免费文献传递   相关文献

木薯、野花生的他感作用



全 文 :华南热带农业大学科技基金资助项目(Rnd0331)
朱朝华 男,1959年生,副教授。研究方向:植物保护与杂草防治。电话:0898-23300502,E-mail:zch200518@21cn.com
收稿日期:2005-08-29 修回日期:2005-11-14
热 带 作 物 学 报
CHINESEJOURNALOFTROPICAL CROPS
Vol.27No.1
Mar.2006
第 27卷 第 1期
2006年 3月
木薯、野花生的他感作用
朱朝华 骆焱平 许 敏 颜桂军
华南热带农业大学环境与植物保护学院 海南 儋州 571737
摘 要 用木薯(ManihotutilissimaCrantz.)茎叶的汁液及根系土壤分别处理南瓜(CucurbitamoschataDuch.)、
玉米(ZeamaysL)、豇豆(Vignasinensis)、花生(Arachishypogaea)、热研 2号柱花草(Stylosanthesguianensiscv.
ReyanNo.2)、热研 8号坚尼草(Panicummaximumcv.ReyanNo.8);用野花生(Arachispintoi)茎叶汁液及根系土
壤分别处理胜红蓟(AgeratumconyzoidesL)、小飞蓬[Comnyzacanadensis(L.)Cronq.]、粘人草(BidenspilosaL.),
测定其对种子萌发和生长的影响。结果表明:木薯茎叶的汁液对南瓜、玉米、豇豆 、花生、热研 2号柱花草、热
研 8号坚尼草的种子萌发和生长均有影响;木薯根系土壤对南瓜、玉米、豇豆 、花生的种子萌发影响均不明
显,对南瓜、玉米、豇豆 、花生的露白种子生长均有影响。野花生茎叶的汁液对胜红蓟的种子萌发有影响,对胜
红蓟、小飞蓬和粘人草的生长均有影响;野花生根系土壤对胜红蓟和小飞蓬的种子萌发影响均不明显,对胜
红蓟、小飞蓬和粘人草的生长均有影响。
关键词 木薯 野花生 他感作用
中图分类号 S533 S565.2
1937年澳大利亚植物学家莫利休(H.Molishh)首先提出了他感作用 这一术语,又称植物毒素抑
制作用[1]。近年来,关于他感作用的研究报道,国外主要从他感物质鉴定及其作用机理,以及他感作用在
杂草防除中的应用等方面进行了报道[2];国内主要对农业系统、林业系统、农林复合系统、牧草杂草等方
面的他感作用进行了研究和报道,主要研究植物有水稻(Oryzasativa)、花生(ArachishypogaeaL.)、西红
柿(Lycopersiconesculentum)、黄瓜(Cucumissativa)、柠檬桉(E.citiriodora)、苜蓿(Medicagosativa)、胜红蓟
(AgeratumconyzoidesL)、马唐[Digitariasanguinalis(L.)Scop.]等[3~5]。木薯(ManihotutilissimaCrantz.)作为
中部地区主要经济作物之一,野花生(Arachispintoi)作为牧草和观赏绿化植物[6,7],目前有关木薯和野花
生的他感作用及其除草活性的研究尚未见报道。因此,笔者通过种子萌发法和生长速率法测定木薯、野
花生的他感作用[8],利用茎叶及根系周围土壤中的他感物质,进行抑草或抑制作用活性测定,目的在于
寻找以草控草途径[9],为作物间种、套种模式提供参考依据。
1 材料及方法
1.1 材 料
1.1.1 供体植物 木薯、野花生采自华南热带农业大学植物保护学院教学基地。
1.1.2 受体植物 南瓜(CucurbitamoschataDuch.)、玉米(ZeamaysL)、豇豆(Vignasinensis)、花生
(Arachishypogaea)、热研 2号柱花草(Stylosanthesguianensiscv.ReyanNo.2)、热研 8号坚尼草(Panicum
maximumcv.ReyanNo.8)、胜红蓟、小飞蓬(Comnyzacanadensis(L.)Cronq.)、粘人草(BidenspilosaL.)
