园叶牵牛对小白菜种子的化感作用研究

高 汝 勇

(衡水学院 生命科学学院，河北 衡水053000)

园叶牵牛对小白菜种子的化感作用研究

高 汝 勇

(衡水学院 生命科学学院，河北 衡水053000)

采用生物测定法研究了入侵杂草圆叶牵牛水浸提液对 2个小白菜品种种子萌发和幼苗生长的影响．结果表明：低质量分数的浸提液提高了种子的发芽率，促进了根长，但高质量分数的浸提液起抑制作用．浸提液只有在最高质量分数时才对苗高起抑制作用，其余质量分数均起促进作用．浸提液抑制了活力指数．抑制作用随质量分数升高而增强．圆叶牵牛浸提液对2个品种的影响不同，田嫩黄金抗性较强．

圆叶牵牛；小白菜；种子萌发；幼苗生长

圆叶牵牛(Ipomoea purpurea)是旋花科牵牛属的一年生攀援草本，原产于热带美洲，该种耐干旱瘠薄，适应性强，故分布广泛，现已分布于我国的绝大多数地区，是一种危害严重的外来入侵杂草．外来物种入侵后，和本土植物竞争营养、光照等资源，另外还向周围环境中释放一些化学物质即化感物质来影响本土植物的生长，结果导致其发育不良或死亡，引起本土植物种类下降甚至灭绝，使生物多样性丧失，生态环境破坏．中国是全球受外来入侵影响最大的国家之一[1]．外来植物成功入侵的原因是多方面的，其中化感作用在植物入侵过程中起着非常重要的作用[2]．化感作用是指一种植物通过向环境释放化学物质而对另一种植物所产生的直接或间接的伤害或有益的作用[3]．其中的化感物质可以通过雨水的淋溶、植物本身的挥发、残枝落叶的分解和根系分泌等途径进入土壤等周围环境中．目前，关于入侵植物的化感作用已有一些报道[4-6]，圆叶牵牛这一成功入侵的外来植物的化感作用研究未见报道．小白菜是深受人们喜爱的蔬菜之一．本实验以 2个小白菜品种为受体，研究圆叶牵牛浸提液对其种子萌发和幼苗生长的影响，以进一步探讨圆叶牵牛成功入侵的机理，为其综合防治和合理利用提供参考依据．

1 材料和方法

供试品种为小白菜正旺达88和田嫩黄金．于2009年9月采集健壮的圆叶牵牛地上部分，洗净晾干，剪成1 cm左右的小段，加蒸馏水浸提48 h，经常摇晃、过滤，配制成质量分数为10%的浸提液．以此作为母液分别稀释成1%，2.5%，5%，7.5%，10%的5种处理液．

精选大小一致且饱满的白菜种子，1‰ HgCl2消毒10 min，蒸馏水清洗3次，将100粒种子置于铺有双层滤纸的培养皿中，分别加入等体积的 5种处理液，以蒸馏水为对照．3次重复．于 25 ℃培养箱中进行萌发实验．每天更换新鲜的处理液以保持处理液质量分数基本不变．每天观察记录发芽的种子数目，5 d后从各处理中随机挑选10株幼苗，测定根长、苗长和鲜重，统计发芽率，发芽势，活力指数．发芽率(%)=(发芽的种子数目/供试种子总数)×100%, 活力指数=发芽指数×幼苗单株平均重量, 发芽势(%)=(3 d内供试种子的发芽数目/供试种子总数)×100%．化感作用强度采用抑制率来表示，抑制率=(1－处理/对照)×100%，负值表示促进作用，正值表示抑制作用，绝对值大小和作用强度一致．

2 结果与分析

2.1 圆叶牵牛浸提液对种子萌发的影响

发芽率和发芽势是种子萌发的重要参数．浸提液对小白菜种子萌发的影响结果见表1．由表1可知，低质量分数的浸提液稍微提高了2个品种的发芽率和发芽势．因此，浸提液中的一些活性成分是小白菜种子萌发时必需的物质．但是，随着浸提液质量分数的提高，发芽率和发芽势开始下降，低于对照值，说明浸提液又开始起抑制作用，从抑制率来看，抑制程度和浸提液质量分数有关，随浸提液质量分数的升高而加强．因此，浸提液质量分数过高时反而会起相反作用．

