石刁柏4种浸提液对几种受体植物的化感作用

纵 熠， 黄乔乔， 李晓霞， 范志伟， 沈奕德， 黄东东， 程汉亭， 刘丽珍

(1.中国热带农业科学院环境与植物保护研究所/农业部热带作物有害生物综合治理重点实验室/农业部儋州农业环境科学观测试验站/海南省热带农业有害生物监测与控制重点实验室/海南省热带作物病虫害生物防治工程技术研究中心，海南海口 571101；2.海南大学环境与植物保护学院，海南海口 570228)

石刁柏4种浸提液对几种受体植物的化感作用

纵 熠1，2， 黄乔乔1， 李晓霞1， 范志伟1， 沈奕德1， 黄东东1， 程汉亭1， 刘丽珍1

(1.中国热带农业科学院环境与植物保护研究所/农业部热带作物有害生物综合治理重点实验室/农业部儋州农业环境
科学观测试验站/海南省热带农业有害生物监测与控制重点实验室/海南省热带作物病虫害生物防治工程技术
研究中心，海南海口 571101；2.海南大学环境与植物保护学院，海南海口 570228)

用白菜、假臭草和红毛草为受体植物，采用生物测定的方法研究了石刁柏新鲜茎叶4种浸提液的化感作用，结果表明：红毛草受石刁柏茎叶浸提液的抑制作用最强；4种溶剂的浸提液对假臭草萌发率的作用效果表现出“低浓度促进，高浓度抑制”的双重效应，而对其幼苗根茎生长具有明显的抑制作用，且浓度越大抑制作用越强；4种溶剂的浸提液对白菜萌发率和根长的作用在总体上也表现出显著的抑制作用，但对其茎长却有明显的促进作用。说明4种浸提液对受体植物种子萌发率、幼苗的根长和茎长均有不同程度的化感作用，这为利用石刁柏的化感作用控制杂草提供了理论基础。

石刁柏；浸提液；化感作用

石刁柏(AsparagusofficinalisLinn.)为百合科(Liliaceae)天门冬属(Asparagus)多年生宿根性草本植物，别名芦笋、芦荀、龙须菜等，具有润肺镇咳、祛痰杀虫等功效[1]，是一种常见的蔬菜。但石刁柏地杂草危害非常普遍，影响石刁柏的正常生长，降低石刁柏的品质。

1984年Rice将化感作用较完整地定义为：植物或微生物的代谢分泌物对环境中其他植物或微生物有利或不利的作用[2]。利用作物的化感作用来抑杂草是利用其自身分泌的化感物质来防治杂草，具有剂量小、选择性强、无“3R”问题等优点，有利于实现可持续的杂草防治策略，大大减少除草剂的使用，在农业系统中对于农业稳定性的建立具有重要作用[3]。目前，石刁柏地草害的防除研究还处在起步阶段。王连平等对石刁柏地杂草及地膜覆盖除草研究发现，地膜覆盖对石刁柏地不同杂草的抑制作用与杂草的需光特性有关，地膜覆盖对需光要求较高的杂草抑制作用较强，对需光要求较低的杂草抑制作用较弱[4]。孙胄轩等对石刁柏干燥茎的化学成分进行了研究，从中分离得到10个化合物[5]。关于石刁柏化感作用的研究尚未开展。对海南地区石刁柏地杂草种类调查结果显示：假臭草(Praxelisclematidea)为外来入侵植物，对生境的适应能力强，能够入侵石刁柏地，是石刁柏地常见伴生杂草，与石刁柏竞争水肥资源和生长空间，影响石刁柏的生长和产量[6]；红毛草(Rhynchelytrumrepens)也是一种外来入侵植物，但在石刁柏地属一般性杂草，对石刁柏生长和产量的影响较小。因此，本试验开展石刁柏化感作用的研究，以期进一步了解石刁柏对不同受体植物的化感效应，为热带地区石刁柏茎叶的综合利用提供有价值的理论依据，也对保护农业自然生态环境免受化学药剂侵害具有积极意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供体植物：新鲜石刁柏的茎和叶于2013年9月14日采自中国热带农业科学院环境与植物保护研究所实验基地。

受体植物：白菜(BrassicapekinensisR.)种子购于海南大学物资公司，假臭草和红毛草种子采自中国热带农业科学院环境与植物保护研究所实验基地。

1.2 试验方法

1.2.1 浸提液制备 用天平分别称取新鲜石刁柏茎叶各4份，每份100 g，剪碎，分别放入200 mL甲醇、乙酸乙酯、三氯甲烷、蒸馏水中，室温条件下密封浸提48h，期间振荡5次，使其充分浸提，然后过滤，分别用这4种溶剂定容至200 mL，滤液浓度为 0.5 g/mL，4 ℃低温保存。试验时分别稀释浸提原液至0.125、0.25、0.5 g/mL 3个浓度进行测定。

