苦瓜对8种蔬菜的化感作用

苗 朔 敖 苏 颜仕龙袁 洋朱朝华*范志伟

（1海南大学环境与植物保护学院，海南海口 570228；2中国热带农业科学院环境与植物保护研究所，海南海口571101；3海南出入境检验检疫局，海南海口 570311；4海南省气象局，海南海口 570203）

苦瓜对8种蔬菜的化感作用

苗 朔1，2☆ 敖 苏1，2，3☆ 颜仕龙4袁 洋1朱朝华1*范志伟2*

（1海南大学环境与植物保护学院，海南海口 570228；2中国热带农业科学院环境与植物保护研究所，海南海口571101；3海南出入境检验检疫局，海南海口 570311；4海南省气象局，海南海口 570203）

以8种海南主要栽培的蔬菜为受体，采用室内生测法研究苦瓜（Momordica charantia L.）茎叶水浸提液对其化感作用。结果表明：苦瓜茎叶水浸提液对8种受体植物的种子萌发和幼苗生长均有一定的化感效应，且化感作用方式和强度在受体间及指标间存在显著差异；化感作用综合效应的平均值大小顺序为：辣椒＞黄瓜＞豇豆＞菜豆＞萝卜＞樱桃番茄＞胡萝卜＞番茄。试验结果为建立合理的栽培制度提供了理论和试验依据。

苦瓜；化感作用；种子萌发；幼苗生长

海南冬季气温高，昼夜温差大，适宜发展冬季瓜菜，是我国冬季南菜北运和出口的主要产地（林先山和赵兴美，2007）。苦瓜（Momordica charantia L.）喜温喜强光，是海南冬季瓜菜的主要品种，经济价值极高，在海南栽培面积逐年扩大。

化感作用即一个植物通过向环境释放化学物质而对另一个植物（包括微生物）所产生的直接或间接的抑制或促进作用（侯永侠 等，2008）。几乎所有的植物都或多或少地有化感物质产生，会产生不同程度的化感作用（张小红和赵依杰，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种作用类型。在农业生态系统中充分利用化感物质的正效应，避免负效应，对于建立可持续农业体系具有重要作用，因而被认为是一项重要的生态农业技术（林文雄 等，2007）。近年来国内外许多学者通过利用不同植物间的正相互作用进行混作、间作、套作，建立植物有益组合（王建花 等，2013）。目前，利用苦瓜化感作用来筛选适宜轮作或间套作植物的相关研究鲜有报道，本试验以苦瓜为供体，探讨其对8种海南常见栽培蔬菜的化感效应，以期为建立合理的种植模式提供参考依据。

1 材料与方法

1.1试验材料

供体植物苦瓜茎叶采自海南省屯昌枫木镇苦瓜基地，将采收后的新鲜苦瓜茎叶阴干备用。受体植物为8种海南主要栽培的蔬菜，萝卜品种为五洲短叶13早萝卜，胡萝卜品种为强坤新五寸人参透心红，黄瓜品种为津春4号，番茄品种为满天红2304，豇豆品种为五洲丰产1号油白豆角，菜豆品种为双青35号玉豆，樱桃番茄品种为亚蔬6号，辣椒品种为海椒309。种子均购于海口市种子公司。

1.2试验方法

1.2.1 浸提液的配制 将苦瓜茎叶粉碎后称取20 g放入锥形瓶中，加蒸馏水200 mL，放入（20±1）℃、160 r·min-1的振荡培养箱中振荡浸泡48 h，用4层纱布过滤2次后，再用 0.2μm孔径47 mm 直径的微孔滤膜抽滤，即得100 mg·mL-1母液。用蒸馏水稀释后得到2.5、5.0、10.0、20.0、40.0 mg·mL-15个浓度的浸提液，保存在4℃冰箱中备用（卢向荣 等，2013）。

1.2.2 试验设计 种子萌发试验：种子消毒（75%医用酒精浸泡3 min）后，选取饱满度和大小基本一致的种子放入垫有双层灭菌滤纸的灭菌培养皿中，每皿30 粒种子，分别加入 5 mL不同浓度的浸提液。以加蒸馏水为对照（CK），每个处理设3次重复。放入白天和黑夜时段分别设定为温度25 ℃、湿度70%、光照4 000 lx（12 h）和温度15 ℃、湿度80%、光照0（12 h）的人工气候箱中培养，每天适当补充相应浓度的浸提液以保持滤纸湿润。每天记录发芽种子数，7 d后结束试验。

