全 文 ：西北农业学报 2010 , 19(8):202-206
Acta A griculturae Boreali-occidentalis Sinica
入侵植物斑地锦的生物学特性及其
对 3种草坪植物的化感作用①
许桂芳 ,许明录 ,李 佳
(河南科技学院 ,河南新乡 453003)
摘 要:采用室内生物测定法 , 以白三叶 、高羊茅 、早熟禾 3 种草坪植物为受体 , 研究不同质量浓度的斑地锦
水浸提液对 3 种受体植物种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:①浸提液均对 3 种受体植物幼苗的根长存
在显著抑制作用 ,抑制作用随浸提液含量的升高而增强;浸提液对白三叶的抑制综合效应(SE)最强。 ②质量
浓度为0.01和 0.02 g ·mL-1的浸提液对高羊茅和早熟禾的幼苗株高有促进作用 , 质量浓度为 0.01 g ·mL -1
浸提液对白三叶和早熟禾的种子活力有促进作用 , 但促进作用不显著。化感物质定性试验显示 , 斑地锦水浸
提液中含有酚类化感物质。
关键词:优势种群;斑地锦;化感作用;水浸提液;酚类物质
中图分类号:S545 文献标识码:A 文章编号:1004-1389(2010)08-0202-05
Biological Characteristics and Allelopathy of Invasive Plant
Euphorbia maculata to Three Lawn Plants
XU Guifang , XU Minglu and LI Jia
(He nan Ins titute of S cien ce and Technology , Xin xiang H e nan 453003 , C hina)
Abstract:By means of bioassay in laboratory , the effect o f dif ferent concentrations of aqueous ex t ract
f rom Euphorbia maculata on seed germination and seedling grow th o f three law n plants , including
Tri folium repens , Festuca arundinacea and Poa pratensis , were studied in this paper.The results
show ed that:(1)The aqueous ex t ract of Euphorbia maculata could inhibi t the seedling roo t length of
three recepto r plants signif icantly , and this inhibition st reng thened w ith the increasing concentrat ion.
Among the three recepto r plants , the synthetic inhibi to ry ef fect(SE)on Tri folium repens was the
st rongest.(2)The concentrat ion of 0.01 g ·mL -1 and 0.02 g ·mL-1 of aqueous ex t ract had the pro-
motion effect on seedling height o f Festuca arundinacea and Poa pratensis.The concentration of 0.01
g ·mL-1 of aqueous ex tract had the promo tion effect on viability of Tri folium repens and Poa praten-
sis ,but the promotion effect were not signi ficant.The ident ification test had proven the aqueous ex-
t ract of Euphorbia maculata had the pheno l chemicals.
Key words:Dominant population;Euphorbia maculata;Allelopathy;Aqueous ex t ract;Phenol chemi-
cals
化感作用是外来植物成功入侵扩张的重要因
素[ 1] ,已有众多研究者对外来植物如加拿大一枝
