)量濃度（0.02 g/mL） 處理組中比對(duì)照提高了2.67 百分點(diǎn)，在0.06、 0.10 g/mL 處理組中比對(duì)照分別降低了10.00 和2.67百分點(diǎn)，且在0.06 g/mL 處理組與對(duì)照的差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。0.02、0.06 和0.10 g/mL根際土浸提液對(duì)狗尾草種子發(fā)芽勢(shì)均產(chǎn)生了抑制效果，發(fā)芽勢(shì)分別比對(duì)照降低了11.00、17.00 和11.00 百分點(diǎn)，且在0.06 g/mL 處理組與對(duì)照的差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。

黃菊莖葉浸提液對(duì)雜草種子發(fā)芽勢(shì)的影響如圖2B 所示。由圖2B 可見，黃菊莖葉浸提液對(duì)2種雜草種子發(fā)芽勢(shì)的抑制效果，均表現(xiàn)為質(zhì)量濃度越高抑制效果越強(qiáng)。在0.02、0.06 和0.10 g/mL莖葉浸提液處理中，白茅種子的發(fā)芽勢(shì)分別比對(duì)照降低了34.00、88.00、94.00 百分點(diǎn)，且3 種處理均與對(duì)照差異顯著（P＜0.05）。在0.02、0.06和0.10 g/mL 莖葉浸提液處理中，狗尾草種子的發(fā)芽勢(shì)分別比對(duì)照顯著降低了23.67、71.67、75.00百分點(diǎn)（P＜0.05），在莖葉浸提液的抑制作用下2 種雜草在第5 天的發(fā)芽勢(shì)均為0。

2.1.3 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草種子發(fā)芽指數(shù)的影響

黃菊根際土浸提液對(duì)雜草種子發(fā)芽指數(shù)的影響如圖3A 所示。由圖3A 可見，低質(zhì)量濃度根際土浸提液促進(jìn)白茅種子的發(fā)芽指數(shù)提高，高質(zhì)量濃度根際土浸提液抑制其發(fā)芽指數(shù)。在0.02 g/mL處理組中，白茅種子的發(fā)芽指數(shù)比對(duì)照高出6.94%，在0.06 g/mL 處理組中其發(fā)芽指數(shù)顯著較對(duì)照降低8.32%（P＜0.05），在0.10 g/mL 處理組中較對(duì)照降低3.16%。在各質(zhì)量濃度根際土浸提液處理組中，狗尾草種子的發(fā)芽指數(shù)均低于對(duì)照組，在0.06 g/mL 處理組中其發(fā)芽指數(shù)較對(duì)照組顯著降低24.98%（P＜0.05），在0.02 和0.10 g/mL 處理組中分別比對(duì)照降低14.1%和23.28%。

黃菊莖葉浸提液對(duì)雜草種子發(fā)芽指數(shù)的影響如圖3B 所示。由圖3B 可見，莖葉浸提液對(duì)2 種雜草種子發(fā)芽指數(shù)的影響，均表現(xiàn)為質(zhì)量濃度越高抑制效果越強(qiáng)。在0.02、0.06 和0.10 g/mL 莖葉浸提液處理中，白茅種子的發(fā)芽指數(shù)分別比對(duì)照組顯著降低了39.96%、77.39%和100%（P＜0.05），狗尾草種子的發(fā)芽指數(shù)分別比對(duì)照組顯著降低了39.18%、64.63%和66.96%（P＜0.05）。

圖2 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草種子發(fā)芽勢(shì)的影響Fig.2 Effect of leaching solutions from C.morifolium stem-leaf and its rhizosphere soil on germination energy of weed seeds

圖3 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草種子發(fā)芽指數(shù)的影響Fig.3 Effect of leaching solutions from C.morifolium stem-leaf and its rhizosphere soil on germination index of weed seeds