1.2.2 生物测定 化感活性测定采用培养皿滤纸法[7]。在洗净、烘干的直径为9 cm的培养皿中铺2层定性滤纸，加入5 mL不同浓度不同溶剂的浸提液，以加蒸馏水为对照。红毛草播种前用浓硫酸灭菌5 min，用水冲洗干净后，与假臭草和白菜分别在超纯水中浸泡3～4 h，随后将受试植物种子摆放于培养皿中，每皿20粒，3次重复。在光照(28 ℃)-黑暗(23 ℃)周期为14 h-10 h、湿度75%人工气候箱内进行培养。7 d后统计发芽数，测定根长和茎长，计算种子萌发率。萌发率=(规定时间内种子发芽数/供试种子数)×100%。

1.2.3 数据分析方法 采用DPS软件对试验数据进行处理和分析，运用Duncan’s方法对各指标进行差异显著性检验[8]。

2 结果与分析

2.1 石刁柏茎叶浸提液对供试植物种子萌发率的影响

采用不同溶剂萃取的石刁柏茎叶浸提液对3种受体植物萌发率的生物测定结果如表1所示，多数受体种子的萌发率均表现为抑制作用，但也有个别受体种子表现为高抑制低促进的作用，但是对各指标的促进浓度和抑制浓度各不相同。其中，红毛草受石刁柏茎叶浸提液的抑制作用最强，在 0.125 g/mL 浓度下，甲醇浸提液对红毛草的抑制率就达到了100%；在0.5 g/mL高浓度下，4种溶剂的浸提液对红毛草的抑制率都达到了100%。假臭草种子在0.125 g/mL低浓度下萌发率比对照略有增加；浓度大于0.125 g/mL时，萌发率比对照开始降低，但二者均不显著。甲醇和乙酸乙酯浸提液对白菜种子萌发的作用效果均达显著水平(P<0.05)，其中甲醇浸提液的作用效果随处理浓度的增加而增加，而乙酸乙酯浸提液的作用效果表现出低浓度促进、高浓度抑制的双重效应；三氯甲烷浸提液对白菜的种子萌发影响不显著；而水浸提液对白菜种子的萌发作用效果达到了极显著水平(P<0.01)。

表1 石刁柏茎叶浸提液对3种供试植物种子萌发率的影响Table 1 Effects of extracts from A. officinalis leaves and stems on the germination rate of three receptor plants

注：同列相同萃取方式不同浓度(含对照)相比，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。

2.2 石刁柏茎叶浸提液对供试植物幼苗根长的影响

不同溶剂浸提液对3种受体植物根长测定结果如表2所示。4种浸提液对假臭草和红毛草幼苗根的生长均表现为抑制作用，且浓度越高抑制强度越大。在4种溶剂浓度为0.125 g/mL低浓度下，假臭草幼苗的根长受到的作用效果均达极显著水平(P<0.01)，而乙酸乙酯浸提液、三氯甲烷浸提液和水浸提液对红毛草的作用效果没有达到显著水平，在三氯甲烷浸提液0.125 g/mL低浓度下，对白菜幼苗的根长有明显的促进作用，而当浓度达 0.25 g/mL 时就开始呈抑制作用。其余3种溶剂对白菜幼苗根的生长均表现为抑制作用，且均达极显著水平(P<0.01)。

表2 石刁柏茎叶浸提液对3种供试植物幼苗根长的影响Table 2 Effects of extracts from Asparagus officinalis leaves and stems on the root length of three receptor plants

注同表1。

2.3 石刁柏茎叶浸提液对供试植物幼苗茎长的影响

不同溶剂浸提液对3种受体植物茎长测定结果如表3所示。4种浸提液对于假臭草和红毛草幼苗茎的生长均表现为抑制作用，乙酸乙酯浸提液和三氯甲烷浸提液对假臭草幼苗茎长的影响达到极显著水平(P<0.01)，而甲醇浸提液和水浸液对假臭草的作用效果不显著。在4种溶剂浓度为 0.125 g/mL 低浓度下，红毛草幼苗的茎长受到的作用效果均达极显著水平(P<0.01)。4种浸提液对白菜的幼苗茎的生长均表现为促进作用，乙酸乙酯浸提液对其作用效果达显著水平(P<0.05)，其余3种浸提液对其作用效果均达极显著水平(P<0.01)；而甲醇浸提液和水浸液在0.125、0.25 g/mL浓度下的茎长虽然比对照呈明显的增大趋势，但是 0.5 g/mL 浓度下的茎长却有显著的减小趋势。

表3 石刁柏茎叶浸提液对3种供试植物幼苗茎长的影响Table 3 Effects of extracts from Asparagus officinalis leaves and stems on the grass height of three receptor plants

