全 文 ：书陈业兵，邓立刚，李增梅，等． 银胶菊花对苘麻和稗的化感作用［J］． 杂草科学，2014，32(3):1 － 4．
银胶菊花对苘麻和稗的化感作用
陈业兵1，邓立刚1，李增梅1，董 崭1，刘伟堂2
(1．山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，山东济南 250100;2．山东农业大学植物保护学院，山东泰安 271018)
摘要:通过室内培养皿法，研究了银胶菊花水浸提液及其乙酸乙酯相、正丁醇相、剩余水相不同极性组分对苘
麻和稗种子萌发及幼苗生长的影响。定性测定结果表明，在 50 g /L 浓度处理下，水浸提液完全抑制苘麻和稗种
子萌发，对苘麻和稗根长、芽长、鲜重抑制率分别为 82． 6%、89． 1%、84． 3%和 91． 7%、55． 8%、39． 1%;正丁醇相
抑制苘麻种子萌发和幼苗生长最强，乙酸乙酯相抑制稗种子萌发和幼苗生长最强。定量测定结果表明，在 1 g /L
浓度处理下，乙酸乙酯相生物活性最高，苘麻和稗种子萌发率分别为 13． 3%和 33． 3%，对苘麻和稗根长、芽长、鲜
重的抑制率分别为 63． 1%、80． 0%、58． 3%和 51． 3%、26． 7%、23． 3%。
关键词:银胶菊;苘麻;稗;化感作用
中图分类号:Q948． 12 文献标志码:A 文章编号:1003 － 935X(2014)03 － 0001 － 04
Allelopathy of Parthenium hysterophorus L． Flowers on Abutilon
theophrasti Medic． and Echinochloa crusgalli (L．)Beauv．
CHEN Ye-bing1，DENG Li-gang1，LI Zeng-mei1，DONG Zhan1，LIU Wei-tang2
(1． Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology Ｒesearch，Shandong Academy of Agricultural
Sciences，Jinan 250100，China;2． College of Plant Protection，Shandong Agricultural University，Taian 271018，China)
Abstract:The allelopathic effect of a Parthenium hysterophorus L． flower aqueous extract and its ethyl acetate，n － buta-
nol，and residual water fractions on seed germination and seedling growth of Abutilon theophrasti Medic． and Echinochloa
crusgalli (L．)Beauv． were studied by petri dish bioassays． Seeds of A． theophrasti and E． crusgalli failed to germinate
in an aqueous extract of 50 g /L;the inhibition rate of root growth，shoot growth and fresh weight were 82． 6%，89． 1% and
84． 3% for A． theophrasti，respectively and 91． 7%，55． 8% and 39． 1% for E． crusgalli，respectively． With the butanol
extract (50 g /L)the inhibition of root growth，shoot growth and fresh weight were 63． 1%，80． 0% and 58． 3% for A．