2.2 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草幼苗生長(zhǎng)的影響

2.2.1 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草苗高的影響

黃菊根際土浸提液對(duì)雜草苗高的影響如圖4A所示。由圖4A 可見，在根際土浸提液處理下，2種雜草苗高呈現(xiàn)出不同的化感效果。在0.02、0.06和0.10 g/mL 處理組，根際土浸提液質(zhì)量濃度越高，對(duì)白茅苗高的促進(jìn)效果越弱，白茅苗高分別比對(duì)照組高了13.88%、11.44%和5.25%，但與對(duì)照組差異均不顯著。0.02 和0.06 g/mL 處理組對(duì)狗尾草苗高表現(xiàn)出抑制效果，但與對(duì)照差異不顯著，分別低于對(duì)照4.31%和8.63%；在0.10 g/mL 處理組中，狗尾草苗高高于對(duì)照12.23%，并與0.06 g/mL處理組有顯著差異（P＜0.05）。

黃菊莖葉浸提液對(duì)雜草苗高的影響如圖4B 所示。由圖4B 可見，各質(zhì)量濃度莖葉浸提液對(duì)白茅苗高呈現(xiàn)“低促高抑”的現(xiàn)象，在0.02 g/mL 處理組白茅苗高顯著高于對(duì)照26.27%（P＜0.05），在0.06 g/mL處理組其苗高顯著低于對(duì)照30.02%（P＜ 0.05），在0.10 g/mL 處理組其苗高完全被抑制。莖葉浸提液對(duì)狗尾草苗高表現(xiàn)為質(zhì)量濃度越高抑制效果越強(qiáng)，在0.02、0.06 和0.10 g/mL 處理組中，其苗高分別低于對(duì)照組4.32%、9.71%和78.78%，且在0.10 g/mL 處理組中與對(duì)照差異顯著（P＜0.05）。

圖4 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草苗高的影響Fig.4 Effect of leaching solutions from C.morifolium stem-leaf and its rhizosphere soil on seedling height of weeds

2.2.2 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草根長(zhǎng)的影響

黃菊莖葉浸提液對(duì)雜草根長(zhǎng)的影響如圖5B 所示。由圖5B 可見，莖葉浸提液對(duì)2 種雜草根長(zhǎng)的影響均表現(xiàn)為質(zhì)量濃度越高抑制效果越強(qiáng)。在 0.02 g/mL 處理組中，白茅根長(zhǎng)低于對(duì)照6.12%，0.06 g/mL 處理組對(duì)其根長(zhǎng)的抑制效果顯著，低于對(duì)照96.43%（P＜0.05）；在0.02、0.06 和0.10 g/mL 處理組中，狗尾草根長(zhǎng)均存在顯著差異，分別比對(duì)照降低了46.70%、79.81%和99.06%（P＜0.05）。

2.2.3 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草鮮質(zhì)量的影響

黃菊根際土浸提液對(duì)雜草鮮質(zhì)量的影響如圖6A 所示。由圖6A 可見，隨質(zhì)量濃度升高，根際土浸提液對(duì)白茅幼苗鮮質(zhì)量的促進(jìn)效果呈現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，且各處理均與對(duì)照差異顯著，且在0.06 g/mL 處理組中白茅幼苗鮮質(zhì)量達(dá)到最大。在0.02、0.06 和0.10 g/mL 處理組中，白茅幼苗鮮質(zhì)量分別比對(duì)照高出45.43%、80.11%和57.62% （P＜0.05）。狗尾草幼苗鮮質(zhì)量在0.02 g/mL 處理組比對(duì)照組低了5.96%，在0.06 和0.10 g/mL 處理組分別高于對(duì)照3.58%和9.72%，但3 種處理與對(duì)照的差異均不顯著。

