花葉滇苦菜浸提液對(duì)3種花卉種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的化感作用

郭英姿，賈文慶，何松林，王政

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林與藝術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.河南科技學(xué)院園藝園林學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003）

化感作用（allelopathy）是植物與微生物等向外界環(huán)境釋放出一些化學(xué)物質(zhì)，從而影響到自身以及周圍其他動(dòng)植物以及微生物的現(xiàn)象，這種作用包括抑制作用和促進(jìn)作用［1］。自然條件下，這些化感物質(zhì)可以由植物的任何組織或器官合成，例如植物根、莖、葉、花、果實(shí)、種子等。植物通過(guò)化感作用來(lái)增強(qiáng)自身的競(jìng)爭(zhēng)能力，在一定程度上影響植物群落組成、演替、更新以及群落內(nèi)物種的分布格局［2］。外來(lái)入侵植物具有快速繁殖的能力，從而對(duì)其他植物生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境［3］。近年來(lái)化感作用現(xiàn)象一直是研究者關(guān)注的焦點(diǎn)，有研究表明其在調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用，包括作物產(chǎn)量和質(zhì)量大小方面。Severini等［4］研究表明，冬季豌豆（Pisum sativum）生長(zhǎng)速度快，生長(zhǎng)旺盛，在作為覆蓋作物生長(zhǎng)的同時(shí)，由于其化感作用的影響，可以抑制雜草生長(zhǎng)。雜草入侵對(duì)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)及管理構(gòu)成了巨大的威脅［5］，因此，明確外來(lái)雜草和原產(chǎn)地生物種間的相互作用關(guān)系是不容忽視的問(wèn)題，植物的化感作用在外來(lái)雜草成功入侵中發(fā)揮著重要作用［6］。

花葉滇苦菜（Sonchus asper）是菊科苦苣菜屬植物，繁殖力較強(qiáng)，生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，是農(nóng)田、綠化區(qū)最常見(jiàn)的雜草之一，且含有豐富的胡蘿卜素、維他命C、鉀、鈣等，可以防止和治療貧血，具有清熱解毒的功效。二月蘭（Orychophragmus violaceus）是十字花科諸葛菜屬二年生草本花卉［7］，其自播繁殖能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性廣，生于林下、荒坡，覆蓋效果較好，在北方種植區(qū)域大，可有效改善生態(tài)環(huán)境［8］。石竹（Dianthus chinensis）是石竹科多年生草本，其花色花型豐富多樣［9］，在世界各國(guó)廣泛栽培，常用作地被植物，具有較高的觀賞和藥用價(jià)值［10］。觀賞油菜（Brassica juncea）是十字花科蕓薹屬草本植物，在我國(guó)南北方廣泛種植，主要作觀賞及綠肥應(yīng)用，對(duì)有害生物也有一定的防治作用［11-13］。有研究表明，觀賞油菜對(duì)外界環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)自身基因表達(dá)等方式適應(yīng)各種生長(zhǎng)因素帶來(lái)的脅迫［14-16］。3種草本花卉生長(zhǎng)過(guò)程中避免不了雜草的入侵，而機(jī)械和人工除草既提高了生產(chǎn)成本又影響其正常生長(zhǎng)。為了揭示入侵雜草與常見(jiàn)草本花卉之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，研究花葉滇苦菜對(duì)草本花卉的化感作用具有重要意義。

種子萌發(fā)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要，植物分泌的化感物質(zhì)會(huì)影響周圍植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)繁殖，進(jìn)而影響植物之間資源競(jìng)爭(zhēng)。蔣智林等［17］研究表明，4種菊科入侵植物葉水浸提液對(duì)狗牙根（Cynodon dactylon）種子萌發(fā)及根系生長(zhǎng)產(chǎn)生了較強(qiáng)的化感抑制作用。Fozia等［18］研究表明銀膠菊（Parthenium hysterophorus）葉和花浸提液在較高濃度下抑制鷹嘴豆（Cicer arietinum）的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。Campbell等［19］發(fā)現(xiàn)，鬼針草（Bidens pilosa）葉浸提液顯著抑制了敘利亞馬利筋（Asclepias syriaca）、藜（Chenopodium album）、狼尾草（Pennisetumalopecuroides）和紅花苜蓿（Trifolium pratense）的幼苗生長(zhǎng)。目前有關(guān)菊科植物對(duì)北方常見(jiàn)草本花卉的化感作用相關(guān)研究尚未見(jiàn)報(bào)道，因此本試驗(yàn)以菊科植物花葉滇苦菜為研究對(duì)象，以北方3種常見(jiàn)草本花卉二月蘭、石竹、觀賞油菜為受體植物，探討花葉滇苦菜地上部分（DS）與地下部分（DX）不同濃度浸提液對(duì)受體植物種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)等相關(guān)生理指標(biāo)的化感作用，以期闡明花葉滇苦菜對(duì)草本花卉的化感作用機(jī)理，為花卉植物生產(chǎn)和栽培中雜草生物防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料花葉滇苦菜植株采集于河南科技學(xué)院校園，二月蘭、石竹、觀賞油菜種子由河南科技學(xué)院花卉實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