theophrasti，respectively，and 51． 3%，26． 7% and 23． 3% for E． crusgalli，respectively． The germination rate of A． theo-
phrasti and E． crusgalli were 13． 3% and 33． 3%，respectively．
Key words:Parthenium hysterophorus;Abutilon theophrasti;Echinochloa crusgalli;allelopathy
收稿日期:2014 － 05 － 15
基金项目:山东省自然科学基金(编号:ZＲ2011CQ019)。
作者简介:陈业兵(1982—)，男，山东淄博人，博士，助理研究员，从
事植物化感作用研究。E － mail:yebing416@ 163． com。
化感作用是指植物或微生物通过向环境中释放
一些特殊的化学物质而对其他植物或微生物产生直
接或间接的、有益或有害的作用，该作用普遍存在于
自然界，是一种重要的生态机制。化感作用的深入
研究对认识植物群落结构及演替、入侵植物的危害
性及入侵机制、生物除草和新型农药的开发具有重
要意义［1 － 8］。
银胶菊(Parthenium hysterophorus L．)为菊科银
胶菊属草本植物，原产于美国及墨西哥北部，因其适
应能力强、繁殖快、危害大、极难防除，被公认为恶性
杂草。国内外学者研究发现，银胶菊导致苔麸［Er-
agrostis tef (Zucc．)Trotter］减产［9］，抑制黄瓜、萝卜、
小麦种子萌发和幼苗生长［10 － 12］，还可影响水葫芦、
苘麻的生长［13 － 14］。目前，国内外有关银胶菊化感作
用潜力的研究较多，但对陆生杂草的化感作用报道
—1—杂草科学 2014 年第 32 卷第 3 期
较少，对其化感物质研究也不够深入。实地调查发
现，在银胶菊生长密集区域，往往形成单一群落，同
时银胶菊花期长、花量大且有毒。因此，在前期研究
的基础上，本试验研究了银胶菊花水浸提液及其不
同极性组分的化感潜力，以期为从银胶菊中提取除
草活性化感物质提供有效途径。
1 材料与方法
1． 1 材料
在盛花期采集银胶菊(Parthenium hysterophorus
L．)花，常温下阴干;受体植物苘麻(Abutilon theo-
phrasti Medic．)和稗［Echinochloa crusgalli (L．)
Beauv．］采自山东省济南市郊区。
1． 2 水浸提液及其不同极性组分的制备［15 － 16］
将 80 g花放入 2． 5 L的广口玻璃瓶中，加入 20
倍重量的蒸馏水，常温下浸泡 48 h，经抽滤后得花水
浸提液，浓度记为 50 g /L，4 ℃冷藏待用。取 300 mL
母液，先后分别用乙酸乙酯和正丁醇按体积比
V母液 ∶ V溶剂 = 1 ∶ 1 萃取 3 次，同一种溶剂的 3 次萃取
液合并，在旋转蒸发仪上浓缩蒸干得 2 种溶剂萃取
物和剩余水相物质，所得物质用蒸馏水定容至
300 mL(等同于 50 g /L水提液中所含有的各相物质
浓度)，于 4 ℃冷藏备用。另取 700 mL 母液，其中
200 mL 在旋转浓缩蒸发仪上蒸干，得水浸提物;另
500 mL 先后用乙酸乙酯和正丁醇按 1 ∶ 1 萃取 3
次，合并萃取液，分别浓缩蒸干，得 3 种溶剂萃取物。
将水浸提物和 3 种萃取物干物质分别用体积比 1%
丙酮助溶，然后用蒸馏水定容至 2 g /L，密封，并于
4 ℃ 冷藏备用。生物活性测定时均以加入相应比
例丙酮的蒸馏水为对照。
1． 3 生物活性测定［17］
在进行种子发芽试验之前，由于苘麻种子皮较
厚，先将种子放入 80 ℃的热水中(自然降温至恒温
25 ℃)浸泡 6 h;稗种子用 25 ℃的温水浸泡 6 h，然
后用 0． 5%氯化汞水溶液消毒 5 min，再用无菌水冲
洗多次。在直径为 9 cm 的培养皿里，垫上 2 层滤
纸，以上述配制的待测液为处理液，以蒸馏水为对
照，皿中加入苘麻(15 粒)、稗(20 粒)种子，3 次重
复，28 ℃下暗培养，3 d后调查苘麻发芽情况，5 d后
调查稗草发芽情况。在进行幼苗生长试验前，对苘
麻和稗种子进行催芽。在直径为 9 cm的培养皿里，
