全 文 ：基金项目：国家科技支撑计划“农林重要杂草鼠害监控技术研发”(2012BAD19B02)。
第一作者简介：杨彩宏，女，1982年出生，助理研究员，研究生，主要从事杂草防除及抗药性研究。通信地址：510640广州市天河区五山路金颖街7
号，Tel：020-87594497，E-mail：ych19820808@163.com。
通讯作者：冯莉，女，1963年出生，研究员，研究生，主要从事有害植物及其防治技术研究。通信地址：510640广州市天河区五山路金颖街7号，Tel：
020-87594497，E-mail：fengligd@126.com。
收稿日期：2013-03-25，修回日期：2013-05-24。
不同秸秆水提液在不同光照强度下对
马唐萌发与生长的影响
杨彩宏，田兴山，冯 莉，张泰劼，高家东，岳茂峰，崔 烨
（广东省农业科学院植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点实验室，广州 510640）
摘 要：为了明确不同秸秆水提液在不同光照强度下对马唐种子萌发与生长的影响。本研究采用室内种
子培养皿法测定了水稻、甜玉米、香蕉假茎以及甘蔗秸秆水浸提液在 3种光照强度下对马唐种子发芽
率、胚根、胚芽生长的影响。结果显示，（1）与800 lx、4000 lx光照强度下对照马唐种子的萌发率相比(>
90%)，完全黑暗条件能够抑制对照马唐种子的萌发，但萌发率仍>70%；（2）3种光照强度下，与对照相
比，不同秸秆水提液均对马唐种子发芽率有抑制作用，水提液浓度越高，发芽率越低，且完全黑暗条件下
抑制作用更显著，而对胚芽和胚根生长影响不大；（3）4种秸秆水提液在3种光照强度下对马唐种子发芽
率的抑制作用顺序均为稻秆>甘蔗>香蕉假茎>甜玉米。
关键词：秸秆水提液；不同光强；马唐；种子萌发
中图分类号：S477+.9 文献标志码：A 论文编号：2013-0846
The Effects of Water Extracts from Different Straws on Seed Germination and Growth of
Crabgrass (Digitaria sanguinalis) Under Different Light Intensities
Yang Caihong, Tian Xingshan, Feng Li, Zhang Taijie, Gao Jiadong, Yue Maofeng, Cui Ye
(Institute of Plant Protection, Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong Provincial Key Laboratory of
High Technology for Plant Protection, Guangzhou 510640)
Abstract: The objective of this study was to investigate the effects of water extracts from 4 different straws on
germination and growth of crabgrass (Digitaria sanguinalis) under different light intensities. 4 different straws
of rice, sweet corn, banana and sugarcane were collected from farmland and orchard after fruit were harvested.
The effects of water extract from different straws on germination, radicle and germ of crabgrass were assessed
by seed petri dish bioassay under different light intensities (0-totally darkness, 800 lx and 4000 lx). The result
showed that firstly, totally darkness, in contrast with the 800 lx and 4000 lx light intensities, could reduce the
germination of crabgrass seed a bit, but still its germination rate was up to 70% and more. Secondly, totally
darkness was the most significant one that inhibited the germination of crabgrass among 3 light intensities, and
the higher water extracts concentration, the lower seed germination. However, the effects of water extracts on
radicle and germ were not obvious. Thirdly, the inhibiting order of the four water extracts to the germination of
crabgrass was rice > sugarcane > banana > sweet corn.
