惡性入侵植物土荊芥浸提液對大豆種子的化感作用研究

張爽 張麗輝 吳妮妮

摘 要：采用單因子試驗方法，以土荊芥植株的浸提液對大豆種子進行處理，探討土荊芥浸提液對大豆種子萌發及其化感作用。結果表明：隨著土荊芥浸提液濃度的增加，大豆種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數均顯著降低。不同濃度土荊芥浸提液對大豆種子發芽進程有明顯影響，隨著浸提液濃度的增加，大豆種子首日發芽數減少，達到發芽高峰的天數延遲，達到發芽高峰當天的發芽數下降，過程曲線圖由急升急降逐漸變緩。不同濃度土荊芥浸提液處理對大豆種子萌發表現為化感抑制效應，且低濃度抑制作用較小，隨濃度增加，抑制作用增強。

關鍵詞：土荊芥；浸提液；大豆；萌發；化感作用

文章編號： 1005-2690（2018）04-0095-03 中圖分類號： S565.1 文獻標志碼： B

土荊芥（Chenopodium ambrosioides L.）為藜科藜屬一年生或多年生草本植物，原產于熱帶美洲，現廣泛分布于我國上海、江西、廣東、浙江、海南等地區，并有可能進一步擴散[1]。土荊芥在我國南方發生量大、危害重，屬于區域性惡性雜草，已被列入我國《第二批外來入侵植物名單[2]。土荊芥化感作用強、生態適應性廣，常形成單優群落，抑制其他植物的生長[3，4]。因此，土荊芥破壞了入侵地的生態系統結構和功能，降低了生物多樣性，影響了農作物的生長和發育，造成農作物減產[5]。大豆是我國重要的糧油兼用作物，土荊芥已發生于大豆田，并對大豆生產構成嚴重威脅。

作為一種惡性入侵雜草，目前對土荊芥的研究主要集中在生物學、生態學、化學成分、化感作用等方面[6～9]，對化感作用的研究僅關注了分子標記、代謝組學[10，11]等，而對土荊芥入侵后對本地植物種子萌發速度和幼苗生長特性的研究報道較少[12]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供體土荊芥植株地上部分采集于四川綿陽市農田旁。受體材料為大豆種子，購自長春市蔬菜種子供應站。

1.2 試驗方法

1.2.1 土荊芥浸提液的制備

2017年6月下旬，選擇典型的土荊芥單優群落，所采植株高度70～90 cm，且無病蟲害。將植株帶回室內沖洗、晾干，并用粉碎機粉碎至0.08 mm粒徑備用。稱取100 g土荊芥粉末倒入錐形瓶中，加入1 000 mL蒸餾水浸泡48 h（每隔12 h用玻璃棒攪動1次），用布氏漏斗過濾，得到0.1 g/mL的土荊芥浸提液。將該浸提液用蒸餾水稀釋成0.025 g/mL、0.05 g/mL、0.075 g/mL，4 ℃保存，備用。

1.2.2 種子萌發試驗

挑選大小一致且籽粒飽滿的大豆種子，用0.1% HgCl2消毒后，將其置于鋪有雙層濾紙的培養皿（d=9 cm）中，每皿50粒，播種間隔一致。然后在培養皿中分別加入20 mL不同濃度浸提液，以蒸餾水作為對照，每個處理重復3次，于光照16 h/25 ℃和黑暗8 h/15 ℃條件下的光照培養箱中進行萌發試驗，每天定時更換處理液以保證溶液濃度不變。以胚根長度等于自身長度1/2視為發芽，每天記錄種子發芽情況，直至連續3 d無新增加發芽數為止。發芽結束后，隨機選取每個處理的大豆種子30株，用直尺和電子天平分別測量胚根重、胚芽重。

1.2.3 參數計算

每天記錄培養皿中總的發芽數，第3天計算發芽勢，第8天計算發芽率，并計算發芽速率及萌發指數。采用化感效應指數（RI）進行評價，RI=1-C/T（T>C）或RI=T/C-1（T1.3 數據分析