垫上 2 层滤纸，以上述配制的待测液为处理液，以蒸
馏水为对照，3 次重复，选取 10 粒饱满均一的刚露
白苘麻(稗)种子，均匀放到滤纸上，28 ℃下暗培养，
3 d后调查苘麻和稗草根长、芽长、鲜重情况。
1． 4 数据统计方法
抑制率 =(1 －处理 /对照)× 100%;化感效应
指数(ＲI)= 1 － C /T(当 T≥C 时)或 ＲI = T /C － 1
(当 T ＜ C时)。式中:C 为对照值，T 为处理值。ＲI
为化感作用效应:ＲI ＞ 0 表示促进作用，ＲI ＜ 0 表示
抑制作用，绝对值的大小与作用强度一致［18］。所有
数据用 SPSS 16． 0 软件进行单因素方差分析检验差
异显著性。
2 结果与分析
2． 1 定性测定
2． 1． 1 对受体发芽率的影响 银胶菊花水浸提液
及其不同极性组分均抑制受体种子萌发，但 3 种不
同极性组分抑制受体种子萌发强度却小于水浸提
液。在 50 g /L浓度下，水浸提液完全抑制苘麻和稗
种子萌发;在 3 种不同极性组分中，正丁醇相和剩余
水相抑制苘麻种子萌发的强度高于乙酸乙酯相，抑
制稗种子萌发的强度差异不显著(图 1)。
2． 1． 2 对受体幼苗生长的影响 在 50 g /L处理浓
度下，银胶菊花水浸提液抑制苘麻和稗幼苗生长的
化感强度高于其 3 种不同极性组分，对苘麻和稗根
长、芽长、鲜质量的抑制率分别为 82． 6%、89． 1%、
84. 3%和 91． 7%、55． 8%、39． 1%。3 种不同极性组
—2— 杂草科学 2014 年第 32 卷第 3 期
分中，正丁醇相抑制苘麻幼苗生长的强度最高，且不
同极性组分处理间差异达到显著水平;乙酸乙酯相
抑制稗幼苗生长的强度最高，剩余水相对稗幼苗生
长呈现促进作用(表 1)。
表 1 水浸提液及其 3 种不同极性组分对苘麻和稗幼苗生长的定性测定影响
Table 1 Qualitative determination effects of aqueous extract and its three different polar components on
seedling growth of A． theophrasti and E． crusgalli
杂草 处理相
根长 芽长 鲜质量
抑制率(%) 化感效应指数 抑制率(%) 化感效应指数 抑制率(%) 化感效应指数
苘麻 水浸提液 82． 6b － 0． 83 89． 1a － 0． 89 84． 3a － 0． 84
乙酸乙酯相 68． 6c － 0． 69 41． 1c － 0． 41 43． 6c － 0． 44
正丁醇相 90． 6a － 0． 91 46． 5b － 0． 47 63． 0b － 0． 63
剩余水相 52． 4d － 0． 52 3． 7d － 0． 04 3． 6d － 0． 04
稗 水浸提液 91． 7a － 0． 92 55． 8a － 0． 56 39． 1a － 0． 39
乙酸乙酯相 71． 3b － 0． 71 35． 3b － 0． 35 29． 8b － 0． 30
正丁醇相 － 26． 5c 0． 21 7． 3c － 0． 07 4． 3c － 0． 04
剩余水相 － 61． 1d 0． 38 － 31． 8d 0． 24 － 12． 2d 0． 11
注:同列数字后不同小写字母表示在 5%水平上的差异显著性。表 2 同。
2． 2 定量测定
2． 2． 1 对受体发芽率的影响 银胶菊花水浸提液
及其不同极性组分均抑制受体种子萌发，乙酸乙酯
相抑制强度最高，且与水浸提液和其他处理相间差
异显著，在 1 g /L浓度处理下，乙酸乙酯相处理的苘
麻和稗种子发芽率分别为 13． 3%和 33． 3%(图 2)。
2． 2． 2 对受体幼苗生长的影响 在 1 g /L 处理浓
度下，乙酸乙酯相对受体幼苗生长的抑制强度最高，
与其他处理相比较，处理间差异达到显著水平，对苘
麻和稗根长、芽长、鲜质量的抑制率分别为 63． 1%、
80． 0%、58． 3%和 51． 3%、26． 7%、23． 3%(表 2)。
3 结论与讨论
众所周知，化感物质必须是经自然途径进入环
境的化学物质，而在自然状态下，除水以外，不可能
