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入侵植物小蓬草化感作用研究



全 文 :西北农业学报 2007 , 16(3):215~ 218
Acta A griculturae Boreali-occidentalis Sinica
入侵植物小蓬草化感作用研究*
许桂芳 ,刘明久 ,晁慧娟
(河南科技学院 ,河南新乡 453003)
摘 要:测定了小蓬草水浸提液对小麦 、油菜和白菜种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:①小蓬草水浸
提液对小麦种子萌发和幼苗生长具有显著的抑制作用 , 且这种抑制作用随着浓度的增加而增强;②浓度为
0.05 g/m L的小蓬草水浸提液对油菜和白菜种子萌发和幼苗生长具有促进作用 , 浓度为 0.40 g/ mL 的小蓬
草水浸提液对油菜和白菜种子萌发和幼苗生长具有抑制作用。小蓬草水浸提液含有酚类物质。
关键词:小蓬草;化感作用;酚类物质
中图分类号:S545    文献标识码:A     文章编号:1004-1389(2007)03-0215-04
Study on Allelopathy of the Invasive Plant Conyza canadensis
XU Gui-fang , LIU Ming-jiu and CHAO Hui-juan
(H e′nan Ins ti tu te of S cience and Technology , Xinxing He′n an 453003 , China)
Abstract:This paper deals w ith the effect of leaching liquo r of Conyza canadensis on seed germination
and seedling grow th o f three crops including w heat , rape and cabbage.The main results we re as fo l-
low s:①The leaching liquor o f Conyz a canadensis could remarkably inhibite the seeds germination
and seedling grow th o f w heat.And this inhibi tion st reng thened w ith the concentrat ion increasing .②
0.05 g/mL leaching liquo r of Conyza canadensis could accelerate the seed germination and seedling
grow th o f rape and cabbage.0.40 g/mL leaching liquo r o f Conyza canadensis could inhibi te the seed
germination and seedling g row th of rape and cabbage.The identification test had proven the leaching
liquo r o f Conyza canadensis had the phenol chemicals.
Key words:Conyza canadensis;Allelopathy ;Pheno l chemicals
  外来入侵植物小蓬草(Conyza canadensis
(L .)Cronq.)是区域性恶性杂草[ 1] , 为菊科白酒
草属 1 ~ 2 a 生草本植物 ,又称为小白酒草 、加拿
大蓬 、飞蓬或小飞蓬 。原产于北美洲 ,现已遍布全
球温带地区。在我国各地均有分布 ,是我国分布
最广的入侵物种之一[ 2 , 3] 。目前小蓬草在我国的
分布群体大 、危害重 ,但有关化感作用的研究未见
报道 。本试验以小麦 、白菜和油菜等经济作物为
受体对小蓬草的化感作用进行初步研究 ,旨在了
解小蓬草的次生代谢产物对植物生长的影响作
用 ,为化感物质的开发应用及植物农药资源的筛
选提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
小蓬草新鲜植株于 2005-09-04 采自河南科
技学院东校区。受体作物的种子有小麦(Tri tic-
um aestivun L.)种子 、油菜(B rassica campestris
L.)种子 、白菜(B rassica pekinenss Rupr.)种子。
1.2 方法
1.2.1 浸提液的制备 选取小蓬草发育良好 、没
有病虫害的植株 ,采集新鲜的茎叶 ,用剪刀剪碎 ,
分别取 120 g 、60 g 、30 g 、15 g ,各加 300 mL 的蒸
馏水浸泡 48 h ,用滤纸双重过滤后得到浸提液 ,
浓度分别为0.40 g/mL 、0.20 g/mL 、0.10 g/mL 、