黃菊莖葉浸提液對(duì)雜草鮮質(zhì)量的影響如圖6B所示。由圖6B 可見，隨質(zhì)量濃度升高，莖葉浸提液對(duì)2 種雜草幼苗鮮質(zhì)量的影響均呈現(xiàn)出“低促高抑”的現(xiàn)象。白茅幼苗鮮質(zhì)量在0.02 g/mL處理組顯著高于對(duì)照78.23%（P＜0.05），在 0.06 g/mL處理組顯著低于對(duì)照37.19%（P＜0.05），在0.10 g/mL 處理組則完全被抑制。狗尾草幼苗鮮質(zhì)量在0.02 g/mL 處理組高于對(duì)照22.29%，在0.06 和0.10 g/mL 處理組分別低于對(duì)照17.80%和89.45%，并且各處理間存在顯著差異（P＜0.05）。

2.2.4 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草干質(zhì)量的影響

黃菊根際土浸提液對(duì)雜草干質(zhì)量的影響如圖7A 所示。由圖7A 可見，隨質(zhì)量濃度升高，根際土浸提液對(duì)2 種雜草干質(zhì)量的影響均呈現(xiàn)出促進(jìn)效果增強(qiáng)的現(xiàn)象。在0.06、0.10 g/mL 處理組中，白茅干質(zhì)量比對(duì)照顯著增加，分別增加了21.02%和29.94%（P＜0.05）；在0.02、0.06 和0.10 g/mL 處理組中，狗尾草干質(zhì)量分別增加了6.98%、37.21%和47.67%，在0.10 g/mL 處理組中其干質(zhì)量最大且與對(duì)照顯著差異（P＜0.05）。

黃菊莖葉浸提液對(duì)雜草干質(zhì)量的影響如圖7B所示。由圖7B 可見，隨質(zhì)量濃度升高，莖葉浸提液對(duì)2 種雜草干質(zhì)量的影響均表現(xiàn)為“低促高抑”。白茅干質(zhì)量在0.02 g/mL 處理組高出對(duì)照9.55%，在0.06 g/mL 處理組低于對(duì)照52.87%，且與對(duì)照顯著差異（P＜0.05）；狗尾草干質(zhì)量在0.02、0.06 g/mL 處理組分別高于對(duì)照23.26%和36.05%，在0.10 g/mL 處理組顯著低于對(duì)照75.57%（P＜0.05）。

圖6 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草鮮質(zhì)量的影響Fig.6 Effect of leaching solutions from C.morifolium stem-leaf and its rhizosphere soil on fresh mass of weeds

圖7 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草干質(zhì)量的影響Fig.7 Effect of leaching solutions from C.morifolium stem-leaf and its rhizosphere soil on dry mass of weeds

2.2.5 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草活力指數(shù)的影響

活力指數(shù)較發(fā)芽率能夠更確切地反映種子在當(dāng)前處理下的萌發(fā)整齊度和速度以及幼苗生長(zhǎng)的健壯潛勢(shì)[17]。黃菊根際土浸提液對(duì)雜草活力指數(shù)的影響如圖8A 所示。由圖8A 可見，根際土浸提液對(duì)白茅活力指數(shù)表現(xiàn)為促進(jìn)作用，在0.10 g/mL處理組中活力指數(shù)最大；對(duì)狗尾草活力指數(shù)表現(xiàn)為抑制作用，在0.06 g/mL 處理組中活力指數(shù)下降到最低，并與對(duì)照組差異顯著。黃菊莖葉浸提液對(duì)雜草活力指數(shù)的影響如圖8B所示。由圖8B可見，莖葉浸提液對(duì)2 種雜草均表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抑制效果，隨著莖葉浸提液質(zhì)量濃度升高到0.10 g/mL，白茅和狗尾草已無(wú)法萌發(fā)生長(zhǎng)。

圖8 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草活力指數(shù)的影響Fig.8 Effect of leaching solutions from C.morifolium stem-leaf and its rhizosphere soil on vigor index of weeds

2.3 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草的化感效應(yīng)評(píng)價(jià)

