全 文 ：云南农业大学学报 Journal of Yunnan Agricultural University，2013，28 (3) :386 － 391 http:/ /xb. ynau. edu. cn
ISSN 1004 － 390X;CODEN YNDXAX E-mail:xb@ ynau. edu. cn
收稿日期:2012 － 12 － 04 修回日期:2013 － 02 － 25 网络出版时间:2013 － 04 － 28 11∶ 10
* 基金项目:国家自然科学基金项目 (31160155，31270751) ;云南省应用基础研究计划面上项目 (2007C022M) ;
西南林业大学科研基金项目 (110714)。
作者简介:夏虹 (1986 －) ，女，河北易县人，在读硕士研究生，主要从事森林生态学研究。E-mail:sjzxyxh
@126. com
＊＊通信作者Corresponding authors:黄新会 (1979 －) ，女，河南内乡人，硕士，讲师，主要从事生态环境与水土保持
领域的教学与科研工作。E-mail:ylhxh2001@ 163. com;于福科 (1976 －) ，男，甘肃灵台人，博士，硕
士生导师，主要从事生态需水、入侵生态、化学生态研究。E-mail:gsyfk2006@ ynu. edu. cn
网络出版地址:http: / /www. cnki. net /kcms /detail /53. 1044. S. 20130428. 1110. 201303. 386_001. html
DOI:10. 3969 / j. issn. 1004 － 390X (n). 2013. 03. 018
桉树中 5 种化学成分对紫茎泽兰种子
萌发和幼苗生长的影响*
夏 虹1，黄新会1＊＊，何 勇1，于福科2＊＊
(1. 西南林业大学 环境科学与工程学院，云南 昆明 650224;
2. 云南大学 生命科学学院环境科学与生态修复研究所，云南 昆明 650091)
摘要:紫茎泽兰 (Ageratina adenophora)是一种世界性的恶性杂草，现已在我国西南地区泛滥成灾，探索有效
的防治措施极为迫切。以往研究表明桉树 (Eucalyptus spp．)的化学成分具有多种生物活性和广泛应用前景。
为了探索桉树的化学成分对紫茎泽兰种子萌发和幼苗生长的影响，本文采用室内生物模拟的方法，研究了桉
树的 5 种重要化学成分即 1，8 －桉叶油素、α －蒎烯、α －松油醇、柠檬烯和龙脑对紫茎泽兰种子萌发和幼苗
生长的影响。结果表明:试验所用 5 种化学成分在 10，50，100 mg /L时对紫茎泽兰种子萌发和幼苗生长的综
合作用均表现为抑制作用，综合效应指数介于 － 0. 04 ～ － 0. 96。其中，α －松油醇各浓度溶液对紫茎泽兰萌发
和生长各参数的抑制作用最为显著，导致受体种子发芽率极低及萌发种子胚根、胚轴生长停止直至最后死亡，
综合效应指数的绝对值达到 0. 95 以上;1，8 －桉叶油素、α －蒎烯、龙脑对紫茎泽兰萌发和生长参数的抑制
作用随浓度增高而增强;柠檬烯在 50 mg /L时抑制作用较弱，在 10，100 mg /L 时抑制作用较强。表明桉树的
5种化学成分对紫茎泽兰的种子萌发和幼苗生长均具有一定的抑制作用。该研究有望为紫茎泽兰的防治和植
物源农药的开发提供新的思路。
关键词:桉树;紫茎泽兰;化学成分;生物活性
中图分类号:S 451. 229 文献标志码:A 文章编号:1004 － 390X (2013)03 － 0386 － 06
Effects of Five Important Chemical Compositions from Eucalyptus spp．
on Seed Germination and Seeding Growth of Ageratina adenophora
XIA Hong1，HUANG Xin-hui1，HE Yong1，YU Fu-ke2
(1． Department of Environmental Science and Engineering，Southwest Forestry University，Kunming 650224，China;2． Institute
of Environmental Sciences and Ecological Ｒestoration，School of Life Sciences，Yunnan University，Kunming 650091，China)
Abstract:Ageratina adenophora is a worldwide weed which leads to serious harm in Southwest China． It
has been an urgent demand to be controlled． Previous studies have shown that chemical compositions from
Eucalyputs spp． have various biological activities and broad application prospects． To explore the effects of
