全 文 ：薇 甘 菊 挥 发 油 的 化 感 潜 力 3
张茂新　凌　冰 3 3 　孔垂华　赵　辉　庞雄飞
(华南农业大学昆虫生态研究室 , 广州 510642)
【摘要】　外来植物薇甘菊 ( Mikania micrantha Kunth. )已成为华南地区重要的杂草 ,其挥发油对植物、真
菌和细菌均具有生物活性 ,对植物和水稻稻瘟病菌的抑制活性尤其显著. 随着薇甘菊挥发油浓度 (200、
400、800、1600 mg·L - 1)的增加 ,6 种受试植物幼苗的生长随之明显减弱. 薇甘菊挥发油 (2500g·hm - 2) 土
壤处理 ,受试的 6 种植物鲜重明显减少 ,出苗时间推迟 1～2d. 薇甘菊挥发油在中等浓度 (400 mg·L - 1) 时 ,
对水稻稻瘟病菌的抑制作用最强 ,抑菌率为 53. 38 % ;对香蕉枯萎病菌的抑制作用次之 ,抑菌率为
28. 66 % ;对长春花疫病菌的抑制作用最弱 ,抑菌率为 18. 69 %.
关键词 　薇甘菊 　挥发油 　化感潜力
文章编号 　1001 - 9332 (2002) 10 - 1300 - 03 　中图分类号 　Q949. 783. 5 　文献标识码 　A
Allelopathic potential of volatile oil from Mikania micrantha . ZHAN G Maoxin , L IN G Bing , KON G Chui2
hua , ZHAO Hui and PAN G Xiongfei ( L aboratory of Insect Ecology , South China A gricultural U niversity ,
Guangz hou 510642) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2002 ,13 (10) :1300～1302.
Mikania micrantha ,an exotic plant species , is an important weed in south China. The volatile oil of the weed
species had significant biological activities on plants and their pathogens , particularly Pyricularia grisea. The re2
sults showed that the seeding growth of 6 plant species decreased obviously when exposed to increasing concen2
tration (200 , 400 , 800 , 1600 mg·L - 1) of the volatile oil. The fresh weight of all test plants decreased ,and the
emergence of all test plants delayed for 1～2 days under soil treatment (2500 g·hm - 2) . The inhibitory effect of
volatile oil of M . micrantha at its medium concentration was the most strong on Pyricularia grisea ;secondary
on Fusarium oxysporum ;but weak on Phytophthora nicotianae. The inhibitory rate was 53. 38 % , 28. 66 % and
18. 69 % for the three plant pathogens ,respectively.
Key words 　Mikania micrantha , Volatile oil , Allelopathic potential.
3 国家自然科学基金重点项目 (39930120)和国家自然科学基金资助
项目 (39870441) .3 3 通讯联系人.
2002 - 03 - 25 收稿 ,2002 - 05 - 29 接受.
1 　引 　　言
薇甘菊 ( M ikania m icrantha Kunth. ) 是世界性
分布的恶性杂草[1 ,9 ] , 近年侵入华南地区. 在自然条
件下 ,它能迅速生长 ,缠绕并覆盖其邻近植物 ,导致
邻近植物生长受阻甚至死亡[4 ,9 ] . 薇甘菊与其它植
物相比对光、土壤湿度和营养有很强的竞争能力 ,在
薇甘菊生长的土壤 ,硝酸盐2氮水平降低. 田间观察
发现 ,由薇甘菊占据的植物群落 ,其邻近的草本植物
密度比无薇甘菊生长的区域明显降低[2 ] . 薇甘菊对
其它植物生长的抑制作用是显而易见的 ,其中可能
利用化学手段抑制邻近植物和微生物的萌发、生长
和发育. 由于大多数外来植物往往都具有显著的化
感作用[5 ] ,薇甘菊作为外来入侵杂草 ,其具有的化
感作用及能力不容忽视.
挥发是植物释放化感物质的一条重要途径 ,植
物在生长发育过程中向环境挥发一些化学物质也是
正常的现象[6 ] . 因此 ,薇甘菊挥发物质是否具有化
感效应值得考虑. 薇甘菊挥发油的化学成分及其对
昆虫的生物活性已另文阐明 ,本文将研究薇甘菊挥
发油对植物、真菌和细菌的化感抑制潜力 ,为进一步
探讨薇甘菊在自然条件下的化感作用提供科学依
据.