花葉滇苦菜浸提液的制備：于2021年5月將新鮮的花葉滇苦菜整株挖出帶回實(shí)驗(yàn)室，將地上部與地下部分別用蒸餾水清洗，自然晾干后粉碎，然后按照100 g·L-1的濃度用蒸餾水分別配置地上部分（DS）與地下部分（DX）的浸提液（母液），4℃下冷藏靜置48 h，每隔12 h搖晃5 min，所得溶液用2層細(xì)紗布與濾紙分別進(jìn)行過(guò)濾，之后按比例用蒸餾水將母液稀釋至5、25、50、100 g·L-1，于4℃的冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

受體種子處理：選取籽粒飽滿、大小均一的二月蘭、石竹、觀賞油菜種子用蒸餾水清洗，經(jīng)0.01%高錳酸鉀消毒10 min，再用蒸餾水沖洗3次，放在鋪有2層濾紙的滅菌培養(yǎng)皿中，自然晾干。

培養(yǎng)皿培養(yǎng)：置于鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中各50粒飽滿的種子，每處理做3次重復(fù)，分別加入4 mL配置好的上述4種不同濃度的浸提液，對(duì)照組加等量蒸餾水。于（25±1）℃的恒溫培養(yǎng)箱中觀察培養(yǎng)，每天觀察、記錄3種花卉種子的發(fā)芽情況，每天固定時(shí)間滴加一次不同濃度的浸提液或蒸餾水，使濾紙保持濕潤(rùn)狀態(tài)。參照《國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程》［20］，5 d后計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，第10天計(jì)算發(fā)芽率并測(cè)量幼苗的根長(zhǎng)和莖長(zhǎng)（從根莖交界處到生長(zhǎng)點(diǎn)，即為幼苗莖長(zhǎng)）。根長(zhǎng)、莖長(zhǎng)測(cè)量均重復(fù)3次。在種子發(fā)芽第5、10、14天，分3次測(cè)定植物體抗氧化酶活性及丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量，比較整個(gè)發(fā)芽期，抗氧化酶活性及MDA含量的區(qū)別［21-23］。采用氮藍(lán)四唑光化還原法測(cè)定超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性，采用愈創(chuàng)木酚氧化法測(cè)定過(guò)氧化物酶（peroxidase，POD）活性，采用紫外吸收法測(cè)定過(guò)氧化氫酶（catalase，CAT）活性，采用硫代巴比妥酸法測(cè)定MDA含量［23］。

參照Williamson等［24］的方法計(jì)算化感效應(yīng)指數(shù)（the indices of allelopathic effects，RI），公式如下：

式中：C為對(duì)照值；T為處理值。RI表示化感作用強(qiáng)度大小，正值表示促進(jìn)效應(yīng)，負(fù)值表示抑制效應(yīng)，其絕對(duì)值大小反映化感作用的強(qiáng)弱。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2007整理統(tǒng)計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)、作圖，采用DPS 2006進(jìn)行方差分析和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 花葉滇苦菜浸提液對(duì)3種花卉種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢(shì)的影響

