銀膠菊花朵水浸液對4種植物的化感作用研究

陳業兵,劉偉堂,李增梅,鄧立剛,董嶄

1.山東省農業科學院質量標準與檢測技術研究所,山東濟南250100

2.山東農業大學植物保護學院,山東泰安271018

銀膠菊花朵水浸液對4種植物的化感作用研究

陳業兵1,劉偉堂2,李增梅1,鄧立剛1,董嶄1

1.山東省農業科學院質量標準與檢測技術研究所,山東濟南250100

2.山東農業大學植物保護學院,山東泰安271018

通過室內培養皿法，研究了銀膠菊花朵水浸提液對澤漆、馬唐、玉米、蘿卜種子萌發和幼苗生長的化感作用。結果表明，銀膠菊花朵水浸提液抑制受體植物種子萌發和幼苗生長，且相同濃度處理時，對受體植物根長生長的抑制作用高于對芽長、鮮重的抑制作用。4種受體植物中，水浸提液對馬唐種子萌發的影響最大，在5%、10%處理濃度下完全抑制其種子萌發，在3.3%濃度下馬唐種子萌發率僅為11.7%；對澤漆幼苗生長的影響最大，在5%、10%濃度下完全抑制其幼苗生長。

銀膠菊;水浸提液;種子萌發;幼苗生長;化感作用

化感作用是指植物或微生物通過向環境中釋放一些特殊的化學物質而對其它植物或微生物產生直接或間接的、有益或有害的作用[1]。化感作用的深入研究對認識入侵植物的危害性及入侵機制、生物除草和新型農藥的開發具有重要意義[2-3]。

銀膠菊（Parthenium hysterophorus L.）傳入我國后，因環境適應，成為入侵植物。國內外學者研究發現，銀膠菊具有很強的化感潛力，可以導致苔麩Eragrostis tef(Zucc.)Trotter減產，抑制蘿卜種子萌發和幼苗生長，給農業生產造成了嚴重危害[4-6]。實地調查發現，銀膠菊生長的地方，臨近草本植物生長稀疏。目前，國內有關銀膠菊花朵化感作用研究較少。本文以澤漆、馬唐、玉米、蘿卜為受體植物，研究了銀膠菊花朵水浸提液對受體植物種子萌發和幼苗生長的影響，以期明確銀膠菊花朵對不同植物的化感作用，為進一步研究和利用銀膠菊植物資源提供理論依據。

1 材料與方法

1.1材料

供體植物銀膠菊（Parthenium hysterophorus L.）花朵采自山東省臨沂市莒南縣，在盛花期采集，常溫下陰干；受體植物澤漆(Euphorbia helioscopia L.)、馬唐(Digitaria sanguinalis(Linn.)Scop.)種子采自山東省泰安市郊區，玉米(Zea mays L.)、蘿卜(Raphanus sativus L.)種子購自山東省濟南市種子大世界。

1.2水浸提液的制備

參考顏桂軍等[7]方法。將100 g銀膠菊花朵放入2.5 L的廣口瓶中，按質量比1:10加入蒸餾水，常溫下浸泡48 h，所得浸提液經抽濾后，得母液，濃度記為10%(相當于0.1 g/mL花朵水提取物)，4℃冷藏待用。加入蒸餾水分別稀釋成3.3%和5%。以3.3%、5%、10%3個濃度供室內培養皿生物測定用，以蒸餾水為對照。

1.3試驗方法

參考Bagavathy和劉迎等[8-9]方法。用0.1%升汞水溶液消毒2 min,再用無菌水沖洗多次。在直徑為12 cm的培養皿里，墊上2層濾紙，以上述配制的待測液為處理液，以蒸餾水為對照，每皿加入受體種子20粒，3次重復，28℃下暗培養（除澤漆在20℃下外），5 d后調查澤漆、馬唐、玉米種子發芽情況，3 d后調查蘿卜種子發芽情況。在進行幼苗生長試驗前，對受試植物種子進行催芽。在直徑為12 cm的培養皿里，墊上2層濾紙，以上述配制的待測液為處理液，以蒸餾水為對照，3次重復，選取15粒飽滿均一的剛露白植物種子，均勻放到濾紙上，28℃下暗培養，3 d后調查受試植物根長、芽長、鮮重情況。

1.4數據統計方法

抑制率計算公式[10]:抑制率(%)=(1-處理/對照)×100。

所有數據用DPS軟件中的Duncan氏法進行方差分析和差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1對受體植物種子萌發的影響

從圖1看出，銀膠菊花朵水浸提液對4種受體植物的種子萌發均有較強的抑制作用，但不同植物種子受抑制的程度不同，以馬唐受花朵水浸提液的影響最強，經花朵水浸提液處理的馬唐種子只有在3.3%濃度下才有萌發，萌發率僅為11.7%；其次為澤漆，在10%濃度下沒有種子萌發，在3.3%和5%濃度下種子萌發率分別為56.7%和11.7%；與馬唐、澤漆相比，銀膠菊花朵水浸提液對玉米、蘿卜種子萌發的影響相對較弱，在3.3%、5%、10%濃度下，玉米、蘿卜的種子萌發率分別為61.7%、46.7%、26.7%和73.3%、55.0%、16.7%。

圖1 水浸提液對澤漆、馬唐、玉米、蘿卜種子發芽率的影響Fig.1 Effects of aqueous extract on germination of Euphorbia helioscopia L.,Digitaria sanguinalis(Linn.)Scop., Zea mays L.and Raphanus sativus L.