采用SPSS 13.0和Excel 2003處理軟件對數據進行統計分析和做圖。用Duncan進行方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同濃度土荊芥浸提液對大豆種子萌發進程的影響

從圖1可以看出，除了0.075 g/mL浸提液處理外，對照及其他處理第2天已經開始發芽，但不同處理大豆種子發芽進程不同。對照第2天、第3天發芽數分別為22.33、19粒，隨后每天發芽數快速下降，至第9天發芽數下降為0，呈現出驟降的趨勢。0.025 g/mL浸提液處理第2天15.33粒，第3天開始緩慢上升，為20粒，隨后每天發芽數較快下降，第7天時已降至0.33粒，下降的趨勢較對照緩和。0.05 g/mL浸提液處理第2天發芽數為4.3粒，第3天發芽數緩慢增加，至第7天發芽數達到5.7粒，此后每天發芽數緩慢下降，第9天下降至0，急升急降的趨勢較其他處理緩和。0.075 g/mL浸提液處理第2天發芽數為0.33粒，第3天達到一個小的高峰，為0.67粒，第4天沒有發芽，第5天發芽數增加為0.33粒，此后發芽數降為0。

2.2 不同濃度土荊芥浸提液對大豆種子發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數的影響

隨著土荊芥浸提液濃度的增加，大豆種子的發芽率逐漸降低（圖2）。

各濃度浸提液處理下的大豆種子發芽率與對照間均存在顯著差異（P<0.05），在濃度為0.025 g/mL、0.05 g/mL、0.075 g/mL浸提液處理下，種子發芽率隨處理濃度增大而下降，與對照相比，分別減少了4.8%、63.19%、97.92%。不同處理間的差異也達到顯著差異（P<0.05）。

發芽勢代表種子發芽的整齊程度，大豆種子的發芽勢隨浸提液濃度的增加而降低。各濃度梯度下，大豆種子的發芽勢與對照間均存在顯著差異（P<0.05），在濃度為0.025 g/mL、0.05 g/mL、0.075 g/mL浸提液處理下，種子發芽勢隨處理濃度增大而呈現下降趨勢，與對照相比，分別減少了15%、66.43%、98.57%。且不同處理間均存在顯著差異（P<0.05）。

隨著土荊芥浸提液濃度的增大，大豆種子的發芽指數與活力指數均降低，各處理間差異顯著（P<0.05）。

2.3 不同濃度浸提液對大豆種子萌發的化感效應

化感效應指數是衡量化感作用強度的重要指標。由圖3可以看出，不同濃度土荊芥浸提液對大豆種子萌發的化感效應指數均為負值，所以土荊芥的化感效應均為抑制作用。在相同時間內，隨著土荊芥浸提液濃度的增加，大豆種子萌發的化感效應指數逐漸降低。在相同濃度浸提液處理下，大豆種子萌發的化感效應指數隨萌發時間的增加而逐漸降低。其中，土荊芥浸提液濃度為0.025 g/mL 時，第6天化感效應為-0.048 9，呈現最弱；浸提液濃度為0.05 g/mL和0.075 g/mL時，第1天化感效應達到-0.806、-1，幾乎完全抑制萌發，且從第3天起化感效應指數不再變化。

3 結論

（1）隨著土荊芥浸提液濃度的增加，大豆種子首日發芽數減少，達到發芽高峰的天數延遲，達到發芽高峰當天的發芽數下降，過程曲線圖呈現急升急降到逐漸變緩趨勢。

（2）隨著土荊芥浸提液濃度的增加，大豆種子的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數均呈現下降趨勢，且各處理間差異顯著。

（3）不同濃度土荊芥浸提液處理對大豆種子萌發表現為化感抑制效應，且低濃度抑制作用較小，隨濃度增加，抑制作用增強。

參考文獻：

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（收稿日期：2018-01-29）