同一濃度處理下，二月蘭、石竹、觀賞油菜種子對(duì)花葉滇苦菜DS和DX浸提液的化感響應(yīng)均不同。隨著花葉滇苦菜不同部位水浸提液濃度的增大，3種花卉發(fā)芽率的化感作用均呈下降趨勢(shì)（表1）。二月蘭在CK處理下發(fā)芽率為36.67%，相較于CK，5 g·L-1DS、DX浸提液對(duì)二月蘭種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，但差異不顯著（P＞0.05）；25、50和100 g·L-1DS和DX浸提液處理對(duì)種子萌發(fā)均有顯著的抑制作用，且濃度越大化感抑制作用越明顯（P＜0.05），呈現(xiàn)為“低促高抑”。5 g·L-1DS與DX浸提液處理對(duì)石竹種子萌發(fā)均呈促進(jìn)作用，但差異不顯著（P＞0.05）；25 g·L-1DX浸提液、50和100 g·L-1DS與DX浸提液對(duì)其影響差異顯著（P＜0.05），均呈明顯下降趨勢(shì)，濃度越大化感抑制作用越強(qiáng)，且DX浸提液化感抑制程度要高于DS浸提液。隨花葉滇苦菜DS與DX浸提液濃度增加，觀賞油菜種子萌發(fā)呈整體下降的趨勢(shì)，發(fā)芽率均低于對(duì)照處理，抑制作用與浸提液濃度呈正相關(guān)。

表1 花葉滇苦菜浸提液對(duì)二月蘭、石竹及觀賞油菜種子萌發(fā)的影響Table 1 Effects of aqueous extract of S.asper on seed germination of O.violaceus，D.chinensis and B.juncea

進(jìn)一步縱向比較發(fā)現(xiàn)，CK處理時(shí)，發(fā)芽率最高的是觀賞油菜，而后是石竹＞二月蘭，發(fā)芽率依次是73.33%、48.67%和36.67%（表1）。隨著浸提液濃度的提高，不同花卉種子對(duì)其化感作用響應(yīng)程度不同。當(dāng)DS浸提液濃度為5 g·L-1時(shí)，發(fā)芽率升高的是二月蘭、石竹，相對(duì)于CK發(fā)芽率分別提高了5.45%、2.73%，但差異不顯著（P＞0.05），降低的是觀賞油菜，僅為69.00%，與CK相比，下降了5.90%，當(dāng)DX浸提液濃度為5 g·L-1時(shí)，相對(duì)于CK，二月蘭種子發(fā)芽率提高了16.33%，觀賞油菜發(fā)芽率僅為68.67%，與CK相比發(fā)芽率下降了6.35%，這說(shuō)明低濃度的花葉滇苦菜浸提液對(duì)二月蘭種子萌發(fā)具有促進(jìn)作用，對(duì)觀賞油菜的化感作用最為敏感。

在花葉滇苦菜浸提液的處理下，3種花卉種子的發(fā)芽勢(shì)與浸提液濃度呈一定程度的負(fù)相關(guān)（表1），在CK處理下，發(fā)芽勢(shì)最高的是觀賞油菜，為42.00%，最低的是二月蘭，為34.00%。隨著浸提液濃度的不斷提高，發(fā)芽勢(shì)逐漸降低。DS浸提液處理下3種花卉種子發(fā)芽勢(shì)大多比DX高，但均低于對(duì)照，說(shuō)明花葉滇苦菜浸提液對(duì)二月蘭、石竹、觀賞油菜種子發(fā)芽勢(shì)具有一定的化感抑制作用。同時(shí)花葉滇苦菜DS與DX 4組濃度浸提液處理對(duì)觀賞油菜種子萌發(fā)整體呈抑制作用，發(fā)芽抑制率最大，進(jìn)一步表明，觀賞油菜對(duì)花葉滇苦菜的化感作用最為敏感。3種花卉種子均在高濃度下表現(xiàn)出顯著的抑制作用。DS浸提液100 g·L-1處理下，3種受體種子的化感作用由強(qiáng)到弱依次為觀賞油菜＞石竹＞二月蘭，DX浸提液100 g·L-1處理下，由強(qiáng)到弱則依次為二月蘭＞石竹＞觀賞油菜。

