全 文 ：
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收稿日期:2013 － 07 － 19
基金项目:河北省科学技术研究与发展计划项目(编号:12227505)。
作者简介:高汝勇(1973 －) ，女，副教授，硕士，主要从事遗传学研究;
E-mail:gaoruyong@ 126． com。
菊芋对黄顶菊种子萌发和幼苗生长的影响
高汝勇
(衡水学院 生命科学学院， 河北 衡水 053000)
摘要:为了探讨菊芋对黄顶菊的化感作用和替代控制，研究了菊芋浸提液对黄顶菊种子萌发和幼苗生长的影响。结果表
明，菊芋内存在明显的化感物质，各种菊芋浸提液都抑制了黄顶菊种子的发芽率和发芽势，发芽率下降为 28． 6% ～
0． 4%，发芽势下降为 36． 6% ～ 0． 2%，分别比对照下降 25% ～ 99%，26% ～ 99%，并且较低浓度的浸提液就能达到显著
抑制的效果。浸提液也抑制了黄顶菊幼苗的根长、苗高、鲜重、活力指数，4 个指标分别下降为 2． 1 ～ 0． 1 cm，1． 8 ～ 0． 8
cm，0． 45 ～ 0． 17 g，19． 66 ～ 0． 24，相应的抑制率分别为 12% ～96%，10% ～60%，21% ～70%，43% ～99%。浸提液对活力
指数的抑制作用最大，其次是发芽率和发芽势，抑制程度最小的是鲜重、根长、苗高。所有的抑制作用均随着浸提液浓度
的增高而加强。
关键词: 黄顶菊;菊芋;化感作用;替代控制
中图分类号: S 451 文献标志码: A 文章编号: 1001 － 4705(2013)11-0019-03
Effects of Water Extract of Jerusalem artichoke on Seed Germination and
Seedling Growth of Flaveria bidentis
GAO Ｒu-yong
(Collage of Life Science，Hengshui University，Hengshui Hebei 053000，China)
Abstract:In order to investigate the allelopathic effects of Jerusalem artichoke and the replacement control of
flaveria bidentis，the effects of water extract on seed germination and seedling growth of flaveria bidentis were
studied． The results showed that:there was allelopathic material in Jerusalem artichoke． The water extract
declined the germination percentage，germination energy，the germination percentage became 28． 6% －0． 4%，
and dropped by 25% － 99% points of percentage，the germination energy became 36． 6% － 0． 2%，and
dropped by 26% －99% points of percentage． Lower extract concentration could restrain remarkably． The water
extract could decline the root length，shoot height，fresh weight and vigor index． These indicators became 2． 1 －
0． 1 cm，1． 8 － 0． 8 cm，0． 45 － 0． 17 g，19． 66 － 0． 24，respectively，the ＲI became 12% － 96%，10% － 60%，
21% － 70%，43% － 99%，respectively． The largest inhibition was the effects on vigor index，the effects on
