全 文 ：文章编号:1001-4829(2009)05-1439-05
　　收稿日期:2009-04-15
　　基金项目:云南省政府专项 “薇甘菊防治与预警监测 ”;云南省
农科院基金项目
作者简介:徐高峰(1979-),男 ,安徽庐江人 , 研究实习员 , 从事
杂草学与化学生态学研究 , ＊为通讯作者 , Tel:(0871)5894429,
E-mail:fdzh@vip.sina.com。
5种植物对薇甘菊化感作用研究
徐高峰 1 ,张付斗 1＊ ,李天林1 ,张　云2 ,张玉华 1
(1.云南省农业科学院农业环境资源研究所 ,云南 昆明　650205;2.云南农业大学农学与生物技术学院 ,云南 昆明　 650201)
摘　要:用水作为溶剂对云南省薇甘菊发生地伴生的常见本地物种异型莎草(Cyperusdiformis)、水蓼(Polygonumhydropiper)和外
来物种空心莲子草(Alternantheraphiloxcroides)、三叶鬼针草(BidenspilosaL.)以及农粮作物红薯(Ipomoeabatatas)地上部分进行提
取 ,后将各提取液配制成一定质量浓度的营养液培养薇甘菊幼苗 , 12d后测其对薇甘菊幼苗的生长抑制情况。结果表明 , 5种供试
植物的水提取物均能抑制薇甘菊幼苗的生长 ,且彼此间存在一定的差异。 5种植物化感作用的综合抑制效应总体表现为:空心莲
子草 >异型莎草 >三叶鬼针草 ,水蓼和红薯对薇甘菊幼苗生长的抑制程度相似 ,但强度明显弱于前 3种植物;不同供试植物的水
提取物对薇甘菊幼苗新增质量的受抑制程度均大于茎长和根长的受抑制程度。说明入侵地许多与薇甘菊伴生的物种具有抑制薇
甘菊幼苗生长的化感作用 ,其中外来种群的抑制作用总体强于本地种群。
关键词:薇甘菊;化感作用;种群适应性;综合效应
中图分类号:Q948.1　　　文献标识码:A
Alelopathyof5 AssociatedSpeciesonMikaniamicranthaH.B.K
XUGao-feng1 , ZHANGFu-dou1＊ , LITian-lin1 , ZHANGYun2 , ZHANGYu-hua1
(1.AgriculturalEnvironment＆ResourceResearchInstitute, YunnanAcademyofAgriculturalSciences, YunnanKunming650205, China;
2.Colegeofagronomyandbiotechnology, YunnanAgriculturalUniversity, YunnanKunming650201, China)
Abstract:Alelopathyof5asociatedspecies(Cyperusdiformis, Polygonumhydropiper, Alternantheraphiloxcroides, BidenspilosaL.andIp-
omoeabatatas)oninvasiveplantMikaniamicranthaH.B.Kwasstudied.Thebioactivityofaqueousextractfromovergroundpartof
5asociatedspecieswasevaluatedonthegrowthofMikaniamicranthaH.B.K.seedling.Theresultsshowedthataqueousextractfrom5asso-
ciatedspeciesinhibitedgrowthofMikaniamicranthaH.B.K.seedlingandtheinhibitingorderwasAlternantheraphiloxcroides>Cyperusdif-
formis>BidenspilosaL., thePolygonumhydropiperandIpomoeabatatashadsimilartheinhibitionratebutwereobviouslyweaktoothers.
Theweightwereinhibitedmorethanstemandroot.TheseresultsshowedassociatedspecieshadalelopathictoMikaniamicranthaH.B.K.
seedlingandefectsofalienpopulationsweremorethanthatoflocalspecies.
