全 文 ：收稿日期:2014 － 06 － 15
基金项目:国家“十二·五”科技支撑计划(编号:2012 BAD 19 B 02)。
作者简介:李 玮(1981 －) ，男，黑龙江七台河市人;硕士，助理研究员，
研究方向:植物化感作用研究;E-mail:lwbabylw@ 163． com。
播娘蒿对 2 种禾本科杂草种子萌发及幼苗生长的影响
李 玮1，2，3
(1．青海农林科学院， 西宁 810016; 2． 农业部西宁作物有害生物科学观测实验站， 青海 西宁 810016;
3．青海省农业有害生物综合治理重点实验室， 西宁 810016)
摘要:本试验应用室内培养皿生物测定方法，研究了播娘蒿水浸提液对 2 种禾本科杂草野燕麦和旱雀麦种子萌发及对幼
苗生长的影响。结果表明:(1)播娘蒿水浸提液对 2 种禾本科杂草种子的发芽率、发芽势均具有显著的抑制作用。(2)
播娘蒿水浸提液在浓度大于 1 mg /mL时，对野燕麦和旱雀麦幼苗的根长、芽长、干重和鲜重等生长指标均表现为抑制作
用，随浓度的增大，化感抑制效应增强。(3)化感效应指数(ＲI)值分析结果表明，播娘蒿水浸提液对 2 种禾本科杂草受
体具有化感效应，且对胚根生长的抑制作用明显。
关键词: 播娘蒿;野燕麦;旱雀麦;化感作用;种子萌发
中图分类号: S 451 文献标志码: A 文章编号: 1001 － 4705(2014)11-0018-05
Effects of Descurainia sophia on Seed Germination and Seedling
Growth of Two Kinds of Grassy Weeds
LI Wei1，2，3
(1． Qinghai Academy of Agriculture and Forestry Science，Xining 810016，China;
2． Scientific Observing and Experimental Station of Crop Pest in Xining in Ministry of Agriculture，
Xining Qinghai 810016，China;
3． Key Laboratory of Agricultural Integrated Pest Management in Qinghai Province，Xining 810016，China)
Abstract:The two kinds of grassy weeds seeds were treated by the water extract of Descurainia sophia to study
the effects on seed germination and seedling growth by using the indoor bioassay method． The results showed
that the water extract of Descurainia sophia had the inhibition effects on seed germination． Once the
concentration of water extract was greater than 1 mg /mL，produce inhibition effects of root length，seedling
height and fresh weight of seedlings，the inhibition effect increased with increase of the water extract
concentration． Through allelopathic effect index value analysis，the results showed that Descurainia sophia had
obvious allelopathic effect on two kinds of grassy weeds．
Key words: Descurainia sophia;Avena fatua;Bromus tectorum;allelopathy;germination
一些植物通过向周围环境中释放化感物质从而影
响邻近植物的生长发育，这一自然现象称为植物化感
作用(Allelopathy)［1］。高等植物间的化感物质通过活
体植物(供体植物)的茎叶挥发、茎叶淋溶、根系分泌
等途径释放到环境中，从而对周围邻近植物(受体植
物)产生有害或有益的影响［2］，是广泛存在于自然界
中的一种重要的化学生态学防御机制。利用植物间的
化感作用控制农田杂草，对于在农业可持续性发展中
建立合理栽培技术与耕作制度［3，4］，及新一代环境友
好型农药与植物生长发育调节剂的研发等方面有着广
泛的应用前景［5，6］。
