全 文 ：山东科学
SHANDONG SCIENCE
第 25 卷 第 5 期 2012 年 10 月出版
Vol． 25 No． 5 Oct． 2012
收稿日期:2012-06-05
基金项目:国家自然科学基金 (81102749) ;山东省科技发展计划(2011GSF11908;2012GGA12024) ;山东省科学院科技发展计划(科基合字
(2011)第 3 号)
作者简介:周洁(1981 －) ，女，助理研究员，研究方向为中药资源与药用植物栽培。Email:zhoujie8761@ 163． com
＊通讯作者，王晓，Email:wxjn1998@ 126． com
DOI:10． 3976 / j． issn． 1002 － 4026． 2012． 05． 008
丹参和白花丹参对黄芩化感效应的比较研究
周洁1，王晓1* ，刘建华1，刘伟1，李佳2，代雨露2
(1．山东省分析测试中心，山东 济南 250014;2．山东中医药大学，山东 济南 250355)
摘要:采用室内生物测定法研究不同浓度(0、0． 1、0． 5、1． 0、5． 0 g /L)的 1年生、2年生丹参和白花丹参根及根茎水浸液对
黄芩种子萌发和幼苗生长的化感效应。结果表明，丹参和白花丹参根及根茎水浸液对黄芩种子萌发率、发芽指数和活
力指数表现出相似的影响趋势，即低浓度时促进种子萌发，随浓度增加化感抑制作用增强，浓度为 5 g /L 时抑制作用强
烈。白花丹参根及根茎水浸液对黄芩种子萌发率的化感指数绝对值小于丹参。丹参和白花丹参根及根茎水浸液对黄芩
幼苗苗高和根长表现出相似的影响趋势，高浓度时对幼苗鲜重的抑制作用较为强烈。白花丹参根及根茎水浸液对黄芩
幼苗苗高和鲜重的化感指数绝对值小于丹参。丹参和白花丹参对黄芩种子萌发和幼苗生长均表现出低促高抑的双重效
应，且白花丹参对黄芩的化感潜力小于丹参。该研究比较了丹参和白花丹参对黄芩的化感效应，可为优化复合种植模式
提供科学依据。
关键词:白花丹参;丹参;黄芩;化感效应
中图分类号:R931． 2 文献标识码:A 文章编号:1002-4026(2012)05-0030-05
Comparison of allelopathic effect of Salvia miltiorrhiza Bunge f．
alba and Salvia miltiorrhiza on Scutellaria baicalensis
ZHOU Jie1，WANG Xiao1* ，LIU Jian-hua1，LIU Wei1，LI Jia2，DAI Yu-lu2
(1． Shandong Analysis and Test Center，Shandong Academy of Sciences，Jinan 250014，China;
2． Shandong University of Traditional Chinese Medicine，Jinan 250355，China)
Abstract∶ We employed indoor Petri dish bioassay analysis to determine the allelopathic effect of seeds and seedlings of
Scutellaria baicalensis Georgi impacted by different concentration (0． 1，0． 5，1． 0，5． 0 g /L)and one year or two years old
Salvia miltiorrhiza Bunge f． alba C． Y． Wu et H． W． Li and Salvia miltiorrhiza Bunge． Experimental results show that aqueous
extracts of rhizome of S． miltiorrhiza Bge． f． alba and S． miltiorrhiza exhibit similar effects on seed germination rate，
germination index and vigor index of S． baicalensis． Lower concentration aqueous extracts of rhizome can promote seed
germination while higher concentration aqueous extracts hinder germination (especially for the concentration of 5 g /L)．
The absolute value of allelopathic index of S． miltiorrhiza Bge． f． alba to seed germination rate is less than that of S．
miltiorrhiza． The aqueous extracts of rhizome of S． miltiorrhiza Bunge f． alba and S． miltiorrhiza show similar impacts on