黄花[ 2] 、紫茎泽兰[ 1 , 3-6] 、银胶菊[ 7] 、火炬树[ 8] 、空心
莲子草[ 9] 、三裂叶蟛蜞菊[ 10] 、红花醡浆草[ 11] 、一年
蓬[ 12] 、薇甘菊[ 13] 、胜红蓟[ 14] 的化感作用进行了不
同程度的研究 。
斑地锦(Euphorbia maculata L .)为大戟
科植物 ,原产于北美洲 ,现主要分布于黄河以南 ,
①收稿日期:2009-12-17 修回日期:2010-01-25
基金项目:河南省科技攻关计划项目(0624420016)。
第一作者:许桂芳 ,女 ,副教授 ,主要从事植物学教学与科研工作。 E-mail:xgf@his t.edu.cn
容易蔓延并危害其他植物生长[ 15] 。目前 ,斑地锦
对草坪植物的化感作用研究未见报道 ,笔者对斑
地锦生长和繁殖特点进行初步调查 ,在此基础上
选择其容易入侵的草坪植物进行试验 ,探讨斑地
锦对草坪植物的化感作用潜力 ,为其入侵机制的
研究及在生产中的综合治理与应用提供依据 。
1 材料与方法
1.1 材 料
斑地锦新鲜植株及种子于 2008-08-12 采自
河南科技学院东校区 ,新鲜茎叶自然风干后备用。
化感作用受体植物的种子白三叶(Tri f ol ium re-
pens)、高羊茅(Festuca arundinacea )和早熟禾
(Poa pratensis)从新乡市花卉市场购买。
1.2 方 法
1.2.1 斑地锦生物学特性的调查 在河南省新
乡市人民公园 、河南科技学院校园 、河南师范大学
校园调查斑地锦的生物学特性 ,包括其生长环境 、
植株形态 、生物产量 、种子量 、伴生物种等 ,采收的
种子分别在室温(21 ～ 34℃)、光照(自然光照)与
黑暗(每天 24 h 无光照)条件下立即播种(培养皿
滤纸床),检测种子萌发特性。
1.2.2 浸提液的制备 取 64 g 干燥 、粉碎的斑
地锦植株 ,加入 800 mL 的蒸馏水在 20℃下浸泡
48 h ,用 3 层纱布过滤后得到质量浓度为 0.08
g ·mL -1的斑地锦水浸提液原液 。然后用蒸馏水
将其稀释至原液质量浓度的 1/2 、1/4 和 1/8 ,即
各浸提液质量浓度分别为 0.04 、 0.02和 0.01 g
·mL-1 。
1.2.3 化感活性生物鉴定 采用培养皿滤纸法。
用不同质量浓度的浸提液保持滤纸湿润做受体植
物种子发芽试验 ,将蒸馏水设为对照(CK),每个
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 9 d ,第9天统计种子萌发率 、幼
苗根长 、苗高和鲜质量等数据 。
1.2.4 数据统计 幼苗根长:从每个培养皿中随
机挑选 10株幼苗测量根长 ,取平均值。由于早熟
禾 、高羊茅是单子叶植物 ,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 9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
(%)×幼苗鲜质量(g)
对照抑制百分率=(1-处理/对照)×100%
综合效应(SE)是同一处理质量浓度对同一
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[ 16] 。
1.2.5 化感物质定性鉴定 分别取质量浓度为
0.01 、0.02 、0.04和 0.08 g ·mL -1的斑地锦水浸
提液 10 mL ,加入 w =2%FeCl3 溶液 2.50 mL ,
充分振荡后静置 3 min ,观察溶液颜色变化 ,并判
断是否含有酚类化感物质[ 17] 。
2 结果与分析
2.1 斑地锦的生物学特性
据调查 ,斑地锦为一年生匍匐小草本。根纤
细 ,分枝较密 。茎柔细 , 带淡紫色 ,多分枝 ,匍
匐 ,分枝长 10 ～ 17 cm ,表面被白色细柔毛 ,折断
后有丰富的白色乳汁 。6-9 月份为开花盛期 ,种
子灰褐色 、细小(图 1),千粒质量约 0.08 g ,平均
每株每年约产种粒数 1 500 ,8 月份采集的种子立
即播种 , 光照条件下 2 d 后种子萌发率达
26.32%,7 d后萌发率为 28.42%;黑暗条件下 7
d萌发率为 2.17%。
图 1 斑地锦种子与小麦种子
Fig.1 Seeds of E.maculata and Triticum aestivum
斑地锦的伴生植物常为红茎马唐(Digitaria
ischaemum)、狗尾草(Sctaria viridis)、小蓬草
(Conyza canadensis)、莎草(Cyperus rotund us)
等。在白三叶 、红花酢浆草等组成的绿地中 ,斑地
