阔叶丰花草水浸提液对5种作物的化感作用

， ， ， ， ， (.广西农业科学院植物保护研究所/广西作物病虫害生物学重点实验室， 南宁 530007；.柳城县太平镇林业站， 广西 柳州 5450)

阔叶丰花草水浸提液对5种作物的化感作用

马永林1，马跃峰1，郭成林1，王彦辉1，覃建林1，吴文松2
(1.广西农业科学院植物保护研究所/广西作物病虫害生物学重点实验室， 南宁 530007；2.柳城县太平镇林业站， 广西 柳州 545202)

采用室内生物测定方法研究不同浓度的阔叶丰花草水浸提液对5种作物(西瓜、水稻、萝卜、辣椒和番茄)种子萌发和幼苗生长的化感影响。结果表明:不同浓度的阔叶丰花草水浸提液对5种作物种子的发芽率、幼苗茎长和根长均有较强的化感作用，并且随着浸提液浓度的升高，化感效应明显增强。当浸提液浓度为0.05 g/mL时，5种受体作物的化感综合效应强弱顺序为西瓜gt;萝卜gt;水稻gt;番茄gt;辣椒。其根部比茎部的化感作用更敏感，受到的抑制作用更强，但对辣椒和番茄的茎表现出了一定的促进作用。

阔叶丰花草； 入侵植物； 浸提液； 化感作用

植物的化感作用是指一个活体植物通过向周围环境中释放化学物质，从而影响植物的生长和发育的现象，它包括促进和抑制作用2个方面[1-3]。植物能通过雨水淋溶、挥发、残体分解和根系分泌等途径向周围环境释放次生代谢物质[4-5]，其中有些次生代谢物具有化感效应，可以直接或间接地影响周围植物(如田间微生物和杂草等)的生长，从而影响植物群落组成和演替变化[6-10]。目前，国内外研究者热衷于对植物化感机理研究，从而使植物化感作用的研究领域十分活跃，尤其是化感物质在杂草防控和农业可持续发展上的应用成为一个新的研究热点[11]。

阔叶丰花草SpermacocelatifoliaAub.(Borreria latifolta (Aubl.)K.Schum.)为茜草科、丰花草属，蔓生草本，为喜光性植物；原产于南美洲热带地区，现泛热带分布，是一种重要的入侵性植物[12]，近年来在广西部分柑橘园、蔗田和中草药田均有发生，现已入侵并广泛分布于广东、广西、海南、香港、台湾、福建南部、浙江和云南西南部[13]。目前，国内对阔叶丰花草的研究仅限于生物学特性、地理分布状况、危害程度、入侵群落生物多样性、农田化学防控、土壤种子库季节动态等方面的研究[14-17]。2014年陶文琴等研究了阔叶丰花草对茄科作物的化感效应[18]，但未见对其他作物化感作用的相关报道。因此，本试验以西瓜、水稻、萝卜、辣椒和番茄为受体，研究了阔叶丰花草水浸提液对5种作物种子萌发和幼苗生长的影响，旨在为该入侵性杂草的合理防控提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 材 料

供试材料，阔叶丰花草2014年10月30日采于广西武鸣县大帽岭村(北纬：23°9′8″，东经：108°11′56″，海拔高度51 m)。西瓜品种：黑美人(广西农科院园艺所提供)；水稻品种：TN1(广西农科院植保所提供)，萝卜、辣椒(线椒)和番茄(广西农科院蔬菜所提供)。

1.2 方 法

1.2.1 阔叶丰花草水浸提液的制备

采集营养生长比较旺盛的阔叶丰花草植株，用塑料封口袋封好，快速放入采集箱带回试验室，除去鲜植株上的杂质和黄叶，切成3～5 mm的小段，称量之后放入锥形瓶。

按鲜重1 g兑10 mL水的比例(水用无菌蒸馏水)，放在20～25 ℃室温下浸泡48 h，相隔12 h震荡5 min左右，过滤得到0.1 g/mL的水浸提液为母液后，保存于4 ℃冰箱中备用，试验时将母液用无菌蒸馏水配制成0.01，0.025，0.05 g/mL 3种不同的浓度；培养皿(∅=9 cm)和滤纸进行灭菌，每个培养皿放3层滤纸，分别加入5 mL不同浓度水浸提液，无菌蒸馏水作为对照，每个处理重复3次，在25 ℃恒温箱中进行发芽试验。