2.2對受體植物幼苗生長的影響

從表1看出，銀膠菊花朵水浸提液對4種受體植物的幼苗生長均有較強的抑制作用，但不同植物幼苗生長受抑制的程度不同，以澤漆受花朵水浸提液的影響最強，經花朵水浸提液處理的澤漆只有在3.3%濃度下幼苗才有略微生長，且對澤漆根長、芽長、鮮重的抑制率分別為83.2%、74.1%、63.4%；花朵水浸提液對其他3種受體植物幼苗生長的抑制作用呈現化感作用的濃度效應，在10%濃度下，對馬唐根長、芽長、鮮重的抑制率分別為90.3%、85.1%、73.8%，對玉米根長、芽長、鮮重的抑制率分別為65.7%、53.2%、31.5%，對蘿卜根長、芽長、鮮重的抑制率分別為93.7%、60.7%、70.3%；花朵水浸提液對同一受體植物根長、芽長、鮮重的影響也存在差異，均是對根長的抑制強度高于芽長和鮮重。

表1 水浸提液對澤漆、馬唐、玉米、蘿卜幼苗生長的影響Table 1 Effects of aqueous extract on seedling growth of Euphorbia helioscopia L., Digitaria sanguinalis(Linn.)Scop.,Zea mays L.and Raphanus sativus L.

3 討論

化感物質必須是經自然途徑進入環境的化學物質，在自然狀態下，除植物體內由花朵、莖、葉等部位產生的揮發性化感物質外，只有水才能將植物組織中的化學物質淋溶出來[11],因而本試驗以水為浸提劑，測定了銀膠菊花朵水浸提液的化感作用。本研究結果表明，銀膠菊花朵水浸提液對受體植物澤漆、馬唐、玉米、蘿卜種子萌發和幼苗生長均具有較強的化感抑制作用，其中尤以澤漆、馬唐最為敏感，表明銀膠菊花朵中含有化感潛力較強的化感物質，這和Pandey等[12-13]的研究結果一致。因而，從銀膠菊花朵中尋找、鑒定有高除草活性化感物質，并利用其對不同植物作用效果不同的特點，可作為合成選擇性除草劑的先導化合物，仿生合成環境友好除草劑，這對研究利用植物化感作用來防控農田雜草具有重要的理論意義和現實意義。另外，銀膠菊花朵水浸提液對同一受體植物根長、芽長、鮮重的影響也存在差異，且對受體植物根長的化感抑制強度高于芽長和鮮重，這可能與胚根最先接觸化感物質有關。

本試驗通過室內培養皿法，雖避免了自然條件下各種因素的干擾，客觀的反映了銀膠菊花朵的化感作用潛力，但在自然條件下，化感物質的釋放與積累還受到降水量、光照、溫度及土壤微生物等自然環境因素的影響，因而，其在自然群落中對臨近植物的化感作用效應與抑制程度，以及如何將所有能直接影響化感作用的因素考慮進去，還需要進一步研究。

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Allelopathy ofAqueous Extract of Parthenium hysterophorus L. Flower on Four Species Plants

CHEN Ye-bing1,LIU Wei-tang2,LI Zeng-mei1,DENG Li-gang1,DONG Zhan1
1.Central Laboratory,Shandong Academy of Agricultural Sciences,Ji'nan250100,China
2.College of Plant Protection,Shandong Agricultural University,Tai'an271018,China

Experiments were conducted to determine the allelopathy of flower fromPartheniumhysterophorusL.on seed germination and seedling growth ofEuphorbia helioscopiaL.,Digitaria sanguinalis(Linn.)Scop.,Zea maysL.andRaphanus sativusL..The results showed that aqueous extract exhibited strongly inhibitory effects on treated plants,and roots of treated plants were inhibited more strongly than shoots and fresh weight at the same concentrations.Aqueous extract exhibited more inhibitory effect on germination ofD.sanguinalisthan other plants,and the germination ofD.sanguinaliswere complete failure at 5%and 10%while 11.7%forD.sanguinalisat 3.3%.Aqueous extract exhibited more inhibitory effect on seedling growth ofE.helioscopiathan other plants,and the seedling growth ofE.helioscopiawere complete failure at 5%and 10%.

Parthenium hysterophorusL;aqueous extract;seed germination;seedling growth;allelopathy

S482.4

A

1000-2324(2014)04-0495-03

2013-05-08

2013-05-18

山東省自然科學基金(ZR2011CQ019)

陳業兵(1982-),男,助理研究員,博士,從事植物化感作用研究.E-mail:yebing416@163.com