有其他溶剂将植物叶片中的化学物质淋溶出来［19］，
因而本试验以水浸提。虽经不同溶剂萃取，但萃取
成分均来源于水浸提液中的化感物质，所以本试验
中抑制受体萌发和生长均是化感物质所致。本试验
利用定性测定方法，测定了水浸提液及其 3 种不同
极性组分的化感作用，同时为了明确水浸提物及其
极性组分间的生物活性，采用了同等浓度处理的定
量测定方法，这与已知研究化感的方法有所不同。
定性测定结果显示，水浸提液及其 3 种不同极
性组分对苘麻均有抑制作用，对稗则呈现抑制和促
进 2 种不同的化感效应，水浸提液对苘麻和稗的化
感抑制强度高于 3 种不同极性组分，当水浸提液经
过萃取、分离，被分成 3 种不同极性组分时，正丁醇
相抑制苘麻种子萌发和幼苗生长的强度最高，乙酸
乙酯相抑制稗种子萌发和幼苗生长的强度最高。定
量测定结果显示，抑制受体萌发与生长最强的是乙
酸乙酯相。综合分析表明，同一组分化感物质在 2
种测定方式中所表现出的化感抑制强度不一致，如
乙酸乙酯相，在定量测定中虽具有最强的化感抑制
强度，但定性测定结果却表明，抑制苘麻幼苗生长最
强的是正丁醇相。出现这一差异的原因主要在于 3
种不同极性组分在水浸提液中的物质含量不同。定
性测定中，乙酸乙酯相的物质含量最低，而正丁醇相
的物质含量较高，此时极性组分的化感抑制强度主
—3—杂草科学 2014 年第 32 卷第 3 期
表 2 水浸提液及其 3 种不同极性组分对苘麻和稗幼苗生长的定量测定影响
Table 2 Qualitative determination effects of aqueous extract and its three different polar components on
seedling growth of A． theophrasti and E． crusgalli
杂草 处理相
根长 芽长 鲜质量
抑制率(%) 化感效应指数 抑制率(%) 化感效应指数 抑制率(%) 化感效应指数
苘麻 水浸提液 6． 2b － 0． 06 － 25． 7d 0． 20 0． 9b － 0． 01
乙酸乙酯相 63． 1a － 0． 63 80． 0a － 0． 80 58． 3a － 0． 58
正丁醇相 － 30． 0d 0． 23 13． 2b － 0． 13 4． 6b － 0． 05
剩余水相 － 23． 8c 0． 19 － 4． 9c 0． 05 － 15． 4c 0． 13
稗 水浸提液 － 102． 2d 0． 51 － 10． 8d 0． 10 － 40． 0d 0． 29
乙酸乙酯相 51． 3a － 0． 51 26． 7a － 0． 27 23． 3a － 0． 23
正丁醇相 － 80． 3c 0． 45 1． 8c － 0． 02 － 9． 5c 0． 09
剩余水相 － 55． 0b 0． 35 18． 2b － 0． 18 4． 5b － 0． 05
要取决于它本身的生物活性及其物质浓度;而在定
量测定中，不同极性组分间则消除了物质含量不等
这一差异，此时极性组分的化感抑制强度主要取决
于它本身的生物活性，而与物质含量无关。
自然界中化感作用是多种物质综合作用的结
果［20］，本试验采用定性、定量 2 种不同生测方式也
证明了这一点。从本试验结果可看出，不同极性组
分提取物生物活性差异较大，乙酸乙酯相抑草活性
较高，表明该相中应含有抑草活性化感物质，但要明
确其化学成分，还需进一步对乙酸乙酯相进行分离、
鉴定研究。
参考文献:
［1］梁晓华，李 璐，王 波，等． 肿柄菊水浸液对 5 种植物的化感作
用［J］． 江苏农业科学，2013，41(1):99 － 103．
［2］刘迎湖，谢 利，骆世明，等． 入侵杂草化感作用的细胞自动机模
拟研究［J］． 应用生态学报，2006，17(2):229 － 232．
［3］廖小锋，孙运剐，刘济明，等． 2 种本地植物对紫茎泽兰的化感效
应［J］． 江苏农业科学，2012，40(5):83 － 86．
［4］卢艳敏，李会芬． 白三叶草水浸液对黑麦草种子的化感作用
［J］． 江苏农业科学，2012，40(5):367 － 369．