幼苗生长试验：将消毒后的种子在人工气候箱中培养至刚刚露白。在直径9 cm 的培养皿中垫2张滤纸，然后加入不同浓度的浸提液10 mL，充分润湿滤纸，每皿均匀地摆20粒已露白的受体植物种子，重复次数和培养条件与种子萌发试验相同。试验过程中每天适当补充相应浓度的浸提液，使滤纸保持湿润，7 d后移出幼苗，测量幼苗茎长和根长，并分别称量茎和根的质量，取平均值。

1.3指标测定

发芽率=（发芽种子数/供试种子数）×100%

发芽势=（第3天发芽种子数/供试种子数）×100%

种子萌发和幼苗生长的化感效应敏感指数（RI）的计算方法：

RI= 1- C/T（T≥C）或RI= T/C - 1（T＜C）

式中，C为对照，T为处理值；RI＞0为促进作用，RI＜0为抑制作用，其绝对值大小反映化感作用的强弱（田学军 等，2015）。

化感综合效应（synthesis effects，SE）为各项化感效应敏感指数的算术平均值（曹慕岚，2015）。

1.4数据分析

采用SPSS数据处理系统对结果进行方差分析，用Excel软件制图。

2 结果与分析

2.1苦瓜茎叶水浸提液对8种受体植物种子萌发的影响

由表1可见，所有浓度的浸提液对胡萝卜和樱桃番茄种子的发芽率都表现出抑制作用；中低浓度（2.5、5.0 mg·mL-1和10.0 mg·mL-1）的浸提液对黄瓜种子的发芽率表现出促进作用，而高浓度（20.0 mg·mL-1和40.0 mg·mL-1）的浸提液对黄瓜种子的发芽率则表现出抑制作用；除40.0 mg·mL-1浓度外，其他浓度的浸提液对辣椒种子的发芽率都表现出极显著的促进作用。

表1 苦瓜茎叶水浸提液对受体植物种子萌发的影响

所有浓度的浸提液对胡萝卜和番茄种子的发芽势都表现出抑制作用，40.0 mg·mL-1浓度下番茄种子的发芽势为0；中低浓度（2.5、5.0 mg·mL-1和10.0 mg·mL-1）的浸提液对辣椒种子的发芽势表现出促进作用，而高浓度（20.0 mg·mL-1和40.0 mg·mL-1）的浸提液对辣椒种子的发芽势则表现出抑制作用。

2.2苦瓜茎叶水浸提液对8种受体植物幼苗生长的影响

由图1可知，不同浓度的苦瓜茎叶水浸提液对萝卜、黄瓜、樱桃番茄和辣椒幼苗茎的生长表现出促进作用；随浸提液浓度增大，胡萝卜和菜豆幼苗茎长不断减小，与对照相比，20.0 mg·mL-1和40.0 mg·mL-1的浸提液对这2种受体幼苗茎长表现出极显著的抑制作用；5.0 mg·mL-1和10.0 mg·mL-1的浸提液对番茄幼苗茎长表现出促进作用，而其他浓度对番茄幼苗茎长则表现出极显著的抑制作用，且40.0 mg·mL-1浓度处理下幼苗已无法生长。

图1 苦瓜茎叶水浸提液对受体植物幼苗茎长的影响

图2 苦瓜茎叶水浸提液对受体植物幼苗根长的影响

由图2可见，不同浓度的苦瓜茎叶水浸提液对萝卜、胡萝卜的根长都表现出抑制作用，幼苗根长随浸提液浓度增大而不断减小，表现出“剂量效应”；所有浓度的浸提液对豇豆和菜豆幼苗的根长都表现出促进作用。

由表2可知，萝卜幼苗的茎质量随苦瓜茎叶水浸提液的浓度增大而增加，胡萝卜幼苗的茎质量随浸提液的浓度增大而不断减小；不同浓度的浸提液对黄瓜、豇豆和辣椒幼苗茎质量均表现出促进作用。萝卜幼苗的根质量随苦瓜茎叶水浸提液的浓度增大而增加；不同浓度的浸提液对胡萝卜和番茄幼苗的根质量都表现出抑制作用，而对豇豆和菜豆幼苗的根质量则表现出促进作用。