Key words: water extracts; different light intensities; crabgrass; seed germination
中国农学通报 2014,30(4):270-274
Chinese Agricultural Science Bulletin
杨彩宏等：不同秸秆水提液在不同光照强度下对马唐萌发与生长的影响
0 引言
马唐(Digitaria sanguinalis)为禾本科马唐属1年生
草本植物，广布全国各地，是旱秋作物田、果园、苗圃地
的主要杂草之一[1]。李香菊等[2]研究表明马唐在夏玉
米田危害面积达 73%；邵小明等[3]报道升马唐密度 10
株/m2时可导致玉米产量降低 5.5%。因此控制马唐等
杂草的发生危害对于玉米或其他作物的高产高质至关
重要。目前，化学防除仍然是农田防除杂草的主要措
施之一，但是随着除草剂连年频繁使用，杂草产生抗药
性的风险越来越大[4-5]，同时除草剂在土壤或沉积物中
易向下迁移而进入地下水，从而造成地下水污染[6-7]。
鉴于这种现状及人类对环境保护意识的提高，探索安
全环保的措施控制杂草的发生有一定的必要性。
农作物秸秆是粮食作物和经济作物生产中的副产
物，通常以就地焚烧为主，既浪费了秸秆资源，又污染
了环境。目前许多研究人员探索如何利用秸秆材料进
行控草，并发现作物秸秆具有一定的化学他感作用，从
而能够抑制杂草种子的发芽生长。如李香菊等[8]研究
表明小麦植株残体水提液对升马唐种子萌发存在一定
的抑制作用；李善林等[9]报道小麦植株水提液可抑制
繁缕和反枝苋的生长；王艳平等[10]研究发现水稻叶水
提液对稗草有较强的生长抑制作用；Stemseik[11]研究发
现小麦秸秆水提液对裂叶牵牛和小绒毛草的种子萌发
和幼苗生长具有一定的抑制作用。然而前人的研究主
要集中于单一光照条件下作物秸秆水提液对杂草种子
萌发生长的影响，未对作物提取液在不同光照强度下
对杂草种子的萌发影响是否有差异进行研究。本研究
首次以广东秸秆资源较丰富的水稻、甜玉米、香蕉假茎
以及甘蔗秸秆为试验材料，通过对比不同光照强度下
不同秸秆水提液对马唐种子发芽率、胚根和胚芽生长
的影响，初步明确上述几种秸秆水提液对马唐种子萌
发与生长的影响，同时弄清楚不同光照条件是否能够
影响秸秆水提液对马唐的抑制作用，为田间更好地利
用秸秆控制草害提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
秸秆材料：稻杆、甜玉米秆、香蕉假茎秆、甘蔗秆，
2012年10月从广东省农科院钟落潭白云基地收获。
杂草种子：马唐(Digitaria sanguinalis)种子为 2012
年7月在广东省农科院大丰试验基地休闲田采集。
1.2 试验方法
1.2.1 不同秸秆水提取液的制备 将不同秸秆自然风
干，剪碎（长度约0.5~1 cm）备用。加10倍重量比的蒸
馏水25℃条件下振荡24 h，3层纱布过滤后得水提取液
的原液（浓度记为0.1 g/mL）。
1.2.2 不同光照强度的设置 光照强度：0 lx（24 h完全
黑暗）、800 lx（12 h光照/12 h黑暗）、4000 lx（12 h光照/
12 h黑暗）。温度：12 h 30℃/12 h 25℃。
1.2.3 种子萌发测定 采用培养皿滤纸法[12]，其中水提
取液的处理浓度参照方芳等[13]，稍做改进，设为蒸馏水
(CK)、0.005、0.01、0.02、0.04、0.08、0.1 g/mL共 7个处
理，每个处理4次重复。
供试种子先用 0.5% KMnO4溶液浸泡 1 h，蒸馏水
反复冲洗干净。将40粒冲洗过的杂草种子放于铺有1
层滤纸的玻璃培养皿（直径9㎝）中，加入5 mL不同浓
度的提取液，然后用封口膜将培养皿密封以防水分蒸
发。置于不同光照强度的培养箱中；萌发后7天（即各
供试植物种子对照处理半数以上萌发后 7天；计录发
芽数、统计种子萌发率，测定胚根长、胚芽长。种子萌
发标准：种子的胚根或胚芽突破种皮2 mm即为萌发。
萌发率 =萌发种子数处理种子数 ´ 100% ……………… (1)
1.3 数据处理
所有数据用Excel进行分析，用DPS软件进行方
差分析。
2 结果与分析
2.1 不同秸秆水提液在不同光照强度下对马唐种子萌
发率的影响
从图1结果可以看出，完全黑暗条件下，对照(CK)
马唐种子萌发率为 71.11%，而用 4种不同秸秆水提液