2.3.1 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草化感效應(yīng)指數(shù)的影響

化感效應(yīng)指數(shù)（Ir）可以用來(lái)衡量化感作用強(qiáng)度，正值為促進(jìn)作用，負(fù)值為抑制作用[16]。黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草的化感效應(yīng)指數(shù)見表1。由表1 可知，根際土浸提液處理下，在 0.02 g/mL 處理組中白茅發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)的Ir值大于或等于0，而在0.06、0.10 g/mL 處理組中3 個(gè)種子發(fā)芽指標(biāo)的Ir值均小于0，表現(xiàn)出抑制作用。根際土浸提液處理下，在各質(zhì)量濃度處理組中，狗尾草3 個(gè)種子發(fā)芽指標(biāo)Ir值均小于0，均表現(xiàn)為抑制作用。根據(jù)各處理組中各發(fā)芽指標(biāo)的Ir值可知，在種子萌發(fā)上，狗尾草受到的抑制作用比白茅強(qiáng)。在幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)上，各質(zhì)量濃度根際土浸提液對(duì)白茅均表現(xiàn)為促進(jìn)效果。白茅鮮質(zhì)量的Ir值隨根際土浸提液質(zhì)量濃度上升先升后降；根長(zhǎng)和干質(zhì)量的Ir值隨根際土浸提液質(zhì)量濃度上升呈升高趨勢(shì)，并在0.10 g/mL 處理組達(dá)到最大，分別為0.54、0.30；苗高的Ir值隨根際土浸提液質(zhì)量濃度上升逐漸降低。在根際土浸提液處理下，隨根際土浸提液質(zhì)量濃度上升，狗尾草根長(zhǎng)和干質(zhì)量的Ir值變化趨勢(shì)與白茅相同，在0.10 g/mL 處理組達(dá)到最大，分別為0.07 和0.49。可以看出，根際土浸提液對(duì)狗尾草干質(zhì)量促進(jìn)效果更強(qiáng)，對(duì)白茅的根長(zhǎng)促進(jìn)效果更強(qiáng)。各質(zhì)量濃度根際土浸提液對(duì)2 種雜草活力指數(shù)的Ir值的影響不同，對(duì)白茅表現(xiàn)為促進(jìn)作用，并且活力指數(shù)的Ir值在 0.10 g/mL 處理組達(dá)到最大（0.28），對(duì)狗尾草表現(xiàn)為抑制作用。

黃菊莖葉浸提液對(duì)2 種雜草種子的發(fā)芽指標(biāo)均表現(xiàn)出隨其質(zhì)量濃度升高抑制效果越強(qiáng)的現(xiàn)象，并在0.10 g/mL 處理組中完全抑制了白茅和狗尾草種子的萌發(fā)，發(fā)芽率的Ir值分別為-1.00、-0.97。各質(zhì)量濃度黃菊莖葉浸提液對(duì)2 種雜草幼苗的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均表現(xiàn)出“低促高抑”的現(xiàn)象。在 0.02 g/mL 處理組中，白茅鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的Ir值分別為0.78、0.10，狗尾草鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的Ir值分別為0.22、0.24，可以看出低質(zhì)量濃度的黃菊莖葉浸提液對(duì)白茅鮮質(zhì)量的促進(jìn)作用更強(qiáng)，對(duì)狗尾草干質(zhì)量的促進(jìn)作用更強(qiáng)。各質(zhì)量濃度黃菊莖葉浸提液對(duì)白茅苗高表現(xiàn)為“低促高抑”，對(duì)狗尾草苗高全部表現(xiàn)為抑制作用。在0.06 g/mL 處理組中，白茅和狗尾草苗高的|Ir|分別為0.30、0.10，說(shuō)明對(duì)白茅苗高的抑制效果更強(qiáng)。在0.02 g/mL 處理組中，白茅和狗尾草活力指數(shù)的Ir值分別為-0.06、-0.47，說(shuō)明低質(zhì)量濃度的黃菊莖葉浸提液對(duì)狗尾草幼苗活力指數(shù)的影響更大。但在 0.06 g/mL 處理組中，白茅和狗尾草活力指數(shù)的Ir值分別為-0.96、-0.80，說(shuō)明隨著黃菊莖葉浸提液質(zhì)量濃度升高，白茅幼苗更加敏感。

