全 文 ：西北林学院学报 2 01 0, 2 5 ( 4 ) : 15 7~ 160
J o u r an l
o f N o
r t hw e s t oF
r e s t r y U n iv e r s i t y
杜仲叶水提液对 3 种作物的化感效应研究
王欣然` , 彭晓邦` , 蔡 靖 ’ , 殷秀辉 ` , 张硕新 ’ ,z ’
(1
. 西北农林科技大学 林学院 , 陕西 杨陵 7 12 1。。沼 . 陕西秦岭森林生态系统国家野外科学观测研究站 , 映西 杨陵 71 21 0 0)
摘 要 :研究了杜仲叶水提液对大豆 、绿豆和辣椒 3 种作物种子萌发及幼苗生长的化感作用 。 结果
表明 ,杜仲叶水提液中含有植物生长抑制物质 , 其对 3 种作物的种子萌发及幼苗生长表现 为不 同
的抑制作用 , 并且在其作用范围内具有浓度依赖性 , 即当浓度越高时 ,化感作用越强 ;研究还发现杜
仲叶水提液对植物的不 同器官作用存在差异 ,对地上部分的抑制作用 强于对地下部分 。
关键词 :杜仲 ,水提液 ; 化感
中图分类号 : 5 7 94 . 9 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 1一 7 4 6 1 ( 2 0 1 0】0 4一 0 1 5 7一 0 4
A ll e l o P a th y E f e e t s o f W a t e
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r a e t s o f E u c o m m i a u lm o i d e s o n T h r e e C r o p s
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co z“ 群 口 f 凡er st 仃 , N o rt h二 s t A& F 山i , sr i勺 , 介 n g zi n g , s h a a肚 1 7 1 2 2 0 0 , 以 i , a ,
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A怡 tr 知Ct : lA l e l o p a t h y e f f e e t s o f id f e r e nt e o n e e n t r a t io n s o f uE c o m m艺a u lmo 艺d e s lae f e xt ar e t s o n t h e g e m五an it o n an d
se e d li眼 g or wt h o f t h r e e or p s w e r e ivn e s t ig a t e d , 1. e . , so y bea n ( lG 夕c ien M a x ) , m u飞 b ea n ( iV g an ar d i a at ) a dn
ha t p印 p e r (山 P s i e um a n n u um ) . T h e r e s u l t s idn ica t e d t ha t t h e er e劝s t ed i n比b i t ive s u b s tacn es 鳍 a i n s t t he g r o wt h
i n t h e a q u eo u s e x atr
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n ce n t花 t i o n d e p e n d e n e y ef f e e t s we er fo u n d 诚 t h in t h e t e s t e d ar 雌 e s , t h e e xtr a e t c o cn e n t ar -
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, th e ih g h er t h e al lel o钾 t h y ef fec t .s 肠 f e r e n e e s o f a ll el o钾 t h y e元 s t e d i n id f fe r e n t o玛 a sn o f P l a n t , a n d ht e p l a nt
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c o m m i a u lm o id e s ; a q u e o u s e x t ar
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植物化感作用是生态生物化学 ( E e o l o g i e a l B i o -
c h e m is tr y ) 研究内容的一部分 1j[ 。 化感作用在 自然