播娘蒿［Descurainia sophia(L．)Webb． ex Prantl．］
属十字花科播娘蒿属 1 年生草本植物。它具有抗酸耐
盐碱、耐寒的特性，有高度的适应性，分布范围广
泛［7］，我国除华南外，全国各地均有分布，是陕西、山
东、河南、甘肃等地麦田的主要危害杂草。近年来，在
青海高原春小麦、青稞田中发生面积不断扩大，对麦类
作物的生长和产量有较大影响。目前研究播娘蒿对小
麦不同品种化感效应的报道很多，但关于播娘蒿对杂
草的化感作用的研究较少［8 ～ 13］。野燕麦、旱雀麦属 1
年生禾本科杂草，是青海麦田主要伴生禾本科杂草，危
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第 33 卷 第 11 期 2014 年 11 月 种 子 (Seed) Vol． 33 No． 11 Nov． 2014
DOI:10.16590/j.cnki.1001-4705.2014.11.044
害严重。目前，对于这 2 种禾本科杂草多采用喷施麦
草光防除，但连续施用一种高效选择性除草剂会导致
杂草敏感型向抗药性群落演变，增加以后除草的难度
和用药成本［14］。
本试验采用室内生物测定的方法，初步研究了播
娘蒿水浸提液对 2 种禾本科杂草种子发芽率和幼苗生
长的影响。旨在为探寻杂草资源的综合开发利用和麦
类作物杂草综合防控技术提供理论和实践依据，同时
筛选出化感潜力较强的高原野生植物，为研制植物源
除草剂和开发青藏高原化感植物资源提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 材 料
1． 1． 1 供体材料
播娘蒿(Descurainia Sophia L．)植株于 2013 年 9
月上旬采集于青海省海北藏族自治州西海镇。
1． 1． 2 受体材料
野燕麦(Avena fatua L．)、旱雀麦(Bromus tectorum
L．)种子由青海农林科学院植物保护研究所提供。
1． 1． 3 仪 器
SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵;HX-1050 型恒温循
环器;EYELA(N-1100)旋转蒸发仪;江南人工智能培
养箱。
1． 2 试验方法
1． 2． 1 不同浓度播娘蒿水浸提液的制备
播娘蒿采回后，用湿布擦去植株表面灰尘及根部
泥土，置于室内通风干燥处阴干后，将植株剪成 2 ～ 3
cm长度后混匀。采用超声振荡冷浸提法提取，按四分
法将处理好的播娘蒿植株缩分，称取 100 g 装入 1 000
mL三角瓶中，加水盖过植株界面，充分摇匀，室温下浸
泡 24 h，每隔 6 h 置于超声波振荡仪中超声振荡 15
min。将浸提液过滤，50 ℃条件下低压旋蒸至浸膏。
将提取物分别配置成浓度为 5 mg /mL、2 mg /mL、1 mg /
mL、0． 5 mg /mL的水溶液后，过 0． 45 μm 滤膜，除去浸
提液中杂菌，所得不同浓度水溶液供生物测定用［15］。
1． 2． 2 生物测定方法
选取大小一致、颗粒饱满的野燕麦、旱雀麦种子，
用 2． 5%的次氯酸钠溶液浸泡，同时用磁力搅拌器搅
拌 10 min，再用无菌水搅拌冲洗 3 次(每次 3 min) ，吸
水纸吸干，25 ℃的条件下催芽 24 h。挑选露白一致的
野燕麦、旱雀麦种子进行测定。
在高压灭菌后的玻璃培养皿(直径 9 cm)中铺
2 层滤纸，分别加入制备好的不同浓度(5 mg /mL、
2 mg /mL、1 mg /mL、0． 5 mg /mL)播娘蒿水浸提液
5 mL，以清水为对照(ck)。每皿放置露白一致的野燕
麦、旱雀麦种子 10 粒，按 3 － 4 － 3 排列，3 次重复。
1． 2． 3 培养测定方法
将培养皿放在 25 ℃恒温培养箱中培养 3 d，第 4
天开始培养箱内的光照周期为 12 h 光照 /12 h 黑暗。
培养期间加适量无菌水保持种子及幼苗生长所需要的
水分［16］。第 1 天测定种子发芽率，种子发芽的标准为
胚根突破种皮 1 ～ 2 mm［17］。第 3 天测定受体种子发
芽势，发芽势指种子发芽达到高峰时正常发芽种子数
与供试种子总数的百分比。第 7 天分别测定野燕麦、
旱雀麦幼苗根长、芽长、鲜重、干重及计算抑制率
(%)［18，19］。
发芽率(%)= 杂草发芽种子数
供试杂草种子总数
× 100%;
发芽势(%)=第 3 天杂草发芽种子数
供试杂草种子总数
× 100%;
抑制率(%)=(对照的根长、芽长度和鲜重 －处
理的根长、芽长度和鲜重)/对照的根长、芽长度和鲜
重 × 100%。
试验采用完全随机试验，所得数据用 SPSS 20． 0
进行方差分析和显著性分析，并将测得的生长指标参
照 Williamson等［20］的方法转换为 ＲI 值后进行比较，
ＲI值的计算公式如下:
