免费文献传递   相关文献

刺果甘草化感作用及其对作物萌发和生长的影响



全 文 :湖 北 农 业 科 学 2009 年
收稿日期:2008-12-31
基金项目:佳木斯大学科学技术研究重点项目(szj2008-019)
作者简介:刘方明(1976-),女,讲师,博士,主要从事园林生态学和普通生态学的教学和科研工作,(电话)0454-8617230
(电子信箱)liufangming924@126.com。
第 48 卷第 4 期
2009年 4 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 48 No.4
Apr.,2009
植物通过向环境中释放化学物质从而对同种
植株和繁殖体或与其他植物之间产生的直接或间
接、有益或有害的作用称为植物化感作用[1]。研究发
现很多植物都具有化感作用,如水稻、番茄、苜蓿、
落叶松、党参 [2]、豚草 [3]、紫茎泽兰 [4]等。 刺果甘草
(Glycyrrhiza pallidiflora Maxim),是一种中药植物,
又名土甘草、野甘草等,主要分布于我国黑龙江、辽
宁、内蒙古、河北等地。 此外,刺果甘草还可以作为
干旱、半干旱地区重要的固沙植物。 近年来对刺果
甘草的甘草酸、生物碱、精油等化学成分的分离、鉴
定进行了研究, 发现黄酮类化合物为一种重要产
物,分离、鉴定出叶、根中的挥发性化学成分[5-7]。 目
前国内有关刺果甘草成分、品质以及药理方面的报
道较多,而对其化感作用的研究报道较少。 为此,本
文采用生物测定的方法,对刺果甘草的化感作用进
行研究,分析其对作物萌发和生长的影响,旨在为
建立合理的药材种植及农业生产间作混作模式、应
用化感物质制备天然除草剂、作物生长调节剂等提
供理论依据。
1 材料与方法
1.1 刺果甘草水浸提液的制备
2008 年 4 月在佳木斯大学校园采集刺果甘草
的果实、茎、根和根际土。 取植株各部分和根际土以
1∶5 的比例浸泡 48 h, 过滤后得刺果甘草水浸提原
液(0.2 g·mL-1浸提溶液),4℃保存备用。试验材料为
刺果甘草化感作用及其对作物萌发和生长的影响
刘方明,滕 飞,张卫东,李 丽
(佳木斯大学生命科学学院,黑龙江 佳木斯 154007)
摘要:运用室内培养皿生物测定方法,对刺果甘草化感作用进行了研究。结果表明,刺果甘草植株各部分
水浸液化感作用顺序为根>茎>根际土。 刺果甘草植株果实浸液对小麦的根长和鲜重表现出明显的抑制
作用,对水稻幼苗根长、苗高和鲜重表现出低促高抑的双重作用。 刺果甘草水浸液对受体植物根长的抑
制作用明显,对苗高的抑制作用较弱。
关键词:刺果甘草;化感作用;种子萌发;幼苗生长
中图分类号:S567.7+1.01 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2009)04-0904-03
Allelopathy of Glycyrrhiza pallidiflora Maxim and Its Impact on Seed Germination and
Seedling Growth of Crops
LIU Fang-ming,TENG Fei,ZHANG Wei-dong,LI Li
(College of Life Science, Jiamusi University, Jiamusi 154007, Heilongjiang,China)
Abstract: Bioassay was used to study the allelopathy of Glycyrrhiza pallidiflora Maxim. The results showed that its water ex-
tract solution of different plant part had different effects. The inhibiting effect on root was higher than stem and soil in rhi-
zosphere. And significant inhibiting effects of fruit water extract were found on root length and fresh weight in wheat. Signifi-
cant inhibiting effect in higher concentration and increasing effects in lower concentration were found on seedling length , root
length and fresh weight in rice. The water extracts of Glycyrrhiza pallidiflora Maxim had more obviously inhibition on the
root’s length than the length of seedling.