2.3苦瓜对8种植物的化感综合效应

由图3可知，不同浓度的苦瓜茎叶水浸提液对胡萝卜和番茄的化感作用都表现出抑制作用，而对黄瓜、豇豆和辣椒的化感作用都表现出促进作用。2.5 mg·mL-1的浸提液对萝卜的化感作用表现出抑制作用，40.0 mg·mL-1的浸提液对菜豆的化感作用表现出抑制作用。

表2 苦瓜茎叶水浸提液对受体植物幼苗茎质量和根质量的影响

图3 苦瓜茎叶水浸提液对受体植物的化感作用

表3 苦瓜对8种受体植物化感综合效应平均值

由表3可知，苦瓜对胡萝卜和番茄的化感综合效应平均值为负值，对其他6种受体植物的化感综合效应平均值均为正值，平均值大小顺序为：辣椒＞黄瓜＞豇豆＞菜豆＞萝卜＞樱桃番茄＞胡萝卜＞番茄。

3 结论与讨论

胡新燕等（2015）结合徐淮地区的条件，探索出设施苦瓜—辣椒轮作的高产高效种植模式，袁子鸿等（2010）、余席茂等（2011）和潘玖琴等（2013）报道了辣椒和苦瓜套种的栽培模式。本试验中，苦瓜茎叶水浸提液对辣椒的化感综合效应平均值最大，说明对辣椒的促进作用最大，进一步验证了苦瓜与辣椒轮作或套作的合理性。Singh和Sunaina（2014）研究发现苦瓜叶片水浸提液对菩萨红宝石番茄幼苗的化感作用表现出抑制作用，本试验中苦瓜对满天红2304番茄的化感综合效应平均值为负值，与作用于亚蔬6号樱桃番茄的化感效应相反，这说明供体植物对受体植物种内不同品种的化感作用是不相同的（赖荣泉 等，2010；张子龙等，2014），存在基因型差异（常凯丽 等，2016）。所有浓度的浸提液对胡萝卜的化感综合效应均为负值，说明苦瓜对胡萝卜表现出明显的化感抑制作用。

另外，由于海南独特的气候条件和市场需求，近年来海南省政府对农业结构进行了调整，大力发展冬季瓜菜，冬季瓜菜大部分发展到稻田种植，稻田复种方式已转变为“稻—稻—菜”或者“稻—菜”。稻菜轮作既可缓解蔬菜等高效益作物与水稻争地的矛盾，又可以解决因蔬菜连作而导致的农药化肥和塑料薄膜大量使用的难题，达到化肥农药减施及全程减排的目的，而本试验中的8种受体植物均为蔬菜，尚未涉及苦瓜对水稻的化感作用，今后可开展这方面的研究。

综上可知，苦瓜茎叶水浸提液对8种受体植物均有一定的化感效应，但同一浓度浸提液处理下的不同受体植物种子萌发和幼苗生长的化感效应是不一样的，在实际生产中应根据“利用化感作用的正向促进效应，避免负向抑制效应”原则，合理安排种植模式。本试验仅为室内生测试验结果，在复杂的自然环境中，特别是在土壤微生物作用下能否产生相同的化感效应有待进一步研究。

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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*，FAN 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

☆同等贡献作者

苗朔，本科，专业方向：植物保护（农药方向），E-mail：825316506@ qq.com；敖苏，硕士研究生，农艺师，专业方向：杂草科学与植物化感作用，E-mail：guaixiaxia1@163.com

*通讯作者（Corresponding authors）：朱朝华，副教授，硕士生导师，专业方向：农药学、杂草学和植物化感作用，E-mail：zch200518@ 21cn.com；范志伟，博士，博士生导师，研究员，专业方向：入侵植物与杂草综合治理，E-mail：fanweed@163.com

2016-08-30；接受日期：2016-12-16

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（2016 hzs1J022，2016 hzs1J012），海南省自然科学基金项目（314175，312096），海南省应用技术研发与示范推广专项（ZDXM2014020），海南省重大科技项目（ZDZX2013019），农业部热带作物有害生物综合治理重点实验室开放课题（MACKL0908）

致谢：海南大学环境与植物保护学院2012级本科学生唐尾满、牛晓旭、董伟净和蓝艳芳在本试验中提供了帮助，在此一并表示感谢！