恶性入侵植物土荆芥浸提液对大豆种子的化感作用研究

张爽 张丽辉 吴妮妮

摘 要：采用单因子试验方法，以土荆芥植株的浸提液对大豆种子进行处理，探讨土荆芥浸提液对大豆种子萌发及其化感作用。结果表明：随着土荆芥浸提液浓度的增加，大豆种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均显著降低。不同浓度土荆芥浸提液对大豆种子发芽进程有明显影响，随着浸提液浓度的增加，大豆种子首日发芽数减少，达到发芽高峰的天数延迟，达到发芽高峰当天的发芽数下降，过程曲线图由急升急降逐渐变缓。不同浓度土荆芥浸提液处理对大豆种子萌发表现为化感抑制效应，且低浓度抑制作用较小，随浓度增加，抑制作用增强。

关键词：土荆芥；浸提液；大豆；萌发；化感作用

文章编号： 1005-2690（2018）04-0095-03 中图分类号： S565.1 文献标志码： B

土荊芥（Chenopodium ambrosioides L.）为藜科藜属一年生或多年生草本植物，原产于热带美洲，现广泛分布于我国上海、江西、广东、浙江、海南等地区，并有可能进一步扩散[1]。土荆芥在我国南方发生量大、危害重，属于区域性恶性杂草，已被列入我国《第二批外来入侵植物名单[2]。土荆芥化感作用强、生态适应性广，常形成单优群落，抑制其他植物的生长[3，4]。因此，土荆芥破坏了入侵地的生态系统结构和功能，降低了生物多样性，影响了农作物的生长和发育，造成农作物减产[5]。大豆是我国重要的粮油兼用作物，土荆芥已发生于大豆田，并对大豆生产构成严重威胁。

作为一种恶性入侵杂草，目前对土荆芥的研究主要集中在生物学、生态学、化学成分、化感作用等方面[6～9]，对化感作用的研究仅关注了分子标记、代谢组学[10，11]等，而对土荆芥入侵后对本地植物种子萌发速度和幼苗生长特性的研究报道较少[12]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供体土荆芥植株地上部分采集于四川绵阳市农田旁。受体材料为大豆种子，购自长春市蔬菜种子供应站。

1.2 试验方法

1.2.1 土荆芥浸提液的制备

2017年6月下旬，选择典型的土荆芥单优群落，所采植株高度70～90 cm，且无病虫害。将植株带回室内冲洗、晾干，并用粉碎机粉碎至0.08 mm粒径备用。称取100 g土荆芥粉末倒入锥形瓶中，加入1 000 mL蒸馏水浸泡48 h（每隔12 h用玻璃棒搅动1次），用布氏漏斗过滤，得到0.1 g/mL的土荆芥浸提液。将该浸提液用蒸馏水稀释成0.025 g/mL、0.05 g/mL、0.075 g/mL，4 ℃保存，备用。

1.2.2 种子萌发试验

挑选大小一致且籽粒饱满的大豆种子，用0.1% HgCl2消毒后，将其置于铺有双层滤纸的培养皿（d=9 cm）中，每皿50粒，播种间隔一致。然后在培养皿中分别加入20 mL不同浓度浸提液，以蒸馏水作为对照，每个处理重复3次，于光照16 h/25 ℃和黑暗8 h/15 ℃条件下的光照培养箱中进行萌发试验，每天定时更换处理液以保证溶液浓度不变。以胚根长度等于自身长度1/2视为发芽，每天记录种子发芽情况，直至连续3 d无新增加发芽数为止。发芽结束后，随机选取每个处理的大豆种子30株，用直尺和电子天平分别测量胚根重、胚芽重。

1.2.3 参数计算

每天记录培养皿中总的发芽数，第3天计算发芽势，第8天计算发芽率，并计算发芽速率及萌发指数。采用化感效应指数（RI）进行评价，RI=1-C/T（T>C）或RI=T/C-1（T1.3 数据分析

采用SPSS 13.0和Excel 2003处理软件对数据进行统计分析和做图。用Duncan进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同浓度土荆芥浸提液对大豆种子萌发进程的影响

从图1可以看出，除了0.075 g/mL浸提液处理外，对照及其他处理第2天已经开始发芽，但不同处理大豆种子发芽进程不同。对照第2天、第3天发芽数分别为22.33、19粒，随后每天发芽数快速下降，至第9天发芽数下降为0，呈现出骤降的趋势。0.025 g/mL浸提液处理第2天15.33粒，第3天开始缓慢上升，为20粒，随后每天发芽数较快下降，第7天时已降至0.33粒，下降的趋势较对照缓和。0.05 g/mL浸提液处理第2天发芽数为4.3粒，第3天发芽数缓慢增加，至第7天发芽数达到5.7粒，此后每天发芽数缓慢下降，第9天下降至0，急升急降的趋势较其他处理缓和。0.075 g/mL浸提液处理第2天发芽数为0.33粒，第3天达到一个小的高峰，为0.67粒，第4天没有发芽，第5天发芽数增加为0.33粒，此后发芽数降为0。

2.2 不同浓度土荆芥浸提液对大豆种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数的影响

随着土荆芥浸提液浓度的增加，大豆种子的发芽率逐渐降低（图2）。

各浓度浸提液处理下的大豆种子发芽率与对照间均存在显著差异（P<0.05），在浓度为0.025 g/mL、0.05 g/mL、0.075 g/mL浸提液处理下，种子发芽率随处理浓度增大而下降，与对照相比，分别减少了4.8%、63.19%、97.92%。不同处理间的差异也达到显著差异（P<0.05）。

发芽势代表种子发芽的整齐程度，大豆种子的发芽势随浸提液浓度的增加而降低。各浓度梯度下，大豆种子的发芽势与对照间均存在显著差异（P<0.05），在浓度为0.025 g/mL、0.05 g/mL、0.075 g/mL浸提液处理下，种子发芽势随处理浓度增大而呈现下降趋势，与对照相比，分别减少了15%、66.43%、98.57%。且不同处理间均存在显著差异（P<0.05）。

随着土荆芥浸提液浓度的增大，大豆种子的发芽指数与活力指数均降低，各处理间差异显著（P<0.05）。

2.3 不同浓度浸提液对大豆种子萌发的化感效应

化感效应指数是衡量化感作用强度的重要指标。由图3可以看出，不同浓度土荆芥浸提液对大豆种子萌发的化感效应指数均为负值，所以土荆芥的化感效应均为抑制作用。在相同时间内，随着土荆芥浸提液浓度的增加，大豆种子萌发的化感效应指数逐渐降低。在相同浓度浸提液处理下，大豆种子萌发的化感效應指数随萌发时间的增加而逐渐降低。其中，土荆芥浸提液浓度为0.025 g/mL 时，第6天化感效应为-0.048 9，呈现最弱；浸提液浓度为0.05 g/mL和0.075 g/mL时，第1天化感效应达到-0.806、-1，几乎完全抑制萌发，且从第3天起化感效应指数不再变化。

3 结论

（1）随着土荆芥浸提液浓度的增加，大豆种子首日发芽数减少，达到发芽高峰的天数延迟，达到发芽高峰当天的发芽数下降，过程曲线图呈现急升急降到逐渐变缓趋势。

（2）随着土荆芥浸提液浓度的增加，大豆种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均呈现下降趋势，且各处理间差异显著。

（3）不同浓度土荆芥浸提液处理对大豆种子萌发表现为化感抑制效应，且低浓度抑制作用较小，随浓度增加，抑制作用增强。

参考文献：

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（收稿日期：2018-01-29）