five important chemical compositions from Eucalyptus spp． on seed germination and seeding growth of A．
adenophora，the effects of five main chemical compositions from Eucalyputs spp． as 1，8 －Cineole，α －Pi-
nene，α －Terpineol，Limonene and Borneo on germination and growth of A． adenophora were studied by u-
sing indoor biological simulation experiment in this study． The results showed that seed germination and
seeding growth of A． adenophora were inhibited comprehensively by the five chemical compositions at 10，
50，100 mg /L concentration，and the synthetical allelopathic effect index ranged from －0. 04 to －0. 96．
Among those，the inhibitory effects of α －Terpineol solution at different concentration were the most signifi-
cant，which led receptor seeds to extremely low germination rate，seedling radicles and hypocotyls to cease
growing and even die． Absolute value of comprehensive index of α －Terpineol reached over 0. 95． The in-
hibitory actions of 1，8 －Cineole，α －Pinene and Borneol on seed germination and seedling growth of A．
adenophora enhanced with the concentration increased． The inhibitory effects of Limonene were weak at
50 mg /L concentration and strong at 10 mg /L and 100 mg /L concentration． The results above indicated that
the five chemical compositions from Eucalyptus spp． inhibited seed germination and seeding growth of A．
adenophora ． The studies are expected to provide a new solution to prevention and control of A． adenopho-
ra and also a new development approach of plant-derived pesticides．
Key words:Eucalyptus spp. ;Ageratina adenophora;chemical compositions;biological activities
紫茎泽兰 (Ageratina adenophora)是一种世
界性的恶性杂草，其繁殖力强，传播速度快［1］，于
20世纪 40年代传入我国，现已经入侵我国西南地
区的云南、贵州、四川、重庆、广西以及台湾
省［2］，并且仍以每年 20 km 的速度向东、北扩
散［3］。紫茎泽兰入侵导致生态系统组成和结构发生
改变，生物多样性［4］和土壤质量［5］严重下降，也
给社会经济造成重大损失［6］。目前，对紫茎泽兰的
防除主要有物理防除、化学防除、生物防除三类技
术手段。物理防除即人工挖除和机械防除，适用于
防治小范围的紫茎泽兰，具有费时、费力、成本高
的特点。化学防除不可避免的对环境产生二次污
染。生物防除是控制紫茎泽兰较有前景的方法，它
包括致病病原体的接种［7］、天敌昆虫的释放［8］、
替代控制植物的种植［9 － 10］等，但是目前这几种生
物防除方法都不能有效控制紫茎泽兰［11］。尽快开
发能有效控制紫茎泽兰且对环境无危害的生物农药
已是外来物种防治的必然趋势和当务之急。研究发
现，桉树 (Eucalyptus spp．)释放的某些化学物质
显示多种生物活性，如 BATISH 等［12］研究发现柠