1.1.3 土 壤 从华南热带农业大学环境与植物保护学院教学基地采回不同供体植物根系土壤和没
有植被覆盖的土壤。木薯土壤的采集是取沿种茎生长方向距茎杆20~30cm的土壤,取样深度15~20cm。
野花生土壤的采集是先将野花生拨除,取裸地 15~20cm深的土壤。
1.2 方 法
1.2.1 植物提取液的制备 取供体植物的新鲜茎叶,洗净晾干,称取 100g,剪碎放到植物组织捣碎匀
浆机中,加150mL清水捣碎。用纱布过滤,定容至250mL。所得溶液为浓度1(相当于0.4g/mL茎叶提
1期 朱朝华等:木薯、野花生的他感作用
取物);从浓度 1中量取 100mL,加入 100mL清水,所得溶液为浓度 2(相当于 0.2g/mL茎叶提取物);
从浓度 2中量取 50mL,加入 100mL清水,所得溶液为浓度 3(相当于 0.067g/mL茎叶提取物)。放置
于冰箱中备用。
1.2.2 他感作用测定方法
1.2.2.1 种子萌发实验 将受体植物种子用纱布包好,放到约 50℃的温水中,浸泡 30min,打开纱布,
分别放到铺有滤纸的培养皿中,置于 28℃培养箱中培养,待种子露白时备用。量取木薯不同浓度的汁
液5mL放到培养皿中,每皿各放入露白的南瓜、玉米、豇豆、花生种子15粒[10];量取野花生不同浓度的
汁液 3mL放到培养皿中,每皿各放入露白的胜红蓟、小飞蓬种子100粒。每个处理设 3个重复和 1个
清水对照。将培养皿放到28℃培养箱中培养,每24h观察1次。3d或5d后计算种子的萌发率及种子
萌发抑制率。
1.2.2.2 种子生长实验 分别量取木薯不同浓度的汁液 5mL或野花生不同浓度的汁液 3mL放到培
养皿中,将露白的种子放到铺有滤纸的培养皿中,每皿15粒,设3个重复和1个清水对照。将培养皿放
到28℃培养箱中培养,每24h观察1次。3d或5d后测量种子的根数、根长及苗长,计算根、茎生长抑
制率。用 Q测验法检验不同浓度的差异显著性。
1.2.2.3 根系土壤他感作用实验 每个培养皿加入 80g供试土壤,并分别放入南瓜、玉米、豇豆、花生
种子 15粒,胜红蓟、小飞蓬 100粒,再覆土约 20g,浇清水保持足够水分。将培养皿放到 28℃培养箱
中,每24h观察1次,干燥时喷清水保湿。3d或5d后测量各种子的根数、根长及苗长,计算根、茎生长
抑制率,种子的萌发率及种子萌发抑制率。用 Q测验法检验不同浓度的差异显著性。
各指标计算公式如下[11]:
种子萌发率=(萌发种子数/检查种子数)×100%
校正萌发率=(处理组的萌发率/对照组的萌发率)×100%
种子萌发抑制率=100%-校正萌发率
根(茎)抑制率=
对照根(茎)平均长度-处理根(茎)平均长度
对照根(茎)平均长度
×100%
2 结果与分析
2.1 木薯茎叶及根系土壤对南瓜、玉米、豇豆、花生种子萌发的他感作用
从表 1可以看出,木薯茎叶汁液对南瓜、玉米和豇豆的种子萌发均有抑制作用,其作用大小依次为
南瓜>玉米>豇豆,且随浓度降低,对种子萌发的抑制作用逐渐减弱;木薯茎叶汁液对花生的种子萌发
在高浓度时影响不明显,在低浓度时为明显的促进作用[12]。木薯根系土壤对南瓜、玉米、豇豆、花生种子
萌发影响均不明显。
表1 木薯茎叶及根系土壤对南瓜、玉米、豇豆、花生种子萌发(3d)的抑制作用 /%
部 位 处 理
南 瓜 玉 米 豇 豆 花 生
萌发率 萌发率 萌发率 萌发率
平均萌发
抑制率
茎 叶
浓度1 6.67f 75.56c 88.89a 77.78a 2.78
浓度2 31.11e 84.44b 95.56a 91.11ab -13.89
浓度3 51.11cd 93.33a 97.78a 97.78b -22.22
土 壤
重复 73.33a 95.56a 97.78a 86.67a 0
CK 80a 100a 100a 86.67a
说明:表中同列字母相同者为差异不显著,带-号的数字为促进作用。下同。
CK 80a 93.33a 100a 80a
平均萌发
抑制率
91.67
61.11
36.11
8.33
平均萌发
抑制率
19.05
9.52
0
4.44
平均萌发
抑制率
11.11
4.44
2.22
2.22
93
热 带 作 物 学 报 27卷
2.2 木薯茎叶及根系土壤对南瓜等作
物种子生长的他感作用
从表2可以看出,木薯茎叶汁液对
南瓜、玉米、豇豆、花生、热研2号柱花草
和热研8号坚尼草的主根生长均有抑制