1.2.2 生物测定

种子发芽率：选择大小、颜色统一的作物种子，用备好的10%的H2O2消毒5 min后，取出，用无菌蒸馏水冲洗若干次至H2O2完全洗净后，整齐均匀排列于培养皿内培养，每培养皿30粒种子，上盖，用塑料封口膜封好边缘，放在25 ℃恒温箱中进行发芽试验，每天补充适量水浸提液或无菌蒸馏水1次，并记录发芽数，胚根突破种皮大约2 mm即定为萌发，每个处理设3次重复，当连续2 d记录无种子发芽时，定为发芽结束。

幼苗生长：选择颗粒饱满、大小均匀的种子用做催芽处理，选取同一时期发芽的种子(胚根突破种皮2 mm左右)，整齐均匀地排列于准备好的培养皿，每皿30粒，上盖，用塑料封口膜封好边缘，置于20～25 ℃(20 ℃时黑暗16 h，25 ℃时光照8 h)光照培养箱中，每天定时补充适量浸提液或无菌蒸馏水1次，每个处理3次重复，第7天测量幼苗茎长、根长和鲜重[19-20]。

1.2.3 数据处理

发芽率(%)=发芽种子数/供试种子数×100%；

化感指数(IR)=1-C/T(T≥C)或T/C-1(Tlt;C)。

式中：C为对照值；T为处理值；当IRgt;0表现为促进作用；当IRlt;0表现为抑制作用；IR绝对值的大小与化感效应强度一致。计算发芽率、根长、芽长和鲜重的IR值。

综合化感效应指数(SE)=(萌发率化感效应值+茎长化感效应值+根长化感效应值+鲜重化感效应值)/4。式中，当SEgt;0为促进作用，当SElt;0为抑制作用，绝对值大小与作用强度一致[18，20-23]。

采用Excel 2010和Dps 14.5软件对数据进行处理分析并作图(用Cuncan法比较处理组间的差异，显著水平α=0.05)。

2 结果与分析

2.1 阔叶丰花草水浸提液对作物种子萌发的影响

由图1可知，阔叶丰花草水浸提液对水稻、西瓜、萝卜、辣椒和番茄种子萌发的影响差异显著(plt;0.05)。3个浓度下的水浸提液对种子萌发均有一定的化感作用，其中番茄在0.01 g/mL时具有轻微的促进作用，在浓度升高时种子萌发率表现出明显的抑制作用，西瓜种子在0.025 g/mL和0.050 g/mL浓度下均表现出一定的促进作用，其他种子在3种不同的浓度下均表现出抑制作用，水稻种子的发芽率随着浓度的升高抑制作用降低，萝卜和辣椒种子随着浓度的增加抑制率随之增加。

2.2 阔叶丰花草水浸提液对作物茎长的影响

阔叶丰花草水浸提液对番茄和辣椒芽的生长有促进作用(图2)，其中对辣椒和番茄的促进作用随着浓度的增加而增加，且对辣椒促进作用更明显(plt;0.05)；水稻芽长在浓度为0.01 g/mL和0.025 g/mL时均有促进作用，但促进作用随浓度升高而降低，当浓度为0.05 g/mL时表现出抑制作用；西瓜苗和萝卜芽苗在3种浓度下均表现出一定的抑制作用，其中西瓜苗随浓度的升高抑制增强，萝卜苗随浓度的增加抑制作用轻微的增高，但不显著。

注：字母表示不同受体植物在同一浓度处理时的差异显著性，字母不同表示差异显著性(plt;0.05)。下同。图1 阔叶丰花草水浸液对不同作物种子发芽的影响

图2 阔叶丰花草水浸液对不同作物茎长的影响

2.3 阔叶丰花草水浸提液对作物根长的影响

由图3知，阔叶丰花草水浸提液在试验的浓度下对5种受体植物根长的影响表现为抑制作用；在0.01 g/mL浓度下阔叶丰花草水浸提液对5种作物根长的抑制率强弱顺序为西瓜gt;番茄gt;水稻gt;萝卜gt;辣椒；在0.025 g/mL浓度下除了对辣椒抑制作用较轻外，对其他4种作物根长的抑制比较强，且差异不明显，在0.05 g/mL浓度下对作物根长抑制率强弱顺序为萝卜gt;水稻gt;西瓜gt;番茄gt;辣椒。在3种不同浓度下不同受体作物的根长抑制率随着浸提液浓度的增加而增强，其中萝卜和水稻的根长抑制率随浓度的升高表现最明显。

