全 文 ：收稿日期:2004-09-17;修回日期:2004-11-25
基金项目:国家自然科学基金项目(30060068)、内蒙古自治区自然科学基金项目(200105-06)内容
作者简介:张永明(1977-),男 ,在读硕士生 , 2001年学士毕业于内蒙古农业大学生态环境学院 , 主要从事植物资源开
发利用方面的研究.
几种植物对濒危物种绵刺他感作用的研究
张永明1 ,金　洪1 ,高润宏1 ,王胜利2 ,赵　钢1
(1.内蒙古农业大学生态环境学院 ,内蒙古　呼和浩特　010019;
2.内蒙古鄂尔多斯市林业工作中心 , 内蒙古　鄂尔多斯　017000)
　　摘要:珍稀濒危植物绵刺与其所在群落中主要物种沙冬青 、旱蒿 、霸王 、长叶红砂之间以及自身
的他感作用研究结果表明:在 5种植物的鲜枝叶水浸提液中 ,沙冬青 、旱蒿对绵刺种子萌发有明显的
抑制作用 ,对幼苗生长的影响主要表现在对幼根和幼芽伸长生长的抑制;霸王和长叶红砂对绵刺种
子萌发的抑制作用不明显 ,而对绵刺幼苗生长的影响较大;同时绵刺对自身种子萌发产生自我中毒
作用。
　　关键词:绵刺;他感作用;生物测定
　　中图分类号:Q945.7　　　文献标识码:A　　文章编号:1000-6311(2005)03-0044-05
Allelopathic Effects of the Extracts from Several Plants on Potaninia mongol ica Max-
im.ZHANG Yong-ming1 , JIN Hong1 , GAO Run-hong1 , WANG Sheng-li2 , ZHAO
Gang1(1.College o f Ecology and Environmental S cience , I nner Mongol ia Agricul-
tural Universi ty , Hohhot 010019 , China;2.Centre o f Forest in Ordos , Odros
017000 ,China):Grassland of China ,N o.3 ,2005 , pp.44 ～ 48.
Abstract:The allelopathic effect of Ammopiptanthus mongolicus , Artemisia xero-
phy tica ,Z ygophy llum xanthoxy lon , Reaumuria trigyma and i tself on rare and en-
dangered plant Potaninia mongolica Maxim w as studied.The resul ts show ed that
w ater ex t ract o f A.mongol icus and A.xerophy t ica had signif icant inhibitory ef fects
on seed germination o f P.mongolica Maxim .the main inf luence on young sprout
w as to repress the g rowing of the roo t and bud.The w ater ex tract of Z .xanthoxy-
lon and R.trig yma had li t tle effects , even had promot ion function , but had great in-
fluence on the primary g row th.At the same time , P.mongolica Maxim.produced
the ego poisoned funct ion to the seed germination of it self.
Key words:Potaninia mongolica Maxim ;Allelopathic ef fect;Bioassay
—44—
第 27卷　第 3期　　　　　　　　　　　　中　国　草　地　　　　　　　　　　　　2005 年 5 月
Vo l.27　No.3　 　　　　　　　　　　　Grassland of China　　　　　　　　 　　　　May.2005
　　他感作用普遍存在于植物种间 ,是种间
生存竞争的一种特殊形式[ 1] 。濒危植物与其
种群内的植物之间存在着复杂的相互关系 ,
许多共生物种对濒危植物种群的生存 、繁殖 、
扩散有着很大影响 ,他感作用是其中重要的
作用方式之一 。因而 ,研究他感作用对揭示
濒危物种的濒危机制有着重要意义[ 2 , 3] 。
绵刺(Potaninia mongolica Maxim.)是
蔷薇科绵刺属植物 , 古地中海孑遗植物 , 20
世纪 80年代被列为国家二级保护植物[ 4 , 5] 。
长期以来 ,受不同因素的影响 ,其分布范围和
种群数量明显减少。本文研究了与绵刺共生
的 4种植物及其自身产生的他感作用 ,以期
为保护该物种提供理论依据。
1　材料和方法
1.1　材料
2003年10月在鄂尔多斯国家自然保护区
乌海市海渤湾区黄河村(N39°51′、E106°45′)