作用,其抑制作用从高到低依次为热研
8号坚尼草 >南瓜 >豇豆 >玉米 >热研
2号柱花草 >花生,且随浓度降低对主
根生长的抑制作用逐渐减弱,其中在浓
度3时对热研 2号柱花草表现为显著的
促进作用;木薯茎叶汁液对南瓜、玉米、
豇豆、花生、热研2号柱花草和热研 8号
坚尼草的茎生长均有抑制作用,其抑制
作用从高到低依次为南瓜>豇豆>热研
8号坚尼草 >花生 >热研 2号柱花草 >
玉米,除对花生是逆浓度梯度而抑制作
用逐渐增强外,均随浓度的降低对茎生
长的抑制作用逐渐减弱,其中在浓度 3
时对热研 2号柱花草表现为明显的促进
作用;木薯茎叶汁液对南瓜、豇豆和花生
的侧根分化均有抑制作用,其抑制作用
从高到低依次为南瓜 >豇豆 >花生,且
均随浓度的降低对侧根分化的抑制作用
逐渐减弱,对玉米侧根分化则有促进作
用,且随浓度的降低对侧根分化的促进
作用逐渐减弱。从表2可以看出木薯根
系土壤对南瓜、玉米和豇豆的主根生长
均有明显的促进作用,其促进作用从高
到低依次为玉米>豇豆>南瓜,对花生
主根生长促进作用不明显;木薯根系土壤对南瓜和豇豆的茎生长促进作用不明显,对玉米和花生的茎
生长抑制作用不明显;木薯根系土壤对南瓜、玉米和豇豆的侧根分化均有抑制作用,其抑制作用从高到
低依次为玉米>豇豆>南瓜,对花生侧根分化则有明显的促进作用。
2.3 野花生茎叶及根系土壤对胜红蓟、
小飞蓬种子萌发的他感作用
从表3可以看出,野花生茎叶汁液
对胜红蓟种子萌发有明显的抑制作用,
随浓度降低对种子萌发的抑制作用逐渐
减弱;对小飞蓬种子萌发影响不明显。野
花生根系土壤对胜红蓟和小飞蓬的种子
萌发影响均不明显。
表2 木薯茎叶及根系土壤对南瓜等作物种子生长(3d)的抑制作用


植物 处理
平均根长
/cm
根长抑制
率/%
平均茎长
/cm
茎长抑制
率/%
平 均
侧根数
侧根分化
抑制率/%


南瓜
浓度1 1.96c 74.68 0.71c 85.83 5.27c 82.78
浓度2 2.09c 73 0.70c 86.03 3.6c 88.24
浓度3 4.69b 39.41 1.71b 65.87 11.1c 63.73
玉米
浓度1 4.70d 59.62 5.19c 18.14 4.82b -42.18
浓度2 7.4c 36.43 5.49bc 13.41 4.13ab -21.83
浓度3 9.04b 22.34 5.95ab 6.15 4.47ab -31.86
豇豆
浓度1 1.25d 79.27 1.56d 66.45 1.13d 92.98
浓度2 2.72c 54.89 2.59c 44.3 4c 75.16
浓度3 4.58b 24.05 4.58b 1.51 12.13b 24.66
花生
浓度1 2.02a 15.48 1.32b 13.73 1.2b 52
浓度2 2.36a 1.26 1.19b 22.22 1.98ab 20.8
浓度3 2.06a 13.81 0.98c 35.95 2.81a -12.4
热研
2号
柱花

浓度1 0.36d 65.38 1.36d 35.85
浓度2 0.83c 20.19 1.73b 18.4
浓度3 1.95b -87.5 2.59c -22.17
热研
8号
坚尼

浓度1 0.21c 90.75 0.8b 62.44
浓度2 0.55c 75.77 1.39b 34.74
浓度3 1.39b 38.77 1.24ab 41.78




南瓜
重复 8.04b -42.55 6.05a -13.94 23.83a 12.39
玉米
重复 11.71b -62.87 6.26a 5.72 13.4b 41.48
豇豆
重复 10.03b -46.21 8.37a -7.45 18.13b 21.52
花生
重复 1.98a -5.32 1.62a 7.43 7.6b -52
CK 1.88a 1.75a 5a
CK 7.74a 5.01a 30.6a
CK 11.64a 6.34a 3.93a
CK 6.03a 4.65a 16.1a
CK 2.39a 1.53a 2.5a
CK 1.04a 2.12a
CK 2.27a 2.13a
CK 5.64a 5.31a 27.2a
CK 7.19a 6.64a 22.9a
CK 6.86a 7.79a 23.1a
表3 野花生茎叶及根系土壤对胜红蓟、小飞蓬种子萌发(5d)的抑制
作用
部 位 处 理