檬桉 (Eucalyptus citriodota Hook)腐烂叶精油的主
要化学成分香茅醛和香茅醇能够抑制杂草的发芽和
生长;ISLAM等［13］的研究指出桉油中的 α －蒎烯
对白腹皮蠹 (Dermestes maculatus Degeer)具有熏
蒸毒性;张海燕等［14］研究表明蓝桉 (Eucalyptus
globules Labill)叶精油中的 1，8 －桉叶油素可使谷
蠹 (Ｒhyzopertha dominica F.)成虫致死。那么，桉
树的化学成分能否对紫茎泽兰产生一定的生物活性
呢?基于对这一科学问题的思考，本研究选取桉树
的 5种重要化学成分，研究其对紫茎泽兰种子萌发
和幼苗生长的影响，旨在寻找纯植物提取的且不会
对生态环境有负面影响的化学物质以为紫茎泽兰的
有效控制提供理论基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料采集与处理
1. 1. 1 试验药品及其来源
试验药品为桉树的 5 种化学成分，分别为 1，
8 －桉叶油素 (C10 H18 O)、α － 蒎烯 (C10 H16)、
α －松油醇 (C10H18 O)、柠檬烯 (C10H16)、龙脑
(C10H17 OH) ，其纯度分别为 99%，98%，96%，
97%，97% + (97%以上)。均购于阿法埃莎 (Al-
fa Aesar)天津化学有限公司。
1. 1. 2 溶液的配制
试验前，将 5 种化学成分分别配制成浓度为
10，50，100 mg /L的 3种溶液，其中不溶于水的化
学物质先用少量无水乙醇溶解 (其用量为拟配置溶
液 1 /100) ，然后加入蒸馏水稀释到所需浓度。
1. 1. 3 紫茎泽兰种子的采集和预处理
紫茎泽兰种子为 2012 年 4 月在西南林业大学
树木园采集。选取颗粒饱满、颜色黑亮、大小一
致的种子用 0. 1%NaClO溶液消毒 10 min，再用蒸
馏水冲洗 3 遍备用。
1. 2 室内生物模拟试验
1. 2. 1 种子萌发模拟试验
采用培养皿滤纸法:取直径为 9 cm 的玻璃
783第 3 期 夏 虹，等:桉树中 5 种化学成分对紫茎泽兰种子萌发和幼苗生长的影响
培养皿，将其洗净并置于 80℃的烘箱烘干;冷却
后，在培养皿底层铺设两层直径略小于 9 cm的定
性滤纸;向每个培养皿的滤纸上加入预先配制好
的某一浓度的化学成分溶液 3 mL，每种浓度的溶
液浸泡 2 个培养皿，以加入 3 mL含少量酒精的蒸
馏水的 2 个培养皿作为空白对照 (CK) ;然后向
每只培养皿内放入 30 粒经过预处理的紫茎泽兰种
子 (圆形滤纸可分为 3 个扇区，每个扇区均匀放
置 10 粒种子) (注:加入同一浓度、同一化学成
分溶液的两个培养皿作为同一处理水平下的 2 个重
复) ;最后，将布设好种子的培养皿放在恒温培养
箱 (温度 25℃，湿度 80%)进行暗培养;前 9 d
每隔 1 d (24 h)观测并记录紫茎泽兰种子的发芽
数 (以胚根突破种皮为发芽标准) ，同时定期向滤
纸补充蒸馏水以保持湿度。整个试验重复 3次。
1. 2. 2 幼苗生长模拟实验
将众多紫茎泽兰种子置于添加蒸馏水的培养
皿中进行预发芽。然后取已发芽种子为试验材料
开展幼苗生长模拟试验。试验设计及培养介质、
添加物质等与种子萌发试验相同。在幼苗生长模
拟试验布设后的第 6 d 用电子游标卡尺测量紫茎
泽兰幼苗的胚根和胚轴长度。整个试验重复 3 次。
1. 3 指标及计算方法
1. 3. 1 发芽和生长指标
发芽指标有发芽率、发芽速度指数，其计算
方法如下:
发芽率 = (发芽种子总数 /供试种子总数)
× 100%;
发芽速度指数 (I)［15］:I = 2 × (9X1 + 8X2 +
7X3 + 6X4 + 5X5 + 4X6 + 3X7 + 2X8 + X9)
式中，X1，X2，…，X8，X9 分别为第 1，2，
…，8，9 天观测记录的发芽数。
生长指标采用直接测定的幼苗的胚根长度和
胚轴长度 (mm)。
差异显著性分析采用 SPSS 11. 5 统计软件
完成。
1. 3. 2 单一指标化感效应指数与综合化感效应指数
单一指标化感效应指数 (ＲI)［16］按下式计算:
ＲI = 1 － C /T (当 T≥C 时)或 ＲI = T /C － 1
(当 T ＜ C时)
式中，C为对照值，T为处理值。ＲI ＞ 0 为促
进作用，ＲI ＜ 0 为抑制作用，ＲI 的绝对值越大，
其化感作用潜力 (促进或抑制作用)越大。
综合 效 应 指 数 (synthetical effect index，
SEI)［17］为供体对同一受体 4 个测试项目的化感效
应指数的算术平均值。综合效应指数有正值和负
值，正值表示促进作用，负值表示抑制作用，其
对照值均为 0。
2 结果与分析
2. 1 5 种化学成分对紫茎泽兰种子萌发的影响
桉树的 5 种化学成分在不同浓度条件下对紫
茎泽兰种子萌发的影响见表 1。
据表 1 分析，试验所用 5 种化学成分在 10，
50，100 mg /L 3 种浓度水平下均对紫茎泽兰的种
子发芽率存在影响，其中，1，8 － 桉叶油素、
α －蒎烯、α －松油醇的 3 种浓度均对紫茎泽兰种