2 　材料与方法
211 　实验材料
薇甘菊采自深圳市布吉镇 ,选用成熟期地上部分剪碎 ,
晾干. 经水蒸汽蒸馏 ,正己烷萃取 ,无水硫酸钠脱水 ,过滤 ,回
收正己烷 ,得挥发油 ,提取率 (油/ 干重) 0. 3 %左右. 受试植物
黑麦草 ( L olium m ultif lorum ) 、稗草 ( Echinochloa crusgalli) 、
水 稻 ( Oryz a sativa ) 、黄 瓜 ( Cucumis sativus ) 、萝 卜
( Raphanus sativus ) 、白菜 ( B rassica chinensis ) 、菜心 ( B .
parachinensis)和芥蓝 ( B . alboglabra) 由华南农业大学农学
院和广东省农科院蔬菜研究所提供. 受试病原菌香蕉枯萎病
菌 ( Fusarium oxysporum ) 、水 稻 稻 瘟 病 菌 ( Pyricularia
grisea) 、长春花疫病病菌 ( Phytophthora nicotianae) 和茄科青
应 用 生 态 学 报 　2002 年 10 月 　第 13 卷 　第 10 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Oct . 2002 ,13 (10)∶1300～1302
枯病菌 ( Ralstonia solanacearum ) 由华南农业大学资源环境
学院植病室和广东省农科院植物保护研究所提供.
212 　生物活性测定
21211 挥发油对植物的化感效应测定 　参照 Kong 等[7 ]方
法.在直径 10cm 的培养皿内垫一层滤纸并铺 0. 5cm 厚的石
英砂 ,加 5ml Hoaglaud 培养液湿润后 ,将预先催芽的受试植
物种子均匀播在培养皿中. 培养皿放入人工气候箱 ,人工气
候箱底部中央放入盛有薇甘菊挥发油的培养皿作为挥发物
来源 ,25 ℃下挥发度为 200 mg·h - 1 ,相应对照则不放盛有薇
甘菊挥发油的培养皿. 人工气候箱内 ,温度为 25 ℃,光照时
间为 12 h·d - 1 . 3d 后取出测量受试植物幼苗的根长、苗高.
每处理重复 3 次. 在相同大小的白瓷盘中放入用蒸馏水湿润
的蛭石 (20～40 目) ,以 2500 g·hm - 2的挥发油兑水喷洒 ,设
喷蒸馏水为对照. 分别播入黑麦草、黄瓜、芥蓝、萝卜、菜心、
白菜种子以及催芽的萝卜、黄瓜种子 ,重复 3 次. 置于 25 ℃
人工气候箱内培养 ,每天喷一次水. 调查出苗情况和 5d 的根
长、苗高及鲜重. 参照 Williamsm[10 ]的方法 ,以 RI 值为原始
数据进行假设测验与方差分析 , 其中 RI = 1 - C/ T (当 T ≥
C) ,或 = T/ C - 1 (当 T < C , C 为对照值 , T 为处理值. RI
实为响应指数 , RI > 0 为促进 , RI < 0 为抑制 , RI 绝对值大
小与作用强度一致. 鲜重抑制率 % = (对照组鲜重 - 处理组
鲜重) / 对照组鲜重 ×100.
21212 挥发油对植物病原菌的活性测定 　对病原真菌采用
生长速率法[8 ] ,以多菌灵 (98 %原粉 ,江门农药厂)为正对照 ,
无菌水为空白对照 ,每处理设 3 个重复 ,置于 25 ℃恒温箱中
培养. 72h 后测量菌落的直径 ,用净生长量计算抑制率. 对病
原细菌采用滤纸片法 ,以链霉素 (医用 100 万单位 ,华北制药
股份有限公司)为正对照 ,无菌水为空白对照. 每处理设 3 个
重复 ,置于 28 ℃恒温箱中培养 ,48h 后测量抑菌圈的直径. 净
生长量 = 菌落直径 - 菌饼直径 ;抑菌率 ( %) = (对照组净生
长量 - 处理组净生长量) / 对照组净生长量 ×100.
3 　结果与分析
311 　对植物幼苗生长的化感抑制效应
　　薇甘菊挥发油对供试植物幼苗的生长均有一定
的抑制作用 (表 1) ,且随着浓度的提高而增强. 从供
试植物种类来看 ,黄瓜对薇甘菊挥发油最敏感 ,在
200 mg·L - 1低浓度时 ,薇甘菊挥发油对其根长、苗
高的抑制作用就达 - 0. 42 和 - 0. 52. 水稻对薇甘菊
挥发油最不敏感 ,在 1600 mg·L - 1高浓度时 ,薇甘菊
挥发油对其根长的抑制作用为 - 0. 42 ,对苗高的抑
制作用仅为 - 0. 11.