Key words: Glycyrrhiza pallidiflora Maxim; allelopathy; seed germination; seedling growth
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2009.04.037
第 4 期
白菜(Brassica pekinensis)、小麦(Triticum aestivum)
和水稻(Oryza sativ)。
1.2 试验方法
采用培养皿滤纸法进行种子萌发试验。 将原液
稀释为 0.025 g·mL-1、0.050 g·mL-1、0.100 g·mL-1、
0.200 g·mL-14 个浓度,以蒸馏水做对照(CK),3 次
重复。 培养皿分别加入 5 mL浸提液,每皿分别放入
子粒饱满、均匀一致并经过消毒的种子 20 粒,置于
光照培养箱中 25℃、5 000 lx 光照 12 h,20℃黑暗处
理 12 h培养。记录发芽种子萌发率、苗高、根长和鲜
重。 采用 DPS 数据处理系统进行数据分析,进行方
差分析和 LSD显著性检验。
2 结果与分析
2.1 刺果甘草不同部位浸提液的作用
2.1.1 浸提液对白菜萌发的影响 刺果甘草不同
部位浸提液对白菜萌发作用中,根和茎浸提液的抑
制效果明显,而根际土和果实浸提液的抑制作用不
明显(图 1a)。 刺果甘草茎浸提液 0.200 g·mL-1浓度
处理白菜萌发率较低, 低于对照和 0.050 g·mL-1浓
度处理(P<0.05);刺果甘草根浸提液随浓度增加抑
制作用明显,0.100 g·mL-1和 0.200 g·mL-1浓度处理
的白菜萌发率低于其他处理(P<0.05)。
2.1.2 浸提液对白菜苗高的影响 浸提液对白菜
苗高的影响见图 1b。刺果甘草根和茎浸提液对白菜
苗高表现出低浓度促进高浓度抑制的双重效应,分
别在 0.050 g·mL-1和 0.100 g·mL-1浓度苗高获得最
高值(P<0.05);刺果甘草根际土浸提液的促进效果
明显,且随浓度增加促进作用增强(P<0.05);刺果甘
草果实浸提液效果趋势有一定波动,0.200 g·mL-1
浓度时表现出明显抑制作用(P<0.05)。
2.1.3 浸提液对白菜根长的影响 根际土浸提液
对白菜根长表现出低浓度促进高浓度抑制的双重
效应,较低浓度促进白菜根长生长,0.200 g·mL-1浓
度抑制白菜根长生长(P<0.05)。 根和茎浸提液抑制
作用随浓度增加而增强,高浓度处理抑制作用明显
(P<0.05)。 果实水浸提液 0.100 g·mL-1 和 0.200 g·
mL-1浓度抑制作用较强(P<0.05)(图 1c)。
2.1.4 浸提液对白菜鲜重的影响 刺果甘草根浸
提液随浓度增加抑制效果明显,而根际土浸提液促
进作用明显(P<0.05)。 刺果甘草茎浸提液对白菜鲜
重表现出低促高抑作用,0.025 g·mL-1 浓度白菜鲜
重高于其他处理。 刺果甘草果实浸提液 4个浓度均
具有抑制作用,变化趋势有波动(P<0.05)(图 1d)。
2.2 刺果甘草果实浸提液对作物萌发生长的影响
2.2.1 各处理对作物萌发的影响 由图 2a 可以看
出, 随果实浸提液浓度增加小麦的萌发率降低,高
浓度浸提液处理小麦萌发率与对照和 0.025 g·mL-1
的差异达到显著水平(P<0.05)。 随浸提液浓度增加
水稻萌发率变化不明显(P>0.05)。
2.2.2 不同处理对作物苗高的影响 果实浸提液
对小麦和水稻苗高具有低浓度促进高浓度抑制的
作用(图 2b)。 果实浸提液 0.025 g·mL-1浓度时,小
麦和水稻苗高达到最大值,在 0.100 g·mL-1和 0.200
g·mL-1浓度抑制作用明显(P<0.05)。
2.2.3 不同处理对作物根长的影响 随果实浸提
液浓度增加小麦根长受到明显的抑制作用,处理间
差异显著(P<0.05,图 2c)。 而果实浸提液对水稻根
长具有低浓度促进高浓度抑制的作用,果实浸提液
0.025 g·mL-1浓度时水稻根长达到最大值, 与其他
处理差异显著(P<0.05)。
2.2.4 不同处理对作物鲜重的影响 随果实浸提液
浓度增加小麦鲜重受到明显的抑制作用,处理间差
异显著(P<0.05,图 2d)。 而果实浸提液对水稻鲜重
具有低浓度促进高浓度抑制的作用, 果实浸提液
0.025 g·mL-1浓度时水稻鲜重达到最大值,与 0.100
g·mL-1和 0.200 g·mL-1浓度处理差异显著(P<0.05)。