germination percentage and germination energy were the second，the inhibition on fresh weight，root length，
shoot height were the third． All the inhibition enhanced as the extract concentration increased．
Key words: flaveria bidentis;Jerusalem artichoke;allelopathic effects;replacement control allelopathic
黄顶菊(Flavera bidentis)为菊科堆心菊族的 1 年
生粗壮杂草，生长势强，耐盐碱、耐贫瘠、耐干旱、结实
量极大，种子小而轻，易于传播扩散。2001 年首次在
衡水湖发现，目前已经扩散至河北省的 88 个县，并有
以河北省中南部为中心向周边其他省市扩散的趋
势［1］。黄顶菊通过化感作用来抑制邻近植物的生
长［2 ～ 4］，影响生物多样性，严重破坏生态平衡。目前，
对黄顶菊的防治大多采用人工拔除、机械和化学防除，
·91·
研究报告 高汝勇:菊芋对黄顶菊种子萌发和幼苗生长的影响
DOI:10.16590/j.cnki.1001-4705.2013.11.049
生物防治等方式［5］。人工拔除费时费力，机械防除仍
存残体，化学防除则会污染环境，尚未发现能有效抑制
黄顶菊的寄主昆虫、病菌，所以上述防治方法的效果都
不理想。近年来，很多学者研究发现一些本地植物或
优良牧草能够较好地控制外来植物生长，这就是替代
控制，替代控制可能成为限制入侵植物扩张的有力方
法。已有的研究结果表明，紫穗槐、早熟禾等对豚草，
多年生黑麦草对紫茎泽兰、高丹草、紫花苜蓿、沙打旺
等对黄顶菊均具有较强的竞争优势［6 ～ 8］。菊芋(Jeru-
salem artichoke)是菊科向日葵属多年生草本植物，生
长迅速，抗逆性和繁殖能力极强。其块茎和地上茎叶
是优质青饲料，块茎还可深加工成淀粉、菊糖、菊糖水
解产物低聚果糖是功能性低聚糖，具有调节血糖，降血
脂，改善肠道功能，排毒，提高人体免疫功能及促进矿
物质吸收的功能［9］，被称为第 3 代保健食品功能因子。
因此菊芋是不可多得的生态经济型植物。重要的是菊
芋生活史与黄顶菊基本重叠，一旦在黄顶菊入侵地生
根发芽，将迅速生长和繁殖扩散，完全可能抑制黄顶
菊。目前尚未见到菊芋与黄顶菊竞争关系的报道。本
研究以菊芋为材料，探索其对黄顶菊种子萌发和幼苗
生长的影响，为实现对黄顶菊的生态控制提供理论基
础和科学依据。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
9 月选取生长健壮的菊芋地上部分，清洗干净，剪
成 1 cm小段，加蒸馏水配置成质量分数为 10%的浸提
液，浸提 48 h，期间经常摇晃。过滤，稀释成 1%、
2． 5%、5%、7． 5%、10%的 5 种浸提液。
1． 2 试验方法
1‰ HgCl2 消毒黄顶菊种子 3 min，蒸馏水冲洗后置
于培养皿中，每皿 300粒，分别加入 5 种浸提液，以蒸馏
水为对照，3次重复。置于 25 ℃培养箱中连续培养，直
至对照组的发芽率不发生变化。每天统计发芽种子数
量，14 d后测量根长，苗高，称量鲜重并折算成 100 株幼
苗的鲜重，以下所指鲜重均为 100株幼苗鲜重。
1． 3 统计分析
统计发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数。发芽
率(%)=(发芽种子数 /供试种子总数)× 100%。发
芽势(%)=(前 3 天发芽种子数 /供试种子总数)×
100%。发芽指数 =∑(Gt /Dt) ，Gt表示在第 t 天种子
的发芽数，Dt表示相应的发芽天数。活力指数 =发芽
指数 ×幼苗鲜重。化感作用强度采用抑制率来表示，
抑制率 ＲI =(1 －处理)/对照 × 100%［10］，ＲI ＞ 0 表示
处理具有抑制作用，ＲI ＜ 0 表示具有促进作用。
2 结果与分析
2． 1 菊芋对黄顶菊种子萌发的影响
菊芋浸提液对黄顶菊种子萌发的影响结果见
图 1。黄顶菊对照组的发芽率和发芽势分别为