胜红蓟 小飞蓬
萌发率 萌发率 平均萌发抑制率
茎 叶
浓度1 43.33b 61a 4.69
浓度2 56b 52.67a 17.71
浓度3 70ab 64a 0
土 壤
重复 64.67a 21a 16
CK 67a 25a
平均萌发抑制率
54.39
41.05
26.32
3.48
CK 95a 64a
94
1期 朱朝华等:木薯、野花生的他感作用
2.4 野花生茎叶及根系土壤对胜红蓟、小飞蓬、
粘人草露白种子生长的他感感作用
从表 4可以看出,野花生茎叶汁液对胜红
蓟、小飞蓬和粘人草的主根生长均有明显的抑
制作用,其抑制作用从高到低依次为粘人草 >
胜红蓟 >小飞蓬,且随浓度降低,对主根生长的
抑制作用逐渐减弱。野花生茎叶汁液对胜红蓟
和小飞蓬的茎生长均有抑制作用,且随浓度的
降低对茎生长的抑制作用逐渐增强;野花生茎
叶汁液对粘人草则有促进作用,且随浓度的降
低对茎生长的促进作用逐渐增强。野花生根系
土壤对小飞蓬和粘人草的主根有明显的促进作
用,其促进作用从高到低依次为小飞蓬 >粘人
草,对胜红蓟的主根生长影响不明显,野花生根
系土壤对胜红蓟和小飞蓬的茎生长有明显的促
进作用,其促进作用从高到低依次为胜红蓟 >
小飞蓬,对粘人草茎的生长影响不明显。
3 讨 论
笔者只考虑木薯、野花生茎叶汁液和根系土壤对种子萌发和生长的影响,没有考虑茎叶汁液和根
系土壤中的营养因素。另外植物在不同生长时期他感物质含量不同,且他感物质具有选择性、双向性、
定量性、复合性和时间性的生化特点,而本实验的时间和条件有限,只能考虑对受体植物生长初期的影
响,未能针对受体植物的各个不同生长期的影响,也没能选用供体植物各个不同生长期进行实验。所以
下阶段从不同的生长期和不同的植物发育阶段进行研究,期望找到控制杂草的有效途径和方法。
笔者采用了目前研究他感感受物质的常用方法——离体法,即将供体植物进行化合物的提取,然
后进行测试。离体提取的化合物和活体直接释放的化合物存在部分差异,这主要是由于在提取过程中
产生氧化产物所致。由于活体试验无法控制供试植物释放的化合物的浓度,只能获得一些表观证据,所
以目前几乎所有关于他感感化合物的研究均采用离体法。在不经过高温的情况下,植物体内的主要他
感感物质并没有受到很大的破坏,虽然有局部的氧化作用,但不会引起试验结果太大的偏差,当然采取
更为温和的提取方法值得提倡。除此之外,随着研究的深入,活体试验将成为今后研究的主要内容。
参 考 文 献
1Molisch,H.DeeEinflusseinrePflanzzeaufdieAndere-Alelopathie[M].G.Ficher.K.Jena,1937
2高夕全,姚 余.植物的生化他感作用及其在农业生产上的应用[J].安徽农业技术师范学院学报,1995,9(4):61~64
3林思祖,杜 玲,曹光球.化感作用在林业中的研究进展及应用前景[J].福建林学院学报,2002,22(2):184~188
4何华勤,董章杭,梁义元,等.水稻化感作用研究的新进展[J].农业现代化研究,2002,23(2):140~143
5胡 飞,孔垂华.花生对作物的化感作用[J].华南农业大学学报,2002,23(1):9~12
6黄毅斌,应朝阳,郑仲登,等.生态牧草的筛选及在生态果园的应用研究[J].中国生态农业学报,2001,9(3):48~51
7福建生态农业网络,生态牧草种子手册.[EB/OL]:htp:/www.fjstny.cn/seedbook/viewseed2.asp?id=1,Copyrights2004
8ArchnaSuman,H.N.Shahi,PushpaSingh.AlelopathicinfluenceofVignamungo(blackgram)seedsongerminationandradicalgrowth
ofsomecropplants[J].PlantGrowthRegulation,2002,38:69~74
9昝启杰,王伯荪,王勇军,等.薇甘菊的危害与田野菟丝子的防除作用[J].植物生态学报,2003,27(6):822~828
10施月红,谷文祥.生化他感作用研究中的生物测定方法[J].生态科学,1998,17(1):84~89
11张 强,郝双红,马志卿,等.38种植物除草活性研究初报[J].西北林学院学报,2004,19(3):95~98
12万树青,陈兴聪,杨天梁,等.几种植物提取物光活化他感生长抑制作用研究[J].杂草科学,2004,1:5~8
