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三裂叶蟛蜞菊对两种草坪植物的化感作用



全 文 :三裂叶蟛蜞菊对两种草坪植物的化感作用
许 华1, 汪 波1, 魏宇昆2, 张 成1, 颜亨梅1, 刘 烨1, 李 娜1, 蒋梦娇1
(1.北京师范大学珠海分校工程技术学院,广东 珠海 519085; 2.中国科学院上海辰山植物科学研究中心,上海 201602)
摘 要:为了研究三裂叶蟛蜞菊(Wedelia trilobata)对狗牙根(Cynodon dactylon)和百喜草(Paspalum notatum)的化感作用,以不
同浓度的三裂叶蟛蜞菊提取液处理这两种草坪植物的种子和幼苗,测定了种子萌发和幼苗生长指标。 结果表明:三裂叶蟛蜞菊提
取液对这两种植物种子的萌发和幼苗胚根的生长产生了抑制作用,且百喜草种子的萌发更容易受到抑制,狗牙根幼苗胚根的生长
更容易受到抑制,但对这两种植物胚芽的生长均未产生影响。
关键词:三裂叶蟛蜞菊; 狗牙根; 百喜草; 草坪植物; 化感作用
中图分类号:Q948.12 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2011)14-0053-03
Allelopathic effect of extracts from Wedelia
trilobata on two turfgrass plants
XU Hua1, WANG Bo1, WEI Yu-kun2, ZHANG Cheng1, YAN Heng-mei1, LIU Ye1, LI Na1, JIANG Meng-jiao1
(1. College of Engineering Technology, Beijing Normal University Zhuhai Campus, Zhuhai 519085, China;
2. Shanghai Chenshan Plant Science Research Center, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201602,China)
Abstract:To study the allelopathic effects of extracts from Wedelia trilobata on Cynodon dactylon and Paspalum notatum, seeds and
seedlings of the two turfgrass plants were treated with extracts from Wedelia trilobata in different concentrations, and the germination
indexes of seeds and growth characters of seedlings were measured. The results showed that the seed germination and radicel growth of the
two turfgrass plants were repressed by extracts from Wedelia trilobata. Specifically,repression of seed germination of Paspalum notatum
and radicel growth of Cynodon dactylon was more apparent than those of their counterparts respectively. However, embryo length of the
two turfgrass seedlings were not been influenced by extracts from Wedelia trilobata. Cultivation of the two turfgrass plants should be
conducted with intensive control of Wedelia trilobata
Key words: Wedelia trilobata; Cynodon dactylon; Paspalum notatum; turfgrass plants; allelopathy