界中普遍存在 ,它是植物通过淋溶 、 挥发 、 残体分解
和根系分泌向环境释放化学物质 , 而对周围植物 (包
括微生物 )产生 间接或 直接的有 害或有利作 用图 。
目前全世界 已对 10 0 多种植物的化感作用进行了研
究 s[J ,农作物中对大豆 、水稻等植物的研究较多〔4一 5」。
同时研究表明 ,植物 内源物质不仅对种子 的发芽率
产生影响 , 对植物的地上部分和地下部分亦产生了
重要作用-6[ 幻 。 天然植物叶类作为无污染的绿色食
品原料 , 其保健及药理作用正在为越来越多的人们
所认 识 。 现 代 研 究 证 明 , 杜 仲 ( E uc o m m ia ul -
m io d e : )叶与杜仲皮的有效成分基本相 同 ,杜仲叶完
全可以代替杜仲皮用作 医药和保健品的原料 。 因
此 , 杜仲叶的研究及应用愈加深人和广泛 ,成为 目前
国内外关注的焦点 。 我国对杜仲叶的研究有着悠久
的历史 ,尤其是近 3 a 来杜 仲叶的研究 文献迅速增
加 , 占杜仲研究文献总量的 58 % 图 。 关于杜仲叶是
否具有化感作用 尚未见报道 。 本实验通过对杜仲叶
片水提液化感效应 的研究 , 探讨杜仲叶对供试受体
植物是否具有化感作用 , 以期 为以后产业化栽培 中
的混作及间作方式提供理论依据 。
1 材料与方法
L l 材 料
供体材料为杜仲叶 , 采 自西北农林科技大学南
收稿 日期 : 2 0 0 9一0 9一 2 2 修回 日期 : 2 0 0 9一 1 0一 30
签金项 目 : 国家林业科技支撑计划资助项 目 ( ZOO6 B A功 3 A OS一 3) 。
作者简 介 : 王欣然 , 女 , 硕士研究生 ,研究方 向为植物生理生态 。
, 通讯作者 : 张硕新 , 男 ,教授 , 博士生导师 ,主要从事森林生态方面的研究 。 D m ial : s xz h an g@ n w 阳.af de u . 。 n
1 5 8 西北林学院学报 25 卷
高浓度抑制 的双重效应 , 当浓度在 0 . 05 9 · m L 一 `
时 , 大豆萌发率比对照略有增加 ,浓度大于 。. 08 9 ·
m L
一 ’ 时 ,萌发率比对照开始降低 ,但二者均不显著 。
杜仲水提液对 3 种作物种子萌发指数的影响与萌发
率的结果一致 ,也基本表现为抑制作用 。 其中 ,对绿
豆的化感作用不显著 ,对辣椒的抑制作用最为明显 ,
且作用大小与浓度呈正相关 , 当处理液浓度在 。 . 1 9
.
m L 一 `时 ,达到了极显著水平 。 处理液对大豆 的抑
制作用也与浓度呈正相关 ,但不显著 。
表 1 杜仲叶水提液对 3 种受体作物萌发率和萌发指数的影晌
T a b le 1 G e r m i n a t io n r a t e a n d in d e x o f th e r ec e P t o r e or p s
in d i ffe er n t e o n e e n t r a t io n s o f .E u l仇 o i d e s le a f e x t r a e t s
指标 浓度
/ ( g
·
m L一 1 )
大豆 绿豆
/肠
辣椒
/%
27894035.90.5278641.540.98.230.
4785盯609.40.832Où甘八石,孟1i
校区杜仲林 。 受体种子为 : 大豆 、绿豆 、辣椒 。
2L 方 法
1
.
2
.
1 杜仲叶水浸液的制备 捡取杜仲秋季 自然
凋落叶 ,用湿布擦拭干净并 自然风干 ,剪成 1 c m X I
c m 的小片 ,按 , 叶 , 蒸馏水 ~ 20 9 , 2 0 m L 浸泡 ,
并在振荡器上振 荡 48 h ( 25 ℃ ) ,用双层纱布过滤后
即得 0 . 1 9 . m L 一 ` 的水提液 ( 即原液 ) , 置 4℃冰箱
中待用 。 使用时用蒸馏水将原液用蒸馏水分别稀释
至 0 . 0 8 、 0 . 0 5 9 · m L 一 `两个浓度 。
1
.
2
.
2 受体材料的处理 将大豆 、绿豆 、 辣椒种子
分别浸泡 3 h 后 ,用质量分数为 0 . 5%的 K M n O ; 消
毒 8 m in ,用蒸馏水冲洗 3一 5 次 ,备用 。
1
.
2
.
3 培养与指标测定 取不同浓度的杜仲叶水
提液 7 m L , 分别均匀加人铺有双层滤纸的通气透光
保鲜盒中 ,以加蒸馏水作为对照 。 选取处理过 的饱
满的大豆 、绿豆 、辣椒种子进行播种 。 每个处理各设
3 次重复 。 将保鲜盒放在人工智能光照培养箱中恒
温 2 5 ,C 暗培养 Z d , 从第 3 天起在 2 5℃ 、光照 1 2 h
(4 o o o lx )条件下培养 。 播种后 , 每隔 24 h 记录萌
发的种子数 (胚根或胚轴突破种皮 1~ 2 m m[ 10) 时为
萌发 ) 。 不定期补充等量水提液 , 保持塑料盒 内湿
润 , 每 2 4 h 调查其发芽种子数 , 10 d 后计算发芽率 、
发芽指数 ,并测量地上部长 、根长和苗鲜重 。
1
.