注同表1。

3 讨论与结论

本试验用4种溶剂石刁柏茎叶浸提液对3种受体植物(白菜、假臭草、红毛草)进行室内生物测定结果发现，石刁柏茎叶浸提液对3种受体植物种子萌发、根长和茎长的生长发育均有明显的化感作用。其中红毛草受石刁柏茎叶浸提液的抑制作用最强，其种子根本不能萌发；即使是可以萌发的种子，其根和茎的生长发育也受到了严重的抑制作用。这可能部分解释了红毛草在石刁柏地里数量较少、危害较小这一现象。

化感物质的浓度效应是化感作用研究的重要内容之一。研究表明，植物化感作用具有浓度效应[9-10]，即化感作用的强度会随化感物质浓度的增加而变大。本研究结果也证实了这一点，在种子萌发试验中，甲醇浸提液、三氯甲烷浸提液和水浸液处理的白菜种子的萌发率都随着浸提液浓度的增大而降低；4种浸提液对于假臭草和红毛草幼苗根的生长均表现为抑制作用，且浓度越高抑制强度越大。

植物的化感作用具有低促高抑现象[11-12]。周志红等对番茄化感研究表明，番茄浸提液对供试受体表现为明显的高浓度抑制和低浓度促进的双重效应[13]；曾东强等对银胶菊水浸液化感作用的研究中也有同样的发现[14]。在本研究中，石刁柏茎叶浸提液对部分受试供体也表现为低浓度促进、高浓度抑制的双重效应：在0.125 g/mL低浓度下，假臭草种子萌发率比对照略有增加；浓度大于0.125 g/mL时，萌发率随着浸提液浓度的增加而降低，且都低于对照。另外4种浸提液对白菜的幼苗茎的生长均表现为促进作用，随着三氯甲烷浸提液浓度的升高，其对白菜幼苗茎生长的促进作用缓慢增大，而其余3种浸提液都呈随着浓度的增大，其促进作用呈先增强后减弱的趋势，这与郭振清等对牛膝菊的化感作用研究结果一致[15]。可见同一植物不同浓度的浸提液处理、同一浓度浸提液的不同植物处理，对种子的萌发和幼苗的生长的影响都是有差异的，说明化感作用的确有选择性[16]。因此在实际生产中，我们可以合理利用石刁柏的化感作用，适时、适量地将石刁柏地前茬作物的残茬留在田里或用石刁柏茎叶及石刁柏收获后的农业废弃物覆盖地表，对石刁柏地草害的发生可以起到一定的控制作用。

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AllelopathicEffectofFourExtractsfromAsparagusofficinalisonSelectedReceptorPlants

ZONG Yi1，2，HUANG Qiao-qiao1，FAN Zhi-wei1，LI Xiao-xia1，SHEN Yi-de1，HUANG Dong-dong1，CHENG Han-ting1， LIU Li-zhen1

(1. Environment and Plant Protection Institute，CATAS/Key Laboratory of Pests Comprehensive Governance for Tropical Crops，Ministry of Agriculture/Danzhou Scientific Observing and Experimental Station of Agro-Environment，Ministry of Agriculture/Hainan Key Laboratory for Monitoring and Control of Tropical Agricultural Pests/Hainan Engineering Research Center for Biological Control of Tropical Crops Diseases and Insect Pests，Haikou571101，China；2.College of Environment and Plant Protection，Hainan University，Haikou570228，China)

UsingBrassicapekinensis，EupatoriumcatariumandRhynchelytrumrepensas receptor plants，the allelopathic effects of four extracts from fresh leaves and stems ofA.officinaliswere studied by bioassay methods. Leaf and stem extracts fromA.officinalisstrongly inhibitedR.repensgrowth. The four solvent extracts promoted seed germination ofE.catariumat low concentration，but had the opposite effect at high concentrations. The four extracts increasingly inhibited root and shoot length ofE.catarium，as their concentration increased. The four extracts also inhibited seed germination and root length ofB.pekinensisbut stimulated its stem length. This study documents different allelopathic effects of the four extracts on seed germination，root length and stem length of the receptor plants，and provides a theoretical foundation for controlling weeds with allelochemicals fromA.officinalis.

Asparagusofficinalis；extracts；allelopathic effectf采用不同溶剂萃取的石刁柏茎

S451.1

A

1003-935X(2013)04-0017-04

纵 熠，黄乔乔，李晓霞，等. 石刁柏4种浸提液对几种受体植物的化感作用[J]. 杂草科学，2013，31(4)：17-20.

2013-10-24

国家公益性行业(农业)科研专项(编号：201003074)。

纵 熠(1990—)，女，江苏镇江人，硕士研究生，主要从事植物入侵生态学研究。E-mail：zongyi1990@126.com。

沈奕德，副研究员，主要从事杂草生态与综合治理，E-mail：hndccs@163.com；范志伟，博士，研究员，主要从事杂草生态与综合治理研究，E-mail：fanweed@163.com。