2.2 花葉滇苦菜浸提液對(duì)3種花卉幼苗根長(zhǎng)和莖長(zhǎng)的影響

種子萌發(fā)后花葉滇苦菜不同器官水浸提液對(duì)3種花卉種子幼苗發(fā)育具有不同的化感效應(yīng)（表2）。在DS濃度為5～100 g·L-1時(shí)，二月蘭幼苗根長(zhǎng)呈先增加后降低的趨勢(shì)，濃度為5 g·L-1時(shí)，二月蘭根長(zhǎng)高于CK，但差異不顯著（P＞0.05），50～100 g·L-1濃度下根長(zhǎng)明顯下降，分別比對(duì)照下降了31.24%，29.80%。DX浸提液在5～50 g·L-1濃度下，二月蘭根長(zhǎng)表現(xiàn)出促進(jìn)作用，100 g·L-1濃度時(shí)，對(duì)根長(zhǎng)表現(xiàn)出抑制作用，但差異不顯著（P＞0.05），DS水浸提液對(duì)根長(zhǎng)的抑制作用遠(yuǎn)大于DX。在DS濃度為5～100 g·L-1時(shí)，二月蘭莖長(zhǎng)均受到顯著抑制作用，而DX濃度為5～25 g·L-1時(shí)，對(duì)莖長(zhǎng)表現(xiàn)出促進(jìn)作用但差異不顯著（P＞0.05）。

表2 花葉滇苦菜浸提液對(duì)3種花卉根長(zhǎng)和莖長(zhǎng)的影響Table 2 Effects of aqueous extract of S.asper on the root and stem length of the three flowers

花葉滇苦菜水浸提液顯著抑制了石竹幼苗的根長(zhǎng)，隨著花葉滇苦菜水浸提液濃度的不斷升高，石竹根長(zhǎng)整體表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，且差異顯著（P＜0.05）（表2）。與對(duì)照相比，DS處理下的降幅分別為34.56%、25.79%、34.49%、35.03%；DX處理下的降幅分別為42.25%、45.98%、48.08%、54.25%，且與濃度呈正相關(guān)。在DS濃度為5～50 g·L-1、DX濃度為25和50 g·L-1時(shí)對(duì)石竹莖長(zhǎng)的生長(zhǎng)無(wú)顯著影響（P＞0.05），而DS水浸提液濃度為100 g·L-1時(shí)，DX濃度為5和100 g·L-1時(shí)與對(duì)照相比差異顯著（P＜0.05），說(shuō)明不同部位不同濃度的花葉滇苦菜浸提液對(duì)石竹幼苗莖長(zhǎng)影響差異顯著，且濃度越大抑制作用越強(qiáng)。整體而言，花葉滇苦菜水浸提液對(duì)石竹根部敏感性較強(qiáng)，而對(duì)莖部敏感性較弱。

不同濃度花葉滇苦菜水浸提液對(duì)觀賞油菜根長(zhǎng)、莖長(zhǎng)生長(zhǎng)的影響，整體表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)高濃度抑制的趨勢(shì)（P＜0.05）（表2）。在DS和DX浸提液濃度為5 g·L-1時(shí)根長(zhǎng)與對(duì)照相比分別增加了38.30%、15.21%，僅DS浸提液表現(xiàn)為顯著促進(jìn)作用。DS和DX浸提液濃度為25 g·L-1時(shí)根長(zhǎng)與對(duì)照無(wú)顯著差異（P＞0.05），DS濃度為50 g·L-1時(shí)根長(zhǎng)與對(duì)照相比增加了26.17%，但未達(dá)到顯著促進(jìn)水平（P＞0.05）。在DS和DX浸提液濃度為100 g·L-1時(shí)根長(zhǎng)與對(duì)照相比分別下降了22.17%、28.58%，影響尤為強(qiáng)烈。在DS和DX浸提液濃度為5 g·L-1時(shí)，莖長(zhǎng)與對(duì)照相比分別增加了16.63%、8.22%，DS表現(xiàn)為顯著促進(jìn)作用（P＜0.05），DX差異不顯著（P＞0.05）。隨著DS、DX浸提液濃度的增加，油菜莖長(zhǎng)呈逐漸下降的趨勢(shì)，且與濃度成反比，濃度越大抑制作用越強(qiáng)。