表1 浸提液对种子萌发的影响 %

2.2 圆叶牵牛浸提液对幼苗生长的影响

圆叶牵牛浸提液对小白菜幼苗生长的影响结果见表 2．从根长来看，1%的较低质量分数的浸提液处理时，2个品种的根长均大于对照值，说明浸提液起促进根系生长的作用．但是随着浸提液质量分数的升高，根长数值下降，但对正旺达 88来说，根长开始小于对照值，浸提液起抑制根系生长的作用，抑制程度随质量分数升高而显著；对于田嫩黄金来说，浸提液质量分数从2.5%一直增加到5%的中质量分数时，根长数值都大于对照值，只有浸提液质量分数超过5%以后，浸提液才表现为抑制作用，抑制作用的大小也具有浓度效应．

表2 浸提液对小白菜幼苗生长的影响

从苗高来看，10%的最高质量分数的浸提液处理抑制了2个品种地上部分的生长和发育，其余的质量分数都起促进作用，作用大小也与质量分数有关，呈现随质量分数增加而减小或先增加后减小的趋势．

活力指数是幼苗生长健壮的指标．在圆叶牵牛浸提液处理时，小白菜幼苗的活力指数都小于对照值，从抑制率来看，抑制作用大小也具有浓度效应．

3 讨论

迄今，部分外来植物已在世界范围内造成严重灾难，其潜在的负效应还难以估量[7]，因此迫切需要深入了解其入侵机理．本实验通过培养皿滤纸法测定小白菜种子萌发及生长状况．研究结果表明，圆叶牵牛存在化感物质，影响小白菜种子而对萌发和幼苗的生长和发育．综合分析认为，从种子萌发情况来看，低质量分数的浸提液可提高种子的发芽率，高质量分数时起抑制萌发的作用．从幼苗生长来看，浸提液抑制活力指数，化感作用具有浓度效应．圆叶牵牛的这种抑制作用与黄顶菊，加拿大一年蓬等其它入侵植物的化感作用一致．2个品种的表现不同，这可能是基因型不同的缘故，对比2个品种，田嫩黄金较正旺达88抗性强．

化感物质可存在于圆叶牵牛的茎、叶、果实、种子等内部，属于次生代谢物质．本实验所用的浸提液仅是圆叶牵牛地上部分的粗提物，其具体成分和入侵机理还有待进一步研究．

[1] 万方浩,郑小波,郭建英.重要农林外来入侵物种的生物学与控制[M].北京:科学出版社,2005:11-12.

[2] 王朋,梁文菊,孔垂华,等.外来杂草入侵的化学机制[J].应用生态学报, 2004,15(4):707-711.

[3] 左胜鹏,马永清,李秀维.植物化感作用与生物多样性[J].植物遗传资源学报, 2006,7(4): 494-498.

[4] 周文杰.黄顶菊对小麦种子化感作用的初步研究[J].衡水学院学报, 2008,10 (1): 59-62.

[5] 郑丽,冯玉龙.紫茎泽兰叶片化感作用对10种草本植物种子萌发和幼苗生长的影响[J].生态学报, 2005,25(10): 2782-2787.

[6] 方芳,郭水良,黄林兵.入侵植物加拿大一枝黄花的化感作用[J].生态科学, 2004,23(4):331-334.

[7] 许桂芳,刘明久,李春雷.紫茉莉入侵特性及其入侵风险评估[J].西北植物学报,2008,28 (4):0765-0770.

Abstract:By means of laboratory bioassay, the allelopathy effect of water extract from invasive plant Ipomoea purpure on seed germination and seedling growth was investigated, using the two cabbage varieties. The results showed that: The lower concentrations extract accelerated the germination percentage, root length, but the higher concentrations had the inhibition.Only the highest concentration had the inhibition on the shoot height, other concentrations could accelerate the shoot height.The water extract inhibited vigor index. The inhibition showed enhanced trends with the increasing of the concentrations. The extract had the different effect on the two varieties. Tiannenhuangjin showed relatively stronger resistance, compared to Zhengwangda 88.

Key words:Ipomoea purpurea; cabbage; germination; seedling growth

(责任编校：李建明英文校对：李玉玲)

Study on Cabbage Seed’s A llelopathic Effects of Ipomoea Purpurea

GAO Ru-yong

(Coolege of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Heibei 053000, China)

Q948.1

A

1673-2065(2011)01-0042-03

2010-09-05

高汝勇(1973-),女,河北枣强人,衡水学院生命科学学院副教授,理学硕士.