　　薇甘菊挥发油 2500 g·hm - 2处理土壤对供试植
物的最终出苗率与对照相比没有明显差异 (表 2) ,
但芥蓝、菜心、白菜、萝卜和黑麦草的出苗速度比对
照晚了 1～2d. 薇甘菊挥发油对不同植物幼苗的生
长均有一定的影响 ,对黑麦草、芥蓝、菜心和白菜的
鲜重抑制率均在 20 %以上 ,对黄瓜的鲜重抑制率最
低 ,为 4. 1 %. 结果表明 ,薇甘菊挥发油在土壤处理
条件下 ,对受试植物生长的影响明显弱于在空气中
自然挥发的情景 ,这可能与挥发油活性成分在土壤
中被滞留、转换 ,导致有效作用浓度降低有关. 另外 ,
薇甘菊挥发油土壤处理后 ,对已催芽的萝卜、黄瓜幼
苗的抑制作用 (鲜重抑制率分别为 35. 87 %和
17. 57 %)显著大于相应未催芽直接播种的植物幼苗
(鲜重抑制率分别为 16. 13 %和 7. 30 %) .
表 1 　薇甘菊挥发油对植物幼苗生长的化感效应
Table 1 Response index ( RI) for allelopathic effect of Mikania mi2
crantha volatile oil on plants
项目
Item
植物
Plants
浓度 Concentration(mg·L - 1)
200 400 800 1600
根长 (RI) 黑麦草 L . m ultif lorum
- 0. 12B - 0. 13BCD - 0. 49B - 0. 66C
Root length 稗草 E. crusgalli
- 0. 19B - 0. 26B - 0. 51B - 0. 57C
水稻 O. sativa
- 0. 07BC - 0. 09CD - 0. 38C - 0. 40D
白菜 B. chinensis
- 0. 09BC - 0. 57A - 0. 68A - 0. 98A
萝卜 R. sativus
- 0. 13B - 0. 21BC - 0. 33C - 0. 48D
黄瓜 C. sativus
- 0. 42A - 0. 52A - 0. 64A - 0. 78B
对照 Control 0C 0D 0D 0E
苗高 (RI) 黑麦草 L . m ultif lorum - 0. 27B - 0. 28CD - 0. 62B - 0. 85A
Shoot height 稗草 E. crusgalli
- 0. 22B - 0. 33BC - 0. 38CD - 0. 46B
水稻 O. sativa
- 0. 09CD - 0. 12E - 0. 09E - 0. 11D
白菜 B. chinensis
- 0. 08D - 0. 39B - 0. 47C - 0. 83A
萝卜 R. sativus - 0. 18BC - 0. 24D - 0. 30D - 0. 39C
黄瓜 C. sativus
- 0. 52A - 0. 60A - 0. 85A - 0. 86A
对照 Control 0D 0F 0E 0E3表中数据的大写字母表示在 0. 01水平上各数据统计测验的差异显著性 Data in the table followed by
different capital letters were significantly different at the lever of P < 0. 01 in multiple range test.下同 The same
below.
表 2 　薇甘菊挥发油土壤处理( 2500g·hm - 2)对植物生长的抑制作用
Table 2 Inhibitory effects of Mikania micrantha volatile oil on plants
under soil treatment at 2500 g·hm - 2
植物种类 Species 生长抑制率 ( %) Percent loss of plant growth (mean±SD )
出苗率 Seeding
germinate ( %)
根长 Root
length(cm)
苗高 Shoot
height (cm)
鲜重 Fresh
weight (g)
芥蓝 B. alboglabra 1. 17 ±1. 11aA 24. 96 ±1. 72 aA 5. 88 ±1. 42 bcBC 21. 66 ±2. 35 aA
菜心 B. parachinensis 2. 53 ±1. 26aA 19. 90 ±2. 90aA 17. 89 ±3. 47aA 21. 05 ±4. 40 aA
白菜 B. chinensis 3. 41 ±1. 93 aA 19. 66 ±1. 06 aA 15. 47 ±3. 33 aAB 20. 20 ±1. 68aA
萝卜 R. sativus 2. 36 ±2. 30 aA 18. 52 ±2. 86 aA 12. 99 ±2. 58 abABC 16. 03 ±1. 34 abAB
黄瓜 C. sativus 2. 57 ±2. 51 aA 5. 59 ±1. 09 bB 3. 86 ±1. 29 cC 4. 10 ±2. 16 bB
黑麦草 L . m ultif lorum 2. 36 ±1. 17 aA 23. 59 ±2. 34 aA 15. 89 ±1. 21 aAB 24. 88 ±0. 78 aA
312 　对植物病原菌的抑制作用
　　薇甘菊挥发油对受试植物病原真菌均有一定的
抑制作用 (表 3) , 随着挥发油浓度的升高抑制作用
显著增强. 在中等浓度 (400 mg·L - 1) 时 ,对水稻稻
瘟病菌的抑制作用最强 , 抑制率为 53. 38 % ;对香蕉
枯萎病菌的抑制作用次之 ,抑制率为 28. 66 % ;对长
春花疫病菌的抑制作用最弱 , 抑制率为 18. 69 %.