表1 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草的化感效應(yīng)指數(shù)Table 1 Allelopathic effect indexes of leaching solutions from C.morifolium stem-leaf and its rhizosphere soil on weeds

2.3.2 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草化感綜合效應(yīng)

為了綜合分析黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)2 種雜草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的化感效應(yīng)，根據(jù)發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、根長(zhǎng)和苗高8 個(gè)指標(biāo)的化感效應(yīng)指數(shù)，得出化感綜合效應(yīng)指數(shù)（表2）。隨著質(zhì)量濃度升高，根際土浸提液對(duì)白茅的促進(jìn)作用增強(qiáng)，在0.10 g/mL 處理組中達(dá)到最大值。而狗尾草在0.02 和0.06 g/mL 處理組中的化感綜合效應(yīng)指數(shù)相等，均表現(xiàn)為抑制。黃菊莖葉浸提液對(duì)白茅和狗尾草的化感綜合效應(yīng)均表現(xiàn)為隨其質(zhì)量濃度增加抑制增強(qiáng)。比較各質(zhì)量濃度處理中化感綜合效應(yīng)指數(shù)平均值的絕對(duì)值，可以看出莖葉浸提液對(duì)2 種雜草的化感強(qiáng)度均大于根際土浸提液，且整體表現(xiàn)為抑制作用。在各質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，2 種浸提液對(duì)白茅的影響強(qiáng)度均大于對(duì)狗尾草的影響強(qiáng)度。

表2 黃菊莖葉及其根際土浸提液對(duì)雜草的化感綜合效應(yīng)指數(shù)Table 2 Comprehensive allelopathic effect indexes of leaching solutions from C.morifolium stem-leaf and its rhizosphere soil on weeds

3 結(jié)論與討論

黃菊根際土和莖葉浸提液對(duì)白茅及狗尾草種子萌發(fā)均存在化感作用。低質(zhì)量濃度（≤ 0.02 g/mL）根際土浸提液對(duì)白茅種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)表現(xiàn)為促進(jìn)作用，高質(zhì)量濃度（≥ 0.06 g/mL）根際土浸提液對(duì)其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)表現(xiàn)為抑制作用；各質(zhì)量濃度根際土浸提液（≥0.02 g/mL）處理對(duì)狗尾草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均表現(xiàn)為抑制作用。黃菊莖葉浸提液對(duì)2 種雜草種子的萌發(fā)均表現(xiàn)為質(zhì)量濃度越高抑制作用越強(qiáng)，在0.10 g/mL 處理對(duì)白茅種子萌發(fā)的抑制率達(dá)到100%，狗尾草種子的萌發(fā)率較對(duì)照組顯著降低了78.33 百分點(diǎn)（P＜0.05）。

