幾種植物水提液對(duì)油菜和蘿卜幼苗的化感作用

江貴波 楊丹娜 黃振鑫 林海燕

（揭陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東揭陽(yáng)，522000）

幾種植物水提液對(duì)油菜和蘿卜幼苗的化感作用

江貴波 楊丹娜 黃振鑫 林海燕

（揭陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東揭陽(yáng)，522000）

以三裂葉蟛蜞菊（Wedelia trilobataL.）、艾草（Artemisia lavandulaefoliaDC.Prodr）和五爪金龍（Ipomoea cairica（L.）Sweet）為供試植物，以其地上部水提液為化感物質(zhì)，分別以油菜（Brassica ChinensisL.）和蘿卜（Raphanus sativusL.）種子為受體,采用培養(yǎng)皿濾紙法進(jìn)行化感試驗(yàn)，測(cè)定了三裂葉蟛蜞菊、艾草和五爪金龍的莖葉水提液對(duì)油菜和蘿卜幼苗的根長(zhǎng)、苗高和鮮質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，三裂葉蟛蜞菊、艾草和五爪金龍的地上部的水提液對(duì)油菜和蘿卜幼苗生長(zhǎng)有明顯的化感作用，且不同濃度水提液對(duì)不同蔬菜的影響存在差異?？傮w上，對(duì)根的生長(zhǎng)都有明顯的抑制作用，且隨著濃度的增大抑制作用明顯增強(qiáng)；而對(duì)苗高的影響則表現(xiàn)為“低促高抑”。

三裂葉蟛蜞菊 艾草 五爪金龍 化感作用 水提液

化感作用 （Allelopathy）最早是由奧地利科學(xué)家Molish于1937年提出來(lái)的[1]，又稱(chēng)他感作用、異株克生作用，是指高等植物次生代謝產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)釋放到環(huán)境中，對(duì)其臨近植物或自身產(chǎn)生不利或有利的作用[2]，包括抑制、促進(jìn)和自毒等作用，是生態(tài)系統(tǒng)中植物的自然化學(xué)調(diào)控現(xiàn)象和植物適應(yīng)環(huán)境的一種生態(tài)機(jī)制[3]，也是一種重要的化學(xué)生態(tài)防御與競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，化感作用作為適應(yīng)、生存與競(jìng)爭(zhēng)的一種重要手段，廣泛地存在于自然界中，已成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。

三裂葉蟛蜞菊是菊科 （Compositae）蟛蜞菊屬（Wedelia Jacq.）多年生草本植物；艾草，又名野艾，屬菊科多年生草本藥用植物；五爪金龍是旋花科（Convolvulaceae）多年生草質(zhì)藤本植物。在潮汕地區(qū)這三種植物分布廣泛，觀察表明，其根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)速度快，耐寒耐旱，繁衍能力較強(qiáng)，易形成優(yōu)勢(shì)種群，且在其群落中少有其他雜草，常是純種成片生長(zhǎng)。已有實(shí)驗(yàn)證實(shí)了三裂葉蟛蜞菊和艾草的揮發(fā)物具有明顯的化感作用[4～7]，現(xiàn)階段也有不少關(guān)于三裂葉蟛蜞菊、艾草和五爪金龍化感作用的研究報(bào)道[8～10]，但仍未見(jiàn)有系統(tǒng)開(kāi)展潮汕地區(qū)植物間化感作用的研究。本文以油菜和蘿卜種子為受體，以潮汕地區(qū)的三裂葉蟛蜞菊、艾草和五爪金龍地上部水提液作為化感物質(zhì)，探討了三裂葉蟛蜞菊、艾草和五爪金龍的次生代謝產(chǎn)物對(duì)蔬菜作物的潛在化感作用，以期為進(jìn)一步合理利用三裂葉蟛蜞菊、艾草和五爪金龍等野生植物資源進(jìn)行合理開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)，同時(shí)，為化感作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的耕作制度合理性安排、農(nóng)田雜草控制以及減少連作障礙為害等方面提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

①供試植物 三裂葉蟛蜞菊 （Wedelia trilobata L.）、艾草（Artemisia lavandulaefoliaDC.Prodr）和五爪金龍（Ipomoea cairica（L.）Sweet）均采自廣東揭陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院校園內(nèi)。

②受體植物 油菜（Brassica ChinensisL.）和蘿卜（Raphanus sativusL.）購(gòu)于揭東白塔農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