Keywords:MikaniamicranthaH.B.K;Alelopathy;Populationadaptability;Syntheticinhibitoryeffect
　　薇甘菊 (MikaniamicranthaH.B.K)是菊科
(Compositae)假泽兰属(Mikania)多年生草质或稍
木质藤本植物 ,入侵生态系统之后 ,植物常因被其攀
援 、缠绕或覆盖等原因而死亡 ,因此常被称为 “植物
杀手”,是世界上公认最具有入侵性和危害性的恶
性杂草之一 [ 1 ～ 3] 。 2001年被国际自然保护与自然
资源保护联合会(IUCN)列入世界上 100种有害外
来入侵种[ 4 ～ 6] 。
薇甘菊原产于中美洲和南美洲 ,现广泛分布于
东南亚以及太平洋周边等地区 , 20世纪 80年代侵
入中国 ,近年来相继在香港 、广东与云南等地暴发
[ 7 ～ 9] 。薇甘菊的防控是一个世界性难题。国内外历
时 40多年的研究与实践 , 人工防除 [ 10] 、化学防
除[ 11 ～ 13]和生物防治 [ 14 ～ 17]等方面取得了积极进展 ,
但这些措施都未能从根本上遏制薇甘菊的扩散与蔓
延。国内学者张茂新[ 18] 、邵华[ 19]等研究认为薇甘
菊入侵和蔓延的一个重要机制是其具有强烈的化感
作用 。植物的化感作用是指一种植物或微生物(供
体)通过向环境释放某些化学物质从而影响其他有
机体生长和发育的化学生态学现象 ,广泛存在于自
然界中 ,包括促进和抑制两方面作用[ 20 ～ 22] 。薇甘菊
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2009年 22卷 5期
Vol.22　　No.5　　　　　　　　　　　　　　
西　南　农　业　学　报
SouthwestChinaJournalofAgriculturalSciences
由于强烈的化感作用 ,导致入侵地生物多样性的严
重丧失和生态系统退化[ 19] ,利用本地物种的竞争或
化感作用抵御外来物种的入侵与扩散 ,成为生态治
理的主要措施。由于该措施具有安全 、持久的效果 ,
成为国际生物入侵研究的热点 。
为利用云南本土植物资源开展生态防控薇甘
菊 ,探索本地物种对薇甘菊的化感作用具有十分重
要的科学与应用价值 。试验测定云南本地物种 ,并
比较与外来物种对薇甘菊的化感作用 ,旨在为高效 、
安全与持久控制该重大入侵有害生物提供科技支撑
与理论依据 。
1　材料与方法
1.1　不同供体植物水提取液制备
空心莲子草(Alternantheraphiloxcroides)、三叶
鬼针草(BidenspilosaL.)、异型莎草(Cyperusdifor-
mis)、水蓼 (Polygonumhydropiper)和红薯(Ipomoea
batatas)的新鲜叶片在室温下阴干粉碎 ,分别称取各
供体植物粉末 50 g,在 4 ℃下用一定量的蒸馏水冷
浸提取 24 h后真空抽滤 ,共 4次 ,合并提取液并将
其定容至 500 mL备用(所得母液的质量浓度为每
100mL母液相当于含各供试植株的干质量 10 g)。
分别精确吸取各供体植物母液 50、25、12.5、6.25
mL至 50mL容量瓶中 ,用蒸馏水定容至刻度线后将
其倒入 120mL棕色小口培养瓶中。再向每棕色小
口培养瓶中加入 2倍浓度的 Hoagland s改良营养
液 50 mL后摇匀备用 ,所得溶液为 1倍浓度 Hoag-
land s营养液和质量浓度分别为 50、25、12.5、6.25
mg/mL的培养液(每 100 mL溶液相当于含各供体
植株的干质量:5 、2.5、1.25、0.625 g)。
1.2　薇甘菊对供体植物适应性生物测定
本实验采用离体扦插和溶液培养法测定薇甘菊
的自毒作用 [ 23] 。选取野外薇甘菊生长健壮的中下