黃菊根際土和莖葉浸提液對(duì)白茅及狗尾草幼苗生長(zhǎng)均存在化感作用。各質(zhì)量濃度（0.02、0.06、0.10 g/mL）根際土浸提液對(duì)白茅幼苗的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、株高和根長(zhǎng)均表現(xiàn)出促進(jìn)作用。但白茅幼苗的鮮質(zhì)量隨根際土浸提液質(zhì)量濃度升高表現(xiàn)為先升后降的趨勢(shì)，并在0.06 g/mL 處理組中達(dá)到最大值，顯著高出對(duì)照80.11%（P＜0.05）。隨根際土浸提液質(zhì)量濃度增加，其對(duì)白茅幼苗的干質(zhì)量和根長(zhǎng)的促進(jìn)效果越強(qiáng)，在0.10 g/mL 處理組中干質(zhì)量和根長(zhǎng)達(dá)到最大值，分別顯著高出對(duì)照29.94%和53.74%（P＜0.05）。根際土浸提液對(duì)白茅苗高的影響表現(xiàn)為隨其質(zhì)量濃度增加促進(jìn)作用減弱，在0.02 g/mL 處理組中達(dá)到最大，高出對(duì)照13.88%。各質(zhì)量濃度（0.02、0.06、0.10 g/mL） 根際土浸提液對(duì)狗尾草的干質(zhì)量和根長(zhǎng)的作用表現(xiàn)為隨其質(zhì)量濃度增大促進(jìn)作用越強(qiáng)，在0.10 g/mL 處理組達(dá)到最大，狗尾草的干質(zhì)量和根長(zhǎng)分別高出對(duì)照47.67%（P＜0.05）和6.59%，而其對(duì)狗尾草的鮮質(zhì)量和苗高的作用表現(xiàn)為低質(zhì)量濃度抑制、高質(zhì)量濃度促進(jìn)。黃菊莖葉浸提液對(duì)白茅幼苗的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和苗高均表現(xiàn)為低質(zhì)量濃度（≤ 0.02 g/mL）促進(jìn)、高質(zhì)量濃度（≥0.06 g/mL）抑制，白茅幼苗的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和苗高在0.02 g/mL 處理組分別高出對(duì)照78.23%（P＜0.05）、9.55%和26.27%（P＜0.05），但其對(duì)白茅根長(zhǎng)的影響表現(xiàn)為質(zhì)量濃度越高抑制作用越強(qiáng)，并在0.10 g/mL 處理組中完全抑制其生長(zhǎng)。黃菊浸提液對(duì)狗尾草幼苗鮮質(zhì)量的影響表現(xiàn)為低質(zhì)量濃度（≤ 0.02 g/mL）促進(jìn)、高質(zhì)量濃度（≥0.06 g/mL）抑制，并在0.02 g/mL 處理組高出對(duì)照22.29%，其對(duì)狗尾草幼苗的干質(zhì)量的影響表現(xiàn)為低質(zhì)量濃度（≤ 0.06 g/mL）促進(jìn)、高質(zhì)量濃度（≥0.10 g/mL） 抑制，并在0.06 g/mL 處理組中高出對(duì)照36.05%，其對(duì)狗尾草苗高和根長(zhǎng)的影響均表現(xiàn)為質(zhì)量濃度越高抑制作用越強(qiáng)，分別較對(duì)照顯著降低了78.78%和99.06%（P＜0.05）。黃菊莖葉浸提液的化感強(qiáng)度大于根際土浸提液，二者的化感綜合效應(yīng)均表現(xiàn)為抑制效果。

近年來(lái)，隨著人們生態(tài)文明意識(shí)的提高，更加注重農(nóng)林業(yè)的生態(tài)經(jīng)營(yíng)理念。油茶為我國(guó)特有的木本油料生態(tài)經(jīng)濟(jì)樹種，其產(chǎn)業(yè)被賦予了新的活力。但由于種植環(huán)境的影響，油茶林經(jīng)營(yíng)管理中耗費(fèi)的經(jīng)濟(jì)、人力成本高，附加產(chǎn)值低，普遍存在粗放式管理。為解決此類問(wèn)題，目前有較多有關(guān)油茶林下間作的研究報(bào)道，如間作花生、大豆、馬鈴薯、金銀花、迷迭香等[18-19]，以及有關(guān)油茶林生草栽培的研究報(bào)道，如百喜草、黑麥草、鼠茅草等[20-21]。間作黃菊有以下優(yōu)點(diǎn)：一是具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值和藥用價(jià)值；二是控制雜草密度，降低與栽培樹種的競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度；三是花期與油茶相近，吸引昆蟲，存在提高授粉率的可能。在油茶幼林林下間作黃菊不僅可以降低雜草密度，提高土地資源利用率，節(jié)省人工管理，減少化學(xué)藥劑的使用，還能提高經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出。

