全 文 :入侵植物红花酢浆草对 3种杂草的化感作用
江贵波, 林理强, 吴伟珊, 林凯城, 林壮森, 刘淑媛
(揭阳职业技术学院, 广东 揭阳 522051)
摘 要:化感作用在生物入侵过程中扮演着重要的角色。 以红花酢浆草(Oxalis corymbosa DC)为供体植物,以黑
麦草(Lolium perenne L.)、三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)和青葙(Celosia argentea L.)为受体,采用培养皿滤纸法测定了
红花酢浆草的根、茎和叶的水提液对受体植物幼苗根长、苗高和鲜重的化感作用。 结果表明,红花酢浆草根、茎和叶
的提取液对 3 种受体植物种子萌发和幼苗生长均有化感作用,不同浓度(0.05、0.10、0.20 g/mL)的水提液对黑麦草、
三叶鬼针草和青葙的化感作用强度存在差异,且随着浓度的增大,抑制作用逐渐增强。
关键词:红花酢浆草; 化感作用; 黑麦草; 三叶鬼针草; 青葙
中图分类号:Q948; S13 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2014)23-0074-04
Allelopathy of invasive plant Oxalis
corymbosa DC on three weeds
JIANG Gui-bo, LIN Li-qiang, WU Wei-shan, LIN Kai-cheng, LIN Zhuang-sen, LIU Shu-yuan
(Jieyang Vocational and Technical College, Jieyang 522051, China)
Abstract: Allelopathy plays an important role in biological invasion. In this study, the invasive plant Oxalis
corymbosa DC was used as donor plant, Lolium perenne L., Bidens pilosa L. and Celosia argentea L. were used for
receivers, petri dishes with filter paper were used to examine allelopathic effects of aqueous leachates of the roots, stems
and leaves of O. corymbosa. The results showed that aqueous leachates of the roots, stems and leaves inhibited seed
germination and seedling growth of all the three weed species. The inhibitory effect increased with of the concentration
aqueous leachates from 0.05 g/mL to 0.20 g/mL.
Key words: Oxalis corymbosa DC; allelopathy; Lolium perenne L.; Bidens pilosa L.; Celosia argentea L.
植物化感作用是植物之间通过根、茎、叶向周围环
境释放某些特殊的化学物质而进行的相生相克作用,
是物种生存斗争的一种特殊形式, 这种相互作用包括
种内或种间、直接或间接、有害或有利的作用。 有关研
究表明,外来种(exotic species)入侵往往伴随着强烈的
化感作用,在外来物种的入侵过程中,化感作用起着重
要作用[1-8]。研究发现,入侵物种一般会降低本地植物的
种子发芽率,显著影响产量 [9-11]。 该现象已引起国内外
研究者的普遍关注[12],成为当前植物之间化感作用研究
的热点。
红花酢浆草(Oxalis corymbosa DC)又名三叶草、三
叶酸、幸运草等,属酢浆草科酢浆草属植物,原产南美
巴西,我国各地曾以观赏植物引种栽培,广布于华南、
华北、华中、云南等地,现逃逸为常见的田间杂草。 红花
酢浆草主要依靠地下鳞茎进行无性繁殖, 繁殖及扩散
迅速,适应性、抗逆性、侵占性和再生能力强,是一种典
型的旱地恶性杂草 [13],目前,对酢浆草的研究主要集中