1.2 儀器與試劑

儀器：PL203電子精密天平；LRZ智能型人工氣候箱；DGX-9143BC-1型電熱鼓風(fēng)干燥箱；HH·S21-4型電熱恒溫水浴鍋；TS-2000A脫色搖床。試劑：0.3% KMnO4溶液。

1.3 試驗(yàn)方法

①種子消毒 播種前用0.3%KMnO4液消毒10 min后再用水沖洗干凈，置于40～45℃的恒溫水浴鍋中20 min。然后放人工培養(yǎng)箱中培養(yǎng)至剛剛露白。

②水提液的制備 采集生長(zhǎng)良好植株的供試植物地上部分，洗凈、去塵，陰干，剪碎至1～2 mm長(zhǎng)度后，稱(chēng)取200.000 g，然后加入400.0 mL蒸餾水充分搖勻，間歇震蕩，每12 h震蕩30 min，浸泡48 h后，用3層紗布過(guò)濾，得到水提液原液，濃度為0.50 g/mL（鮮質(zhì)量），裝入棕色細(xì)口瓶中，將其密封，置于4℃的冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

③化感作用 將水提液原液進(jìn)行稀釋?zhuān)O(shè)4個(gè)處理，濃度分別為0.00（蒸餾水，CK），0.10，0.25，0.50 g/mL，在底部墊有一張濾紙已消毒備用的培養(yǎng)皿 （d=9 cm）中，加入8.00 mL不同濃度的水提液，選取剛露白的受試種子10粒，均勻放入培養(yǎng)皿中，每個(gè)處理重復(fù)3次，置于人工氣候箱（白天：24～28℃，12 h；黑夜：20～24℃，12 h）中培養(yǎng)，培養(yǎng)2～4 d后分別記錄幼苗的根長(zhǎng)、苗高和鮮質(zhì)量。

④數(shù)據(jù)分析 采用EXCEL、SPSS11.0等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用鄧肯氏新復(fù)極差法DMRT（Duncan's Multi ple Range Test，簡(jiǎn)稱(chēng)DMRT法）測(cè)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 三裂葉蟛蜞菊水提液對(duì)蔬菜幼苗生長(zhǎng)的化感作用

①不同濃度三裂葉蟛蜞菊水提液對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的化感作用 結(jié)果表明，三裂葉蟛蜞菊的莖葉水提液對(duì)蘿卜幼苗的生長(zhǎng)顯示出較強(qiáng)的化感作用，對(duì)根生長(zhǎng)抑制作用尤為顯著，且隨著濃度的增大其抑制作用增強(qiáng)。與對(duì)照相比，當(dāng)濃度為0.10，0.25，0.50 g/mL時(shí)，根長(zhǎng)分別減少37.9%，70.7%和86.0%；而對(duì)苗高則呈現(xiàn)出“低促高抑”的現(xiàn)象。當(dāng)濃度為0.10 g/mL時(shí)，與對(duì)照相比，蘿卜的苗高增加14.1%，而當(dāng)濃度為0.25 g/mL和0.50 g/mL時(shí)，苗高則分別減少19.2%和34.3%（表1）。

②不同濃度三裂葉蟛蜞菊水提液對(duì)油菜幼苗生長(zhǎng)的化感作用 研究結(jié)果表明，三裂葉蟛蜞菊莖葉水提液對(duì)油菜幼苗的生長(zhǎng)具有較強(qiáng)的化感作用，高濃度的水提液對(duì)油菜幼苗根生長(zhǎng)抑制作用尤為顯著，隨著濃度的增高其抑制作用增強(qiáng)。與對(duì)照相比，當(dāng)濃度為0.10，0.25，0.50 g/mL時(shí),根長(zhǎng)分別減少0.43%，54.3%和79.1%；鮮質(zhì)量分別減少0.0%，11.1%和44.4%；不同濃度的水提液對(duì)幼苗的苗高也呈現(xiàn)出“低促高抑”的現(xiàn)象：當(dāng)濃度為0.10 g/mL時(shí)，苗高增大47.1%，而當(dāng)濃度為0.25 g/mL和0.50 g/mL時(shí)，苗高則分別減少3.9%和41.2%（表1）。