　　薇甘菊挥发油对植物细菌的抑制作用较弱. 以
试剂浓度为横坐标 ,以抑菌圈平方直径为纵坐标绘
制出剂量反应曲线 (图 1) ,在中等浓度 400 mg·L - 1
103110 期 　　　　　　　　　　　　　　　　张茂新等 :薇甘菊挥发油的化感潜力 　　　
表 3 　薇甘菊挥发油对植物病原真菌的抑制作用
Table 3 Inhibitory effects of Mikania micrantha volatile oil on
pathogenic fungi
浓度
Concentrati2
on(mg·L - 1)
香蕉枯萎病菌
Fusarium
oxysporum
菌落直径
Colony
diameter
(cm)
抑菌率
Inhibition
( %)
水稻稻瘟病菌
Pyricularia
grisea
菌落直径
Colony
diameter (cm)
抑菌率
Inhibition( %)
长春花疫病病菌
Phytophthora
nicotianae
菌落直径
Colony
diameter (cm)
抑菌率
Inhibition( %)
100 3. 07 b 8. 36 1. 17 b 12. 03 - -
200 2. 75 c 17. 91 0. 74 c 44. 36 1. 20 a 2. 44
400 2. 39 d 28. 66 0. 62 d 53. 38 1. 00 b 18. 69
800 1. 88 e 43. 89 0. 22 f 83. 46 0. 93 b 24. 39
1600 1. 47 f 56. 12 0 g 100 0. 73 c 40. 65
多菌灵 0 g 100 0. 42 e 68. 42 1. 10 b 10. 57
Carbendazim
水 Water 3. 35 a 0 1. 33 a 0 1. 23 a 03表中数据的小写字母表示在 0. 05水平上各数据统计测验的差异显著性 Data in the table followed by
different letters were significantly different at the lever of P < 0. 05 in multiple range test.
图 1 　薇甘菊挥发油对植物病原细菌的抑制作用
Fig. 1 Inhibitory effect of Mikania micrantha volatile oil on plant
pathogenic bacteria.
a)链霉素 Sterplomyais ,b)薇甘菊挥发油 M . micrantha volatile oil.
时 ,对茄科青枯病菌的抑菌圈平方直径为 13. 3mm ,
仅是链霉素抑菌圈平方直径 (42. 2mm)的 31. 5 %.
4 　讨 　　论
　　在自然条件下 , 薇甘菊对许多植物萌发和生长
的抑制作用已有报道[2 ] , 虽然没有强有力的证据显
示薇甘菊对各种植物的萌发和生长抑制作用就是其
化感效应所致 , 但至少不能排除化感作用的影响.
最近 , 薇甘菊残株降解物和水提物对一些作物的化
感抑制效应被证实[3 ] . 挥发作为植物生长发育过程
中一个正常的自然现象 , 薇甘菊自然产生和释放的
挥发物质能够抑制群落中邻近植物和微生物生长是
完全可能的. 本实验证明 ,薇甘菊挥发油对全部受
试植物、真菌和细菌均有抑制活性 , 尤其是在非土
壤处理的条件下 , 薇甘菊挥发物对植物的抑制作用
明显增强. 这表明在自然条件下 , 与薇甘菊邻近的
植物生长能够受到其释放挥发性物质的影响 , 薇甘
菊挥发物的化感作用不容忽视.
　　事实上 , 薇甘菊可以产生和释放大量的次生物
质 , 这些次生物质具有重要的生态功能 , 不仅是抑
制邻近植物和微生物生长发育 , 也能驱避昆虫产卵
和影响昆虫行为. 薇甘菊能产生具有不同生态功能
的次生物质是其在生态系统中能成为优势种并迅速
蔓延的重要原因之一. 深入系统地探讨薇甘菊次生
物质的结构与功能 , 对薇甘菊的综合防治和开发利
用具有重要的理论意义和应用前景.
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作者简介 　张茂新 ,男 ,1957 年出生 ,博士 ,副教授 ,主要从
事昆虫种群生态学和昆虫与植物协同进化方面研究. 发表论
文 30 篇. E2mail : mxzhang @scau. edu. cn
2031 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