北部的绵刺多优群落中 ,采集即将脱落的成
熟绵刺种子(饱满 、完整)。供体植物为绵刺
多优群落中的主要物种绵刺 、沙冬青(Am-
mopiptanthus mongolicus)、旱蒿(Artem isia
xerophy tica)、霸王(Zygophy l lum xanthox-
y lon)和长叶红砂(Reaumuria trigyma)等。
1.2　方法
1.2.1　水浸提液的制备
分别采集绵刺 、 沙冬青 、 旱蒿 、霸王和
长叶红砂的健康无病虫害的新鲜茎叶 200g ,
用蒸馏水 1000m l于室温下浸泡 24h ,将浸泡
液用微孔膜(0.45μm)抽滤装置在无菌操作
台上低温(<20℃)过滤。滤液作为原液 ,定
义其相对浓度为 0.20g/ml ,依次用蒸馏水稀
释 为 0.15g/ml 、 0.10g/ml 、 0.05g/ml、
0.02g/ml ,冷藏备用[ 6 , 7] 。
1.2.2　对绵刺种子发芽的影响
取各供体不同浓度的水浸提液各 2m l ,
加到培养皿的滤纸上;挑选 50粒饱满绵刺种
子用 1‰的汞消毒 10min ,再用蒸馏水冲洗 5
次后置于其中 ,各组 5 个重复 ,以蒸馏水对
照;置 28℃培养箱中培养 ,每 12h 记录 1次 ,
连续 5d记录发芽数 ,所得数据采用最终萌发
率和发芽速度指数(S)[ 8 , 9] 来定量 ,用 t测验
进行差异显著性检验。发芽速度指数按如下
公式进行计算:S=(N 1/1+N 2/2 +N 3/3+
N 4/4 +N 5/5)×100 。式中 , N 1 ～ N 5 分别
为 1 ～ 5d的种子萌发率 。
1.2.3　对绵刺幼苗生长的影响
实验采用小杯法[ 10 , 11] 。取各供体不同
浓度的水浸提液 15ml分别加入 250m l烧杯
中 ,上盖尼龙网 ,选取萌发一致的种子 30粒
置于网上 ,定时补充水浸提液;各组设 5个重
复 ,以蒸馏水对照 , 5d 后记录幼苗的幼芽和
幼根的生长状况(绝对长度)[ 12] 。
2　结果与分析
2.1　供体水浸提液对绵刺种子萌发的影响
由表 1可见 ,四种共生植物及绵刺自身
的水浸提液对绵刺种子的萌发存在不同程度
的影响。沙冬青和旱蒿对绵刺种子的萌发有
明显的抑制作用 ,并随水浸液浓度的增加抑
制作用增大。其中旱蒿的抑制作用极为显
著 ,当相对浓度达到 0.15g/ml时 ,使绵刺种
子几乎无法萌发。绵刺水浸提液对自身种子
的萌发存在一定的自毒作用 ,而霸王和长叶
红砂水浸液对绵刺种子的发芽没有抑制作
用 ,反而有一定的促进作用。
五种植物水浸提液对绵刺种子发芽速度
均有影响 ,随水浸提液浓度的不同产生不一
致的抑制作用 。其中 ,沙冬青和旱蒿随水浸
提液浓度的增大对绵刺发芽速度的抑制也显
著增加 ,并且均达到极显著水平;绵刺水浸提
液浓度的增大 ,对其自身发芽速度影响变化
不大 ,均为显著差异水平;而霸王和长叶红砂
对绵刺发芽速度的影响与水浸提液的浓度不
相关(表 2)。
—45—
张永明　金洪　高润宏　王胜利　赵钢　几种植物对濒危物种绵刺他感作用的研究
表 1　几种植物的水浸液对绵刺种子发芽率的影响
Table 1　Ef fects on the seed germination of Potaninia mongolica by several plants , water extract
物种
Species
不同浓度水浸液下绵刺种子最终发芽率(%)
The percentage of seed germination of P.mongo lica in several plants , water ext ract
CK 0.20g/m l 0.15g/ml 0.10g/ml 0.05g/m l 0.02g/ml
绵　　刺 88 58＊＊ 63＊＊ 65＊ 78＊ 80
沙 冬 青 85 0＊＊ 16＊＊ 21＊＊ 38＊＊ 59＊
旱　　蒿 86 0＊＊ 0＊＊ 3＊＊ 12＊＊ 23＊＊
霸　　王 85 87 88 85 83 86
长叶红砂 87 84 86 88 87 86
　　注:t0.05 =2.306 , t0.01 =3.355;＊为显著 , ＊＊为极显著;下表同。
表 2　几种植物的水浸液对绵刺种子发芽速度指数的影响
Table 2　Effects on the indexes of Potaninia mongolica , seed-sprouting by several plants , water extract
物种
Species
不同浓度水浸液下绵刺种子发芽速度指数(S)
The indexes of seed-sprou ting speed of P.mongo lica in several plants , water ext ract
CK 0.20g/m l 0.15g/ml 0.10g/ml 0.05g/m l 0.02g/ml
绵　　刺 1258 829＊ 889＊ 933＊ 1086＊ 1198＊
沙 冬 青 1189 16＊＊ 69＊＊ 188＊＊ 283＊＊ 497＊＊
旱　　蒿 1236 0＊＊ 0＊＊ 15＊＊ 97＊＊ 218＊＊
霸　　王 1198 1209 1266 1186 1106 1203
长叶红砂 1228 1162 1197 1243 1208 1189