子萌发产生抑制作用，并且 α －松油醇 3 个浓度
的化感效应指数的绝对值均在 0. 85%以上，与对
照比较达到了差异极显著水平 (P ＜ 0. 01)。龙脑
则表现出低促高抑的规律，其中，龙脑在 100 mg /
L时的抑制作用达到了差异显著水平 (P ＜ 0. 05)。
柠檬烯在 50 mg /L时对紫茎泽兰种子萌发显示促进
作用，化感效应指数为 0. 24，在 10，100 mg /L 时
均为抑制作用，并在 10 mg /L 时的抑制作用达到
差异显著水平 (P ＜ 0. 05)。对发芽速度指数的影
响，除 10 mg /L的龙脑表现为显著的促进作用外，
其他均为抑制作用，其中，α －松油醇 3 种浓度
的化感效应指数的绝对值均在 0. 90 以上，抑制作
用达到差异极显著水平 (P ＜ 0. 01)。1，8 －桉叶
油素、α －蒎烯、α －松油醇的 3 种浓度均对紫茎
泽兰种子的发芽速度产生了延缓作用，并且随浓
度升高，延缓作用增强。柠檬烯对紫茎泽兰种子
发芽速度的影响不具规律性，表现为 50 mg /L 时
延缓作用较小，10，100 mg /L 时延缓作用分别达
到了差异显著水平 (P ＜ 0. 05)、差异极显著水平
(P ＜ 0. 01)。
2. 2 5 种化学成分对紫茎泽兰幼苗早期生长的
影响
桉树的化学成分在不同浓度条件下对紫茎泽
兰幼苗生长的影响如表 2 所示。
由表 2 可知，1，8 －桉叶油素、α －蒎烯、龙
脑、柠檬烯 4种化学成分都抑制紫茎泽兰种子的胚
根生长。在 10 mg /L时，柠檬烯对受体胚根生长的
抑制作用达到极显著水平 (P ＜ 0. 01) ，其他 3 种
成分的抑制作用不显著 (P ＞ 0. 05) ;在 50 mg /L
883 云南农业大学学报 第 28 卷
时，1，8 －桉叶油素与龙脑的化感效应指数的绝
对值高于 0. 40，与对照相比均达到差异极显著水
平 (P ＜ 0. 01) ，而 α －蒎烯和柠檬烯的抑制作用
表 1 桉树化学成分对紫茎泽兰种子萌发的影响
Tab. 1 Effect of chemical compositions from Eucalyptus spp. on seed germination of A. adenophora
化学成分
chemicals
w / (mg·L －1)
发芽率 /%
germination rate
ＲI
发芽速度指数
germination speed index (I)
ＲI
1，8 －桉叶油素
1，8 － cineole
α －蒎烯
α － pinene
α －松油醇
α － terpineol
柠檬烯
limonene
龙脑
borneo
10 37. 22 ± 3. 91* － 0. 26 77. 17 ± 4. 00* － 0. 27
50 33. 33 ± 0. 00＊＊ － 0. 34 47. 67 ± 0. 94＊＊ － 0. 54
100 31. 11 ± 1. 41＊＊ － 0. 38 37. 5 ± 2. 12＊＊ － 0. 64
10 41. 11 ± 7. 86* － 0. 19 88. 99 ± 11. 47 － 0. 16
50 40. 56 ± 2. 35* － 0. 20 72. 55 ± 3. 30* － 0. 31
100 34. 45 ± 3. 15* － 0. 32 57. 67 ± 0. 78＊＊ － 0. 45
10 5. 00 ± 0. 31＊＊ － 0. 90 8. 00 ± 1. 41＊＊ － 0. 92
50 6. 11 ± 1. 10＊＊ － 0. 88 5. 33 ± 1. 89＊＊ － 0. 95
100 3. 89 ± 0. 79＊＊ － 0. 92 6. 11 ± 0. 63＊＊ － 0. 94
10 26. 67 ± 4. 72* － 0. 47 59. 22 ± 4. 42* － 0. 44
50 66. 67 ± 4. 72 0. 24 94. 55 ± 3. 30 － 0. 10
100 40. 00 ± 7. 01 － 0. 21 53. 00 ± 4. 24＊＊ － 0. 50
10 60. 00 ± 7. 70 0. 16 167. 33 ± 12. 25* 0. 37
50 43. 33 ± 4. 71 － 0. 14 65. 00 ± 11. 78* － 0. 38
100 31. 67 ± 2. 35* － 0. 37 62. 00 ± 5. 65* － 0. 41
CK 50. 56 ± 3. 92 0. 00 105. 50 ± 9. 19 0. 00
注:CK. 含少量酒精的蒸馏水;* 为 P ＜ 0. 05 差异显著，＊＊为 P ＜ 0. 01 差异极显著;下同。
Note:CK. distilled water with a small amount of alcohol;* means significant difference (P ＜ 0. 05) ，＊＊means extremely
significant difference (P ＜ 0. 05) ;the same as below.