ＲI = 1 － C /T (T≥ C)
T /C － 1 (T≤ C{ )
公式中，C为对照值，T为处理值，ＲI ＞ 0 表示促进
作用，ＲI值 ＜ 0 表示抑制作用，其绝对值的大小与作用
强度一致。
2 结果与分析
2． 1 播娘蒿水浸提液对野燕麦、旱雀麦种子发芽率、
发芽势的影响
表 1 播娘蒿浸提液处理后旱雀麦、野燕麦种子萌发特征
受体种子
提取液浓度
(mg /mL)
发芽率
(%)
发芽势
(%)
0(ck) 0． 622 2 ± 0． 282 6a 0． 877 8 ± 0． 214 6a
5 0． 491 0 ± 0． 131 7c 0． 644 4 ± 0． 153 7b
旱雀麦 2 0． 566 7 ± 0． 477 4b 0． 688 9 ± 0． 352 4b
1 0． 566 3 ± 0． 501 3b 0． 711 1 ± 0． 422 4ab
0． 5 0． 625 6 ± 0． 367 1a 0． 833 4 ± 0． 546 2a
0(ck) 0． 566 7 ± 0． 181 7ia 0． 800 0 ± 0． 311 1a
5 0． 316 7 ± 0． 101 1c 0． 426 7 ± 0． 241 2c
野燕麦 2 0． 483 3 ± 0． 227 5b 0． 566 7 ± 0． 312 6bc
1 0． 500 0 ± 1． 081 7ab 0． 683 3 ± 0． 101 2b
0． 5 0． 533 3 ± 0． 130 3a 0． 790 0 ± 0． 411 9a
由表 1 可知，第 1 天测定受体种子发芽率结果可
以看出，播娘蒿水浸提液能够迅速对野燕麦、旱雀麦种
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研究报告 李 玮:播娘蒿对 2 种禾本科杂草种子萌发及幼苗生长的影响
注:(A)芽长;(B)根长;(C)鲜重;(D)干重。
图 1 旱雀麦、野燕麦芽长、根长、鲜重、干重 ＲI值比较
表 2 播娘蒿水浸提取液对野燕麦和旱雀麦幼苗生长的影响
受体种子
处理浓度
(mg /mL)
根长
(cm)
芽长
(cm)
鲜重
(g)
干重
(g)
ck 5． 556 7 ± 0． 423 6a 6． 230 0 ± 0． 265 5ab 7． 858 9 ± 0． 362 1a 3． 521 4 ± 0． 410 2ab
5 1． 690 0 ± 0． 457 5b 3． 776 7 ± 0． 537 0b 1． 567 0 ± 0． 345 0b 0． 860 6 ± 0． 272 5bc
野燕麦 2 1． 213 3 ± 0． 737 9b 2． 416 7 ± 0． 517 6ab 2． 245 3 ± 0． 125 6b 1． 126 3 ± 0． 150 6c
1 3． 683 3 ± 0． 634 4a 4． 043 3 ± 1． 202 0a 4． 341 6 ± 0． 576 3ab 2． 813 7 ± 0． 227 6ab
0． 5 4． 010 0 ± 0． 744 8b 6． 193 3 ± 1． 041 6b 6． 256 3 ± 0． 623 3a 2． 804 7 ± 0． 149 1ab
ck 4． 530 0 ± 0． 421 9a 4． 956 7 ± 0． 768 8a 3． 212 3 ± 0． 221 4a 1． 535 2 ± 0． 672 4a
5 1． 260 0 ± 0． 969 3b 4． 460 0 ± 0． 261 0a 1． 064 7 ± 0． 315 1b 0． 159 7 ± 0． 124 7bc
旱雀麦 2 1． 196 7 ± 0． 693 0b 3． 550 0 ± 0． 831 5ab 1． 164 8 ± 0． 426 4b 0． 284 9 ± 0． 231 3bc
1 2． 256 7 ± 0． 123 3ab 3． 743 3 ± 1． 914 8ab 1． 877 7 ± 0． 361 1b 0． 896 7 ± 0． 142 1ab
0． 5 4． 823 3 ± 0． 468 0a 4． 890 0 ± 1． 092 4a 3． 306 8 ± 0． 470 2a 1． 385 0 ± 0． 056 3a
子产生化感胁迫作用，影响其种子的萌发，且随浓度的
增大，对种子萌发的化感抑制作用增强。第 3 天测定
受体种子发芽势结果表明，播娘蒿水浸提液中含有的
化感物质能够抑制野燕麦、旱雀麦种子的萌发，且对于
燕麦属的野燕麦所表现出的化感作用要强于雀麦属的
旱雀麦。在播娘蒿水浸提液的浓度为 5 mg /mL 时，野
燕麦和旱雀麦的发芽率、发芽势与空白对照相比，在
p ＜ 0． 05水平上呈显著性差异。
2． 2 播娘蒿水浸提液对野燕麦、旱雀麦幼苗生长的
影响
不同浓度的播娘蒿水浸提液对野燕麦、旱雀麦幼