部枝条作为扦插营养体 ,将其插入 Hoagland s营养
液中培养并对其进行修剪 ,使其保留一根主枝 , 30 d
后 ,选取新生茎长在 30 ～ 40 cm健壮且基本生长一
致的枝条进行试验 。试验前先精确测量供试植株的
鲜质量 、茎长和平均根长。后随机将其移入制备好
的各培养液中 ,用脱脂棉固定封口后放入温度为 25
℃、光照强度为 5000 lx的人工气候室中恒温培养。
光照时间 14h/d,相对湿度控制在 70%左右 。每隔
2d加 l倍浓度 Hoagland s(霍格兰氏)营养液至瓶
上标记刻度线 。每个处理设 40次重复 ,以 l倍浓度
Hoagland s营养液做对照。 12d后再次测量各供试
植株的质量 、茎长和平均根长。 2次测量结果的差
值即为薇甘菊平均新增质量 、新增茎长 、新增根长 ,
后按下列公式换算成对照抑制百分率:
抑制率(%)=(1-处理 /对照)×100
综合抑制效应(SE)是供体对同一受体 3个测
试项目的抑制百分率的算术平均值。
本试验数据采用 DPSv9.01版软件进行统计分
析 ,利用随机区组设计结合 Duncan新复极差法对各
指标进行差异显著性检验。
2　结果与分析
2.1　两种外来植物水提物对薇甘菊幼苗生长的影
响
薇甘菊幼苗在三叶鬼针草和空心莲子草水提物
的营养液中生长均受到了抑制 ,表现为处理组的新
生茎长 、新生根长和植株干物质积累都小于对照组 ,
差异显著 ,且抑制效果随着浓度的增加变强 ,表现出
生长不适应性 。相同供试浓度下 ,空心莲子草水提
物对薇甘菊幼苗的生长抑制强度大于三叶鬼针草 ,
表现为空心莲子草处理组的薇甘菊幼苗在新生茎
长 、新生根长和植株干物质积累都小于三叶鬼针草
处理组 ,特别是在浓度为 50 mg/mL时 ,空心莲子草
处理组完全抑制了薇甘菊幼苗的生长(表 1)。薇甘
菊幼苗的干物质积累量受 2种供试植物水提物的影
表 1　三叶鬼针草 、空心莲子草水提物对薇甘菊幼苗生长的影响
Table1　TheinfluenceofaqueousextractfromBi.piandAl.phonMikaniamicrantha
浓度(mg/mL) 新生茎长(cm) 新生根长(cm) 新增质量(g)Bi.pi Al.ph Bi.pi Al.ph Bi.pi Al.ph
50 3.05±0.28dD 0.00±0.00eE 0.30±0.08dD 0.00±0.00eE 0.25±0.03ec 0.00±0.00Dd
25 4.87±0.21cC 1.33±0.15dD 0.4±0.09dD 0.18±0.05dD 0.48±0.05dC 0.00±0.00Dd
12.5 14.50±0.31bB 9.8±0.28cC 0.78±0.10cC 0.53±0.10cC 1.30±0.08cB 0.7±0.09Cc
6.25 15.22±0.21aAB 13.92±0.27bB 1.01±0.06bB 0.93±0.11bB 1.53±0.05bB 1.18±0.06Bb
CK 16.65±0.31aA 1.2±0.04aA 2.38±0.12Aa
　　注:表中数据为平均值 ±标准误 ,小写字母不相同表示同列数据与对照在 0.05水平上差异显著 ,大写字母不相同表示同列数据与对照在
0.01水平上差异显著。 Bi.pi三叶鬼针草 , Al.ph空心莲子草。下同。
Note:Thevaluesinthetableisaverage±standarderror.Thesameleterswithinsamecolumnarenotsignificant, withdiferentsuperscriptslower
casearesignificantlydiferentat0.05and0.01levels.Thesameasbelow.