表 2 桉树化学成分对紫茎泽兰种子生长的影响
Tab. 2 Effect of chemical compositions from Eucalyptus spp. on seedling growth of A. adenophora
化学成分
chemicals
w / (mg·L －1)
胚根长 /mm
radical length
ＲI
胚轴长 /mm
hypocotyl length
ＲI
1，8 －桉叶油素
1，8 － cineole
α －蒎烯
α － pinene
α －松油醇
α － terpineol
柠檬烯
limonene
龙脑
borneo
10 1. 95 ± 0. 07 － 0. 28 6. 9 ± 1. 39* － 0. 30
50 1. 55 ± 0. 18＊＊ － 0. 42 5. 57 ± 0. 53＊＊ － 0. 43
100 1. 39 ± 0. 19＊＊ － 0. 48 5. 34 ± 0. 24＊＊ － 0. 46
10 2. 1 ± 0. 35 － 0. 22 7. 64 ± 0. 31 － 0. 22
50 1. 97 ± 0. 28 － 0. 27 6. 57 ± 1. 24＊＊ － 0. 33
100 1. 76 ± 0. 22* － 0. 35 5. 91 ± 0. 42＊＊ － 0. 40
10 0 ± 0＊＊ － 1. 00 0 ± 0＊＊ － 1. 00
50 0 ± 0＊＊ － 1. 00 0 ± 0＊＊ － 1. 00
100 0 ± 0＊＊ － 1. 00 0 ± 0＊＊ － 1. 00
10 1. 63 ± 0. 43＊＊ － 0. 39 5. 94 ± 0. 81＊＊ － 0. 39
50 1. 96 ± 0. 16 － 0. 27 6. 19 ± 1. 16＊＊ － 0. 37
100 1. 66 ± 0. 40＊＊ － 0. 38 4. 91 ± 1. 21＊＊ － 0. 50
10 1. 98 ± 0. 21 － 0. 26 5. 51 ± 0. 47＊＊ － 0. 44
50 1. 33 ± 0. 15＊＊ － 0. 51 3. 12 ± 0. 28＊＊ － 0. 68
100 0. 81 ± 0. 12＊＊ － 0. 70 2. 13 ± 0. 18＊＊ － 0. 78
CK 2. 69 ± 0. 25 0. 00 9. 8 ± 1. 39 0. 00
不显著 (P ＞ 0. 05) ;在 100 mg /L 时，桉树化学
成分的化感效应指数介于 － 0. 34 ～ － 0. 70，其中
α － 蒎烯与对照相比达到差异显著水平 (P ＜
983第 3 期 夏 虹，等:桉树中 5 种化学成分对紫茎泽兰种子萌发和幼苗生长的影响
0. 05) ，其他 3 种均达到差异极显著水平 (P ＜
0. 01)。对于受体胚轴长度的影响，上述 4 种化学
成分都显示抑制作用，其化感效应指数为 － 0. 22 ～
－ 0. 78，其中，10 mg /L的 α －蒎烯与对照相比差
异不显著 (P ＞ 0. 05) ，10 mg /L 的 1，8 －桉叶油
素与对照相比差异显著 (P ＜ 0. 05) ，其他与对照
相比均达到了差异极显著水平 (P ＜ 0. 01)。用不
同浓度的 α －松油醇处理的紫茎泽兰种子发芽者
均很少，加之后期死亡不少，所以紫茎泽兰的胚
根和胚轴长度均近似为零，化感效应指数均近似
为 － 1. 00，与对照相比，均达到差异极显著水平