化感作用是指某种植物通过向环境释放化学物质而
对其他植物(包括微生物)所产生的有益或有害的作用 [1],
近年来已成为生态学研究的热点之一。 三裂叶蟛蜞菊也
称南美蟛蜞菊,为菊科(Compositae)多年生草本植物,原
产于南美,20 世纪 70 年代作为地被植物引入我国, 目前
已成为华南地区危害较大的外来入侵植物之一。 三裂叶
蟛蜞菊常以单优种群成片生长, 种群内很少有其他植物
生长。 到目前为止已有文献报道蟛蜞菊提取液对作物 [2-5]
和杂草 [6-7]具有较强的化感作用,能抑制种子的萌发和植
株的生长; 也有研究证明蟛蜞菊提取液对昆虫具有拒食
和毒杀作用 [8-9];还有研究表明其对某些病原微生物具有
较强的杀菌效果[10-11]。
狗牙根和百喜草是两种优良的草坪植物, 具有重要
的园林绿化和水土保持作用, 在我国华东和华南地区种
植面积较大。 由于三裂叶蟛蜞菊目前已成为华南地区危
害较大的外来入侵植物之一, 严重威胁着该地区大面积
草坪的正常生长。 三裂叶蟛蜞菊对狗牙根和百喜草种子
萌发及幼苗生长会产生何种影响,目前还未见相关报道。
本试验以三裂叶蟛蜞菊提取液为供试材料, 以狗牙根和
百喜草 2 种草坪植物为受体植物, 研究了三裂叶蟛蜞菊
提取液对这 2种植物种子萌发和幼苗生长的影响,旨在为
草坪的建植和管理提供一定的参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于 2011年 3~4月在北京师范大学珠海分校工程
技术学院植物学实验室进行。三裂叶蟛蜞菊采自北京师范
大学珠海分校校园,狗牙根和百喜草种子由江苏省沭阳县
胡氏园林花木场提供。
蟛蜞菊水提液的制备: 去除三裂叶蟛蜞菊的叶和根,
将茎剪成 3 cm 小段, 称取 83.2 g 放入榨汁机中捣碎,残
渣转入 1 L烧杯,并用 416 mL去离子水多次清洗榨汁机
后并入烧杯,烧杯中的残渣和汁液经真空抽滤泵抽滤得到
母液,其浓度为 0.20 g/mL。 取一定量的母液稀释为 0.01、
0.05 和 0.10 g/mL 3 个浓度,将母液和稀释液盛于玻璃试
剂瓶,贴好标签后储存于 4℃冰箱中备用。
1.2 试验方法
1.2.1 试验设计 本研究设狗牙根和百喜草种子萌发和
幼苗生长 2项试验。
种子萌发试验中三裂叶蟛蜞菊提取液各设 5 个处理:
0.00、0.01、0.05、0.10、0.20 g/mL。 精选健康饱满的狗牙根
和百喜草种子各 200粒用去离子水清洗干净,各取 5 个直
径为 11 cm 的培养皿,在其中铺 2 层直径为 9 cm 的定性
滤纸,在每个培养皿中均匀放置 40粒种子,分别加入以上
不同浓度的提取液和清水 5 mL 后,加盖,并用保鲜膜封
收稿日期:2011-05-11
作者简介:许华(1981-),男,硕士,讲师,E-mail:xuhua04@mail.
nankai.edu.cn
通讯作者:魏宇昆(1976-),男,博士,工程师,E-mail:weiyukun
@yahoo.cn
广东农业科学 2011 年第 14 期 53
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2011.14.039
发芽指数(GI)
8.88
3.43
1.97
1.49
0.00
1.37
0.82
0.00
0.00
0.00
发芽势(Ge)
0.20
0.10
0.08
0.05
0.00
0.05
0.03
0.00
0.00
0.00
处理浓度(g/mL)
0.00(CK)
0.01
0.05
0.10
0.20
0.00(CK)
0.01
0.05
0.10
0.20
表 1 不同浓度提取液对狗牙根和百喜草发芽势和发芽指数的影响
草坪草
狗牙根
百喜草
胚芽长(cm)
2.33±0.43a
1.83±0.08a
1.90±0.98a
2.07±0.39a
1.98±0.63a
3.63±0.06a
3.87±0.29a
3.10±1.45a
3.37±0.71a
3.20±1.54a
胚根长(cm)
0.87±0.12a
0.73±0.15a
0.73±0.06a
0.30±0.17b
0.17±0.06b
1.63±0.45a
1.33±0.86ab
1.10±0.70ab
1.20±0.46ab
0.40±0.20b
处理浓度(g/mL)
0.00(CK)
0.01
0.05