锦可以形成优势种群(图 2 、图 3),表现出较强的
适应性。据对白三叶草坪调查显示 ,斑地锦生物
产量为 1 129 g/m2 (鲜质量), 植株含水量
80.57%。植株茎叶采后(保留植株基部 1 ～ 2
cm)可迅速生长 ,20 d后重新完全覆盖地表 。
·203·8 期 许桂芳等:入侵植物斑地锦的生物学特性及其对 3种草坪植物的化感作用
图 2 白三叶草坪中的斑地锦
Fig.2 E.maculate in the Trif olium repens lawn
图 3 红花酢浆草草坪中的斑地锦
Fig.3 E.maculate in the Oxalis cor ymbosa lawn
2.2 斑地锦的化感作用
2.2.1 不同质量浓度斑地锦水浸提液对 3种受
体植物幼苗根长的影响 从表 1 可以看出 ,与对
照相比 ,4个处理均对 3种受体幼苗根的生长存
在抑制作用 ,且对白三叶和早熟禾根长的抑制作
用达到极显著水平;除含量为 0.01 g ·mL -1的浸
提液对高羊茅幼苗根生长的抑制作用达到显著水
平外 ,其他 3个处理对高羊茅幼苗根生长的抑制
作用均达到极显著水平;斑地锦水浸提液对 3种
受体幼苗根生长的抑制作用随着浸提液质量浓度
的增加而增强。据观察 , 质量浓度为 0.08
g ·mL -1的浸提液处理 3种受体植物时 ,其幼苗
都不生根 。
2.2.2 不同质量浓度斑地锦水浸提液对 3种受
体植物幼苗株高的影响 从表 2 可看出 ,与对照
相比 ,4个处理对白三叶幼苗的株高存在抑制作
用 ,除质量浓度为 0.01 g ·mL-1的浸提液的抑制
作用达到显著水平外 ,其余 3个处理的抑制作用
达到极显著水平 ,并且随着水浸提液质量浓度的
增加而增加;与对照相比 ,除0.08 g ·mL-1的浸
表 1 不同质量逍度斑地锦水浸提液对 3 种
受体植物幼苗根长的影响
Table 1 Ef fect of aqueous extract of Euphorbia
maculata on root length of three plants cm
浸提液质量浓度/(g·mL-1)
Aaqueous ext ract
concent ration
白三叶
Tri fol ium
repens
高羊茅
Festuca
arundinacea
早熟禾
Poa pratensi s
CK 1.49 5.05 3.11
0.01 1.15＊＊ 3.88＊ 2.01＊＊
0.02 0.42＊＊ 2.86＊＊ 1.16＊＊
0.04 0.16＊＊ 1.45＊＊ 0.03＊＊
0.08 0.00＊＊ 0.00＊＊ 0.00＊＊
注:“ ＊”表示在 0.05水平上差异显著 , “ ＊＊”表示在 0.01水平上
差异极显著 ,下同。
Note:＊and＊＊mean th e sig ni fican t dif ference at 0.05 and
0.01 level respectively , the same hereinaf ter.
表 2 不同质量浓度斑地锦水浸提液对
3 种受体植物幼苗株高的影响
Table 2 Ef fect of aqueous extract of Euphorbia
maculata on seedling height of three plants cm
浸提液质量浓度/(g·mL-1)
Aaqueous ext ract
concent ration
白三叶
Tri fol ium
repens
高羊茅
Festuca
arundinacea
早熟禾
Poa pratensi s
CK 1.02 5.59 3.01
0.01 0.81＊ 6.81 3.06
0.02 0.66＊＊ 5.85 3.08
0.04 0.54＊＊ 5.07 1.61＊＊
0.08 0.14＊＊ 2.41＊＊ 0.63＊＊
提液对高羊茅幼苗的株高起抑制作用 ,并且达到
极显著水平外 , 质量浓度为 0.01 和 0.02
g ·mL -1的浸提液提高了高羊茅幼苗的株高 ,但
两个处理对高羊茅幼苗株高的促进作用均未达到
显著水平;与对照相比 ,质量浓度为 0.01和 0.02
g ·mL -1的浸提液对早熟禾幼苗株高起促进作
用 ,但均未达到显著水平 ,而质量浓度为 0.04和
0.08 g ·mL-1的浸提液对早熟禾幼苗株高起抑
制作用 ,并且均达到极显著水平。
2.2.3 不同质量浓度斑地锦水浸提液对受体植
物种子活力的影响 从表 3可见 ,与对照相比 ,质
量浓度为 0.02 、0.04 和 0.08 g ·mL-1的浸提液
对白三叶 、高羊茅和早熟禾 3种受体植物的种子
活力均存在不同程度的抑制作用 ,且抑制作用随
着质量浓度的增加而增强;质量浓度 0.04和0.08