(P ＜ 0. 01)。
2. 3 桉树的化学成分对紫茎泽兰种子萌发和幼苗
生长的综合作用比较
图 1 是 5 种化学成分对紫茎泽兰种子萌发和
幼苗生长的综合作用的评价结果。
由图 1 可知，试验所用 5 种化学成分对紫茎
泽兰种子萌发和幼苗生长的综合作用均表现为抑
制作用，化感效应综合指数介于 － 0. 04 ～ － 0. 96。
其中，α －松油醇 3 种浓度的溶液对紫茎泽兰种
子萌发和幼苗生长的化感效应指数的绝对值均高
于 0. 95，起到了显著抑制紫茎泽兰生长的作用;
1，8 －桉叶油素、α － 蒎烯、柠檬烯、龙脑 4 种
化学物质对紫茎泽兰种子萌发及其幼苗生长的综
合化感作用也都是抑制作用，化感效应综合指数
介于 － 0. 04% ～ － 0. 60。不过，柠檬烯对紫茎泽
兰种子萌发及其幼苗生长的抑制作用在 50 mg /L
时较弱，在 10，100 mg /L时较强，而 1，8 －桉叶
油素、α －蒎烯、龙脑对受体的抑制作用都是随
着浓度的增高抑制作用增强。总体而言，10 mg /L
时几种化学物质的综合作用大小顺序为:α －松
油醇 ＞柠檬烯 ＞ 1，8 －桉叶油素 ＞ α －蒎烯 ＞龙
脑;50 mg /L时为:α －松油醇 ＞龙脑 ＞ 1，8 －桉
叶油素 ＞ α －蒎烯 ＞柠檬烯;100 mg /L时为:α －
松油醇 ＞龙脑 ＞ 1，8 －桉叶油素 ＞ α －蒎烯 ＞柠
檬烯。
3 讨论
本试验通过初步研究桉树的 5 种化学成分对
紫茎泽兰种子萌发和幼苗生长的影响，发现这 5
种化学成分对其均显示一定的抑制作用，这一研
究成果与以往的一些研究成果类似［11 － 13］。但以往
的研究以桉树化学成分的医用作用［18］ (如抗肿
瘤、抗菌、抗氧化)研究居多，而对其在农业领
域 (如杂草防治等)的应用基础研究相对较少。
如文首所述，目前紫茎泽兰的预防和控制尚缺乏
有效的技术途径［11］。生态学家和环保工作者比较
推崇生物防除技术。本研究正是从生物学基础研
究领域尝试性地探索紫茎泽兰的防治途径。研究
结果表明:桉树的 5 种化学成分对紫茎泽兰的种
子萌发和幼苗生长均显示较强的抑制作用，其中
α －松油醇的抑制作用与对照相比达到极显著水
平。预示这 5 种化学成分有望成为防治紫茎泽兰
的生物源农药的理想材料。再者，从可开发利用
资源的角度看，由于我国桉树种植面积广阔，桉
树化学物质的储量也很大，这使得通过提取植物
体内化学物质开发植物源农药用以防治外来入侵
植物不仅成为可能而且前景广阔。
试验中发现柠檬烯对紫茎泽兰种子萌发和幼
苗生长的抑制作用随其浓度的变化规律不同于其
他 4 种化学物质，其在低、高浓度时的抑制作用
较中浓度时为高。这与植物化学研究中常见的浓
度效应即高浓度抑制低浓度促进的普遍规律相左。
对于柠檬烯的这种浓度效应，可能是其对受体植
物显示相同的生物活性具有两个或多个作用区间
(浓度区间) ，或是柠檬烯对受体植物的作用机制
不同于其他物质所致。这些推断有待深入研究。
本研究仅是初步探索，也存在一些问题，如:在
桉属植物众多的化学成分中，是否还存在对紫茎
泽兰具有较好控制作用的其他化学成分;在野外
条件下这 5 种化学物质对紫茎泽兰萌发和生长的
生物活性是否与室内模拟条件下的测定结果一致，
等等。这些问题均需进一步探索，也是未来该领
域科学研究的主攻方向。
093 云南农业大学学报 第 28 卷
［参考文献］
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