0.10
0.20
0.00(CK)
0.01
0.05
0.10
0.20
草坪草
狗牙根
百喜草
表 2 不同浓度提取液对狗牙根和百喜草种子胚根长和胚芽长的影响
注:表中同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著。
30
25
20
15
10
5
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0.00g/mL(CK)
0.01g/mL
0.05g/mL
0.10g/mL
0.20g/mL发


( %

时间(d)
图 1 提取液对狗牙根发芽数的影响
30
25
20
15
10
5
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0.00g/mL(CK)
0.01g/mL
0.05g/mL
0.10g/mL
0.20g/mL发


( %

时间(d)
图 2 提取液对百喜草发芽率的影响
口防止过快干燥。 将培养皿放入恒温培养箱,温度设定为
28℃,第 5 d 分别给各处理和对照补加 2 mL 提取液和清
水,连续 10 d记录种子的发芽情况。
幼苗生长试验中三裂叶蟛蜞菊提取液各设 5 个处
理:0.00、0.01、0.05、0.10、0.20,每个处理均设 3次重复。 狗
牙根种子催芽后,挑选长势一致(芽长 1~2 mm)的幼苗 30
株,取 15 个直径为 11 cm 的培养皿并在培养皿中铺 2 层
直径为 9 cm 的定性滤纸,在每个培养皿中均匀放置 2 株
幼苗,分别加入以上不同浓度的提取液和清水 3 mL后加
盖,并用保鲜膜封口。 将培养皿放入恒温培养箱,温度设
定为 28℃,第 5 d分别给各处理和对照补加 2 mL提取液
和清水, 第 10 d测定幼苗的胚根长和胚芽长。 百喜草幼
苗生长试验方法与狗牙根相同, 但每个培养皿只放置 1
株幼苗,共 15株。
1.2.2 试验方法 萌发指标计算方法参照李倩等 [12]的方
法,发芽率(Gr)=(前 10 d 供试种子发芽总数/供试种子总
数)×100%;发芽势(Ge)=前 7 d 内供试种子的发芽数/供
试种子数;发芽指数(GI)=∑Gt/Dt(Gt 为第 t d 的发芽数,
Dt为发芽天数)。
统计方法采用 SPSS 16.0 统计软件进行 One-way
ANVOA 方差分析,并进行 Duncan 多重比较分析,显著性
水平设为 0.05。 图表中数据均用平均值±标准差表示。
2 结果与分析
2.1 提取液对两种草坪植物种子萌发的影响
提取液对狗牙根发芽率的影响 (图 1), 从发芽时间
看,对照的狗牙根种子发芽最早、在第 3 d 开始发芽,0.01
g/mL 浓度处理的种子第 4 d 开始发芽,0.05 g/mL 和 0.10
g/mL浓度处理的种子均在第 5 d 开始发芽,0.20 g/mL 浓
度处理的种子在 10 d 也未发芽; 从发芽率来看,10 d 内
随提取液浓度的增加,狗牙根种子的发芽率逐渐降低。 提
取液对百喜草发芽率的影响(图 2),百喜草种子发芽情况
与狗牙根类似,但也存在一定差异。 对照和 0.01 g/mL 浓
度处理的百喜草种子同时在第 7 d 开始发芽, 但此时对
照的种子发芽率为 5.0%, 而 0.01 g/mL 浓度处理的种子
发芽率为 2.5%;在第 8 d时 0.01 g/mL浓度处理的种子发
芽率升高至 5.0%; 而对照的种子发芽率仍保持在 5.0%;
之后对照的种子萌发率继续上升,在第 10 d 达到 12.5%,
而 0.01 g/mL 浓度处理的种子发芽率一直保持在 5.0%;
提取液浓度为 0.05、0.10 和 0.20 g/mL 处理的种子萌发率
在 10 d内均为 0。 随提取液浓度的增加,狗牙根和百喜草
种子的发芽势和发芽指数都逐渐降低(表 1)。以上情况表
明, 三裂叶蟛蜞菊提取液对狗牙根和百喜草种子的萌发
产生了抑制作用,且浓度越高抑制程度越大,而且说明相
对于狗牙根, 百喜草种子的萌发更容易受三裂叶蟛蜞菊
提取液的抑制。
2.2 提取液对两种草坪植物幼苗胚根长和胚芽长的影响
随着提取液浓度的增加, 狗牙根幼苗胚根长呈逐渐
降低的趋势,在提取液浓度达到 0.10 g/mL 时比对照显著
降低; 百喜草幼苗胚根长在提取液浓度为 0.01、0.05 和
0.10 g/mL时均比对照略有降低但不显著, 但当提取液浓