分别处理后，对马唐种子萌发率的抑制作用趋势均为：
随着水提液浓度的升高，马唐种子萌发率逐渐下降，且
当秸秆水提液浓度升高至 0.1 g/mL时，其萌发率降低
至8.89%~24.44%。4种秸秆对其萌发率的抑制顺序为
稻秆>蔗尾秆>香蕉假茎秆>玉米秆。
当光强增加至 800 lx时，对照及不同秸秆水提液
处理的马唐种子萌发率均明显上升，但不同秸秆水提
液对马唐种子萌发率的抑制顺序及趋势与黑暗条件相
似，即水提液浓度越高，马唐种子萌发率越低。当光强
进一步增加至4000 lx时，秸秆水提液对马唐种子的萌
发抑制作用与光强为800 lx时结果相似且无显著性差
异。
综合以上结果可以得出，马唐种子的萌发受光照
影响较小，即在黑暗或光照条件下均可萌发；高浓度的
秸秆水提液在黑暗条件下对马唐种子的萌发抑制作用
比光照条件下明显；不同秸秆水提液在 3种光照强度
下对马唐种子的萌发抑制顺序均为稻秆>蔗尾>香蕉
假茎>玉米秆。
·· 271
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2.2 不同秸秆水提液在不同光照强度下对马唐种子胚
根生长影响
3种光照强度下，稻秆、玉米秆、香蕉假茎、蔗尾 4
种不同秸秆水提液对马唐种子胚根长度的影响见图
2。
从图2结果可以明显看出，完全黑暗条件下，对照
马唐种子胚根长较短，仅 0.59 cm，而不同秸秆水提液
处理对马唐种子的胚根生长均有一定的促进作用，但
胚根仍较短(<1.5 cm)，且不同秸秆、秸秆不同浓度之间
均无显著性差异。
当光强增加至 800 lx时，对照马唐种子胚根长度
为 3.37 cm，用不同秸秆水提液处理后，马唐种子胚根
的生长随着水提液浓度的升高变化不显著；随着光强
的进一步增加，胚根长度的变化与其成正相关，即光强
(a)稻秆水提液
a a a
b b
c d
a a a b b
c c
a ab ab ab b
c
c
0
20
40
60
80
100
120
CK 0.005 0.01 0.02 0.04 0.08 0.1
浓度/(g/mL)
萌
发
率
/%
0光照800lx4000lx
(b)玉米秆水提液
a b bc bc b c
d
a a a a a a aa a ab ab ab a b
0
20
40
60
80
100
120
CK 0.0050.01 0.02 0.04 0.08 0.1
浓度/(g/mL)
萌
发
率
/%
0光照 800lx4000lx
(c)香蕉假茎水提液
a a a a a
b b
a a a a a
b b
a a a a ab b
c
0
20
40
60
80
100
120
CK 0.0050.01 0.02 0.04 0.08 0.1
浓度/(g/mL)
萌
发
率
/%
0光照 800lx4000lx (d)蔗尾水提液
a a a b b
c c
a ab a a b bc c
a ab ab a b c c
0
20
40
60
80
100
120
CK 0.0050.01 0.02 0.04 0.08 0.1
浓度/(g/mL)
萌
发
率
/%
0光照 800lx
4000lx
小写字母代表5%显著性差异，下同
图1 不同光照强度下4种不同秸秆水提液对马唐种子萌发率的影响
(a)稻秆水提液
b a a a a a b
a a a a a b b
a a a a
ab ab b
01
23
45
67
8
CK 0.005 0.01 0.02 0.04 0.08 0.1
浓度/(g/mL)
胚
根
长
/cm
0光照800lx4000lx
(b)玉米秆水提液
b a a a a a a
a
a a a a a a
a a a a a a a
01
23
45
67
8
CK 0.005 0.01 0.02 0.04 0.08 0.1
浓度/(g/mL)
胚
根
长
/cm
0光照 800lx4000lx
l
l
lx
lx
lx
lx
lx
lx
lx
lx
lx
4000 lx
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杨彩宏等：不同秸秆水提液在不同光照强度下对马唐萌发与生长的影响
越强，胚根长度越长。说明光照是植物根生长的一个
重要因素，若田间秸秆覆盖不均匀，漏有缝隙，稍有光
照杂草就可迅速生根发芽，造成草害。
2.3 不同秸秆水提液在不同光照强度下对马唐种子胚