图3 阔叶丰花草水浸液对不同作物根长的影响

2.4 阔叶丰花草水浸提液对作物鲜重的影响

幼苗的鲜重是作物苗生长的综合表现。阔叶丰花草水浸提液对5种受体作物鲜重影响如图4，由图4可看出，阔叶丰花草水浸提液对茄科作物辣椒和番茄的鲜重表现为促进作用，且随浓度的升高促进作用增强，对水稻、西瓜和萝卜的鲜重表现为抑制作用，其中随浓度的升高对西瓜的鲜重抑制率明显高于水稻和萝卜。

图4 阔叶丰花草水浸液对不同作物鲜重的影响

2.5 综合化感效应指数

从表1可以看出，在3个不同浓度下，阔叶丰花草水浸提液除了对辣椒有轻微的促进作用外，对其他4种受体作物的综合化感效应随着浓度的升高，抑制作用不同程度的增强，现以0.05 g/mL的水浸提液为例说明阔叶丰花草对5种作物的综合化感效应强弱顺序为西瓜gt;萝卜gt;水稻gt;番茄gt;辣椒。

表1 阔叶丰花草水浸提液处理5种不同作物种子和幼苗生长的化感效应指数

作物处理(g/mL)发芽率RI茎长RI根长RI鲜重RI综合效应SE水稻0．01-0．2500．130-0．180-0．100-0．1000．025-0．1500．070-0．370-0．150-0．1500．05-0．020-0．140-0．660-0．220-0．260西瓜0．010．000-0．150-0．280-0．110-0．1350．0250．040-0．200-0．330-0．220-0．1780．050．070-0．350-0．400-0．530-0．303萝卜0．010．000-0．060-0．130-0．080-0．0680．025-0．100-0．068-0．350-0．120-0．1600．05-0．130-0．091-0．780-0．160-0．290辣椒0．01-0．0200．070-0．0700．0500．0080．025-0．0800．180-0．0950．1200．0310．05-0．2000．260-0．2500．152-0．010番茄0．010．0200．020-0．2100．050-0．0300．025-0．1800．072-0．3300．110-0．0820．05-0．2500．082-0．3500．170-0．087

3 结 论

由以上试验可知，阔叶丰花草水浸提液对不同受体作物的种子发芽率及作物幼苗的生长发育状况均具有显著的影响。除对西瓜的发芽率有促进作用外，对其他几种作物种子的发芽率均有一定的抑制作用，随着浸提液浓度的增大，对作物种子发芽率的影响也随之加大；当浓度低时抑制作用不够明显或稍有促进作用，当浓度高时则表现出较强的抑制作用；其中对辣椒和番茄随着浸提液浓度的增加茎长和鲜重促进作用也随之增加，这和陶文琴等[18]的研究基本一致，但对辣椒和番茄根长的生长表现出了一定的抑制作用，这一结果与陶文琴等的研究有一定的差异，可能与作物种子处理和温湿度控制有一定的关系，需要进一步试验证实。当浓度升高时，对辣椒的综合化感效应由促进变为轻微的抑制作用，对其他4种受体作物的综合化感效应随着浓度的增加抑制作用加强。

以上分析表明，阔叶丰花草水浸提液对不同作物具有不同的化感效应，同时对同一作物的不同部位也表现出了不同抑制和促进作用，在今后的农业健康持续发展中应当注意阔叶丰花草的传播风险，防止其分布范围的进一步传播扩散，以减轻其对农业生态环境的破坏。

[1]BALK K E,HODGES T K.Comparison of reduction in adenosine triphos-phate content,plasma membrane-associated adenosine triphos phase activity and potassium absorption in oat root by diethyl-stilbestrol[J].Plant Physiol,1979,63:53-55.

[2]关亚丽,丁朝,刘婉华.银胶菊水浸液对蔬菜种子萌发和幼苗生长的影响[J].安徽农业科学,2011,39(14):8 265-8 267.

[3]孔垂华,胡飞.植物化感(相生相克)作用及其应用[M].北京:中国农业出版社,2001:2.

[4]唐赛春,吕仕洪,何成新,等.广西的外来入侵植物[J].广西植物,2008,28(6):775-779.

[5]杨子林.滇西南蔗区新有害生物——阔叶丰花草[J].中国糖料,2009(4):41-43.

[6]洪思思,缪崇崇,方本基,等.浙江省阔叶丰花草入侵群落物种多样性、生态位及种间联结研究[J].武汉植物学研究2008,26(5):501-508.

[7]郑思思,戴玲,林培,等.阔叶丰花草入侵群落物种组成及其土壤种子库季节动态[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2009,35(6):677-685.