71． 4%、36． 6%。当用最低浓度(1%)的浸提液处理
时，发芽率和发芽势分别为 53． 6%、27． 0%，抑制率分
别为 25%、26%，与对照组的差异都达到了显著水平，
因此菊芋能强烈抑制黄顶菊种子的发芽。随着浸提液
浓度的增加，黄顶菊的发芽率和发芽势也明显降低，尤
其是用中等浓度(5%)的浸提液处理时，发芽率和发
芽势分别为 5%，2． 9%，抑制率分别高达 93% 和
91%，当用最高浓度(10%)的浸提液处理时，发芽率
和发芽势分别为 0． 4%，0． 2%，抑制率均为 99%，此时
黄顶菊几乎不发芽。说明菊芋地上部分的化感物质能
显著抑制黄顶菊种子的萌发，即使是很少量的化感物
质也能达到明显的抑制效果。
注:不同小写字母表示处理间差异达 0． 05 显著水平(下同)。
图 1 菊芋浸提液对黄顶菊种子萌发的影响
2． 2 菊芋对黄顶菊幼苗根长和苗高的影响
菊芋浸提液对黄顶菊幼苗根长、苗高的影响见图
2。从苗高来看，菊芋浸提液抑制了黄顶菊地上部分的
生长。1%和 2． 5%浓度的浸提液使苗高下降 0． 2 ～
0． 4 cm，抑制率为 10% ～ 20%，与对照相比下降不显
著。从 5%浸提液开始，苗高下降幅度增加，抑制率达
到 35%以上，抑制效果达到显著水平。因此黄顶菊地
上部分生长对菊芋化感物质的耐受力较高。
从根长来看，菊芋浸提液抑制黄顶菊地下幼根的
生长发育。对照组的根长为 2． 4 cm。1%浓度浸提液
处理使根长下降了 0． 3 cm，下降幅度不大，抑制率为
12%，经显著性测验，与对照的差异未达到显著水平，
说明菊芋浸提液 1%的浓度对黄顶菊根长的影响不
大。但随着浸提液浓度的升高，根长开始明显降低。
浓度为 2． 5%的浸提液处理使根长降为 1． 5 cm，而 5%
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第 32 卷 第 11 期 2013 年 11 月 种 子 (Seed) Vol． 32 No． 11 Nov． 2013
处理时根长又比 2． 5%处理减少 1 /3，7． 5%处理时幼
苗仅长出 0． 1 cm的幼根，菊芋严重制约了黄顶菊幼根
的加粗加长。对比菊芋浸提液对根长和苗高的影响，
菊芋对黄顶菊根的抑制作用大于对苗的抑制作用。
图 2 菊芋浸提液对黄顶菊幼苗根长和苗高的影响
2． 3 菊芋对黄顶菊幼苗鲜重和活力指数的影响
图 3 菊芋浸提液对黄顶菊幼苗鲜重的影响
图 4 菊芋浸提液对黄顶菊活力指数的影响
菊芋浸提液对黄顶菊幼苗鲜重和活力指数的影响
结果见图 3和图 4。在浸提液处理时，黄顶菊幼苗鲜重
和活力指数均呈下降趋势。1%浓度处理时，鲜重下降
0． 12 g，抑制率为 21%，活力指数下降 14． 8，抑制率达到
43%，抑制作用均达到显著水平，说明菊芋浸提液对黄
顶菊鲜重和活力指数的影响较大。2． 5%浓度处理使鲜
重继续降低 0． 09 g，抑制率达 37%，活力指数继续下降
11． 17，抑制率达到 75%。从 5%浓度的浸提液处理开
始，黄顶菊的鲜重降为 0． 26 ～ 0． 17 g，抑制率达
54% ～70%，活力指数下降为 1． 28 ～ 0． 24，抑制率达
96% ～99%，说明菊芋能强烈抑制黄顶菊幼苗的长势。
3 讨 论
本研究结果表明，菊芋的茎、叶地上部分残体能产
生明显的化感物质，显著抑制黄顶菊种子的发芽率和
发芽势，也使黄顶菊根长、苗高、鲜重、活力指数降低。
从抑制率来看，菊芋浸提液对黄顶菊活力指数的影响
最大，其次是发芽率和发芽势，影响最小的是根长，苗
高和鲜重，即菊芋主要抑制黄顶菊幼苗的长势和种子
发芽。根系的主要功能是吸收水分和营养物质，菊芋
对根长的抑制效果强于苗高，导致黄顶菊地上部分营
养缺乏，造成整个植株矮小，发育不良。
另外，化感作用强弱与化感物质的浓度有很大关
系。土壤中化感物质的含量受到枯落物的密度、分解
速度以及降雨量等影响。本研究结果表明，较低浓度
(1% ～2． 5%)的菊芋浸提液就能显著抑制黄顶菊的
发芽率、根长、活力指数，利用菊芋能对黄顶菊进行有
效的生态防控。因此，在黄顶菊重灾区可以通过种植
菊芋来抑制黄顶菊的萌发，使其数量逐渐减少，生长缓
慢，从而抑制其扩散蔓延。
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