在生物学特征研究、入侵风险评价、对周围环境的表观
影响和防除技术等方面[9,14-18]。 观察表明,红花酢浆草周
围杂草较少,可能与其化感作用有关,为探明其化感作
用与入侵地植物之间的化感作用, 本试验以红花酢浆
草为供体植物, 黑麦草、 三叶鬼针草和青葙种子为受
体,通过研究红花酢浆草对黑麦草、三叶鬼针草和青葙
等本地杂草的化感作用, 为进一步揭示植物化感作用
的入侵机制, 探索研究植物的化感作用作为植物入侵
机制新思路提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
红花酢浆草(O. corymbosa DC)采自广东揭阳职业
技术学院校园内。 黑麦草(Lolium perenne L.)、三叶鬼
针草(Bidens pilosa L.)和青葙(Celosia argentea L.)种子
由广东揭阳职业技术学院化学实验室提供。
收稿日期:2014-06-16
基金项目:广东省教育科学“十一五”规划项目(2010tjk335);
揭阳职业技术学院项目(JYCKY1303)
作者简介:江贵波(1973-),男,硕士,副教授,E-mail:jgb168
@126.com
广东农业科学 2014 年第 23期74
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2014.23.017
表 1 不同浓度的红花酢浆草根、茎和叶水提液对
黑麦草幼苗生长的影响
不同部位
水提液
根
茎
叶
浓度
(g/mL)
0.00(CK)
0.05
0.10
0.20
0.00(CK)
0.05
0.10
0.20
0.00(CK)
0.05
0.10
0.20
根长
(mm)
10.2±0.3a
6.9±0.4ab
5.5±0.7bc
2.9±0.6c
10.2±0.3a
4.5±1.0b
0.8±0.4c
0.0±0.0cd
10.2±0.3a
8.0±0.9b
5.3±0.8c
0.7±0.4d
苗高
(mm)
48.1±2.3a
6.2±0.9b
2.6±0.5c
0.5±0.2cd
48.1±2.3a
5.8±1.6b
0.7±0.5c
0.0±0.0cd
48.1±2.3a
17.7±2.4b
7.5±1.5c
0.4±0.2d
鲜重
(mg)
19.0±1.0a
15.0±1.0b
9.4±1.3c
5.7±1.2d
19.0±1.0a
7.4±1.3b
1.8±0.9c
0.0±0.0cd
19.0±1.0a
16.4±1.8ab
10.3±1.5b
2.1±1.0c
注: 表中同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著,
表 2、表 3 同。
图 1 不同浓度的红花酢浆草根、茎、叶水提液对
黑麦草幼苗生长的影响
仪器:TMP-1 电子天平(上海恒平);HH·S21-4 型
电热恒温水浴锅 (上海博迅);SHZ-C 型循环水式多用
真空泵(河南予华);AJ-210A 手持式多功能粉碎器(东
莞兴万);TS-2000A 脱色摇床 (浙江杭州);RXZ-300B
智能型人工气候箱(宁波江南)。
试剂:0.3%KMnO4溶液。
1.2 试验方法
1.2.1 种子消毒 精选饱满度一致、大小均匀、无病虫
害的黑麦草、 三叶鬼针草和青葙种子, 用 0.3%KMnO4
溶液进行消毒 10 min 后,用水冲洗干净,置于 40~45℃
的恒温水浴锅中 10 min后,放于人工气候箱培养,培养
至刚刚露白,供试。
1.2.2 水提液的制备 采集生长良好的红花酢浆草植
株,洗净、去尘,将叶片、茎、根分开,分别称取根、茎、叶
各 200.000 g,先切碎,再用多功能植物粉碎机粉碎,加
400.00 mL蒸馏水充分摇匀,间歇振荡,每 12 h 振荡 30
min,浸泡 72 h后,用三层纱布过滤,再用抽滤机抽滤得
水提液原液浓度为 0.50 g/mLFW,装入棕色瓶中,密封,
置于 4℃冰箱中保存备用。
1.2.3 试验设计 将水提液原液进行稀释, 设 4 个处
理,将水提液浓度分为 0.00 (蒸馏水,CK)、0.05、0.10、
0.20 g/mL,在直径为 9 cm 的培养皿底部垫一张滤纸已
消毒备用的培养皿, 分别加入 8.00 mL 不同浓度的水
提液,选取刚露白的受试种子 15 粒,均匀放入培养皿
中, 每个处理重复 3 次, 置于人工气候箱 (白天:24~
28℃,12 h;黑夜:20~24℃,12 h;相对湿度 90%)中培