芽生长影响
完全黑暗条件下，对照马唐种子胚芽长度为
6.5 cm，呈徒长趋势。当用不同秸秆水提液的不同浓
度处理后，马唐种子的胚芽长度均没有显著性变化，说
明黑暗条件下秸秆水提液对马唐种子胚芽的影响不
大。
当光强增加至800 lx、4000 lx时，对照马唐种子胚
芽长度分别显著下降至1.51 cm、1.16 cm，当用不同秸
秆水提液处理后，胚芽长度与对照相比，变化不大。
从 3种光照条件结果看，光照有无对马唐种子的
(c)香蕉假茎水提液
b
a a a a a a
a a a a a a a
a a a a a
b b
01
23
45
67
89
CK 0.005 0.01 0.02 0.04 0.08 0.1
浓度/(g/mL)
胚
根
长
/cm
0光照800lx4000lx
(d)蔗尾水提液
aaab a a a
a a a a a ab b
a a a a a ab
b
01
23
45
67
CK 0.005 0.01 0.02 0.04 0.08 0.1
浓度/(g/mL)
胚
根
长
/cm
0光照 800lx4000lx
图2 不同光照强度下4种不同秸秆水提液对马唐种子胚根长度的影响
(a)稻秆水提液a a a a a a
b
a a a a a a aa a a a a a a
01
23
45
67
8
CK 0.005 0.01 0.02 0.04 0.08 0.1
浓度/(g/mL)
胚
芽
长
/cm
0光照 800lx4000lx (b)玉米秆水提液
a a a a a a a
a a a a a a aa a a a a a a
0
2
4
6
8
10
CK 0.005 0.01 0.02 0.04 0.08 0.1
浓度/(g/mL)
胚
芽
长
/cm
0光照 800lx4000lx
图3 不同光照强度下4种不同秸秆水提液对马唐种子胚芽长度的影响
(c)香蕉假茎水提液
a a a a a a a
a a a a a a aa a a a a a a
01
23
45
67
89
CK 0.005 0.01 0.02 0.04 0.08 0.1
浓度/(g/mL)
胚
芽
长
/cm
0光照 800lx 4000lx (d)度蔗尾水提液
a a a a a a a
a a a a a a aa a a a a a a
01
23
45
67
89
CK 0.005 0.01 0.02 0.04 0.08 0.1
浓度/(g/mL)
胚
芽
长
/cm
0光照 800lx4000lx
l
l
0 lx
lx
lx
lx
l
lx
80 lx lx
lx
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中国农学通报 http://www.casb.org.cn
胚芽生长影响较大。完全黑暗条件下，种子无法进行
光合作用，萌发的种子胚芽徒长，黄化细弱，但由于没
有胚根的“支撑”，10天后幼苗均倒伏，无法正常生
长。当种子接受到光照条件后，抽出的子叶进行光合
作用，叶片呈健康绿色，幼苗可以茁壮生长。另外若马
唐种子处于同等光照条件下，不同秸秆、秸秆不同浓度
之间对其胚芽生长影响较小。
3 结论
（1）不加任何处理液的马唐种子在 3种光照条件
下均可萌发，但与800 lx、4000 lx光照强度下的萌发率
相比(>90%)，黑暗条件降低了马唐种子的萌发，萌发
率为70.11%。
（2）3种光照强度下，不同秸秆水提液均对马唐种
子发芽有抑制作用（与对照相比），水提液浓度越高，发
芽率越低，且完全黑暗条件下抑制作用更显著，发芽率
仅8.89%~24.44%，说明黑暗条件能够明显提高不同秸
秆水提液对马唐种子的萌发抑制作用。
（3）4种秸秆水提液在3种光照强度下对马唐种子
发芽率的抑制作用顺序均为稻秆>甘蔗>香蕉假茎>甜
玉米。
（4）3种光照强度下，不同秸秆水提液随着浓度的
升高，对马唐种子胚芽和胚根生长影响均不明显（与对
照相比），但黑暗条件下马唐种子均呈畸形生长，即胚
根短小，胚芽徒长、黄化、细弱；而 800 lx、4000 lx光照
强度下，种子抽出的子叶进行光合作用，幼苗正常生
长。
4 讨论
植物种子的萌发有需光的、需暗的，也有对光照不
敏感的[14]。本研究发现马唐种子萌发不受光照有无的
影响，黑暗条件下其萌发率仍较高(71.11%)，而邵小明
等 [2]研究表明升马唐种子在黑暗条件下处于休眠状
