银胶菊对南瓜化感作用的初步研究

丁 朝，关亚丽，付美静

（海南师范大学 生命科学学院，海南 海口571158）

银胶菊对南瓜化感作用的初步研究

丁 朝，关亚丽*，付美静

（海南师范大学 生命科学学院，海南 海口571158）

以南瓜作为受体，通过种子萌发及幼苗生长试验，初步研究了银胶菊浸提液的化感作用.结果表明:（1）银胶菊浸提液对南瓜种子的萌发具有明显的抑制作用，叶、根、全株浸提液对南瓜种子萌发的抑制效应均随处理浓度的增加而增强；（2）各器官浸提液对南瓜的根长均有一定的促进作用，银胶菊叶、根及全株浸提液对南瓜的苗高具有抑制作用，且抑制作用随处理浓度的增加而增强；（3）叶水浸提液的抑制作用要高于其他部位.

银胶菊；化感作用；种子萌发；幼苗生长

外来植物在某些生态系统中占据优势，甚至取代入侵地原有植被，化感作用在其中扮演着重要的角色.植物的化感作用原称他感作用、相生相克作用，是指植物次生代谢产生的化学物质释放到环境中，对其他临近植物或自身产生的直接或间接、有利或不利的作用[1].植物的化感作用广泛存在于自然界中，对解释植物个体及种间相互作用机制和构建植物群落都起着重要的作用[2-3]，并对农林业生产有重要影响.目前，植物化感作用成为化学生态学研究的一个重要方面[4].

银胶菊（Parthenium hysterophorus L.）为菊科植物，原产中南美洲，现广泛分布全球热带地区.我国的云南、贵州、广西、广东、海南、香港、福建和山东都有分布.银胶菊生长迅速，繁殖力强，极易扩散成为优势杂草.目前，银胶菊已成为对海南生态系统影响较为严重的外来种之一，在海口、临高、澄迈、儋州、昌江、白沙、东方、五指山、万宁、乐东、陵水、三亚等地均有大面积分布[5]，是各地果园、林地、和农田中难以除掉的杂草.因此，对银胶菊开展生理生态适应特性及其入侵机制、综合利用和控制方法等方面的研究显得尤为重要.本文研究了银胶菊水浸提液对南瓜种子萌发及幼苗生长的影响，旨在探讨银胶菊对其他植物的作用规律，为阐明其入侵机制提供试验参考.

1 材料与方法

1.1 试验材料

供体植物银胶菊采自于海口市龙泉停车场旁边的荒地，南瓜种子购于海口市培龙市场.

1.2 试验方法

1.2.1 银胶菊不同部位水浸液制备方法

将采集回来的银胶菊先用自来水冲洗干净，再用蒸馏水冲洗数次，待风干后将银胶菊各部位（根、茎、叶、全株）分离、剪碎，然后分别用蒸馏水进行活性物质浸提48h后，用32层纱布过滤，分别配成0.05 g/mL、0.1 g/mL、0.15 g/mL、0.2 g/mL四个处理浓度，放于4℃冰箱保存备用.

1.2.2 银胶菊不同部位水浸液对南瓜种子萌发及幼苗根长和苗高的影响

采用培养皿滤纸法[6].分别取上述银胶菊各水浸提液5 mL，分别加入铺有2层定性滤纸的培养皿中，每皿放入30颗均匀饱满的南瓜种子，对照加5 mL蒸馏水，置于25℃的恒温箱中培养.每隔24h观察种子萌发情况，连续观察5d，记录每天的发芽个数，并拍照.将所得数据对其发芽率（GR）、发芽速率（GI）进行统计分析.其中，GR=（发芽种子总数/供试种子总数）×100%；GI=∑（Gt/Dt），Gt为在t日内的发芽数，Dt为相应的发芽天数.

选取刚发芽（露白）的受试植物种子，均匀地置于铺有2层滤纸的培养皿中，再加入上述水浸液进行培养.每个处理设3个重复，以蒸馏水为对照.每天适当补充浸提液，10d后测定幼苗的根长和茎长.

1.2.3 银胶菊对南瓜化感效应大小评价

采用Williamson［7］的方法计算化感作用效应指数（RI）.RI=1－C/T（T≥C）或RI=T/C－1（T＜C），其中C为对照值，T为处理值，RI＞0为促进作用，RI＜0为抑制作用，绝对值大小与作用度一致.化感综合效应应用测试项目RI的平均值进行评价[8].

2 结果与分析

2.1 银胶菊浸提液对南瓜种子萌发的影响

银胶菊浸提液对南瓜种子的萌发具有明显的抑制作用（见表1）.其中叶、根、全株浸提液对南瓜种子萌发的抑制效应均随处理浓度的增加而增强，呈现化感作用的浓度效应，在浓度为0.2 g/mL时南瓜种子发芽率仅分别为16.67%、40%和13.33%，比对照的发芽率分别降低66.66%、43.33%和70%；茎浸提液虽抑制南瓜种子的萌发，但其抑制效应却随处理浓度的增大而降低，呈现化感作用的逆浓度效应，在0.05 g/mL时南瓜种子发芽率为33.33%，比对照的发芽率降低50%.银胶菊浸提液不仅降低南瓜种子的发芽率，而且也延缓种子的发芽速度.对比不同部位浸提液对南瓜发芽率的影响，可见叶浸提液对南瓜生长的抑制作用高于其他部位.