* 收稿日期:2006-08-28  修回日期:2006-12-10
作者简介:许桂芳(1966-),女 ,副教授 ,主要从事植物学及植物资源学的教学与科研工作。
0.05 g/mL ,浸提液置 4℃冰箱中备用 。
1.2.2 化感活性生物鉴定 采用培养皿滤纸
法[ 4] 。将蒸馏水设为对照(CK),浸提液浓度分别
为 0.05 g/mL(处理 1)、0.10 g/mL(处理 2)、
0.20 g/mL(处理 3)、0.40 g/mL(处理 4),每个浓
度的处理进行 3次重复。每个培养皿中放置 100
粒种子 ,在室温条件下进行常规培养 。每天观察
记录发芽数 ,连续记录7 d ,统计种子萌发率 、幼苗
根长 、苗高和鲜重等数据 。
1.2.3 数据统计 幼苗根长:从每个培养皿中随
机挑选 10株幼苗进行根长测量 ,取平均值。由于
小麦是单子叶植物 ,须根多 ,测量根长时 ,选取每
株幼苗上最长的根。
幼苗苗高:从每个培养皿中随机挑选 10株幼
苗测量苗高 ,取平均值。
种子萌发率=(第 7天记录的发芽数/100)×
100%
种子萌发的简易活力指数(GI)=种子发芽
率(100%)×幼苗鲜重(g)
对照抑制百分率=(1-处理/对照)×100%
综合效应(SE)是同一处理浓度对同一受体 3
个测试项目(根长 、苗高 、简易活力指数)的对照抑
制百分率的算术平均值[ 5] 。
数据分析采用方差分析和最小显著差数检验
(LSD)法[ 6] 进行小蓬草水浸提液对受体作物种子
萌发和幼苗生长影响的差异显著性检验 。
1.2.4  化感物质定性鉴定  取浓度为 0.40
g/mL的小蓬草水浸提液 10 mL ,加入 2%FeCl3
溶液 2.50 mL ,观察溶液颜色变化 ,并判断是否含
有酚类化感物质[ 7] 。
2 结果与分析
2.1 不同浓度小蓬草水浸提液对作物幼苗根长
的影响
从表 1可见 ,与对照相比 ,4 种浓度小蓬草水
浸提液对小麦和白菜幼苗根的生长均有抑制作
用 ,且对小麦根长的抑制作用达到极显著水平 ,而
对白菜幼苗根长的抑制作用无明显规律 。浓度为
0.05 g/mL 和 0.10 g/mL的小蓬草水浸提液促进
了油菜幼苗的根长 ,浓度为 0.05 g/mL 的浸提液
对油菜幼苗根长的促进作用比浓度为 0.10 g/mL
的浸提液的促进作用强 。浓度为 0.20 g/mL 和
浓度为0.40 g/mL的小蓬草水浸提液显著地抑制
了油菜幼苗的根长 ,且这种抑制作用随着浸提液
浓度增加而增强。据观察 ,用浓度 0.40 g/mL 的
小蓬草水浸提液处理油菜和白菜种子时 ,油菜和
白菜幼苗的根大部分向上弯曲 ,缓慢生长 ,有的甚
至停止生长 ,根部变成黄褐色 。
表 1 不同浓度小蓬草水浸提液对作物幼苗根长的影响
Table 1 Ef fect of water extract of Conyza canadensis on roots length of crops
浸提液浓度/(g/mL)
Leaching liquor
小麦根长/ cm
Roots length of w heat
油菜根长/ cm
Roots length of rape
白菜根长/ cm
Roots leng th of cabb age
CK 11.27 3.53 4.93
0.05 6.50** 4.74 2.30
0.10 7.37** 3.77 2.40
0.20 1.51** 1.88* 1.50
0.40 1.17** 1.85* 1.90
注:*表示在 0.05水平上的差异显著 , **表示在 0.01水平上的差异极显著 , -表示促进作用 ,下同。
Note:* and **means th e difference signif icant at P<0.05 and P<0.01 respectively;-mean s acceleration.Follow as same.
表 2 不同浓度小蓬草水浸提液对作物幼苗苗高的影响
Table 2 Effect of water extract of Conyza canadensis on seedling height of crops
浸提液浓度/(g/mL)
Leaching liquor
小麦苗高/ cm
Seedlin g height of w heat
油菜苗高/ cm
Seedling h eigh t of rape
白菜苗高 / cm
Seedling height of cabb age
CK 11.53 2.27 1.63
0.05 10.27** 2.69 2.50**
0.10 4.52** 3.47* 2.22**
0.20 2.73** 3.65* 2.64**
0.40 0.37** 3.05 2.34**
2.2 不同浓度小蓬草水浸提液对作物幼苗苗高
的影响
从表 2可知 ,与对照相比 ,4 种浓度小蓬草水
浸提液均对小麦幼苗的苗高存在抑制作用 ,且达
到极显著水平 ,并且随着水浸提液浓度的增加而
增加 。4种浓度的水浸提液均不同程度地促进了