2
.
4 指标测定方法
萌发率 ( % ) 一 (规定时间内种子发芽数 /供试
种子数 ) X 10 o % 。
种子萌发指数 : I 一工( G t / D t ) ,其中 : tG 为第
t 天的发芽数 , D t 为相应 的发芽天数 。
化感效应数据统计分析方法参 照 W il ia m s o n
G
.
B
.
( 2 9 8 5 ) [
“ 〕的方法 。 即 :
R l ~ 1一 C / T , 当 T ) C
R l ~ T/ C 一 1 , 当 丁< C
其中 , C 为对照值 , 丁 为处理值 。 R l 为化感效应指
数 。 R l > 。 为促进作用 , R l < O 为抑制作用 ,绝对值
的大小与强度一致 。
采用 E x ce l 和 SA S 进行数据统计分析 。
萌发率 0 ( C K )
0
。
0 5
0
.
0 8
0
.
1 0
萌发指数 。 ( C K )
/%
2
.
5
0
。
0 5
0
.
0 8
0
.
10 1 1
.
2 结果与分析
么1 杜仲叶水提液对 3种 受体作物种子萌发的影响
杜仲水提液对 3 种作物种子萌发率的影响表现
不同 (表 1 ) 。 杜仲水提液除了对绿豆萌发率的化感
效应不明显外 ,对另两种作物均有抑制作用 。 其中 ,
对辣椒种子萌发率的影响最为显著 , 当处理液浓度
在 0 . 1 9 · m L一 `时表现 出极显著的抑制作用 , 萌发
抑制率高达 53 . 1% ;对大豆则表现出低浓度促进而
注 : 表中数据为同一处理 3 次重复的平均值 ; 经 t 检验 , “ , 二 和…分别表示在 0 . 05 , 0 . 01 及 0 . 0 01 水平上差异显著 。 下同 。
由以上分析可知 , 杜仲水提液对 3 种受体作物
种子萌发表现为不同的作用 。 对辣椒萌发的化感作
用最强 , 在高浓度时达极显著水平 ;对大豆萌发也有
与浓度呈正相关的抑制作用 ,但作用不明显 ;对绿豆
萌发几乎没有影响 。
U 杜仲叶水提液对 3种受体作物幼苗生长的影响
杜仲叶水提液对 3 种受体作物幼苗生长均有显
著影响且差异较大 ( 表 2) 。 在 。 . 05 9 · m L 一 `浓度
下 ,对大豆幼苗根长有明显的促进作用 , 当浓度增大
时 ,对大豆幼苗根长有抑制作用但不显著 ; 3 种处理
液浓度对绿豆和辣椒幼苗根长均表现 出抑制作用 ,
且抑制作用与浓度呈正相关 。 可以看 出 3 种处理液
浓度对绿豆的根长均表现为显著的抑制作用 , 当处
理液浓度为 0 . 08 和 0 . 1 9 · m L 一 `时 ,对辣椒根长的
抑制作用达显著水平 。 实验观察发现对绿豆根生长
的抑制不仅表现在主根上 , 而且对侧根 的生长表现
出强烈的抑制作用 ,各处理的侧根很少且不发达 , 这
与对照的侧根多且发达形成明显差异 。 由株高指标
可以看出 3 种处理液浓度对 3 种作物幼苗株高均表
现出抑制作用 , 当浓度为 0 . 0 8 和 0 . 1 9 · m L 一 ` 时 ,
对大豆幼苗株高的抑制作用达显著水平 ,对绿豆幼
苗株高的抑制作用在 0 . 1 9 · m L 一 `浓度下表现出极
显著水平 ,而对辣椒幼苗株高抑制作用最强 。 由此
表明 ,杜仲叶水提液中的化感物质对受体作 物幼苗
胚根和胚芽的细胞分裂有抑制作用 ,且胚芽对其效
第 4 期 王欣然 等 杜仲叶水提液对 3种作物的化感效应研究 9 5 1
应较敏感 [, 2〕 。
表 2 杜仲叶水提液对 3 种受体作物幼苗生长的影响
T a b le 2 R o t
a n d s e de li n g le n g th o f t h e r e e e p t o r e r o p s i n
d if er
e n t e o n e en tar t i o n s of 丑 “ l仍 o i de , l e a f e x t r a e t ,
指标 浓度
/ ( 9
.
m L一 , ) 劣早/ 刀砚目孟 餐早/ n l l王】 辣椒/ m m
根长
株高
0 ( C K )
0
.