2.3 花葉滇苦菜不同部位浸提液對(duì)3種花卉幼苗抗氧化酶活性的影響

DS和DX浸提液各處理對(duì)二月蘭SOD活性均表現(xiàn)出先促進(jìn)后抑制的化感效應(yīng)（圖1），濃度為50 g·L-1時(shí)SOD活 性 達(dá) 到峰值，但100 g·L-1時(shí)SOD活 性急劇下降，但仍顯著高于對(duì)照。隨著浸提液濃度的增加，石竹幼苗SOD活性呈先升高后下降的趨勢(shì)，與對(duì)照相比，DS浸提液濃度在50 g·L-1時(shí)表現(xiàn)出顯著的促進(jìn)作用。DX浸提液濃度在25～50 g·L-1時(shí)均表現(xiàn)出顯著的促進(jìn)作用，在25 g·L-1時(shí)達(dá)到峰值，當(dāng)2種浸提液濃度均達(dá)到100 g·L-1時(shí)，相對(duì)于50 g·L-1處理促進(jìn)作用明顯下降，但SOD活性仍高于對(duì)照。與對(duì)照相比，各浸提液處理對(duì)觀賞油菜SOD活性均表現(xiàn)為顯著的促進(jìn)效應(yīng)（P＜0.05），DS和DX浸提液濃度為50 g·L-1時(shí)，其促進(jìn)效應(yīng)最顯著。可見(jiàn)各處理對(duì)3種花卉種子SOD活性的影響大小與浸提液濃度和受體植物種類有關(guān)。

不同濃度DS和DX浸提液對(duì)3種花卉種子POD活性的影響具有差異（圖1）。DS浸提液對(duì)二月蘭幼苗POD活性均表現(xiàn)為促進(jìn)作用，隨DX浸提液濃度升高，二月蘭幼苗POD活性呈先升高后降低的趨勢(shì)，DX浸提液為5和25 g·L-1時(shí)，POD活性呈上升趨勢(shì)，促進(jìn)效應(yīng)顯著，50 g·L-1時(shí)與對(duì)照無(wú)顯著差異，濃度達(dá)到100 g·L-1時(shí)顯著低于對(duì)照（P＜0.05）。DS各濃度浸提液處理下，石竹POD活性呈先升高后緩慢降低的趨勢(shì)，DX濃度在5 g·L-1時(shí)，POD活性達(dá)到峰值，之后則急劇下降，在濃度為100 g·L-1時(shí)達(dá)到最低值。與對(duì)照相比，觀賞油菜POD活性隨著DS浸提液濃度增加而緩慢下降，但除100 g·L-1外其余均表現(xiàn)為促進(jìn)作用（P＜0.05）；DX浸提液在5和50 g·L-1時(shí)對(duì)觀賞油菜POD活性促進(jìn)效應(yīng)顯著，25 g·L-1時(shí)促進(jìn)效應(yīng)不顯著，僅100 g·L-1時(shí)表現(xiàn)為抑制作用。

圖1 花葉滇苦菜浸提液對(duì)3種花卉抗氧化酶活性的影響Fig.1 Effects of aqueous extract of S.asper on antioxidant enzyme activities of 3 flowers

花葉滇苦菜不同部位水浸提液對(duì)3種花卉幼苗的CAT活性均有顯著的影響（圖1）。與對(duì)照比較，DS和DX浸提液處理下，二月蘭CAT活性均表現(xiàn)為先升高后下降的趨勢(shì)，DS處理為5 g·L-1時(shí)達(dá)到峰值且差異顯著（P＜0.05），為對(duì)照的1.40倍；DX處理為25 g·L-1時(shí)達(dá)到峰值，為對(duì)照的1.39倍，100 g·L-1時(shí)CAT活性最低，表現(xiàn)為抑制作用。與對(duì)照相比，不同濃度DS浸提液處理下，石竹幼苗CAT活性表現(xiàn)出不同程度的下降趨勢(shì)且差異顯著（P＜0.05），25 g·L-1時(shí)抑制作用最弱；隨DX浸提液濃度增加CAT活性逐漸升高，5 g·L-1時(shí)低于對(duì)照且差異顯著（P＜0.05），之后逐漸上升，均高于對(duì)照且差異不顯著（P＞0.05），100 g·L-1時(shí)CAT活性達(dá)到峰值，為對(duì)照處理的1.11倍，說(shuō)明石竹幼苗自身調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，能保證酶活性相對(duì)穩(wěn)定。不同濃度DS浸提液處理下，觀賞油菜幼苗的CAT活性呈先緩慢升高后下降的趨勢(shì)，在50 g·L-1時(shí)達(dá)到最大值，為對(duì)照處理的1.03倍（圖1），但差異不顯著（P＞0.05），100 g·L-1時(shí)明顯下降且顯著低于對(duì)照。DX浸提液處理下，CAT活性均顯著低于對(duì)照處理，5 g·L-1時(shí)CAT活性最低，僅為對(duì)照的44.45%，50 g·L-1時(shí)觀賞油菜CAT活性達(dá)到最大值，為對(duì)照的65.54%。

