银胶菊对苘麻化感作用初步研究

陈业兵， 刘伟堂， 李增梅， 邓立刚， 董 崭

(1.山东省农业科学院中心实验室，山东济南 250100； 2.山东农业大学植物保护学院，山东泰安 271018)

银胶菊对苘麻化感作用初步研究

陈业兵1， 刘伟堂2， 李增梅1， 邓立刚1， 董 崭1

(1.山东省农业科学院中心实验室，山东济南 250100； 2.山东农业大学植物保护学院，山东泰安 271018)

通过室内培养皿法，研究了银胶菊水浸提液对苘麻种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明，根、茎、叶、花水浸提液的化感作用强度存在差异，花、叶水浸提液对苘麻的化感抑制强度高于根、茎，且抑制强度随处理浓度的升高而增强；在20%浓度下，花、叶水浸提液完全抑制苘麻幼苗生长，对苘麻种子萌发的抑制率分别为91.9%、78.4%。

银胶菊；水浸提液；苘麻；化感作用

化感作用是指植物或微生物通过向环境中释放一些特殊的化学物质而对其他植物或微生物产生直接或间接的、有益或有害的作用[1]。深入研究化感作用对认识入侵植物的危害性及入侵机制、生物除草和新型农药的开发具有重要意义[2-3]。

银胶菊(PartheniumhysterophorusL.)传入我国后，因适应环境，成为入侵植物。国内外学者研究发现，银胶菊具有很强的化感潜力，可以导致苔麸[Eragrostistef(Zucc. ) Trotter]减产，抑制萝卜种子萌发和幼苗生长，给农业生产造成了严重危害[4-6]。目前，国内外有关银胶菊对农田杂草的化感作用研究较少。本试验以农田杂草苘麻为受体，研究了银胶菊对受体种子萌发和幼苗生长的影响，以期明确银胶菊不同组织部位间的化感潜力，为进一步研究和利用银胶菊植物资源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供体植物银胶菊(PartheniumhysterophorusL.)采自山东省临沂市莒南县，受体植物苘麻(AbutilontheophrastiMedic.)采自山东省泰安市郊区。

1.2 水浸提液的制备

参考颜桂军等的方法[7]。将100 g银胶菊新鲜叶片组织放入2.5 L的广口瓶中，按质量比1 ∶5加入蒸馏水，常温下浸泡48 h，所得浸提液经抽滤后，得母液，浓度记为20%(相当于0. 2 g/mL鲜重叶水提取物)，4 ℃冷藏待用。加入蒸馏水分别稀释成5%和10%。以5%、10%、20% 3个浓度供室内培养皿生物测定及相关生理指标测定用，以蒸馏水为对照。银胶菊根、茎、花的水浸提液制备同上。

1.3 试验方法

参考Bagavathy等的方法[8]。在进行种子发芽试验之前，由于苘麻种子皮较厚，先将种子放入 80 ℃ 的热水中(自然降温至恒温25 ℃)浸泡6 h，然后用0.5%HgCl2水溶液消毒5 min，再用无菌水冲洗多次。在直径为9 cm的培养皿里，垫上2层滤纸，以上述配制的待测液为处理液，以蒸馏水为对照，每皿加入苘麻种子15粒，4次重复，28 ℃下暗培养，3 d 后调查苘麻发芽情况。在进行幼苗生长试验前，对苘麻种子进行催芽。在直径为9 cm的培养皿里，垫上2层滤纸，以上述配制的待测液为处理液，以蒸馏水为对照，3次重复，选取10粒饱满均一的刚露白苘麻种子，均匀放到滤纸上，28 ℃下暗培养，3 d后调查苘麻根长、芽长、鲜重情况。

1.4 数据统计方法

抑制率计算公式[9]：

抑制率=(1-处理/对照)×100%。

化感效应指数(RI)[10]：RI=1-C/T(当T≥C时)或RI=T/C-1(当T0表示促进作用，RI<0表示抑制作用，绝对值的大小与作用强度一致。

2 结果与分析

2.1 对苘麻发芽率的影响

从图1可以看出，根、茎、叶、花水浸提液均抑制苘麻种子萌发，化感抑制强度随着处理浓度的升高而增强，呈现化感作用的浓度效应。花、叶水浸提液抑制苘麻种子萌发的化感强度高于根、茎，在5%、10%、20%浓度下，对苘麻种子萌发的抑制率分别为45.9%、67.6%、91.9%和32.4%、51.4%、78.4%，RI值分别为-0.46、-0.68、-0.92和-0.32、-0.51、-0.78。

2.2 对苘麻幼苗生长的影响

从图2可以看出，根、茎、叶、花水浸提液抑制苘麻幼苗生长(除在5%浓度下，根水浸提液对苘麻芽长有轻微促进作用外)，化感抑制强度随着处理浓度的升高而增强，呈现化感作用的浓度效应。花、叶水浸提液抑制苘麻幼苗生长的化感强度高于根、茎，在5%、10%、20%浓度下，花水浸提液对苘麻根长、芽长、鲜重的抑制率分别为94.3%、100.0%、100.0%，92.4%、100.0%、100.0%和89.9%、100.0%、100.0%，叶水浸提液对苘麻根长、芽长、鲜重的抑制率分别为52.3%、80.8%、91.8%，48.7%、73.0%、88.2%和47.4%、65.2%、85.2%。