养,3~4 d 后测量幼苗的根长、苗高和鲜重。
1.2.4 数据统计分析 采用 SPSS11.0 版、Excel 等软件
进行数据统计, 用邓肯氏新复极差法 DMRT 测验分析
不同处理的差异显著性。
2 结果与分析
2.1 不同浓度的根、茎、叶水提液对黑麦草幼苗生长的
化感作用
试验结果(表 1、图 1)表明,不同浓度的红花酢浆
草根、茎、叶水提液对黑麦草幼苗生长均有明显的化感
作用。
2.1.1 根水提液对黑麦草的化感作用 当红花酢浆草
根水提液质量浓度为 0.05、0.10、0.20 g/mL 时, 与对照
相比 , 黑麦草幼苗根长分别减少 32.2% 、46.1%和
71.5%,苗高分别减少 87.1%、94.6%和 98.9%,鲜重分别
减少 21.1%、50.6%和 70.0%,且均随着红花酢浆草根水
提液浓度的增大,抑制作用增强。 可见,红花酢浆草根
水提液对幼苗的生长有显著的抑制作用。
2.1.2 茎水提液对黑麦草的化感作用 当红花酢浆草
茎水提液浓度为 0.05、0.10、0.20 g/mL 时,与对照相比,
黑麦草幼苗根长分别减少 55.8%、92.1%和 100.0%,苗
高分别减少 87.9%、98.5%和 100.0%, 鲜重分别减少
61.0%、90.5%和 100.0%,且均随着浓度的增大,抑制作
用增强, 当红花酢浆草茎水提液浓度为 0.20 g/mL 时,
黑麦草幼苗的生长完全受到抑制。
2.1.3 叶水提液对黑麦草的化感作用 当红花酢浆草
叶水提液浓度为 0.05、0.10、0.20 g/mL 时,与对照相比,
黑麦草幼苗根长分别减少 21.5%、48.0%和 93.1%,苗高
分别减少 63.2% 、84.4%和 99.1% , 鲜重分别减少
13.6%、45.7%和 88.9%,均随着红花酢浆草叶水提液浓
度的增大抑制作用增强。
2.2 不同浓度的根、茎、叶水提液对三叶鬼针草幼苗生
长的化感作用
试验结果(表 2、图 2)表明,不同浓度的红花酢浆
草根、茎、叶水提液对三叶鬼针草幼苗生长均有明显的
化感作用。
2.2.1 根水提液对三叶鬼针草的化感作用 当红花酢
浆草根水提液浓度为 0.05、0.10、0.20 g/mL 时, 与对照
相比, 三叶鬼针草幼苗根长分别减少 32.3%、33.0%和
40.7%,苗高分别减少 88.5%、92.8%和 94.2%,鲜重分别
减少 35.0%、36.8%和 40.3%,且均随浓度的增大抑制作
用增强。 可见,红花酢浆草根水提液对三叶鬼针草幼苗
75
表 3 不同浓度的红花酢浆草根、茎、叶水提液对
青葙幼苗生长的影响
不同部位
水提液
根
茎
叶
浓度
(g/mL)
0.00(CK)
0.05
0.10
0.20
0.00(CK)
0.05
0.10
0.20
0.00(CK)
0.05
0.10
0.20
根长
(mm)
8.4±2.8a
4.3±0.4b
1.5±0.6c
0.0±0.0c
8.4±2.8a
1.3±0.7bc
0.0±0.0bc
0.0±0.0bc
8.4±2.8a
3.0±0.6b
2.4±0.3c
1.7±0.7c
苗高
(mm)
15.4±2.0a
2.9±0.4b
1.8±0.6b
1.5±0.5c
15.4±2.0a
1.9±0.5bc
0.0±0.0bc
0.0±0.0bc
15.4±2.0a
3.7±0.5b
2.9±0.3b
0.7±0.4c
鲜重
(mg)
5.0±0.3a
2.9±0.2b
1.3±0.3c
0.8±0.3c
5.0±0.3a
1.9±0.2b
0.0±0.0bc
0.0±0.0bc
5.0±0.3a
3.8±0.3b
3.2±0.3c
1.7±0.3c
图 3 不同浓度的红花酢浆草根、茎、叶提取液对
青葙草幼苗生长的影响
表 2 不同浓度的红花酢浆草根、茎、叶水提液对
三叶鬼针草幼苗生长的影响
不同部位
水提液
根
茎
叶
浓度
(g/mL)
0.00(CK)
0.05
0.10
0.20
0.00(CK)
0.05
0.10
0.20
0.00(CK)
0.05
0.10
0.20
根长
(mm)
10.3±0.4a
7.5±0.5b
6.9±0.4b
6.1±0.3c
10.3±0.4a
8.4±0.5b
5.2±0.3b
3.0±0.4c
10.3±0.4a
3.1±0.3b
0.7±0.3c
0.0±0.0cd
苗高
(mm)
27.9±1.6a
3.2±0.5b
2.0±0.3c
1.6±0.1d
27.9±1.6a
3.9±0.7b