0 5
0
.
0 8
0
.
10
0 ( C K )
0
.
0 5
0
.
0 8
7 6
.
1 0
9 8
.
4 7
7 2
.
2 7
6 9
.
4 0
4 2
.
9 3
2 8
.
8 0
1 4
.
6 7
.
7 5
.
0 8 1 6
.
8 1
6 0
.
8 0
份
1 0
.
3 3
5 3
.
0 0
.
6
.
67
.
4 0
.
8 8
.
3
.
69
.
3 7
.
8 8 1 1
.
11
2 3
.
6 4 7
.
1 1
16
.
5 0
.
6
.
11…
0
.
1 0 1 1
.
6 7
“
8
.
6 5二 0 . 8 3 . 任 .
幼 杜仲叶水提液对 3种受体作物幼苗鲜重的影响
幼苗鲜重是根生长和苗生长的综合表现 。 表 3
显示 ,杜仲叶水提液对各受体作物幼苗鲜重均表现
为抑制作用 ,且抑制作用与处理液浓度基本呈正相
关 。 3 种处理液浓度对两种豆类幼苗鲜重的作用不
显著 ;但当处理液浓度在 0 . 08 和 。 . 1 9 · m L 一 ` 时 ,
对辣椒幼苗鲜重的作用达显著水平 。
表 3 杜仲叶水提液对 3 种受体作物幼苗鲜里的影晌
T a b le 3 F r e s h w e ig h t o f t h e r e e e Pt o r e r o P s i n d if fe r e n t
e o n e e n tar t i
o n s o f .E u l m o i de
s l ea f e x t ar e t s
指标 浓度
/ ( g
·
m L一 1 )
大豆
/ g
绿豆
/ g
辣椒
/ g
苗鲜重 0 ( C K )
0
。
0 5
0
.
0 8
0
。
1 0
0
.
32
Q
。
2 3
0
.
13
0
.
15
0
.
20
0
.
1 7
0
.
18
0
.
15
0
`
0 2 6
0
.
0 18
0
`
0 17
.
0
.
0 10
怪
果一致 。
化感物质的浓度效应是化感作用研究的一个重
要内容 。 有研 究表 明 , 植物 化感作用具 有浓 度效
应 [ ,冬 2 0〕 , 即化感作用强 度具有浓 度依赖性 。 2 0 0 3
年 ,青耀平等21[ 〕就核桃叶提取物的化感作用进行了
研究 ,结果表明 : 不 同浓度的核桃叶提取物对葛首 、
小麦和西红柿的种子萌发和幼苗生长有促进或抑制
作用 。 该研究结果也证 实了这一点 ,杜仲叶水提液
对大豆萌发及根生长表现为浓度双重效应但不显
著 ;对绿豆的根长和株高的抑制作用 随浓度的增加
而增大 , 在高浓度时作用达显著作用 ;而对辣椒的作
用更为明显 , 随着浓度的上升对辣椒萌发 、幼苗生长
及幼苗鲜重的作用均有显著增加 ,其中对辣椒株高
的抑制作用最强 。 然而在更低浓度下 (小于 0 . 05 9
·
m L 一 ` )杜仲水提液对 3 种作物是否还表现为抑制
作用需要进一步进行研究 。
化感物质可通过多种途径进行释放 , 并受各种
环境条件 的影响 。 本试验为 防止土壤微生物 的影
响 ,采用室内培养皿滤纸法进行试验 , 这对于研究
化感物质是一种较好的方法 , 但与实际生产的环境
差异较大 ,并且通过浸提方法提取的化感物质 的成
份很多 ,因此 , 为 了更准确地研究杜仲叶的化感作
用 , 还应根据本试验结果进行大田试验 , 以进一步
验证本试验结果的可靠性 。
3 结论与讨论
化感物质是经 自然途径进人环境 的化学物质 ,
因此在研究方法上应该高度注意溶剂和浓度 。 在 自
然状态下 ,除水外 ,不可能有其他溶剂将植物中的化
学物质淋溶出来 ls[ 〕 , 在农林复合系统中 , 植物生长
期间的降水淋溶现象普遍存在 , 而淋溶物对作物的
生长又有较大的影响 ,利用水浸提法研究作物的化
感作用已有很 多报道 l[’ 一` 5〕 , 因此本试验采用水浸提
法获得化感物质 。 研究表明 , 杜仲叶水提液中含有
植物生长抑制物质 ,对大豆 、 绿豆 、 辣椒表现为不 同