3 讨论

化感物质必须是经自然途径进入环境的化学物质，在自然状态下，只有水才能将植物组织中的化学物质淋溶出来[11]，因而本试验以水为浸提剂，测定了银胶菊不同组织部位水浸提液对苘麻的化感作用。测定结果显示，银胶菊根、茎、叶、花水浸提液对苘麻的化感作用强度存在差异，花、叶水浸提液对苘麻的化感抑制强度高于根、茎，这与Pandey等的研究结果[12-13]一致。在高处理浓度下，银胶菊花、叶水浸提液显著抑制苘麻种子萌发和幼苗生长，表明花、叶中含有抑制植物生长的化感物质，但在自然界中银胶菊如何将花和叶中的化感活性物质释放出来还需进一步研究。

本研究初步判定银胶菊化感抑制物质主要存在于花和叶中。虽然银胶菊的生物量很大，但在自然条件下，化感物质的释放与积累受到很多环境条件的限制，如降水量、土壤微生物对化感物质的降解代谢等。因而，银胶菊在自然群落中对临近植物的化感作用效果与程度如何，仍需进一步研究。

[1]Rice E L. Allelopathy[M]. 2nd ed. New York：Academic Press，1984.

[2]Chon S U，Kim Y M，Lee J C. Herbicidal potential and quantification of causative allelochemicals from several Compositae weeds[J]. Weed Research，2003，43(6)：444-450.

[3]Aldrich R J，马晓渊. 化感作用与杂草治理[J]. 杂草科学，2011，39(4)：63-66.

[4]Tefera T. Allelopathic effects of Parthenium hysterophorus extracts on seed germination and seedling growth ofEragrostistef[J]. Journal of Agronomy and Crop Science，2002，188(5)：306-310.

[5]陈业兵，王金信，彭学岗，等. 银胶菊的花与叶对苘麻化感作用联合测定[J]. 杂草科学，2008，4(2)：33-34.

[6]Batish D R，Singh H P，Pandher J K，et al. Phytotoxic effect ofPartheniumresidues on the selected soil properties and growth of chickpea and radish[J]. Weed Biology and Management，2002，2(2)：73-78.

[7]颜桂军，朱朝华，骆焱平，等. 胡椒、芒果和黄皮的化感作用潜力[J]. 应用生态学报，2006，17(9)：1633-1636.

[8]Bagavathy S，Xavierg S A. Effects of aqueous extract ofEucalyptusglobuluson germination and seedling growth of sorghum[J]. Allelopathy Journal，2007，20(2)：395-402.

[9]沈慧敏，郭鸿儒，黄高宝. 不同植物对小麦、黄瓜和萝卜幼苗化感作用潜力的初步评价[J]. 应用生态学报，2005，16(4)：740-743.

[10]廖周瑜，赵则海，侯玉平，等. 五爪金龙凋落叶腐解物的化感潜力研究[J]. 生态环境，2007，16(4)：1249-1252.

[11]孔垂华. 植物化感作用研究中应注意的问题[J]. 应用生态学报，1998，9(3)：109-113.

[12]Pandey D K，Kauraw L P，Bhan V M. Inhibitory effect of Parthenium (PartheniumhysterophorusL.)residue on growth of water hyacinth (EichhorniacrassipesMart Solms.)：Ⅱ.Relative effect of flower，leaf，stem，and root residue[J]. Journal of Chemival Ecology，1993，19(11)：2663-2670.

[13]Ravinder K K，Batish D R，Singh H P，et al. Status，invasiveness and environmental threats of three tropical American invasive weeds (PartheniumhysterophorusL.，AgeratumconyzoidesL.，LantanacamaraL.) in India[J]. Biological Invasions，2006，8(7)：1501-1510.

PreliminaryStudyonAllelopathicEffectsofPartheniumhysterophorusonAbutilontheophrasti.

CHEN Ye-bing1， LIU Wei-tang2， LI Zeng-mei1， DENG Li-gang1， DONG Zhan1

(1.Central Laboratory，Shandong Academy of Agricultural Sciences，Ji’nan 250100，China；2.College of Plant Protection，Shandong Agricultural University，Taian 271018，China)

The allelopathic effects of an aqueous extract ofPartheniumhysterophoruson the germination and seedling growth ofAbutilontheophrastiwere studied using an indoor Petri dish bioassay method.Aqueous extracts of roots，stems，leaves and flowers had differential allelopathic effects，the flower and leaf extracts were substantially more inhibitory onA.theophrastithan root and stem extracts，with the effect being stronger as the concentration of the extract increased.Seedling growth ofA.theophrasticompletely stopped at 20% concentration of aqueous extracts from flowers and leaves，which also suppressed germination forA.theophrastiby 92% and 78%，respectively.

Partheniumhysterophorus；aqueous extract；Abutilontheophrasti；allelopathy

S451

A

1003-935X(2013)02-0042-03

陈业兵，刘伟堂，李增梅，等. 银胶菊对苘麻化感作用初步研究[J]. 杂草科学，2013，31(2)：42-44.

2013-04-28

山东省自然科学基金(编号：ZR2011CQ019)。

陈业兵(1982—)，男，山东淄博人，博士，助理研究员，主要从事植物化感作用研究。E-mail：yebing416@163.com。