seedling height and root length of S． baicalensis． Higher concentration aqueous extracts of rhizome significantly restrain
fresh weight of seedlings． The absolute value of allelopathic index of S． miltiorrhiza Bge． f． alba to seedling height and
fresh weight of S． baicalensis is less than that of S． miltiorrhiza． All aqueous extracts of rhizome of S． miltiorrhiza Bge． f．
第 5 期 周洁，等:丹参和白花丹参对黄芩化感效应的比较研究
alba and S． miltiorrhiza exhibit promotion effect of lower concentration and restraint effect of higher concentration to the
seed germination and seedling growth of S． baicalensis． Moreover，the allelopathic potency of S． miltiorrhiza Bge． f． alba
to S． baicalensis is less than that of S． miltiorrhiza． The paper therefore can provide scientific basis for the optimization of
compound planting pattern．
Key words∶ Salvia miltiorrhiza Bunge f． alba C． Y． Wu et H． W． Li;Salvia miltiorrhiza Bunge;Scutellaria baicalensis Georgi;
allelopathic effect
化感作用(Allelopathy)是植物或微生物通过向周围环境释放化学物质而对其他生物生长发育产生的直
接或间接、有利或不利的影响［1 － 3］。化感作用是自然界中普遍存在的化学生态学现象，对它的研究已成为国
际生态学界最活跃的领域之一［4］。和农作物相比，药用植物更容易产生化感作用，且产生的化感物质对中
药材产量和质量的影响更为强烈［5］。因此，研究药用植物化感作用对于优化复合种植模式和保持中药材生
产可持续发展具有重要意义。
丹参来源于唇形科植物丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge) ，白花丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge f． alba C． Y．
Wu et H． W． Li)是丹参的白花变型，主要分布于山东境内，其他地区较为少见，属珍稀濒危药用植物，治疗脉
管炎效果奇佳［6］，被列入《山东省中药材标准》［7］。近年来白花丹参引起业内广泛关注［8］，然而对其化感作
用的研究尚属空白。丹参属根茎类药材且生长周期长，大面积种植和品种单一致使其化感作用日益凸显，为
解决这一问题，生产上将丹参和黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)轮作或间作，但是白花丹参和丹参是否对
黄芩产生化感作用及其差异如何尚未见报道。本文比较研究了白花丹参和丹参根及根茎水浸液对黄芩种子
萌发和幼苗生长的化感效应，以期为生产上优化复合种植模式提供科学依据。
1 材料
供体材料为白花丹参(1 年生和 2 年生)和丹参(1 年生和 2 年生)的根及根茎，受体为黄芩种子，均于
2011 年 10 月采集于山东莱芜紫光生态园有限公司丹参生产基地。
2 方法
2． 1 丹参根及根茎水浸液的制备
分别取 1 年生和 2 年生白花丹参和丹参干燥根及根茎，用粉碎机(型号:FZ102)粉碎，称取适量置于
100 mL三角瓶中，加 10 倍于材料的蒸馏水，置于培养箱中 25℃下浸提 24 h，期间适时振荡。先用纱布过滤，
再用微孔滤膜(Φ = 0． 45 μm)二重过滤以除去杂菌，得到浸提液母液(浓度为 50 g /L)。用蒸馏水将母液稀
释成浓度为 0． 1、0． 5、1． 0、5． 0 g /L的处理液备用。
2． 2 化感作用的生物活性测定
2． 2． 1 种子萌发实验
采用培养皿滤纸法进行种子萌发实验［9］。选取籽粒饱满、均一的黄芩种子，用 0． 525 g /L 次氯酸钠消毒
10 min，然后蒸馏水冲洗 5次，每次 3 min。滤干后将每 50粒种子置于铺有两层滤纸的 9 cm培养皿中，分别加
入不同浓度(0． 1 g /L、0． 5 g /L、1． 0 g /L、5． 0 g /L)的处理液 5 mL，对照加等量蒸馏水，每个处理重复 3 次。种子