g ·mL-1的浸提液对种子活力的抑制作用达到极
显著水平;而质量浓度 0.02 g ·mL-1的浸提液对
·204· 西 北 农 业 学 报 19 卷
早熟禾种子活力的抑制作用达到显著水平 ,对白
三叶和高羊茅的种子活力的抑制作用不显著;质
量浓度 0.01 g ·mL-1的浸提液对白三叶和早熟
禾的种子活力具有促进作用 ,对高羊茅的种子活
力起抑制作用 ,但均不显著。
表 3 不同质量浓度斑地锦水浸提液对 3 种受体
植物种子活力的影响
Table 3 Ef fect of aqueous extract of Euphorbia
maculate on seed viability of three plants
浸提液质量浓度/(g·mL-1)
Aaqueous ex t ract
concent ration
白三叶
Tri fol ium
repen s
高羊茅
Festuca
arundinacea
早熟禾
Poa pratensi s
CK 0.40 1.27 0.14
0.01 0.45 1.05 0.16
0.02 0.35 1.09 0.10＊
0.04 0.09＊＊ 0.61＊＊ 0.05＊＊
0.08 0.00＊＊ 0.26＊＊ 0.01＊＊
2.2.4 不同质量浓度斑地锦水浸提液对受体植
物影响的综合效应(S E) 根据表 4结果 ,比较不
同质量浓度浸提液对白三叶 、高羊茅和早熟禾的
综合效应可得出以下结论 ,斑地锦水浸提液对白
三叶 、高羊茅和早熟禾的种子活力 、幼苗苗高和根
长的综合抑制效应随浸提液含量增加而增强;其
中对白三叶种子活力 、幼苗苗高和根长的综合抑
制效应最强。
表 4 不同质量浓度斑地锦水浸提液对 3 种
受体植物影响的综合效应(SE)
Table 4 Synthetic effect(SE)of aqueous extract of
Euphorbia maculata on three plants %
浸提液质量浓度/(g·mL-1)
Aaqueous ex t ract
concent ration
白三叶
Tri fol ium
repen s
高羊茅
Festuca
arundinacea
早熟禾
Poa pratensi s
0.01 10.33 6.00 6.33
0.02 40.00 17.67 30.00
0.04 71.33 44.00 70.00
0.08 95.33 79.00 90.67
2.2.5 化感物质定性鉴定结果 质量浓度为
0.01 、0.02 、0.04和0.08 g ·mL -1的斑地锦水浸
提液为不同程度的棕黄色 ,加入 w=2%FeC l3 溶
液后 ,水浸提液颜色变为绿色 ,且随浸提液质量浓
度增加 ,绿色加深。由此可推测 ,斑地锦水浸提液
中含有酚类化感物质 。
3 讨论
斑地锦种子采集后立即播种 ,两天后种子萌
发率达 26.32%,部分种子成熟后立即萌发 ,有利
于斑地锦利用适宜的外界条件 ,繁衍后代 ,但其种
子萌发率较低 ,说明未萌发的种子可能具有休眠
特性 。种子休眠是植物在长期的系统发育过程中
形成的抵抗外界不良环境条件以保持物种不断进
化的生态特性 , 是调节萌发的最佳时间和空间分
布的一种机制[ 18] 。种子的休眠特性使其能够顺
利度过不良的环境 ,这可能是斑地锦具有较强适
应性的原因之一。
斑地锦分布广泛 、种群密度大的原因 ,除与其
种子产量大 、斑地锦种子小且易脱落 ,并能借助
外力传播很远有关外 ,还可能与其对周围植物具
有化感作用有关。本试验中斑地锦浸提液对白三
叶种子活力 、幼苗株高和根长的综合抑制效应最
强 ,这一现象和实地调查中发现的白三叶草坪斑
地锦危害较重相吻合 。
酚类物质为重要的水溶性化感物质[ 19] 。
Rosh-china等[ 20] 报道 ,一些多酚类化合物有破坏
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 CAT 酶活性 ,启
动膜质过氧化 ,从而破坏膜的结构有关 。通过对
斑地锦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 。斑地锦水浸提液中的酚类
物质可能对 3种草坪植物的种子萌发和幼苗生长
具有化感作用 。
程月琴等[ 21] 研究发现 ,斑地锦浸提液对番
茄 、辣椒 、荆芥和苋菜 4种蔬菜根的生长有强烈抑
制作用 ,本试验中斑地锦对受体植物种子萌发中
根的形成与生长抑制作用显著 ,与前者研究结果
一致 。在田间栽培条件下斑地锦对草坪植物的化
感作用及其机制尚需进一步研究。
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