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大叶芥菜对牛膝菊的化感作用潜力



全 文 :朱 峰,何永福,叶照春. 大叶芥菜对牛膝菊的化感作用潜力[J]. 杂草科学,2015,33(1):14 - 16.
大叶芥菜对牛膝菊的化感作用潜力
朱 峰,何永福,叶照春
(贵州省植物保护研究所,贵州贵阳 550006)
摘要:以牛膝菊为受体,研究大叶芥菜水浸提液对牛膝菊的化感作用。结果显示,浓度分别为 0. 250 00、
0. 125 00、0. 062 50、0. 031 25 g /mL的大叶芥菜水浸提液对牛膝菊种子的萌发抑制效应以 0. 250 00 g /mL最高,平
均抑制率为 56. 03%;低浓度(0. 031 25 g /mL)处理对牛膝菊种子萌发基本上没有抑制作用。此外研究发现,大叶
芥菜水浸提液对牛膝菊胚根、胚芽的萌发和鲜质量积累都有明显的抑制作用,对鲜质量平均抑制率分别为
75. 75%、35. 82%、17. 48%、18. 81%;对牛膝菊种子萌发、胚根、胚芽、鲜质量的化感综合效应分别为 60. 36%、
30. 45%、14. 23%、16. 50%。结果表明,大叶芥菜对牛膝菊有很强的化感潜力,能为牛膝菊的绿色防控提供理论
依据。
关键词:大叶芥菜;植物化感作用;牛膝菊
中图分类号:Q948. 12 + 2. 1 文献标志码:A 文章编号:1003 - 935X(2015)01 - 0014 - 03
Allelopathy of Brassica juncea var. foliosa L. H.
Bailey on Galinsoga parviflora Cav.
ZHU Feng,HE Yong-fu,YE Zhao-chun
(Guizhou Institute of Plant Protection,Guiyang 550006,China)
Abstract:Galinsoga parviflora Cav. was used as a receptor to evaluate the allelopathic effects of water extracts of Brassica
juncea var. foliosa L. H. Bailey. Of the concentrations tested (31. 2,62. 5,125 and 250 mg /mL) ,the highest one,
250 mg /mL was the most inhibitory (56%) of G. parviflora seed germination whereas the lowest concentration
(31. 2 mg /mL)did not affect germination. The water extracts of B. juncea var. foliosa inhibited growth of radicle and
seedling,the inhibition rates were 76%,36%,17%,19%,respectively;the overall allelopathic effect on the seed germi-
nation,growth of radicle and seedling,and fresh weight of G. parviflora were 60%,30%,14%,16%,respectively. In
conclusion,B. juncea var. foliosa has strong allelopathic effects on G. parviflora,a property that can serve as the basis for
the green control of this weed.
Key words:Brassica juncea var. foliosa L. H. Bailey;allelopathic effects of plants;Galinsoga parviflora Cav.
收稿日期:2014 - 11 - 13
基金项目:贵州省农业科学院研究生科研创新基金[编号:黔农科合
(创新基金)2012004 号];贵州省创新能力建设专项[编号:院所
创能(2012)4001]。
作者简介:朱 峰(1986—) ,男,贵州织金人,硕士,助理研究员,从
事植物化感与农药残留研究工作。E - mail:gzzbszf@ 163. com。
通信作者:何永福,研究员,研究方向为农田杂草防控。E - mail:
heyongfu08@ 163. com。
植物与植物间的化感作用是当今科学研究的前
沿之一,“化感作用”是指一种植物(包括微生物)通
过其本身产生并释放到周围环境中去的化学物质对
另一种植物(或微生物)产生直接或间接的相互排
斥或促进的效应[1]。植物化感作用是一种自然现
象,是植物对环境的一种适应和防御机制[2],是植
物与周围的生物群落以次生代谢物质为媒介建立的
稳固的化学作用关系[3]。植物主要是通过茎叶挥
发、茎叶淋溶、根系分泌及植物残株的腐解等途径向
环境中释放化感物质,从而影响周围植物的生长、发
育和种子萌发等。
大叶芥菜[Brassica juncea (L.)Czernajew var.