2.4 花葉滇苦菜不同部位浸提液對(duì)3種花卉幼苗丙二醛（MDA）含量的影響

與對(duì)照相比，3種花卉幼苗MDA含量均隨浸提液濃度的增加呈升高的趨勢(shì)，浸提液濃度為100 g·L-1時(shí)3種花卉幼苗MDA含量與對(duì)照相比均有顯著促進(jìn)作用（P＜0.05），表明3種花卉葉片細(xì)胞膜的受損程度逐漸增大（圖2）。其中，觀賞油菜MDA含量最高，可能是油菜幼苗葉片膜脂過(guò)氧化增加，細(xì)胞膜損傷嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致MDA含量增加或抗氧化酶活性受到抑制［25］。花葉滇苦菜DS與DX處理3種花卉幼苗MDA含量變化趨勢(shì)較為一致，促進(jìn)效果表現(xiàn)為觀賞油菜＞石竹＞二月蘭，且DX浸提液處理對(duì)受體MDA含量的影響高于DS。

圖2 花葉滇苦菜浸提液對(duì)3種花卉丙二醛（MDA）含量的影響Fig.2 Effects of aqueous extract of S.asper on malondialdehyde content of 3 flowers

2.5 3種抗氧化酶活性與3種花卉種子發(fā)芽率、幼苗根長(zhǎng)和莖長(zhǎng)的相關(guān)性

根據(jù)表3相關(guān)性分析可知，植物生長(zhǎng)受到外界生長(zhǎng)環(huán)境脅迫時(shí)會(huì)引起3種抗氧化酶活性的變化，也會(huì)引起植物生長(zhǎng)情況的一些改變。二月蘭的3種抗氧化酶活性與其幼苗莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)均呈正相關(guān)，其中POD、CAT活性與根長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)，CAT活性也與莖長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)。發(fā)芽率與SOD活性呈負(fù)相關(guān)，與POD活性呈正相關(guān)，與CAT活性呈極顯著正相關(guān)。石竹莖長(zhǎng)和根長(zhǎng)與SOD、CAT活性呈負(fù)相關(guān)，與POD活性呈正相關(guān)。發(fā)芽率與SOD活性呈正相關(guān)，與POD活性呈極顯著正相關(guān)，與CAT活性呈負(fù)相關(guān)。觀賞油菜SOD活性與發(fā)芽率、幼苗根長(zhǎng)、莖長(zhǎng)均呈負(fù)相關(guān)，POD活性與莖長(zhǎng)和根長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)，與發(fā)芽率呈正相關(guān)；CAT活性與莖長(zhǎng)、發(fā)芽率呈負(fù)相關(guān)，與根長(zhǎng)呈正相關(guān)。

表3 3種抗氧化酶活性與3種花卉種子發(fā)芽率、莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of three protective enzymes activities and seed germination rate，stem length and root length of 3 kinds of flowers

3 討論

3.1 花葉滇苦菜浸提液對(duì)花卉種子萌發(fā)的影響

植物化感作用的強(qiáng)弱不僅與浸提液濃度、化感物質(zhì)種類有關(guān)，還與受體植物的種類有關(guān)［26］。本試驗(yàn)中，花葉滇苦菜浸提液對(duì)二月蘭、石竹、觀賞油菜種子萌發(fā)和生長(zhǎng)均表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)，高濃度抑制的作用，這與其他研究結(jié)果一致。如王寧等［27］研究發(fā)現(xiàn)隨著苦苣菜（Sonchus oleraceus）莖葉水浸提液濃度的提高，3種草坪植物種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)等與對(duì)照相比均呈逐漸減小趨勢(shì)。Fozia等［18］研究表明隨著銀膠菊不同部位浸提液濃度的增加，鷹嘴豆種子發(fā)芽率逐漸降低，其中葉和花浸提液抑制程度最顯著。化感作用研究對(duì)于物種的入侵和植物協(xié)同生長(zhǎng)具有重要的指導(dǎo)意義［28］。本研究結(jié)果表明，同種化感物質(zhì)對(duì)不同的受體植物產(chǎn)生的化感作用存在一定的差異，這與侯林林等［29］的研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，5 g·L-1花葉滇苦菜浸提液對(duì)二月蘭和石竹的種子萌發(fā)具有促進(jìn)作用，而對(duì)觀賞油菜具有抑制作用，在25 g·L-1時(shí)均表現(xiàn)為抑制作用，表明石竹、二月蘭與花葉滇苦菜混合生長(zhǎng)時(shí)應(yīng)降低花葉滇苦菜的比例，降低比例依品種而定，觀賞油菜大面積種植時(shí)應(yīng)避免與花葉滇苦菜組合并及時(shí)清除。