3 小结与讨论
3.1 刺果甘草化感作用的浓度效应
对浸提液化感作用研究发现,高浓度浸提液对
植物发芽和幼苗生长表现低促高抑的双重效应[8-10]。
高浓度时紫茎泽兰叶片水浸提液能显著抑制植物
种子发芽率、发芽速度,但低浓度时出现促进作用[4]。
刘方明等:刺果甘草化感作用及其对作物萌发和生长的影响 905
湖 北 农 业 科 学 2009 年
(责任编辑 郑 威)
本研究发现, 刺果甘草根和茎浸提液对白菜苗高、
根际土浸提液对白菜根长、茎浸提液对白菜鲜重有
低促高抑作用,与前人研究结果一致。
3.2 刺果甘草不同部分化感作用的比较
许多研究表明,同一植物不同组织的化感作用
有所差异,可能化感物质的含量和种类有关 [11]。 对
党参水浸提液化感作用研究表明,植株地下部分水
浸提液的化感效应大于地上部分的作用[2]。 刺果甘
草根的主要化学成分为酯、烷、烯类化合物,亚油酸
乙酯含量最多[7]。 研究发现刺果甘草不同部位化感
作用大小的顺序为根>茎>根际土,说明地下部分水
浸提液对不同植物的化感效应大于地上部分的作
用,与前人研究结果一致。 而对紫茎泽兰化感作用
研究发现,地上部分水浸提液的化感作用强于地下
部分化感作用[4]。
3.3 刺果甘草果实化感作用对不同作物的影响
同一植物的化感物质对不同受体作物化感效
应可能不同。 有学者研究发现,辣椒水浸提液浓度
为 0.02 g·mL-1时抑制生菜苗高,而促进白菜苗高[8]。
刺果甘草果实浸提液浓度对小麦萌发率、根长和鲜
重有明显抑制作用,0.025 g·mL-1 浓度浸提液对苗
高有促进作用;而果实浸提液对水稻的抑制作用较
弱, 对萌发率影响不明显,0.025 g·mL-1和 0.050 g·
mL-1 浓度浸提液促进苗高、 根长和鲜重,0.050 g·
mL-1浓度时植物生长指标达到最高值。
3.4 刺果甘草化感作用的抑制机理
植物化感作用首先是对膜的伤害, 对激素、离
子吸收等产生影响,必然引起植物细胞分裂、光合
作用等的变化,从而对植物的生长产生抑制 [12]。 植
物产生的化感物质,如酚类物质、生物碱等改变其
他植物根的形态。 刺果甘草茎和根浸提液对白菜生
长指标的影响,以及果实浸提液对小麦生长指标的
影响发现,受体植物根受到的抑制作用比地上部分
明显。 许多学者研究表明,化感物质对受体植物种
子根的抑制作用比对芽的作用明显。
植物的化感作用广泛地存在于自然界中,在耕
作制度安排、农田杂草控制、作物虫害和病害的防
治以及减少连作障碍危害等方面起着重要作用 [12]。
分离、提取化感物质或者以化感物质为模型合成除
草剂和杀虫剂可以作为甘草化感作用深入研究的
一项重要内容。
参考文献:
[1] 张开梅,石 雷,李振宇.蕨类植物的化感作用及其对生物多样
性的影响[J].生物多样性,2004,12(4):466-471.
[2] 赵庆芳,郭鹏辉.党参水浸液对不同作物的化感作用研究[J].安
徽农业科学,2007,35(24):7511-7513.
[3] 王大力,祝心如.豚草的化感作用的研究[J].生态学报,1996,16
(1):11-19.
[4] 韩利红,冯玉龙.发育时期对紫茎泽兰化感作用的影响[J].生态
学报,2007,27(3):1185-1191.
[5] 马君义,张继,王一峰,等.刺果甘草中黄酮类化合物的提取与
分析[J].植物资源与环境学报,2006,15(1):78-79.
[6] 张 继,马君义,王一峰,等.刺果甘草叶挥发性化学成分的分
析研究[J].草业学报,2004, 13(3):103-105.
[7] 张 继,马君义,杨永利,等.刺果甘草根化学成分的研究[J].中
国药学杂志,2002,37(12):902-904.
[8] 邓明华,文 锦,邹学校,等.辣椒植株水浸提液对生菜和大白
菜化感作用的初步研究[J].云南农业大学学报,2007,22(3):
452-455.
[9] 刘明久,许桂芳,姜 辉.入侵植物香丝草化感作用的生物测定
[J].河南农业科学,2008(6):71-73.
[10] 董沁方,程智慧.百合地上部分水浸液的化感效应研究[J].西
北农业学报,2006,15(2):144-148.
[11] 胡 飞,孔垂华.胜红蓟化感作用的研究Ⅰ.水溶物的化感作
用及其化感物质的分离鉴定[J].应用生态学报,1997,8(3):
304-308.
[12] 李寿田,周健民,王火焰.植物化感作用机理的研究进展[J].农
村生态环境,2001,17(4):52-55.
906