2.2 艾草水提液對(duì)蔬菜幼苗生長(zhǎng)的化感作用

①不同濃度艾草水提液對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的化感作用 從表2可知，艾草水提液對(duì)蘿卜的根長(zhǎng)、苗高和鮮質(zhì)量都有明顯的抑制作用，且隨著水提液濃度的升高抑制作用增強(qiáng)。當(dāng)水提液濃度為0.10 g/mL時(shí)，蘿卜幼苗的根長(zhǎng)、苗高和鮮質(zhì)量分別比對(duì)照減少65.2%，13.4%和19.2%；當(dāng)濃度為0.25 g/mL時(shí)，蘿卜幼苗的根長(zhǎng)、苗高和鮮質(zhì)量分別比對(duì)照減少92.1%，34.0%和51.9%；當(dāng)濃度為0.50 g/mL時(shí)，蘿卜幼苗的根長(zhǎng)、苗高和鮮質(zhì)量分別比對(duì)照減少100.0%，96.9%和96.2%。

②不同濃度艾草水提液對(duì)油菜種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的化感作用 從表2可知，艾草水提液對(duì)油菜的根長(zhǎng)和鮮質(zhì)量有抑制作用，但是對(duì)苗高卻表現(xiàn)為“低促高抑”的現(xiàn)象，當(dāng)水提液濃度為0.10 g/mL時(shí)，油菜的根長(zhǎng)比對(duì)照減少23.5%，鮮質(zhì)量減少22.2%，而苗高增加8.9%；當(dāng)濃度為0.25 g/mL時(shí)，油菜幼苗的根長(zhǎng)、苗高和鮮質(zhì)量分別比對(duì)照減少 63.0%，30.4%和44.4%；當(dāng)濃度為0.50 g/mL時(shí)，油菜幼苗停止生長(zhǎng)。

表1 不同濃度的三裂葉蟛蜞菊水提液對(duì)蘿卜和油菜幼苗生長(zhǎng)的影響

表2 不同濃度的艾草水提液對(duì)蘿卜和油菜幼苗生長(zhǎng)的影響

表3 不同濃度的五爪金龍水提液對(duì)蘿卜和油菜幼苗生長(zhǎng)的影響

2.3 五爪金龍水提液對(duì)蔬菜幼苗生長(zhǎng)的化感作用

①不同濃度五爪金龍水提液對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的化感作用 試驗(yàn)結(jié)果表明（表3），不同濃度的五爪金龍水提液對(duì)蘿卜幼苗的生長(zhǎng)具有較強(qiáng)的化感作用，水提液對(duì)蘿卜幼苗根生長(zhǎng)抑制作用尤為顯著，隨著水提液濃度的增高其抑制作用增強(qiáng)。與對(duì)照相比，當(dāng)濃度為 0.10，0.25，0.50 g/mL時(shí)，蘿卜的根長(zhǎng)分別減少48.6%，82.3%和95.9%，苗高分別減少14.0%，25.6%和54.3%，鮮質(zhì)量分別減少11.1%、39.7%和65.1%。

②不同濃度五爪金龍水提液對(duì)油菜幼苗生長(zhǎng)的化感作用 表3表明，五爪金龍水提液對(duì)油菜幼苗的生長(zhǎng)具有較強(qiáng)的化感作用，水提液對(duì)油菜幼苗根生長(zhǎng)抑制作用尤為顯著，且隨著濃度的增高抑制作用增強(qiáng)。與對(duì)照相比，當(dāng)濃度為0.10，0.25，0.50 g/mL時(shí)，根長(zhǎng)分別減少41.5%，80.8%，97.9%；鮮質(zhì)量分別減少11.1%，44.4%，88.9%；對(duì)苗高也呈現(xiàn)出“低促高抑”的現(xiàn)象。當(dāng)濃度為0.10 g/mL時(shí)，苗高增大17.5%，當(dāng)濃度為0.25 g/mL和0.50 g/mL時(shí)，苗高則減少26.3%和80.7%。

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，通過(guò)浸提法所得到的三裂葉蟛蜞菊、艾草和五爪金龍的水提液對(duì)蘿卜和油菜2種蔬菜均具有較強(qiáng)的化感作用，且不同供體植物對(duì)不同蔬菜的化感作用存在差異，同一濃度水提液對(duì)不同種類(lèi)的蔬菜幼苗生長(zhǎng)影響不同，不同濃度的供試植物水提液對(duì)受體蔬菜幼苗的根長(zhǎng)均有明顯的抑制作用，且在一定的濃度范圍內(nèi)隨濃度的增加其抑制作用逐漸增強(qiáng)，而對(duì)于苗高則總體上表現(xiàn)出“低促高抑”的趨勢(shì)。