1440 西　南　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　22卷
响大于相同浓度下的茎和根;茎生长的受抑程度大
于相同浓度下的根 ,但随着浓度的降低 ,根的受抑程
度反而大于茎(图 1 ～图 2)。
2.2　3种本地植物水提物对薇甘菊幼苗生长的影
响
薇甘菊幼苗在 3种本地植物异型莎草 、水蓼和
红薯的水提物营养液中同样产生不适应性 ,生长均
受到了抑制 ,且抑制强度与浓度成正相关。其中薇
甘菊在异型莎草水提物中的受抑制强度最大 ,各处
理与对照差异极显著 ,在浓度为 50mg/mL时 ,完全
抑制了的薇甘菊幼苗的生长 ,经粮作物红薯水提物
次之 ,本地杂草水蓼抑制效果最差(表 2)。薇甘菊
幼苗的质量受 3种供试植物水提物的影响最大。在
表 2　三种本地物种水提物对薇甘菊幼苗生长的影响
Table2　Theinfluenceofaqueousextractfrom 3localplantsonMikaniamicrantha
浓度(mg/mL)
新生茎长(cm) 新生根长(cm) 新增质量(g)
Cy.di Po.hy Ip.ba Cy.di Po.hy Ip.ba Cy.di Po.hy Ip.ba
50 0.00±0.00eE 8.03±0.14dC 9.75±0.21dD 0.00±0.00eD 0.45±0.03dC 0.35±0.03dD 0.00±0.00eE 0.55±0.08dD 0.72±0.08dC
25 7.6±0.15dD 12.88±0.24cB 12.15±0.7cC 0.53±0.05dC 0.75±0.03cB 0.75±0.05cC 0.25±0.03dD 1.53±0.03cC 1.38±0.03cC
12.5 10.8±0.19cC 14.98±0.27bB14.15±0.51bB 0.78±0.10cB 1.03±0.05bA 0.93±0.03bB 0.83±0.04cC 1.95±0.14bB1.70±0.11bB
6.25 13.5±0.27bB 15.9±0.38aA16.07±0.51aAB1.01±0.12bA 1.10±0.08abA 1.10±0.04aA 1.48±0.05bB 1.97±0.09bB2.20±0.09aA
CK 16.65±0.31aA 1.2±0.04aA 2.38±0.12aA
　　注:表中Cy.di异型莎草 , Po.hy水蓼 , Ip.ba红薯。
14415期 　　　　　　徐高峰等:5种植物对薇甘菊化感作用研究
异型莎草水提液中 ,薇甘菊幼苗的茎和根的受抑制
程度较为一致;水蓼水提液在浓度大于 12.5 mg/mL
时根的受抑制程度大于茎;薇甘菊幼苗在红薯水提
液中根的受抑制程度较大 ,而茎生长的受抑制程度
最低(图 3 ～图 5)。
2.3　5种伴生植物水提物对薇甘菊幼苗生长的综
合抑制效应比较
通过比较 5种伴生植物水提物对薇甘菊幼苗生
长的综合抑制效应可知 ,薇甘菊幼苗在 5种植物水
提液中的生长均受到一定的抑制 ,且存在一定的差
异 。薇甘菊幼苗在不同水提物中的生长受抑制趋势
总体为:空心莲子草 >异型莎草 >三叶鬼针草 ,水蓼
和红薯对薇甘菊幼苗生长的抑制程度相似 ,但强度
明显小于另外三种植物。结果表明 ,薇甘菊幼苗对
供试植物的水提物存在一定的不适应性 ,其中受外
来优势种群的干扰大于本地种群(图 6)。
3　讨　论
在自然界中 ,植物通过雨水 、雾滴等方式淋溶化
感物质到土壤环境 ,对其它物种产生化感作用[ 10] ,
本试验在云南省薇甘菊发生地选取了常见的 5种伴
生植物采用水提取和营养液培养法测定其对薇甘菊
幼苗的化感作用 ,与自然界实际情况基本一致。
试验在云南省薇甘菊发生地选取的 5种供试植
物可分为 3类 ,分别是入侵时间较长且在本地生态
系统中占有较强种群优势外来物种和本地常见物种
以及适合山坡荒地生长具有一定经济价值的农粮作
物红薯。结果表明外来物种空心莲子草和三叶鬼针
草对薇甘菊的化感作用较强 ,其水提物对薇甘菊幼
苗的生长有较强的抑制作用;本地物种异型莎草
(仅次于空心莲子草)对薇甘菊也有很强的化感作
用 ,但水蓼和红薯对薇甘菊的化感作用明显弱于其
他 3种植物 ,试验材料中外来物种的化感作用强于
本地物种 。
群落结构是自然界长期演替的结果 。群落中不
同种群经过长期的共存 ,彼此间形成了一定的适应
性而趋于稳定 ,以达到充分利用自然资源。薇甘菊
作为一种外来入侵植物 ,其入侵同样受到本地原有
物种的抵御 ,这与群落中物种的组成 、丰富度及群落
结构密切相关 。试验结果证实其入侵过程和许多本
地物种存在互不适应性 ,但薇甘菊在入侵地的扩散
和蔓延存在加速趋势 ,笔者认为这可能与入侵地生
态受到破坏 ,本地原有物种缺乏合理的时空配置有
关。通过对薇甘菊伴生物种的化感作用研究 ,可利
用本地物种资源来替代控制薇甘菊的发生 ,以达到
安全 、持久的控制效果 ,并建立合理的群落结构以阻
止其扩展蔓延 。
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