在人工培养箱中培养，条件为:25 ℃ /20 ℃(昼 /夜) ，每天 14 h光 /10 h暗，光强为 260 ～270 μmol ·m －2·s －1，
相对湿度为 65% ～70%。每天记录种子萌发数量(以胚根突破种皮为准)并及时补充等量处理液和蒸馏水。
5 d后结束萌发实验，测量所有活幼苗根长，统计萌发率、发芽指数和活力指数。
2． 2． 2 幼苗生长实验
采用国际上常用的砂培法进行培养［10］。先加 5 mL蒸馏水润湿滤纸，将消过毒的种子置于铺有两层滤
纸的培养皿中，置于人工气候箱内萌发 2 ～ 4 d。待胚根突破种皮，用消过毒的镊子将刚刚萌发的种子挑出，
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山 东 科 学 2012 年
每 20 粒催芽种子置于装有 50 g石英砂的培养皿(直径 15 cm)中，分别加入等量处理液或蒸馏水 10 mL，每
个处理重复 3 次，及时补充等量处理液和蒸馏水，处理液类型和浓度、培养条件同 2． 2． 1。10 d 后结束实验，
每个处理随机选取 50 个幼苗，测定根长、苗高和鲜重。
2． 2． 3 化感指标测定方法
(1)萌发率 GP(%)=(5 d内正常发芽的种子数 /供试种子总数)× 100%
(2)发芽指数 GI =∑(Gt /Dt) ，式中:Gt表示在第 t天种子的发芽数，Dt表示相应发芽天数。
(3)活力指数 VI = S × GI，式中:S表示幼苗生长势，用规定时间内幼苗根长表示。
(4)化感效应数据分析方法参照 Williamson G B［11］方法进行，即:IR(%)=(Ti － To)/To × 100%，Ti 为
测试项目的处理值，To 为对照值。IR≥0 表示具有促进作用，IR ＜ 0 表示具有抑制作用。IR 绝对值越大，其
化感作用潜力(促进或抑制作用)越大。
2． 3 数据处理
数据采用 SPSS13． 0 进行方差分析和显著性检验，Excel 2003 软件绘图制表。
3 结果与分析
3． 1 白花丹参和丹参对黄芩种子萌发率的影响
* 表示 1 年生白花丹参和丹参间显著性差异(p ＜ 0． 05) ;
＊＊表示 2 年生白花丹参和丹参间显著性差异(p ＜ 0． 05) ，下同。
图 1 白花丹参和丹参根及根茎水浸液对黄芩种子萌发率
的化感作用(X ± SE)
Fig． 1 Allelopathic effect of aqueous extracts of rhizome of S．
miltiorrhiza Bge． f． alba and S． miltiorrhiza to seed
germination rate of S． baicalensis
不同生长年限的丹参和白花丹参对黄芩种子萌发
率的影响如图 1 所示。1 年生白花丹参和丹参根及根
茎水浸液随浓度增加对黄芩种子萌发率的促进效应直
线下降;2 年生白花丹参和丹参根及根茎水浸液对黄芩
种子萌发率均表现出低浓度促进而高浓度抑制的效应。
白花丹参对黄芩种子萌发率的化感指数绝对值小于丹
参。
3． 2 白花丹参和丹参对黄芩种子发芽指数的影响
如图 2 所示，不同生长年限的白花丹参和丹参对黄
芩种子发芽指数的影响随根及根茎水浸液浓度不同而
有所差异。1 年生丹参中，0． 1 g /L 丹参根及根茎水浸
液对黄芩种子发芽指数表现出显著的促进效应，化感指
数为 1． 81(p ＜ 0． 05) ，随浓度增加其促进作用逐渐减
弱，5 g /L时化感指数为 － 0． 82。白花丹参对黄芩种子发芽指数的影响表现出低浓度促进而高浓度抑制的
“抛物线”趋势，其化感指数绝对值小于丹参。2 年生丹参中，白花丹参和丹参根及根茎水浸液均表现出低浓
度促进而高浓度抑制的趋势，两者化感指数绝对值无显著性差异(p ＞ 0． 05)。
3． 3 白花丹参和丹参对黄芩种子活力指数的影响
如图 3 所示，不同年限白花丹参和丹参根及根茎水浸液对黄芩种子活力指数的影响表现出与对发芽指
数相似的影响趋势。1 年生丹参中，0． 1 g /L丹参根及根茎水浸液可显著提高黄芩种子活力指数，高出白花
丹参 2． 51 倍(p ＜ 0． 05)。2 年生丹参中，随着水浸液浓度增加丹参对黄芩种子活力指数表现为直线下降的
趋势，白花丹参根及根茎水浸液表现为低浓度促进而高浓度抑制的“抛物线”趋势，两者化感指数绝对值无
显著性差异(p ＞ 0． 05)。
3． 4 白花丹参和丹参对黄芩幼苗苗高的影响
如图 4 所示，白花丹参和丹参根及根茎水浸液对黄芩幼苗苗高的影响与对种子萌发的化感作用相似，即
总体表现出低浓度促进而高浓度抑制的影响趋势。1 年生丹参中，随水浸液浓度增加丹参对黄芩幼苗苗高
的促进作用直线降低，5 g /L 时化感指数为 － 0． 43;0． 5 g /L 白花丹参根及根茎水浸液对黄芩幼苗苗高的影
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第 5 期 周洁，等:丹参和白花丹参对黄芩化感效应的比较研究
响表现出显著的促进作用，化感指数高达 0． 99(p ＜ 0． 05)。2 年生白花丹参和丹参表现出相似的变化趋势。