态，这与本研究结果不同。
4种不同秸秆水浸提液均可抑制马唐种子的发
芽，且随着水提液浓度的升高，抑制程度增加。此结果
与前人研究结果相似，如卢敏敏等[15]发现油菜秸秆水
提液对烤烟种子萌发有影响；李香菊等[8]研究表明麦
秸水提液对升马唐种子萌发率有抑制作用；李善林
等[16]发现小麦秸秆能够影响白茅的生长。但Leather[17]
研究小麦秸秆水提液对苘麻、蔓陀萝萌发生长影响时
发现水提液低浓度时可以促进种子发芽，这与本研究
结果不同。此外，本研究发现黑暗条件能够明显提高
不同秸秆水提液对马唐种子的萌发抑制作用，顺序为
稻秆>蔗尾>香蕉假茎>玉米秆。光照增加，这种抑制
作用逐渐减弱。此结果可作为指导田间利用秸秆覆盖
控草的理论依据。
此外，马唐种子胚根和胚芽的生长变化主要与光
照有关，而与秸秆种类及浓度高低关系较小。在 24 h
黑暗条件下，发芽的马唐种子由于无法进行光合作用，
胚根短小，胚芽黄化、徒长、细弱，无法正常生长存活。
培养皿观察发现 10天后发芽的幼苗均倒伏，逐渐死
亡。这与李香菊等[18]通过田间试验麦秸覆盖控草效果
得出麦秸对杂草的控草效果与其覆盖量及覆盖均匀度
成正相关有相似性。因此笔者推测田间秸秆覆盖能够
有效控制杂草，一方面与秸秆体内存在能够抑制杂草
种子发芽的物质；另一方面与光照的有无或强弱有关，
而水稻秸秆与其他 3种秸秆相比，对马唐的萌发抑制
作用最明显，这可能与水稻秸秆植株内部存在的化感
物质与其他几种秸秆不同，这仍需进一步研究。
参考文献
[1] 李扬汉.中国植物志[M].北京:中国农业出版社,1998:1202-1203.
[2] 李香菊,李秉华.免耕夏玉米田大龄杂草的发生危害与防除[J].河
北农业科学,1996(1):22-24.
[3] 邵小明,吴文良.升马唐种子萌发和出苗特性的研究[J].生态学杂
志,1999,18(3):23-26.
[4] 苏少泉.玉米田杂草的化学防除[J].世界农药,2011,33(5):23-27.
[5] 张朝贤,倪汉文,魏守辉,等.杂草抗药性研究进展[J].中国农业科学,
2009,42(4):1274-1289.
[6] 熊文兰,陈一兵.农药渗透污染地下水的监测及管理[J].西南农业
学报,2003,16:43-48.
[7] 谢文明,刘兴泉,范志先,等.莠去津在土壤中的残留动态和淋溶动
态[J].农药学学报,2003,5(1):82-87.
[8] 李香菊,吕德兹,李扬汉.小麦对升马唐(Digitaria ciliaris)种子发芽
的异株克生作用研究[J].河北农业大学学报,2000,23(2):74-77.
[9] 李善林,由振国,李孙荣,等.小麦提取物对反枝苋、繁缕生长的化感
效应研究[J].中国生物防治,1996,12(4):168-170.
[10] 王艳平,汤陵华,方先文,等.化感水稻不同组织水浸提液对稗草的
化感作用[J].植物遗传资源学报,2003,4(3):191-194.
[11] Steinsiek J W. Alleopathic potential of wheat straw in selected weed
species[J]. Weed science, 1982,30:495-497.
[12] 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.
[13] 方芳,郭水良,黄华,等.开花期加拿大一枝黄花水浸提液对 3种作
物种子萌发和幼苗生长的影响[J].植物研究,2007,27(5):569-573.
[14] 潘瑞炽.植物生理学[M].北京:高等教育出版社,2010:235-237.
[15] 卢敏敏,潘文杰,王丰,等.油菜秸秆水提液对烤烟种子萌发的影响
[J].种子,2011,30(10):36-39.
[16] 李善林,李孙荣.小麦克生物质的提取及其对白茅的杀除效力研究
[C].第五次杂草科学学术会议论文集,1994:89-93.
[17] Leather G R. Weed control using allelopathic crop plants[J]. Journal
of chemical ecology,1993,9:983-989.
[18] 李香菊,王贵启,李秉华,等.麦秸覆盖与除草剂相结合对免耕玉米
田杂草的控制效果研究[J].华北农学报,2003,18(S1):99-102.
·· 274