表1 银胶菊水浸液对南瓜种子萌发的影响Tab.1 Effects of the aqueous extract from Parthenium hysterophorus on seed germination of Cucurbita moschata

2.2 银胶菊水浸液对南瓜根长和苗高的影响

从表2可以看出，银胶菊各器官浸提液对南瓜的根长均有一定的促进作用，且促进效应随处理浓度的增大而降低，在所试验浓度中，0.05 g/mL的叶、茎、根浸提液对南瓜根长的促进作用达到了显著水平，0.05 g/mL的全株浸提液对南瓜根长的促进作用达到了极显著水平.银胶菊叶、根及全株浸提液对南瓜的苗高具有抑制作用，且抑制作用随处理浓度的增加而增强，但影响不显著，所有处理中，仅0.2 g/mL的全株浸提液对南瓜苗高的抑制作用达到了显著水平，比对照的苗高降低了42.71%.银胶菊茎浸提液对南瓜的苗高则有一定的促进作用.

银胶菊对南瓜种子萌发的化感作用可以由多种指标表示，每一指标表示的化感作用大小不同，因此，本文采用综合化感效应指数分析不同银胶菊浸提液对南瓜种子萌发化感作用的大小，该指数为各测试项目RI的平均值.由表3可知，银胶菊浸提液对南瓜种子的萌发均具有抑制作用，其中叶、根、全株浸提液对南瓜种子萌发的抑制效应均随处理浓度的增加而增强，表现出化感作用的浓度效应，当浸提液浓度为0.2 g/mL时，叶、根、全株浸提液对南瓜种子萌发的综合化感效应指数分别为-0.515、-0.4149、-0.5783.对比不同部位浸提液对南瓜的综合化感效应指数，可见叶浸提液对南瓜生长的抑制作用高于其他部位.

表2 银胶菊不同部位水浸液对南瓜根长、苗高的影响Tab.2 Effects of the aqueous extract from Parthenium hysterophorus on root length and seedling height of Cucurbita moschata

3 讨论

植物化感作用是植物对环境适应的一种化学表现形式［9］，而非外来植物所特有的，外来植物的化感作用是为了适应不良环境而达到与本地生物争夺生存空间的目的.化感作用的深入研究对认识植物群落结构及演替、对农业耕作制度的合理应用、生物除草和新型农药的开发具有重要意义[10].

植物化感物质的释放途径主要有挥发、雨雾淋溶、残株分解和根系分泌等4种[11].本文从淋溶（水溶物）方面研究银胶菊的化感作用.银胶菊浸提液对南瓜种子发芽率、发芽速率、根长和苗高的影响结果表明（见表1-3），它可以延迟和降低南瓜种子的发芽，抑制幼苗的生长，有利于其本身对空间的占领和时间上的优先，从而更有利于自身的生长，这也许是银胶菊成功入侵和迅速蔓延的原因之一.

不同浓度的银胶菊浸提液对南瓜种子萌发、苗高主要起抑制作用，且随着浸提液浓度的提高而抑制作用增强.对比不同部位水浸提液对南瓜发芽率和苗高的影响，可见不同组织部位浸提液的化感作用强度存在差异，作用方式在多数实验中表现为抑制作用.整体上叶水浸提液对南瓜生长的抑制作用最强，这可能是由于不同部位含有化感物质的量、种类不同而造成的.

本文利用生物检测的方法初步研究了银胶菊不同部位浸提液对南瓜种子的萌发和幼苗生长的影响，对于银胶菊浸提液对受体植物幼苗的生理指标的化感效应还有待深入探讨.

[1]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,2004,4(8):1780-1788.

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[3]Yan X F,Wang Y,Li Y M.Plant secondary metabolism and its response to environment[J].Acta Ecologica Sinica,2007,27(6):2554-2562.

[4]崔磊,赵秀海.化感作用研究动态及展望[J].浙江林业科技,2006,26（1）:65-68．

[5]安峰.海南外来植物入侵的现状与对策[J].西北林学院学报,2007,22(5):193-197.

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[7]Williamson G B,Richardson D.Bioassays for allelopathy:measuring treatment responses within dependent controls[J].Journal of Chemical Ecology,1988,14(1):181-187.

[8]廖周瑜,赵则海,侯玉平,等.五爪金龙对薇甘菊的化感效应研究[J].生态环境,2007,16(3):939-943.

[9]孔垂华,徐涛,胡飞,等.环境胁迫下植物化感作用及其诱导机制[J].生态学报,2000,20(5):849-851.

[10]刘迎,王金信,胡燕,等.白三叶草对苘麻和稗草的化感作用[J].植物保护学报,2006,33(4):432-436.

[11]孔垂华.植物化感作用研究中应注意的问题[J].应用生态学报,1998,9(3):332-336.

Preliminary Study on the Allelopathic Effects of Parthenium Hysterophorus on Cucurbita Moschata

DING Zhao，GUAN Yali＊，FU Meijing
（College of Life Sciences，Hainan Normal University，Haikou571158，China）

The allelopathic effect of aqueous extracts from Parthenium hysterophorus on the seed germination and seed⁃ling growth of Cucurbita moschata was studied in this paper.The main results were as follows:1）The aqueous extracts from Parthenium hysterophorus L obviously restrained the seed germination of Cucurbita moschata and this inhibition be⁃came strong as the concentration of extractions from leaves,roots and the whole plants increased;2）The aqueous extracts promoted the root length in some extends,while the extracts from leaves,roots and the whole plants inhibited the seedling height with increased intensity with increased extract concentration;3）The restraining influences of aqueous extract from leaves were stronger than those from else part of Parthenium hysterophorus.

Parthenium hysterophorus；Allelopathy；Seed germination；Seedling growth

S 330.2

A

1674-4942（2011）02-0198-03

2011-02-18

国家自然科学基金项目（30960041）；海南省自然科学基金项目（30816）

*通讯作者

黄 澜