苗的根长、芽长、鲜重、干重指标绝大多数有一定程度
的抑制作用，且随着浓度的升高其抑制作用增强。在
供试浓度达到 5 mg /mL时，播娘蒿水浸提液对 2 种受
体禾本科杂草幼苗的生长所表现的化感胁迫作用最
大。而对于根长来说，旱雀麦在播娘蒿水浸提液浓度
为 2 mg /mL 时，抑制率最大，为 73． 58%，野燕麦在播
娘蒿水浸提液浓度为 2 mg /mL 时，抑制率最大，为
78． 22%。在供试浓度为 0． 5 mg /mL 时，野燕麦、旱雀
麦幼苗受到的抑制作用最低，对旱雀麦的根长、鲜重起
到促进作用。从表 2 可知，播娘蒿水浸提液浓度大于
1 mg /mL时，对旱雀麦、野燕麦幼苗的根长、芽长、鲜
重、干重生长指标均具有一定的抑制作用。进一步说
明了播娘蒿浸提液中存在能抑制禾本科杂草野燕麦、
旱雀麦早期生长的物质。
2． 3 化感效应指数
为进一步清晰直观表现播娘蒿对旱雀麦、野燕麦
的化感作用，将测得的旱雀麦、野燕麦幼苗生长各项生
理指标转化为化感指数 ＲI 值，根长、芽长、鲜重、干重
的 ＲI值见图 1。
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第 33 卷 第 11 期 2014 年 11 月 种 子 (Seed) Vol． 33 No． 11 Nov． 2014
转换后的 ＲI值，排除了一些因试验条件造成的测
试值之间的差异，可以在同一个标准下进行统一比较。
从图 1 可以看出，芽长的 ＲI 值在 － 0． 612 1 ～
－ 0． 005 9之间，根长的 ＲI值在 － 0． 782 2 ～ 0． 060 8 之
间，鲜重的 ＲI值在 － 0． 800 6 ～ 0． 026 6 范围内，干重的
ＲI值在 － 0． 896 0 ～ － 0． 097 8 之间。由此可知，在同
一个标准下播娘蒿对野燕麦、旱雀麦幼苗的根长、芽
长、鲜重、干重绝大多数表现为化感抑制作用，随浓度
的增大化感作用增强。
3 结论与讨论
本实验中，播娘蒿水浸提液对禾本科杂草旱雀麦
和野燕麦种子的发芽率及幼苗生长的根长、芽长、鲜
重、干重的抑制作用，表现为随浓度的增加而逐渐变大
的趋势，说明 2 种受体禾本科杂草对播娘蒿的化感抑
制作用反应敏感，播娘蒿的化感物质具有较强水溶性，
可溶解在水中对野燕麦、旱雀麦产生化感作用。通过
对野燕麦、旱雀麦各生长指标的抑制率分析可以得出，
受体的根长更能反映化感潜力的大小。这主要是因为
根系是化感物质分泌的主要途径，作用点就是受体的
根部，这使得受体根部最先感受化感作用，因此受影响
也最大，而根部又是植物体吸收水分、养分等物质的重
要部位，所以植株的地上部分所表现出的化感胁迫症
状也是通过根部吸收、传导造成的相应影响［21］。
在试验中发现，当播娘蒿供试浓度较低时，对野燕
麦、旱雀麦幼苗根长、鲜重等生长有一定的促进作用。
由此可见，化感作用的“高抑低促”恰当的反应了同一
生境中不同植物间相互竞争的复杂关系。植物化感物
质及其作用机制是十分复杂的生理生化过程。受试验
条件的限制，本试验仅从播娘蒿对野燕麦、旱雀麦的发
芽率、根长、芽长、鲜重、干重等几个指标进行了初步探
索，而对其受体的化感作用机制和播娘蒿化感物质的
纯化鉴定分析，还有待于进一步研究。
播娘蒿的环境适应性极强，耐寒、抗旱，对土壤要
求较低，且对环境变化具有很强的适应能力［22］。近年
研究表明，播娘蒿鲜嫩枝叶可作为蔬菜食用，播娘蒿种
子含油量丰富，α-亚麻酸含量丰富，种油可开发为特种
保健油和优良的食用油。播娘蒿种子(南葶苈子)或
全草植株均可入药，具治疗和预防多种疾病的功
效［23］，另外具有抗癌作用，且无毒副作用［24］。鉴于播
娘蒿的生长特点和诸多应用开发前景。在青海高原荒
地、农牧交错区、干旱盐碱地开发种植播娘蒿资源，不
仅可以起到防风固沙、绿化环境等作用，而且对于增加
农民收入，发展民族地区经济具有十分重要的意义。
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研究报告 李 玮:播娘蒿对 2 种禾本科杂草种子萌发及幼苗生长的影响
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收稿日期:2014 － 06 － 12
基金项目:西北农林科技大学基本科研创新一般项目(编号:Z 109021205) ;西北农林科技大学博士科研启动基金(编号:Z 109021111)。
作者简介:常乐钦(1990 －) ，男，山东潍坊人;在校本科生，主要从事牧草生理研究;E-mail:kingqin0703@ 163． com。
通讯作者:何学青，女，讲师，主要从事牧草与草坪草种子生理研究;E-mail:hexueqing@ nwsuaf． edu． cn。
硝酸镧对柳枝稷种子萌发及幼苗生长的影响
常乐钦， 梁卫卫， 杨培志， 何学青