·216· 西 北 农 业 学 报                16 卷
油菜和白菜的幼苗的苗高 ,浓度为 0.20 g/mL 的
浸提液对油菜幼苗苗高的促进作用达到显著水
平 ,对白菜幼苗苗高的促进作用达到极显著水平。
据方芳等[ 8] 对加拿大一枝黄花研究表明:低浓度
的加拿大一枝黄花水浸提液对白菜的种子萌发和
幼苗生长有一定的促进作用 ,这与本试验的结果
一致 。另据本试验观察 , 0.40 g/mL 浓度处理下 ,
油菜 、白菜幼苗较对照细弱。
2.3 不同浓度小蓬草水浸提液对作物种子活力
的影响
从表 3可知 ,与对照相比 ,浓度为 0.05 g/mL
的小蓬草水浸提液均对小麦 、油菜和白菜的种子
活力存在不同程度的促进作用 。其对白菜种子活
力的促进作用达到极显著水平 ,对小麦种子活力
的促进作用达到显著水平 ,对油菜种子活力的促
进作用不显著 。浓度为 0.10 、0.20和 0.40 g/mL
的小蓬草水浸提液对小麦种子的活力具有极显著
的抑制作用 ,且随着浓度的增加而增强 。浓度为
0.10 g/mL 的浸提液促进了油菜和白菜种子的活
力。浓度为 0.40 g/mL 的浸提液抑制了油菜和
白菜种子的活力。且这种抑制作用达到极显著水
平。
表 3 不同浓度小蓬草水浸提液对作物种子活力的影响
Table 3 Effect of water extract of Conyza canadensis on viability of crops
浸提液浓度/(g/mL)
Leaching liquor
小麦种子活力
Viabilit y of w heat
油菜种子活力
Viabili ty of rape
白菜种子活力
Viabi lity of cabb age
CK 10.75 3.06 5.71
0.05 12.45* 3.44 7.10**
0.10 5.20** 3.52 6.56*
0.20 4.79** 3.44 4.76*
0.40 1.34** 1.56** 3.81**
2.4 不同浓度小蓬草水浸提液对作物影响的综
合效应(SE)
由 4种浓度小蓬草水浸提液对小麦 、油菜和
白菜综合效应比较得出(表 4),小蓬草茎叶水浸
提液对小麦种子活力 、幼苗苗高和根长的综合抑
制效应最强 ,化感抑制作用随溶液浓度增加而增
强。据慕小倩等[ 9] 人对黄花蒿克生作用进行的研
究表明 ,黄花蒿水浸提液对小麦幼苗生长有明显
的抑制作用 ,且抑制强度随浸提液浓度升高而加
强 ,这与本试验结果一致 。浓度为 0.05 g/mL 的
小蓬草水浸提液对油菜和白菜种子萌发和幼苗生
长具有促进作用 ,而浓度为 0.40 g/mL 的小蓬草
水浸提液对油菜和白菜种子萌发和幼苗生长具有
抑制作用 。
表 4 不同浓度小蓬草水浸提液对作物影响的综合效应(SE)
Table 4 Synthetic effect of water extract of Conyza canadensis on crops
浸提液浓度/(g/mL)
Leaching liquor
小麦 SE值/ %
SE of w heat
油菜 SE值/ %
SE of rape
白菜 SE值/ %
SE of cab bage
CK - - -
0.05 12.00 -21.70 -8.10
0.10 54.00 -24.90 0.13
0.20 68.00 -8.80 8.10
0.40 92.00 20.50 17.00
2.5 化感物质定性鉴定结果
取浓度为 0.40 g/mL 的小蓬草水浸提液 10
mL ,加入 2%FeCl3 溶液 2.50 mL ,充分振荡后静
置 3 min发现水浸提液颜色变为深绿色。根据酚
类物质的化学性质 ,不同的酚与 FeCl3 作用可显
示绿 、蓝 、紫等不同颜色[ 7] ,由此可鉴定小蓬草水
浸提液中含有酚类化感物质。
3 讨论
至今已发现的植物化感物质有酚类 、类萜 、含
氮化合物以及聚乙炔和香豆素等次生物质 ,其中
酚类物质为重要的水溶性化感物质[ 10] 。Rosh-
china等[ 11] 报道 ,一些多酚类化合物会破坏植物
细胞膜的功能 ,影响细胞分化。他认为这与化感
物质抑制受体植物 SOD 和 CA T 酶活性 ,启动膜
质过氧化 ,从而破坏膜的结构有关。通过对小蓬
草水浸提液化感物质定性鉴定的试验 ,鉴定出其
中含有酚类物质。本试验认为小蓬草水浸提液中
的酚类物质可能对小麦 、油菜 、白菜的种子萌发和
幼苗生长具有化感作用。
浓度为 0.40 g/mL 的小蓬草水浸提液对小
麦 、油菜和白菜种子活力具有明显抑制作用 ,而种
·217·3 期                许桂芳等:入侵植物小蓬草化感作用研究
子活力是衡量种子田间出苗能力的一个重要指
标[ 12] ,因此 ,小蓬草可以作为天然的除草剂资源
进行研究 ,进一步研究其植株内部化感物质的成
分 、含量及作用机理 ,将其分离纯化后用于杂草的
防除 。
参考文献:
[ 1]  万方浩 ,郑小波 ,郭建英.重要农林外来入侵物种的生物学
与控制[ M] .北京:科学出版社 , 2005.775.