由此說(shuō)明三裂葉蟛蜞菊、艾草和五爪金龍?bào)w內(nèi)可能含有某些可溶性化感物質(zhì)通過(guò)水溶物影響鄰近生物的生長(zhǎng)，因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中若能考慮植物間的化感作用，可以利用其對(duì)雜草的抑制作用，通過(guò)輪作、間作、覆蓋等栽培措施減少蔬菜種植中化學(xué)除草劑的使用。但必須注意防止它們之間的異株克生效應(yīng)，以免使蔬菜減產(chǎn)。此外，植物產(chǎn)生化感作用的途徑和方式多樣，化感物質(zhì)的種類(lèi)和成分各異，應(yīng)用植物化感作用服務(wù)于生態(tài)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)還需要更進(jìn)一步深入研究。

[1]江貴波，曾任森.化感物質(zhì)及其收集方法綜述[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（6）：24-27.

[2]周凱，郭文明，徐迎春．菊科植物化感作用研究進(jìn)展[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，24（8）：1 776-1 784.

[3]呂福堂，段玉梅.化感作用在生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].生物學(xué)通報(bào)，2005，40（2）：22-23.

[4]江貴波，曾任森.艾的揮發(fā)性物質(zhì)化感作用研究[J].生態(tài)科學(xué),2006，25（2）：106-108.

[5]江貴波，曾任森．入侵物種三裂葉蟛蜞菊揮發(fā)物的化感作用研究[J]．生態(tài)環(huán)境，2007，16（3）：950-953.

[6]江貴波，陳實(shí)，曾任森．入侵物種三裂葉蟛蜞菊揮發(fā)物質(zhì)的鑒定及其抗菌活性[J]．中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，16（4）：905-908.

[7]江貴波，曾任森，陳少雄．中藥野艾揮發(fā)性物質(zhì)的抗菌活性與成分鑒定[J]．沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，39（4）：495-498.

[8]劉偉，侯任昭，葉蕙，等.五爪金龍的化感作用[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，18（2）：119-120，122.

[9]陳賢興，丁炳揚(yáng)，沈夕良，等.南美蟛蜞菊對(duì)幾種經(jīng)濟(jì)作物的生化他感作用[J].甘肅科學(xué)學(xué)報(bào)，2005，17（4）：15-17.

[10]聶呈榮，黎華壽，黃京華，等.蟛蜞菊對(duì)花生和其他作物的化感作用[J].花生學(xué)報(bào)，2002，31（1）：30-32.

Effect of Allelopathy of Some Plants Water Extract on Seedling Growth ofRrassica ChinensisL.andRaphanus sativusL.

JIANG Guibo,YANG Danna,HUANG Zhenxin,LIN Haiyan(Jieyang Vocational and Technical College,Jieyang,Guangdong 522000)

Wedelia trilobataL.,Artemisia lavandulaefoliaDC.Prodr andIpomoea cairica(L.)Sweet for donor plant,their overground parts of water extraction were used as allelochemical respectively,Brassica ChinensisL.andRaphanus sativusL.seeds were as receptor,allelopathy effects tests was carried out by thefilter paper method using petri dishes.Mensuration the effect of water extraction of the stems and leaves fromWedelia trilobataL.,Artemisia lavandulaefoliaDC.Prodr andIpomoea cairica(L.)Sweet were tested onBrassica ChinensisL.andRaphanus sativusL.seedling root length, seedling height,fresh weight.The results showed thatWedelia trilobataL.,Artemisia lavandulaefoliaDC.Prodr andIpomoea cairica(L.)Sweet water extract of overground parts has obvious allelopathy onBrassica ChinensisL.andRaphanus sativusL.seedling growth,and different concentrations of water extract had different effect on different vegetables.As a whole,they obviously inhibited the growth of root,and the inhibition was increased as the concentration increased,while there is"low to promote,high to inhibit"phenomenon in seedling height.

Wedelia trilobataL.;Artemisia lavandulaefoliaDC.Prodr;Ipomoea cairica(L.)Sweet;Allelopathy;Water extract

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.24.026

揭陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研課題（JYCKY0708）

江貴波（1973-），男，副教授，碩士，主要從事化學(xué)教學(xué)和化學(xué)生態(tài)學(xué)方面的研究工作。E-mail：jgb168@126.com

2009-07-28