(西北农林科技大学 动物科技学院， 陕西 杨凌 712100)
摘要:以柳枝稷种子为材料，研究 La(NO3)3 对种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:0． 05 ～ 0． 1 mmol /L La(NO3)3 处
理可显著增加发芽势，而对发芽率、发芽指数、活力指数和电导率等无显著影响，当浓度≥0． 5 mmol /L时则起抑制作用;
苗长、根长、叶面积和鲜重随 La(NO3)3 浓度增加而减小，而根冠比呈相反的趋势。相关性分析表明，发芽势、发芽率、发
芽指数、活力指数、苗长和相对电导率可较准确反映 La(NO3)3 处理后各指标的变化。
关键词: 硝酸镧;柳枝稷;种子萌发;幼苗生长
中图分类号: Q 945;S 147 文献标志码: A 文章编号: 1001 － 4705(2014)11-0022-05
Effects of La(NO3)3 on Seed Germination and Seedlings
Physiological Characteristics of Switchgrass
CHANG Le-qin，LIANG Wei-wei，YANG Pei-zhi，HE Xue-qing
(College of Animal Science and Technology，Northwest A＆F University，
Yangling Shaanxi 712100，China)
Abstract:Switchgrass (Panicum virgatum L．)seeds were selected as research materials to investigate the
effect of La(NO3)3 on seed germination and seedling growth characteristics under La(NO3)3 treatment． The
results showed that:0． 05 － 0． 1 mmol /L La(NO3)3 treatment could increase the germination potential
significantly． However，germination rate，germination index，vigor index and the relative electrical conductivity
of leaf had no significant difference compared with the control． When the concentration of La(NO3)3 was more
than 0． 5 mmol /L，which could reduce the seed germination;By different concentrations of La(NO3)3
treatment，the root length decreased with the increasing concentration of La(NO3)3;shoot length，leaf area，and
fresh weight had the same trend as root length，and the trend was the opposite of change than the root / shoot．
The germination potential，germination rate，germination index，vigor index，shoot fresh weight and the relative
electric conductivity could be accurately reflect the different concentration of La(NO3)3 on the indexes under
different treatment．
Key words: La(NO3)3;switchgrass;seed germination;seedling growth
柳枝稷(Panicum virgatum L．)为多年生暖季型
C 4草本植物，隶属于禾本科黍属。其根系发达，耐贫
瘠和干旱，具有广泛的适应性，具有优良的生态学效
应［1］。柳枝稷在我国北方地区表现出良好的生态适
应性，产量高，品质优良，适宜大面积推广应用［2］。目
前，已在挖沙废弃地上规模化种植，并作为能源植物用
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第 33 卷 第 11 期 2014 年 11 月 种 子 (Seed) Vol． 33 No． 11 Nov． 2014