表4 野花生茎叶及根系土壤对胜红蓟、小飞蓬、粘人草露
白种子生长(5d)的抑制活性
杂 草 部 位 处 理
平均根长
/cm
根长抑制率
/%
平均茎长
/cm
茎长抑制率
/%
胜红蓟
茎 叶
浓度1 0.3b 48.28 1.41a -7.63
浓度3 0.57a 1.72 1.10b 16.03
土 壤
重复 0.52a 0 1.44b -33.33
小飞蓬
茎 叶
浓度1 0.14b 33.33 0.52a -6.12
浓度3 0.23a -9.52 0.42b 14.29
土 壤
重复 0.26b -36.84 0.58b -26.09
粘人草
茎 叶
浓度1 0.26c 72.63 1.22ab -8.93
浓度3 0.62b 34.74 1.28b -14.29
土 壤
重复 0.38b -26.67 1.53a 6.134
CK 0.3a 1.63a
CK 0.52a 1.08a
CK 0.58a 1.31a
CK 0.21a 0.49a
CK 0.19a 0.46a
CK 0.95a 1.12a
95
热 带 作 物 学 报 27卷
AlelopathyofManihotutilissimaandArachispintoi
ZhuChaohua LuoYanping XuMin YanGuijun
ColegeofPlantProtection,SouthChinaUniversityofTropicalAgriculture Danzhou Hainan 571737 China
Abstract Theleafcrudeextractsandthesoiloftherootsystemofcassava(ManihotutilissimaCrantz.)wereused
todeterminethealelopatheticefectonthegerminationandgrowthofCucurbitamoschataDuch,ZeamaysL,Vi-
gnasinensis,Arachishypogaea,Stylosanthesguianensiscv.ReyanNo.2,andPanicummaximumcv.ReyanNo.8.
ThealelopatheticefectofthesamepartsofArachispintoiwerealsomadeonAgeratumconyzoidesL,Comnyza
canadensis(L.)Cronq.andBidenspilosaL.TheresultshowedthattheleafextractsofManihotutilissimaproduced
animpactonthegerminationandgrowthofCucurbitamoschataDuch,ZeamaysL,Vignasinensis,Arachishy-
pogaea,Stylosanthesguianensiscv.ReyanNo.2andPanicummaximumcv.ReyanNo.8;theextractsoftherootsys-
temsoilofManihotutilissimadidnotafectthegerminationbutthegrowthofCucurbitamoschataDuch,Zeamays
L,VignasinensisandArachishypogaea.TheextractsofleavesofArachispintoiafectedthegerminationofthe
seedsofAgeratumconyzoidesL.aswelasthegrowthofAgeratumconyzoidesL,ComnyzacanadensisandBidens
pilosaL.TheextractsoftherootsystemsoilofArachispintoididnotafectthegerminationofAgeratumcony-
zoidesL.andComnyzaCanadensisbutthegrowthofAgeratumconyzoidesL,ComnyzaCanadensisandBidenspi-
losaL.
Keywords ManihotutilissimaCrantz. Arachispintoi alelopathy
96