度增加到 0.20 g/mL时则比对照显著降低(表 2)。然而,狗
牙根和百喜草幼苗的胚芽长随提取液浓度的升高并未表
现出规律性的变化, 所有处理与对照之间差异均不显著
(表 2),这表明三裂叶蟛蜞菊提取液对这 2 种植物幼苗生
长的抑制作用主要体现在胚根上, 对胚芽的生长并未产
生抑制作用, 而且说明狗牙根的胚根生长更容易受到三
裂叶蟛蜞菊提取液的抑制。
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技术的番木瓜自然高度降低 30~40 cm,提早 5~7 d 挂果,
单株结果多 3~5 个; 而采用矮化高产栽培技术的小果型
番木瓜品种比常规栽培技术的番木瓜自然高度降低 50~
60 cm,提早 7~10 d挂果,单株结果多 5~10个。
珠三角属于受台风影响频繁的地区, 农作物每年受风灾
导致的损失不计其数,采用矮化高产栽培技术的番木瓜,植株
基部明显增粗,抗风性及抗倒性增强,减少风害造成的损失。
由于番木瓜是多年生果树,第 1年植株高度达 2 m 左
右,继年以 1~1.5 m 的高度增加,对于田间管理及采收有
一定困难。 在采用矮化高产栽培技术后,番木瓜高度降低
0.4~0.5 m,有利于田间管理和采收,减少人工的投放。
采用矮化高产栽培技术的番木瓜,其植株基部接触地
面面积较大、根系较发达、对水分和养分吸收能力较强,比
采用常规栽培技术的番木瓜更早生快发、增加结果数量和
提前采收时间。
根据番禺区大岗镇农科站 2006年的调查, 番木瓜采
用矮化高产栽培技术后,每年每株番木瓜比常规栽培可增
产 2~2.5 kg,每 667 m2可增产 270 kg、增收 270 元以上,
经济效益显著。
3 结论与讨论
种子萌发是植物生活史中的关键环节。 种子顺利萌
发是植物繁衍种群、扩散分布区域、增加遗传变异、提高对
多变环境适应的重要途径[13]。 影响种子萌发的因素很多,
除种子的自身结构外, 环境因素也能影响种子的萌发 [14]。
本试验在较低的三裂叶蟛蜞菊提取液浓度(0.01 g/mL)处
理时,狗牙根和百喜草种子的萌发均受到抑制,种子萌发
的各项指标均降低,这与曾任森等 [4]、聂呈荣等 [5]、欧少云
等 [7]的研究结果相似,表明三裂叶蟛蜞菊体内确实存在化
感物质,是影响这两种草坪植物种子萌发的因子。 这两种
植物种子萌发率降低的原因可能是种子的过氧化物酶和
质膜完整性受到三裂叶蟛蜞菊化感物质的破坏 [3]。 而且,
本试验还发现相对于狗牙根, 百喜草种子的萌发更容易
受三裂叶蟛蜞菊提取液的抑制, 当提取液浓度仅为 0.05
g/mL时百喜草种子的萌发率即为 0。 因此,在我国华南地
区已遭三裂叶蟛蜞菊入侵的土壤上播种这两种草坪植物
的种子时,尤其播种百喜草种子时,应该慎重考虑,以防种
子播种后无法萌发;同时,在栽培这两种草坪植物时,应加
强对三裂叶蟛蜞菊的防治,否则,将会影响这两种草坪植
物的繁衍从而导致草坪退化。
本试验表明三裂叶蟛蜞菊提取液对狗牙根和百喜草
幼苗胚根的生长产生了抑制作用,与曾任森等 [4]、聂呈荣
等 [5]、欧少云等 [7]的研究结果相似,但与之不同的是,三裂
叶蟛蜞菊提取液对狗牙根和百喜草胚芽的生长并未产生
抑制作用, 这说明不同植物的胚芽对三裂叶蟛蜞菊化感
物质的敏感程度不同。 植物的根系是吸收水分和养分的
主要器官,其生长状况决定整个植株的长势。 本试验这两
种植物在胚根生长受到抑制时胚芽生长却未受到影响,
可能是由于本试验 0.20 g/mL 的提取液浓度对根的抑制
程度还不够大,最终未影响到胚芽的生长。
到目前为止,已有研究对蟛蜞菊植物体内的物质进行
了分离,鉴定其化学成分主要为萜类化合物 [4, 10, 15-16],认为
其是化感物质[2,10],但由于分离方法的不同,不断有新的萜
类化合物被发现[10,17]。因此,深入研究三裂叶蟛蜞菊化感物
质成分对于其防治具有重要意义。 本研究结果发现三裂
叶蟛蜞菊对狗牙根和百喜草 2 种草坪植物种子的萌发和
幼苗生长都产生了抑制作用, 对于我国深受三裂叶蟛蜞
菊危害的华南地区草坪的种植和管理具有一定的参考价
值。 我国的草坪植物品种众多,深入研究三裂叶蟛蜞菊对
多种草坪植物的影响,对于筛选出一些对三裂叶蟛蜞菊具
有一定抗性的草坪植物具有非常重要的意义。
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