2.2　供体水浸提液对绵刺幼苗生长的影响
不同浓度的供体水浸液对绵刺芽伸长生
长影响的统计结果如表 3所示 。
　　不同浓度梯度的旱蒿 、沙冬青 、霸王和长
叶红砂水浸液对绵刺幼芽伸长生长的影响均
达到显著差异水平 ,其中旱蒿的抑制作用最
为明显;而绵刺水浸液对自身芽的生长影响
不明显。在实验中发现 ,当供体植物的水浸
提液浓度较大时 ,绵刺的幼苗出现部分烂根
现象 , 除烂根幼苗外对所培养的幼苗根长统
表 3　几种植物的水浸液对绵刺幼苗芽伸长生长的影响
Table 3　Effects on the bud growth of Potaninia mongolica , by several plants , water extract
物种
Species
不同浓度水浸液下绵刺幼芽伸长量(㎜)
T he bud length of P.mongolica , in several plants , w ater ex t ract
CK 0.20g/m l 0.15g/ml 0.10g/ml 0.05g/m l 0.02g/ml
绵　　刺 10.5 8.5 9.5 11.0 10.3 10.6
沙 冬 青 11.2 2.0＊＊ 2.8＊＊ 3.5＊＊ 3.8＊＊ 5.1＊
旱　　蒿 9.8 0＊＊ 0.5＊＊ 1.5＊＊ 3.2 ＊＊ 5.0＊＊
霸　　王 8.5 4.8＊＊ 5.0＊＊ 5.5＊ 6.3＊ 6.5＊
长叶红砂 10.0 5.8＊＊ 6.5＊＊ 7.2＊ 8.0＊ 8.5＊
—46—
中国草地　2005 年　第 27卷　第 3期
计的结果如表 4。当旱蒿和沙冬青的水浸提
液的相对浓度达到 0.10g/ml 以上时 ,对绵
刺的幼苗根生长的抑制达极显著水平 ,其中
旱蒿的抑制作用最为明显;不同浓度的霸王
和长叶红砂水浸液对绵刺幼根的伸长生长达
到显著差异;而绵刺水浸液对自身幼苗根的
生长无显著影响。
表 4　几种植物的水浸液对绵刺幼苗根伸长生长的影响
Table 4　Effects on the root growth of Potaninia mongolica , by several plants , water extract
物种
Species
不同浓度水浸液下绵刺幼根伸长量(㎜)
T he root length of P.mongo lica , in several plants , w ater ext ract
CK 0.20g/m l 0.15g/ml 0.10g/ml 0.05g/m l 0.02g/ml
绵　　刺 31.2 29.8 30.5 31.8 30.5 32.5
沙 冬 青 30.8 1.0＊＊ 3.8＊＊ 8.5＊＊ 16.4＊ 21.5＊
旱　　蒿 29.9 0＊＊ 1.6＊＊ 2.8＊＊ 9.8＊ 19.6＊
霸　　王 30.9 19.5＊ 23.6＊ 25.8＊ 26.5＊ 27.0＊
长叶红砂 30.2 21.5＊ 24.5＊ 25.8＊ 27.3＊ 28.0＊
2.3　供体水浸提液对绵刺幼苗形态的影响
对不同浓度供体水浸液中绵刺芽和根系
的形态观察表明 ,旱蒿 、沙冬青 、霸王和长叶
红砂水浸液处理的绵刺芽均表现不同程度的
收缩和皱褶 ,幼根长度缩短 ,扭曲较多 ,根毛
不发达 ,并随水浸液浓度的增大影响更为明
显。
3　小结与讨论
3.1　Leathe r等[ 13] 指出 ,发芽率可能不是反
映生化他感效应最敏感系数 ,为了更准确的
描述生化他感效应还应将发芽速率作为一个
重要衡量指标。在共生圈内的四种植物及绵
刺自身的茎叶水浸液中 ,沙冬青和旱蒿降低
了绵刺种子发芽率和发芽速度 ,并随浓度的
增加这种趋势更为明显 ,这与 Duke 等[ 14] 研
究的结果相同;而霸王和长叶红砂对绵刺种
子萌发的影响表现为不显著的正面促进效
应;绵刺对其种子也产生自我毒害作用。这
说明同一生境中的不同植物对绵刺的抑制作
用存在差异。
3.2　在绵刺幼苗的生长过程中 ,霸王和长叶
红砂的抑制作用达极显著水平 ,沙冬青和旱
蒿的影响也均达到显著水平 ,而绵刺对自身
幼苗的影响不明显 ,这说明不同植物对处于
不同生育期绵刺生长的生化他感作用是不同
的 ,而对成龄绵刺植株的生化他感效应有待
于进一步研究 。
3.3　生化他感作用在优势种的形成 、群落演
替 、植被恢复中有着重要的作用[ 15] 。 Rice指
出环境因素对植物产生相克物质有很大的影
响 ,这些因素具有协同作用 。同一生境中生
长的植物在对养分 、水分 、阳光等需求过程
中 ,产生竞争局面 ,并伴有他感物的产生[ 16] 。
与绵刺同一生境中的四种植物在种群生态位
上有相当程度的重合 ,表现为对生境需求的
极大相似性 ,为了抑制绵刺种群的扩展 ,同一
生境的植物就可能会产生相克物质 ,使绵刺
无法进行有效的种子繁殖 ,同时加剧了对绵
刺生长的抑制作用 。对于绵刺来说 ,不同植
物他感物质对绵刺的有效作用程度和作用方
式是不同的。作者认为 ,他感作用是绵刺出
现濒危现象的重要原因之一。
—47—
张永明　金洪　高润宏　王胜利　赵钢　几种植物对濒危物种绵刺他感作用的研究
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