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foliosa L. H. Bailey]是十字花科芸薹属一年生植
物,对环境和土壤要求不高,且产量相当可观,可利
用冬季农闲地等种植。
牛膝菊(Galinsoga parviflora Cav.)为菊科牛膝
菊属一年生草本植物,花、果期为 7—10 月,以种子
繁殖。牛膝菊原产墨西哥、中美及南美,如今遍布世
界各地,在中国分布在辽宁、安徽、江苏、浙江、江西、
四川、贵州、云南、西藏等省(区)[4]。牛膝菊是农田
作物的恶性杂草,且是优势杂草,对旱地作物危害十
分严重。
目前有人研究了牛膝菊对其他作物的化感作
用,如范雪涛等研究了牛膝菊对蚕豆根尖细胞有丝
分裂有化感作用[5];陈丽萍等报道,牛膝菊浸提液
对油菜幼苗体内超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物
酶(POD)活性等有抑制作用[6]。但是关于大叶芥
菜对牛膝菊的化感作用未见报道,本试验初步研究
了不同浓度大叶芥菜水浸提液对牛膝菊种子萌发的
影响,以期为绿色防控牛膝菊提供一定的依据。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
本试验的供体植物为大叶芥菜,受体植物为牛
膝菊,大叶芥菜叶片,牛膝菊种子采集于贵州省农业
科学院蔬菜地。
1. 2 大叶芥菜叶片水提液的制备
大叶芥菜叶片于 2014 年 1 月 4 日采于贵州省
农业科学院蔬菜种植地,采时大叶芥菜株高约
30 cm,长势良好。将采集的大叶芥菜新鲜叶片用蒸
馏水洗净,室内阴干后称取 150 g,加入 600 mL蒸馏
水并用粉碎机打碎,转入三角瓶中浸提 48 h,再用 4
层纱布过滤,即制成质量分数为 0. 250 00 g /mL 母
液,分别稀释成等量的 0. 125 00、0. 062 50、
0. 031 25 g /mL 溶液,放入 4 ℃冰箱中备用。
1. 3 受体植物种子的收集与处理
受体植物为贵州省蔬菜地常见杂草,种子采集
于贵州省农业科学院蔬菜地,用 0. 1% NaClO 将受
试种子消毒 10 min,再用蒸馏水冲洗 3 次。
1. 4 种子萌发试验
采用培养皿滤纸培养法进行种子发芽试验,每
个培养皿(直径 9 cm)加入干细土(120 ℃烘箱处理
12 h)30 g,其上铺 2 层滤纸,选取籽粒饱满、大小均
一的受体植物种子置于培养皿中,每皿放置 100 粒。
分别加入 20 mL 0. 250 00、0. 125 00、0. 062 50、
0. 031 25 g /mL提取液,以蒸馏水为对照,每处理重
复 3 次,置于温度为 25 ℃、湿度为 80%、光照时间
为 12 h /d 条件下的光照培养箱中。每天定时检查
记录并保持滤纸湿润,以胚根冲破种皮为发芽标准,
直到连续 3 d种子不再萌发时测量胚根、胚轴长度
及鲜质量。
1. 5 数据统计分析
相关计算公式为:
萌发抑制率 =(对照种子萌发率 -处理种子萌
发率)/对照萌发率 × 100%;
胚根生长抑制率 =(对照胚根长度 -处理胚根
长度)/对照胚根长度 × 100%;
胚芽生长抑制率 =(对照胚芽长度 -处理胚芽
长度)/对照胚芽长度 × 100%;
鲜质量抑制率 =(对照鲜质量 -处理鲜质量)/
对照鲜质量 × 100%;
综合效应(SE)=(萌发抑制率 +胚根生长抑制
率 +胚芽生长抑制率)/3;
化感指数(RI)= T /C - 1(T < C)。
式中:C为对照值;T 为处理值;RI 表示化感作用强
度大小,正值表示促进效应,负值表示抑制效应,其
绝对值的大小反映化感作用的强弱。
2 结果与分析
2. 1 大叶芥菜水浸提液对牛膝菊种子胚根、胚芽及
萌发的影响
由表 1 可见,大叶芥菜水浸提液 0. 250 00、
0. 125 00、0. 062 50 g /mL浓度处理对牛膝菊种子萌
发均有一定的抑制作用,平均抑制率分别为
56. 03%、16. 31%、10. 64%,以 0. 250 00 g /mL 处理
的抑制率较高,3 次重复抑制率分别为 29. 79%、
51. 06%、87. 23%;0. 031 25 g /mL 处理对牛膝菊种子
萌发基本没有抑制作用;4 个浓度处理对牛膝菊胚根
生长均有显著的抑制作用,平均抑制率分别为
75. 79%、56. 23%、32. 06%、33. 49%,其中 0. 250 00、
0. 125 00 g /mL处理胚根生长抑制率在 50%以上;
0. 250 00、0. 125 00 g /mL浓度处理对牛膝菊胚芽生
长有抑制作用,抑制率分别为 49. 05%、18. 81%,
0. 062 50、0. 031 25 g /mL处理对牛膝菊胚芽生长影
响较小,抑制率较低;0. 250 00、0. 125 00、0. 062 50、
0. 031 25 g /mL处理对牛膝菊胚根、胚芽鲜质量均具有
综合抑制作用,平均抑制率分别为 75. 75%、35. 82%、
17. 48%、18. 81%,以 0. 250 00 g /mL 处理抑制率最
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表 1 大叶芥菜水浸提液对牛膝菊种子胚根、胚芽及萌发的影响
Table 1 The effect of water extract from Brassica juncea var. foliosa L. H. Bailey on seed radicle,
embryo and germination of Galinsoga parviflora Cav.