本試驗(yàn)中，黃菊莖葉浸提液（0.02、0.06、 0.10 g/mL）對(duì)白茅和狗尾草的種子萌發(fā)及根長(zhǎng)呈現(xiàn)出其質(zhì)量濃度越高抑制效果越強(qiáng)的趨勢(shì)，與代磊等[22]研究黃頂菊浸提液（0.02 ～0.08 g/mL） 對(duì)生菜、春菜和芥蘭種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響得出的結(jié)論一致，0.08 g/mL 黃頂菊浸提液對(duì)3 種植物根長(zhǎng)的抑制率達(dá)到95%以上。本試驗(yàn)結(jié)果表明，2 種雜草的種子活力指數(shù)隨黃菊莖葉浸提液質(zhì)量濃度升高而不斷降低，與田學(xué)軍等[23]研究腫柄菊對(duì)三葉鬼針草的化感作用的所得結(jié)論一致。本試驗(yàn)中，0.1 ～0.2 g/mL 黃菊莖葉浸提液完全抑制雜草根系的生長(zhǎng)，與陳業(yè)兵[13]用銀膠菊葉浸提液處理馬唐和稗草所得結(jié)論一致，同時(shí)黃菊莖葉浸提液對(duì)狗尾草苗高的影響也與銀膠菊葉浸提液對(duì)苗高的影響一致。各質(zhì)量濃度黃菊莖葉浸提液對(duì)白茅苗高的影響表現(xiàn)為“低促高抑”，與陳瑞等[24]用菊芋浸提液處理稗草得到的結(jié)果一致，胡凱茜等[25]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)一定濃度的菊科紫莖澤蘭浸提液可以對(duì)一些植物的生長(zhǎng)表現(xiàn)出促進(jìn)作用。浸提液對(duì)根和芽表現(xiàn)出不同的影響，可能是因?yàn)楦抵苯咏佑|浸提液，所以表現(xiàn)更加敏感，隨著浸提液濃度增加，根系受到強(qiáng)烈抑制，無(wú)法供給芽苗充分的營(yíng)養(yǎng)[26]。幼苗的成活及生長(zhǎng)發(fā)育與種群的生存及空間分布密切相關(guān)[27]。從黃菊莖葉對(duì)雜草的化感效應(yīng)強(qiáng)度可以看出，黃菊可以對(duì)雜草群落產(chǎn)生影響。根際土本身包含著復(fù)雜的成分，可能包含腐解的細(xì)根、根系分泌物、莖葉淋溶物質(zhì)、微生物分泌物等。根際土浸提液對(duì)2 種雜草幼苗及根系生長(zhǎng)均表現(xiàn)出促進(jìn)作用，與黃翔杰等[28]得出的低濃度 0.05 mmol/L 野菊根系分泌物對(duì)油菜鮮質(zhì)量、根長(zhǎng)和苗高均有極顯著促進(jìn)作用的結(jié)果一致，但該濃度下其對(duì)生菜、萵苣表現(xiàn)出抑制效果，說(shuō)明化感是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，與化感部位、濃度和受體均有較大關(guān)系。本試驗(yàn)結(jié)果表明，0.06 g/mL 根際土浸提液對(duì)狗尾草和白茅萌發(fā)的抑制作用達(dá)到最大。

在自然條件下，有些化感物質(zhì)可以直接對(duì)受體產(chǎn)生影響，而有些化感成分須積累才能逐漸起到效果。所以，在無(wú)參考指標(biāo)的情況下直接進(jìn)行大田試驗(yàn)，對(duì)間作密度及與樹體的距離難以把控，無(wú)法起到抑制雜草、促進(jìn)樹體的雙重效果。當(dāng)然，大田試驗(yàn)結(jié)果與理論還存在較多不同，例如在少雨干燥的地方，需雨水淋溶的化感物質(zhì)進(jìn)入自然界的量就會(huì)減少。因此，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)探究黃菊在油茶林下間作的最適密度。另外，由于黃菊和油茶處于不同生態(tài)位，其揮發(fā)性化感作用也有待研究。