3.2 花葉滇苦菜浸提液對(duì)3種花卉幼苗根長(zhǎng)和莖長(zhǎng)的影響

本研究表明花葉滇苦菜浸提液對(duì)3種花卉幼苗的莖長(zhǎng)和根長(zhǎng)產(chǎn)生的化感效應(yīng)有顯著差異，整體呈現(xiàn)低促高抑的趨勢(shì)。這與馬銀山等［30］關(guān)于天仙子（Hyoscyamus niger）種子浸提液對(duì)黑麥草（Lolium perenne）根長(zhǎng)和地下部生物量的化感作用研究結(jié)果一致。2種浸提液對(duì)石竹、觀賞油菜莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)的化感抑制效應(yīng)表現(xiàn)為DX高于DS，這種抑制作用同樣隨根系浸提液濃度升高而明顯增加，可能與不同器官中化感物質(zhì)的種類和含量有關(guān)，這與前人研究結(jié)果一致［31］。如羅小勇等［32］以生菜（Lactuca sativa）為受體對(duì)20種菊科植物化感活性的研究發(fā)現(xiàn)，菊科植物不同器官高濃度浸提液處理均不同程度地抑制了生菜幼苗的生長(zhǎng)，且對(duì)胚根生長(zhǎng)的抑制作用明顯高于對(duì)胚軸生長(zhǎng)的抑制。本研究中，對(duì)石竹根長(zhǎng)的抑制作用明顯高于莖長(zhǎng)，說(shuō)明浸提液通過(guò)抑制石竹胚根的生長(zhǎng)從而抑制種子萌發(fā)。胡婧等［33］研究表明化感物質(zhì)通過(guò)抑制胚根的生長(zhǎng)，導(dǎo)致植株根系生長(zhǎng)受阻，影響根系對(duì)水分和土壤養(yǎng)分的吸收能力，抑制胚軸生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致植株幼苗生長(zhǎng)緩慢，并影響其在群落中的競(jìng)爭(zhēng)能力。從綜合化感效應(yīng)分析，花葉滇苦菜浸提液對(duì)3種花卉種子的根長(zhǎng)和莖長(zhǎng)生長(zhǎng)的影響表現(xiàn)為抑制作用大于促進(jìn)作用，其根系對(duì)3種花卉種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)各方面的影響更加敏感。在本試驗(yàn)所選濃度范圍內(nèi)，隨著提取液濃度的增高，對(duì)受體植物的化感作用逐漸加強(qiáng)，即對(duì)種子萌發(fā)的抑制和對(duì)幼苗根、莖長(zhǎng)勢(shì)的抑制作用加強(qiáng)。推斷化感物質(zhì)對(duì)植物的影響可能與受體植物的生長(zhǎng)期、組織器官特異性、幼苗自身生長(zhǎng)情況等有關(guān)［31］。