[ 2]  李扬汉.中国杂草志[ M] .北京:中国农业出版社 , 1998.295
~ 296.
[ 3]  李振宇 ,解 焱.中国外来入侵种[ M] .北京:林业出版社 ,
2002.195.
[ 4]  曾任森.化感作用研究中的生物测定方法综述[ J] .应用生
态学报 , 1999 , 10(1):123~ 126.
[ 5]  张茂新 ,凌 冰 , 孔垂华.微甘菊挥发油的化感潜力[ J] .应
用生态学报 , 2002 , 13(10):1300~ 1302.
[ 6]  崔秀珍.试验统计分析[ M] .北京:中国农业科学技术出版
社 , 2002.91~ 92.
[ 7]  刘凤楼.有机化学[ M ] .北京:中国农业科学技术出版社 ,
1996.85.
[ 8]  方 芳 ,郭水良 ,黄林兵.入侵杂草加拿大一枝黄花的化感
作用[ J] .生态科学 , 2004 , 23(4):331~ 334.
[ 9]  慕小倩 ,马 燕 ,王 硕 ,等.黄花蒿化感作用机理的初步研
究[ J] .西北植物学报 , 2005 , 25(5):1025~ 1028.
[ 10]  朱旺生 ,沈益新.白三叶和高羊茅不同品种对萝卜幼苗的
化感作用[ J] .南京农业大学学报 , 2004 , 27(1):28~ 31.
[ 11]  Rosh china V V , Roshchina V D.T he exctetory fu nct ion of
higher plant [ M] .New York:Springer-verlag , 1993.213 ~
215.
[ 12]  颜启传.种子学[ M] .北京:中国农业出版社 , 2001.73 ~
78.
(上接第 199页)
[ 14]  石进校 , 易浪波 , 田艳英.干旱胁迫下淫羊藿总黄酮与保
护酶活性[ J] .吉首大学学报(自然科学版), 2004 , 25(4):
80~ 83.
[ 15]  王荣华 , 石 雷 ,汤庚国 ,等.渗透胁迫对蒙古冰草幼苗保
护酶系统的影响[ J] .植物学通报 , 2003 , 20(3):330 ~
335.
[ 16]  王翠花 ,孙志刚 , 杨晓松.PEG 处理对大豆叶片抗氧化酶
活性的影响[ J] .内蒙古民族大学学报 , 2005 , 20(5):523
~ 526.
[ 17]  梁新华 ,史大刚.干旱胁迫对光果甘草幼苗根系 MDA 含
量及保护酶 POD、CAT 活性的影响[ J] .干旱地区农业研
究 , 2006 , 24(3):108~ 110.
[ 18]  杨淑慎 ,高俊凤.活性氧 、自由基与植物的衰老[ J] .西北
植物学报 , 2001 , 21(2):215~ 220.
[ 19]  薛建平 , 丁 勇 ,张爱民 ,等.高温胁迫下半夏倒苗前后保
护酶活力的变化[ J] .中国中药杂志 , 2004 , 29(7):641 ~
643.
[ 20]  杨方云 , 魏朝富 ,刘 英.干旱胁迫下甜橙叶片保护酶体
系的变化研究[ J] .植物营养与肥料学报 , 2006 , 12(1):
119~ 124.
[ 21]  HUANG W-D , WU L-K , ZHAN J-C.Ef fect of Weak
Lig ht on the Peroxidation of Memb rane Lipid of Cherry
Leaves[ J] .Acta Botanica Sinica , 2002 , 44(8):920~ 924.
[ 22]  沈文飚 ,叶茂炳 , 徐朗莱 ,等.小麦旗叶自然衰老过程中清
除活性氧能力的变化[ J] .植物学报 , 1997 , 39(7):634 ~
640.
[ 23]  张 明 , 钟国跃 , 马开森 , 等.半夏倒苗原因的实验观察
研究[ J] .中国中药杂志 , 2004 , 29(3):273~ 274.
·218· 西 北 农 业 学 报                16 卷