的化感作用 , 对辣椒萌发的抑制作用大于其它两种
豆类作物 。 这可能是因为 , 同一植物 的化感物质对
不同植物的化感效应各异 ,马世荣等 16[ 〕研究也表明
核桃叶腐解液对萝 卜, 玉米和小麦 的种子萌发及幼
苗生长化感作用不同 。 本试验还发现杜仲水提液对
大豆和辣椒株高的抑制作用比对根的明显 , 这可能
是因为同种植物不 同器官的敏感性差异造成的 , 这
与张凤云等 17[ 〕对核桃青皮提取物化感作用研究结
参考文献 :
【l] 赵凤云 ,毕红卫 , 王元秀 . 植物生化他感作用及其在生产实践中
的应用 [ J〕. 淄博学 院学报 , 2 0 0 , 2 ( 1) : 2 5一 27 .
Z H A O F Y
,
Bl H W
,
w A N G Y X
.
T h e a lle lo p a th y a n d i t s
a p p l ica t i o n o n t h e p r a e t i e a l p r o d u e e 〔J ] . J o u r n a l o f Z i b o U n i -
v e r s i t y
,
2 0 0 0
,
2 ( 1)
:
2 5
一
27
.
〔幻 R I C E E L . oS m e 冈 s s ib l e or l e s o f in h ib i t o r s in o ld if el d s u e e e s -
s io n [C ] / / I
n : B io e h e m ie a l I n t e ar e t io n : a m o n g P la n t : N a t io n a l
A e a d e m y o f cS i e n e e s
.
U
.
.5 A
. ,
W a s h i n g t o n
.
D
.
C
,
1 9 7 1
.
〔3」 马永清 , 刘德立 . 杂草间化感作用及其在杂草防治中 的应用
〔J〕. 生态学杂志 , 19 9 1 , 10 ( 5 ) : 4 6一4 9 .
M A Y Q
,
L I U D .L W e e d a lle lo p a t h y a n d I t s u t i l i z a t i o n in b i
-
o lo g i e a l c o n t r o l o f w e e d , 〔J ] . J o u r n a l o f E e o lo g y , 1 9 9 1 , 1 0
( 5 )
: 46
一
4 9
.
「4〕 杜英君 , 靳月华 . 连作大豆植株化感作用的模拟研究 〔J] . 应用
生态学报 , 1 9 9 9 , 10 ( 2 ) : 20 9一月1 2 ·
D u Y J
,
J IN Y H
.
S im u la t io n s o f a lle lo p a th y in e o n t in u o u s
e r o p p i n g o f , o y b e a n 〔J ] . J o u r n a l o f A p p lie d E e o lo g y , 19 9 9 , 10
( 2 )
:
2 0 9
一
2 1 2
.
【5] 王大力 . 水稻化感作用研究综述 〔jJ . 生态学报 , 19 98 , 18 ( 3) :
3 26
一
3 3 4
.
W A N G D L
.
T h e r e v i e w o f r i e e a l le lo p a t h y [ J」. A e t a E e o lo g i -
e a S i n i e a
,
1 9 98
,
1 8 ( 3 )
:
32 6
一
3 3 4
.
[ 6〕 〔日〕中胞 . 发芽生理学 [ M〕. 北京 :农业出版社 , 1 98 8 .
〔7〕 徐涛 ,孔垂华 ,胡飞 . 胜红蓟化感效应研究 班 , 挥发油对不同营