［5］孔垂华． 植物与其他有机体的化学作用———潜在的有害生物控
制途径［J］． 中国农业科学，2007，40(4):712 － 720．
［6］周新伟，沈明星，吴进兴，等． 水葫芦水浸提液及压榨液对几种蔬
菜幼苗的化感作用［J］． 江苏农业科学，2012，40(2):123 － 124．
［7］石旭旭，王红春，高 婷，等． 化感作用及其在杂草防除中的应用
［J］． 杂草科学，2013，31(2):6 － 9．
［8］李光义，刘 强，李勤奋． 化感作用与资源竞争对假臭草入侵的
影响［J］． 杂草科学，2012，30(2):20 － 23．
［9］Tefera T． Allelopathic effects of Parthenium hysterophorus extracts on
seed germination and seedling growth of Eragrostis tef［J］． Journal of
Agronomy and Crop Science，2002，188(5) :306 － 310．
［10］陈业兵，王金信，张 猛，等． 银胶菊不同组织部位对黄瓜化感
作用初步研究［J］． 山东农业大学学报:自然科学版，2008，39
(4):541 － 543．
［11］Batish D Ｒ，Singh H P，Pandher J K，et al． Phytotoxic effect of
Parthenium residues on the selected soil properties and growth of
chickpea and radish［J］． Weed Biology and Management，2002，2
(2) :73 － 78．
［12］陈业兵，王金信，吴小虎，等． 银胶菊的花对小麦的化感作用机
制［J］． 植物保护学报，2010，37(6):552 － 556．
［13］Pandey D K，Kauraw L P，Bhan V M． Inhibitory effect of partheni-
um(Parthenium hysterophorus L．)residue on growth of water hya-
cinth(Eichhornia crassipes Mart Solms)．Ⅱ． Ｒelative effect of flow-
er，leaf，stem，and root residue［J］． Journal of Chemical Ecology，
1993，19(11) :2663 － 2670．
［14］陈业兵，刘伟堂，李增梅，等． 银胶菊对苘麻化感作用初步研究
［J］． 杂草科学，2013，31(2):42 － 44．
［15］颜桂军，朱朝华，骆焱平，等． 胡椒、芒果和黄皮的化感作用潜力
［J］． 应用生态学报，2006，17(9):1633 － 1636．
［16］陈业兵，王金信，彭学岗，等． 银胶菊叶对苘麻和稗的化感作用
［J］． 植物保护学报，2009，36(1):77 － 81．
［17］Bagavathy S，Xavier G A． Effects of aqueous extract of Eucalyptus
globules on germination and seedling growth of sorghum［J］． Allel-
opathy Journal，2007，20(2) :395 － 402．
［18］Bruce W G，Ｒichardson D． Bioassays for allelopathy:measuring
treatment responses with independent controls［J］． Journal of Chem-
ical Ecology，1988，14(1) :181 － 187．
［19］孔垂华． 植物化感作用研究中应注意的问题［J］． 应用生态学
报，1998，9(3):109 － 113．
［20］张学文，刘亦学，刘万学，等． 植物化感物质及其释放途径［J］．
中国农学通报，2007，23(7):295 － 297．
—4— 杂草科学 2014 年第 32 卷第 3 期