3.3 花葉滇苦菜浸提液處理下3種花卉抗氧化酶活性、丙二醛含量變化

雜草化感物質(zhì)對(duì)栽培植物的影響之一是活性氧（reactive oxygen species，ROS）的過(guò)量產(chǎn)生和積累，導(dǎo)致栽培植物膜脂質(zhì)的過(guò)氧化及膜損傷，MDA含量可以表示脂質(zhì)過(guò)氧化程度，其值越大表示膜脂遭受氧化脅迫的影響程度越大。超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）3種抗氧化酶是植物ROS清除系統(tǒng)的重要組成部分，三者相互協(xié)調(diào)、共同作用可以有效防止活性氧引起的膜脂過(guò)氧化對(duì)細(xì)胞造成傷害，其活性的高低可反映植物受傷害程度［33-35］。本研究中，與對(duì)照相比，3種花卉幼苗的抗氧化酶SOD、POD及CAT在2種浸提液作用下，其活性均呈現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢(shì)，MDA含量均隨濃度的升高而升高，主要原因可能是植物在逆境環(huán)境下，體內(nèi)產(chǎn)生過(guò)多的氧化產(chǎn)物而激活自身的一種應(yīng)激機(jī)制，促使機(jī)體提高抗氧化能力，隨著2種浸提液濃度的升高，3種花卉幼苗的抗氧化酶活性逐漸增加，清除過(guò)量的活性氧，使自身代謝水平保持平衡，進(jìn)而提高植物的抗逆性。然而，當(dāng)花葉滇苦菜水浸提液濃度達(dá)100 g·L-1時(shí)，3種花卉幼苗抗氧化酶的清除能力有限，隨著化感脅迫程度的增加，化感抑制作用高于3種花卉幼苗的耐受閾值，各種抗氧化酶活性降低，從而抑制3種花卉的生長(zhǎng)［29］。在2種水浸提液濃度為50 g·L-1時(shí)，二月蘭、觀賞油菜SOD活性達(dá)到最大值，25 g·L-1時(shí)石竹SOD活性達(dá)到最大值，100 g·L-1濃度時(shí)顯著下降，POD、CAT通過(guò)自身抗氧化系統(tǒng)產(chǎn)生積極響應(yīng)來(lái)減弱自身細(xì)胞內(nèi)活性氧造成的細(xì)胞膜過(guò)氧化傷害，逆境中活性增加，但濃度達(dá)到一定值時(shí)，活性開(kāi)始下降。與對(duì)照相比，2種浸提液處理下二月蘭幼苗的SOD活性顯著升高。DS浸提液處理使二月蘭幼苗POD活性顯著升高。DS浸提液濃度為5 g·L-1時(shí)，DX浸提液濃度為25 g·L-1時(shí)，二月蘭幼苗CAT活性顯著升高，二月蘭的抗氧化酶活性整體高于其他2種花卉幼苗，可能是由于二月蘭含有黃酮類化合物、多酚類、生物堿、活性酶類等物質(zhì)，這些物質(zhì)可抵御外界化感脅迫，提高抗氧化能力［29］，及時(shí)有效地清除細(xì)胞內(nèi)的活性氧，降低化感物質(zhì)對(duì)細(xì)胞的損壞，從而保證二月蘭的正常生長(zhǎng)。化感作用機(jī)理復(fù)雜多樣，后續(xù)研究應(yīng)分析二月蘭種皮及幼苗中可能含有的特殊抗氧化物質(zhì)，驗(yàn)證各功能成分在抑制化感中的作用。關(guān)于花葉滇苦菜代謝中一些酶的活性影響等生化機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

3.4 3種酶活性與3種花卉種子發(fā)芽率、幼苗根長(zhǎng)和莖長(zhǎng)的相關(guān)性

相關(guān)性分析表明，二月蘭根長(zhǎng)與POD、CAT活性呈極顯著正相關(guān)，CAT活性與莖長(zhǎng)和發(fā)芽率呈極顯著正相關(guān)；石竹種子POD活性與種子發(fā)芽率呈極顯著正相關(guān)；觀賞油菜POD活性與莖長(zhǎng)和根長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)。3種花卉種子發(fā)芽率、莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)與3種抗氧化酶活性相關(guān)性表現(xiàn)不規(guī)律，但是植物器官的抑制作用是由一種活性物質(zhì)所引起還是多種化合物共同作用的結(jié)果，需要進(jìn)行進(jìn)一步提取、分離和活性分析研究，進(jìn)而為花卉種類的選擇和農(nóng)業(yè)工程的建植提供技術(shù)支撐。

4 結(jié)論

本研究證實(shí)了花葉滇苦菜浸提液對(duì)3種花卉種子存在化感作用，不同部位不同濃度的水浸提液對(duì)3種花卉種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)化感作用強(qiáng)度不同，呈“低促高抑”的化感效應(yīng)，對(duì)觀賞油菜的抑制作用最強(qiáng)，花葉滇苦菜浸提液低濃度處理下，二月蘭幼苗清除活性氧的能力高于其他2種花卉。為了進(jìn)一步確定花葉滇苦菜的化感作用，今后需對(duì)化感物質(zhì)種類及相關(guān)的化感物質(zhì)進(jìn)行分離與鑒定。因此，在大規(guī)模種植二月蘭、石竹、觀賞油菜時(shí)，應(yīng)盡量避免在花葉滇苦菜危害嚴(yán)重的地塊種植或者采用耕作措施徹底清除雜草。