1.3±0.3c
0.3±0.1d
27.9±1.6a
4.0±0.5b
0.6±0.3c
0.0±0.0cd
鲜重
(mg)
5.7±0.3a
3.7±0.2b
3.6±0.1b
3.4±0.2c
5.7±0.3a
5.7±1.6b
4.3±0.1b
2.9±0.4c
5.7±0.3a
2.9±0.2b
0.6±0.1c
0.0±0.0d
图 2 不同浓度的红花酢浆草根、茎、叶水提液对
三叶鬼针草草幼苗生长的影响
的生长有显著的抑制作用。
2.2.2 茎水提液对三叶鬼针草的化感作用 当红花酢
浆草根水提液浓度为 0.05、0.10、0.20 g/mL 时, 与对照
相比, 三叶鬼针草幼苗根长分别减少 18.4%、49.5%和
70.8%,苗高分别减少 86.0%、95.3%和 98.9%,鲜重分别
减少 0.0%、24.5%和 49.1%, 且均随浓度的增大抑制作
用增强。 可见,红花酢浆草茎的水提液对三叶鬼针草幼
苗有显著的抑制作用。
2.2.3 叶水提液对三叶鬼针草的化感作用 当红花酢
浆草根水提液浓度为 0.05、0.10、0.20 g/mL 时, 与对照
相比, 三叶鬼针草幼苗根长分别减少 69.9%、93.2%和
100.0%,苗高分别减少 85.6%、97.8%和 100.0%,鲜重分
别减少 49.1%、89.4%和 100.0%。可见,红花酢浆草叶水
提液对三叶鬼针草幼苗的根长、 苗高和鲜重均有显著
的抑制作用,当水提液浓度为 0.20 g/mL 时达到了完全
抑制三叶鬼针草幼苗的成长。
2.3 不同浓度的根、茎、叶水提液对青葙幼苗生长的化
感作用
表 3和图 3结果表明, 不同浓度的红花酢浆草根、
茎、叶水提液对青葙幼苗生长均有明显化感作用。
2.3.1 根水提液对青葙的化感作用 当红花酢浆草根
水提液浓度为 0.05、0.10、0.20 g/mL 时,与对照相比,青
葙幼苗根长分别减少 48.8%、82.1%和 100.0%, 苗高分
别减少 81.1%、88.3%和 90.2%, 鲜重分别减少 42.0%、
74.0%和 84.0%, 且均随浓度的增大抑制作用增强,当
根水提液浓度为 0.20 g/mL 时,青葙幼苗的根长生长完
全受抑制。
2.3.2 茎水提液对青葙的化感作用 当红花酢浆草根
水提液浓度为 0.05 g/mL 时,与对照相比,青葙的根长
减少 84.5%,苗高减少 87.6%,鲜重减少 62.0%;当红花
酢浆草茎的根水提液浓度为 0.10 g/mL 时,青葙幼苗的
成长已经达到了完全受抑制的程度。
2.3.3 叶水提液对青葙的化感作用 当红花酢浆草根
水提液浓度为 0.05、0.10、0.20 g/mL 时,与对照相比,青
葙幼苗的根长分别减少 64.2%、71.4%和 79.7%,苗高分
别减少 75.9%、81.1%和 95.4%, 鲜重分别减少 24.0%、
36.0%和 66.0%,且均随浓度的增大抑制作用增强。
3 结论与讨论
本试验结果表明, 红花酢浆草不同部位的不同浓
度水提液对黑麦草、 三叶鬼针草和青葙 3 种杂草均具
有较强的化感作用,且在同一浓度下,红花酢浆草的不
同部位的水提液对黑麦草、 三叶鬼针草和青葙 3 种杂
草的幼苗生长和根系发育状况存在明显的差异, 红花
酢浆草茎的水提液对黑麦草和青葙 2 种杂草幼苗生长
的抑制作用最强, 而红花酢浆草叶的水提液对于三叶
鬼针草的抑制作用最强。 说明同一植物不同器官的化
76
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(责任编辑 王玉梅)
感作用存在一定差异, 同一植物的同一器官对不同受
体植物的化感作用也存在一定的差异, 这可能是不同
的器官中化感物质的含量或种类不同, 也可能是不同
器官释放的化感物质的量或种类不同的原因。 同时,也
说明不同受体植物对抗外来入侵植物的化感作用也存
在一定的差异。 因此,化感作用是植物长期自然选择的
结果,不仅在生态入侵方面具有重大的意义,而且在除
草方面还有一定的应用前景。
可见, 红花酢浆草体内可能含有某些可溶性化感
物质通过水溶物影响邻近植物的生长,在农业生产中,
可以考虑利用植物化感作用实现以草除草。 同时,其化
学成分及其化感作用机理值得进一步关注。
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(责任编辑 白雪娜)
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