[8]高末,丁炳扬,罗清应,等.阔叶丰花草——浙江茜草科一新归化种[J].植物研究,2006,26(5):520-522.

[9]张殿京,陈仁霖.农田杂草防除大全[M].上海:上海科学技术文献出版社,1991:6-6,491-531.

[10]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京:科学出版社,1999,71(2):207.

[11]周凯,郭维明,徐迎春.菊科植物化感作用研究进展[J].生态学报,2004,24(8):1 780-1 785.

[12]李振宇,解焱.中国外来入侵种[M].北京:中国林业出版社,2002:11.

[13]马永林,覃建林,马跃峰,等.4种除草剂对柑桔园杂草阔叶丰花草的防除效果[J].中国南方果树,2013,42(3):57-58.

[14]Ridenour WM,Callaway RM.The relative miportance of alle lopathy in interference:The effect of an invasive weed on a native bunchgrass[J].Oecologia,2001,126:444-450.

[15]Hierro JL,Callaway RM. Alle lopa thy and exo tic plant invasion[J].Plant and Soi,l 2003, 256:29-39.

[16]Hewitt RE,M enges ES.Alle lopathice ffects of Ceratiolaer icoides (Em petraceae) on germ ination and survival ofsix Flor ida scrub spec ies[J].Plant Ecology,2008,198:47-59.

[17]Ens EJ,French K,Bremner JB.Evidence for allelopa-thy as a mechanism of community composition change byan invasive exotic shrub,Chry santhemoides moniliferaspp.rotundata.Plant and Soil,2009,316:125-137.

[18]陶文琴,许镇健,黄丽宜,等,阔叶丰花草对茄科作物的化感效应[J].贵州农业科学,2014,42(10):91-94.

[19]李雪枫,王坚,许文博,等.冷蒿对三种禾本科植物种子萌发和幼苗生长的化感作用[J].应用生态学报,2010,21(7):1 702-1 708.

[20]李睿玉,王跃华,马丹炜,等.夹竹桃水浸提液对4种植物的化感作用[J].种子,2014,33(8):44-47.

[21]章家恩.生态学常用实验研究方法与技术[M].北京:化学工业出版社,2007:180-184.

[22]罗杨,廖蓉苏,宋洋.小花棘豆对几种植物种子萌发的化感作用[J].广东农业科学,2011(22):109-113.

[23]缪绅裕,郑倩敏,陶文琴,等.入侵植物银花苋对3种蔬菜种子萌发的化感效应[J].广东农业科学,2013,40(15):36-39.

Allelopathy of Extract From theSpermacocelatifoliaAubl.on Five Plants

MAYonglin1,MAYuefeng1,GUOChenglin1,WANGYanhui1,QINJianlin1,WUWensong2
(1.Plant Protection Institute;Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Guangxi Key Laboratory of Biology for Crop Diseases and Insect Pests,Nanning 530007，China；2.Forestry Stations of Taiping Town in Liucheng County，Liuzhou Guangxi 545202，China)

Allelopathy of extract fromSpermacocelatifoliaAubl.on five receptor plants (Citrulluslanatus.OryzasativaL.RaphanussativusL.CapsicumannuumL.andLycopersiconesculentumMill.) were studied in laboratory.The results showed that different concentrations extract fromSpermacocelatifoliaAubl.had strong allelopathic inhibition on seed germinate rate,the length of stem and root of five plants，and with the increase of the concentration of allelochemicals，allelopathic inhibition enhanced significantly.When the concentration extract was 0.05 g/mL,The order of Five kinds of comprehensive crop allelopathy effect was:Citrulluslanatus.gt;RaphanussativusL.gt;OryzasativaL. gt;LycopersiconesculentumMill.gt;CapsicumannuumL..Its roots more sensitive than the allelopathy of stem,and had stronger inhibitory effect.But forOryzasativaL.andLycopersiconesculentumMill stems had a certain role in promoting.

SpermacocelatifoliaAubl; alien invasive plant; extract; allelopathy

2016-06-15

广西自然科学基金项目(编号：2015 GXNSFAA 139058)；广西农业科学院基本科研业务专项项目(编号：桂科农2014 YQ 31);广西作物病虫害生物学重点实验室项目(编号：14-045-50-ST-05；14-045-50-ST-08)。

马永林(1979—)，男(回族)，宁夏人；硕士，助理研究员，主要从事农田杂草防控及入侵生物方面的研究；E-mail:mayonglin_208@163.com。

覃建林(1963—)，男，副研究员；E-mail:qinjianlin948@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.10.032

S 451.1

A

1001-4705(2016)10-0032-05