水提液浓度
(g /mL)
胚根长
(cm)
胚根长抑制率
(%)
胚芽长
(cm)
胚芽长抑制率
(%)
鲜质量
(g)
鲜质量抑制率
(%)
萌发数
(粒)
萌发数抑制率
(%)
0. 250 00 0. 225 0 66. 35 0. 406 1 35. 47 0. 044 60. 96 33 29. 79
0. 160 9 75. 97 0. 439 1 30. 22 0. 035 68. 94 23 51. 06
0. 100 0 85. 04 0. 116 7 81. 45 0. 003 97. 34 6 87. 23
0. 125 00 0. 250 0 62. 61 0. 510 5 18. 88 0. 071 37. 00 38 19. 15
0. 244 7 63. 40 0. 434 2 31. 00 0. 066 41. 44 38 19. 15
0. 383 3 42. 67 0. 588 1 6. 55 0. 080 29. 02 42 10. 64
0. 062 50 0. 436 6 34. 70 0. 927 5 — 0. 099 12. 16 41 12. 77
0. 482 9 27. 78 0. 709 8 — 0. 090 20. 14 41 12. 77
0. 443 2 33. 71 0. 638 6 — 0. 090 20. 14 44 6. 38
0. 031 25 0. 433 3 35. 19 0. 620 8 1. 36 0. 117 — 48 —
0. 447 5 33. 07 0. 622 5 1. 08 0. 089 21. 03 40 14. 89
0. 453 2 32. 22 0. 629 8 — 0. 094 16. 59 47 —
CK 0. 604 6 0. 441 9 0. 103 44
0. 571 4 0. 720 4 0. 118 49
0. 829 8 0. 725 5 0. 117 47
高。上述试验结果初步表明,大叶芥菜水浸提液对
牛膝菊种子萌发、胚根、胚芽生长均有抑制作用,浓
度越高抑制作用越强。
2. 2 大叶芥菜水浸提液的化感效应
化感效应指数是衡量化感作用强度的重要指
标。由表 2 看出,大叶芥菜水浸提液对牛膝菊种子
萌发的综合效应值以 0. 250 00 g /mL 处理最高,达
60. 36%,其次为 0. 125 00 g /mL 处理,0. 062 50、
0. 031 25 g /mL 处理均低于 20%;大叶芥菜水浸提
液 0. 250 00、0. 125 00、0. 062 50、0. 031 25 g /mL 浓
度处理对牛膝菊种子萌发、胚根生长、胚芽生长、胚
根和胚芽鲜质量的化感指数多数为负值,化感效应
指数绝对值以高浓度处理较大,表明大叶芥菜水浸
提液对牛膝菊种子萌发具有一定的化感作用,浓度
越高,化感作用越强。
表2 大叶芥菜水浸提液对牛膝菊萌发、胚根、胚芽、鲜质量的化感效应指数
Table 2 The synthesis effect of Brassica juncea var. foliosa L. H.
Bailey on the seed germination,the growth of radicle,germ
and fresh weight of Galinsoga parviflora Cav.
水提液浓度
(g /mL)
综合效
应(%)
化感指数(RI)
发芽率 胚根 胚芽 鲜质量
0. 250 00 60. 36 - 0. 560 20 - 0. 757 7 - 0. 490 5 - 0. 757 7
0. 125 00 30. 45 - 0. 163 20 - 0. 562 2 - 0. 188 2 - 0. 358 5
0. 062 50 14. 23 - 0. 106 40 - 0. 320 6 0. 205 5 - 0. 174 8
0. 031 25 16. 50 - 0. 042 55 - 0. 334 8 - 0. 007 8 - 0. 112 7
3 结论
本试验通过培养皿滤纸法对大叶芥菜水浸提液
对牛膝菊的化感潜力进行了初步研究,结果表明,随
着浓度升高,化感作用增强,对牛膝菊的种子萌发、
胚根、胚芽生长以及鲜质量的积累均有明显的抑制
作用。
试验证实了大叶芥菜对牛膝菊具有很强的化感
潜力,有进一步研究开发的价值。但是本试验只是
对大叶芥菜的化感潜力做了初步研究,关于大叶芥
菜对于其他恶性杂草的化感作用以及其化感物质的
种类研究等须要在后续的试验中进一步进行。
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