总的来看白花丹参对黄芩幼苗苗高的化感指数绝对值小于丹参。
3． 5 白花丹参和丹参对黄芩幼苗根长的影响
不同年限白花丹参和丹参根及根茎水浸液对黄芩幼苗根长的影响如图 5所示。1年生丹参中，随根及根茎
水浸液浓度增加，丹参对黄芩幼苗根长的促进作用直线下降，而白花丹参表现出低促高抑的“抛物线”趋势;与 1
年生丹参相似，随水浸液浓度增加，2年生丹参和白花丹参也分别表现出直线下降和“抛物线”趋势。
图 2 白花丹参和丹参根及根茎水浸液对黄芩种子发芽指
数的化感作用(X ± SE)
Fig． 2 Allelopathic effect of aqueous extracts of rhizome of S．
miltiorrhiza Bge． f． alba and S． miltiorrhiza to seed
germination index of S． baicalensis
图 3 白花丹参和丹参根及根茎水浸液对黄芩种子活力指
数的化感作用(X ± SE)
Fig． 3 Allelopathic effect of aqueous extracts of rhizome of S．
miltiorrhiza Bge． f． alba and S． miltiorrhiza to seed
vigor index of S． baicalensis
图 4 白花丹参和丹参根及根茎水浸液对黄芩幼苗苗高
的化感作用(X ± SE)
Fig． 4 Allelopathic effect of aqueous extracts of rhizome of
S． miltiorrhiza Bge． f． alba and S． miltiorrhiza to
seedling height of S． baicalensis
图 5 白花丹参和丹参根及根茎浸提液对黄芩幼苗根长的
化感作用(X ± SE)
Fig． 5 Allelopathic effect of aqueous extracts of rhizome of S．
miltiorrhiza Bge． f． alba and S． miltiorrhiza to
seedling root length of S． baicalensis
3． 6 白花丹参和丹参对黄芩幼苗鲜重的影响
不同年限白花丹参和丹参根及根茎水浸液对黄芩幼苗鲜重的影响如图 6 所示。1 年生丹参中，丹参对
黄芩幼苗鲜重的抑制作用随水浸液浓度增加而增强，5 g /L 时化感指数达到 － 0． 35(p ＜ 0． 05) ;白花丹参对
黄芩幼苗鲜重的影响表现出低促高抑的趋势。2 年生丹参中，0． 5 g /L 的丹参根及根茎水浸液显著增加黄
芩幼苗鲜重。总的来看白花丹参对黄芩幼苗鲜重的化感指数绝对值小于丹参。
4 讨论
种子萌发是植物生长发育的第一阶段，能否成功很大程度上决定了其产量的高低。化感作用影响种子
萌发从而影响种群的建立与更新，因此研究植物对受体种子萌发的影响是化感作用研究的重要内容。水浸
液法是研究植物化感作用的常用方法［12］。本实验结果表明，白花丹参和丹参根及根茎水浸液对黄芩种子萌
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山 东 科 学 2012 年
图 6 白花丹参和丹参根及根茎浸提液对黄芩幼苗鲜重的
化感作用(X ± SE)
Fig． 6 Allelopathic effect of aqueous extracts of rhizome of S．
miltiorrhiza Bge． f． alba and S． miltiorrhiza to the
fresh weight of S． baicalensis seedling
发的化感作用总体表现为低浓度促进而高浓度抑制的
双重效应，质量浓度为 5 g /L时丹参根及根茎水浸液对
黄芩种子萌发产生强烈的抑制作用，这种浓度效应在自
然状态下应当是化感物质不断积累的结果。从化感潜
力来看，白花丹参对黄芩种子萌发的化感潜力小于丹
参。丹参根及根茎水浸液对黄芩幼苗生长的影响总体
上也表现出低浓度促进而高浓度抑制的双重效应，表明
该水浸液中含有某些亲水性的化感物质，当浓度低时促
进生长而浓度过高时会对细胞产生一定的损伤［13］。总
的来看丹参根及根茎水浸液对黄芩幼苗苗高和根长表
现出相似的影响趋势，在高浓度下对黄芩幼苗鲜重的抑
制作用较为强烈。
植物化感作用研究中所采用的生物检测指标很多，包括通过采用种子萌发参数(萌发率、发芽指数、活
力指数等) ，生物量(苗高、根长、干重、鲜重、株高等) ，根部形态学指标(根尖显微观察等)及生理生化指标
(抗氧化物保护酶活性、细胞膜受损程度、ATP 酶、磷酸化酶、吲哚乙酸氧化酶等)来评价化感作用效应［14］。
目前以用种子萌发参数来评价化感效应的最多，其次是用植物生长指标。从本研究结果来看，种子萌发参数
和生长指标可作为衡量白花丹参和丹参对黄芩化感作用的指标，其他指标是否也可作为衡量化感作用的指
标尚有待进一步研究。
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