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鳢肠水提液对棉花和棉田常见杂草的化感作用



全 文 :鳢肠水提液对棉花和棉田常见杂草的化感作用
杨晋燕,马小艳,姜伟丽,马亚杰,马艳 *
(中国农业科学院棉花研究所 / 棉花生物学国家重点实验室,河南 安阳 455000)
摘要:采用培养皿滤纸法研究鳢肠水提液对棉花和棉田常见杂草种子萌发和幼苗生长的化感作用。 结果表明:
当鳢肠水提液质量浓度为 0.01~0.08 g·mL-1时,对中棉所 49 和中棉所 79 种子萌发影响不大,而对杂草种子
的萌发表现为抑制作用;其中,对禾本科杂草种子萌发的抑制强度表现为牛筋草>马唐>稗草,对阔叶杂草种
子萌发的抑制强度表现为反枝苋>马齿苋>苘麻。 鳢肠水提液对棉花和杂草幼苗生长的影响表现为,低浓度
促进,高浓度抑制,并随着质量浓度增加抑制作用提高,其中 0.04~0.08 g·mL-1的鳢肠水提液对反枝苋胚根
和胚芽长的抑制率均达到 100%。
关键词:鳢肠;化感作用;棉花;杂草;种子萌发;抑制作用
中图分类号:S482.4 文献标志码:A
文章编号:1002-7807(2015)01-0053-09
Allelopathic Effect of Aqueous Extracts ofEclipta pros taL. on Co on and Common
WeedsinCottonField
Yang Jinyan, Ma Xiaoyan, Jiang Weili, Ma Yajie, Ma Yan*
(Institute of Cotton Research, Chinese Academy of Agricultural Sciences / State Key Laboratory of Cotton Biology, Anyang,
Henan 455000, China)
Abstract: This study was conducted to investigate the allelopathic effect of aqueous extracts of Eclipta prostrata L. on seed ger-
mination and seedling growth of cotton and six weed species in cotton field using Petri dishes. The results showed that aqueous
extracts of Eclipta prostrata L. at concentrations from 0.01 to 0.08 g·mL-1 strongly inhibited the germination of weed species,
but only slightly inhibited those of CRRI 49 and CRRI 79. For different grass weeds, its inhibition effects to seed germination
represented as Eleusine indica (L.) Gaertn. >Digitaria sanguinalis (L.) Scop. >Echinochloa crusgalli (L.) Beauv. For different
broadleaf weeds, its inhibition effects to seed germination represented as Amaranthus retroflexus L. >Portulaca oleracea L. >
Abutilon theophrasti Medic. The extracts stimulated growth of cotton and weed seedlings at lower concentrations, while inhibit-
ed their growth at higher concentrations, and inhibitory effects increased with the increasing concentration of the aqueous ex-
tract, with concentrations of 0.04―0.08 g·mL-1 inhibiting radicle length and plumule length of A. retroflexus by 100%.
Keywords: Eclipta prostrata L.; allelopathic effect; cotton; weed; seed germination; inhibition effect
收稿日期:2014-07-24
作者简介:杨晋燕(1989―),女,硕士研究生,jinyanyang1989@163.com;* 通信作者,mayan@cricaas.com.cn
基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务专项基金(1610162014006);国家现代农业产业技术体系棉花体系岗位科
学家经费(CARS-18-13)
化感作用是指植物或微生物通过向环境中
释放化学物质而对其他植物或微生物产生直接
或间接的、有益或有害的作用[1]。 化感作用研究对
于农业作物间作、套作和轮作等耕作制度的合理
安排布局,农田杂草防除,作物病虫害的防治,减
少连作障碍危害以及植物群落演替具有重要的
指导作用[2]。
鳢肠(Eclipta prostrata L.),又名旱莲草、墨旱
莲,菊科一年生草本植物 [3],分布于全国,为棉花、
大豆 [4]、甘薯地及水稻田 [5]中危害严重的杂草,在
我国黄河流域和长江流域棉区均有分布[6]。 由于
目前在棉田登记使用的土壤处理除草剂多是针
对一年生禾本科杂草和部分小粒种子的阔叶杂
草,而除了草甘膦、百草枯等灭生性除草剂,绝大
27 卷棉 花 学 报
多数茎叶处理除草剂的靶标仅为禾本科杂草,对
阔叶杂草无效。 因此,随着氟乐灵、乙草胺、精喹
禾灵等除草剂在棉田的连年使用,马唐、牛筋草
等禾本科杂草得到了有效的控制,但是阔叶杂草
反枝苋、 鳢肠成为新的严重危害棉田的杂草群
落。 加之,目前棉田缺乏防除鳢肠的有效药剂,其
化学防除比较困难,在局部地区已上升为棉田恶
性杂草。
作为一种传统的中药材,研究证明鳢肠含有
三萜皂苷类、黄酮类、噻吩类、香豆草醚类、生物
碱等化学成分 [7-8],其中,鳢肠中的皂角苷等成分
具有较强的抑菌活性[9-10];也有报道证实鳢肠植株
水提液对绿豆、水稻 [11]、高粱、珍珠粟 [12]及田间杂
草决明子(Cassia tora L.)、槐叶决明(Cassia sopher-
a L.) [11] 和黄独脚金 [Striga hermonthica (Del.)
Benth.][13]具有一定的抑制作用。然而,目前国内外
尚未见鳢肠对棉花及棉田杂草化感作用的相关
报道。 笔者通过室内种子萌发和幼苗生长试验初
步探讨了不同质量浓度鳢肠水提液对棉花和棉
田常见杂草种子萌发和幼苗生长的影响,旨在初
步探索鳢肠对棉花和杂草的化感潜力,为进一步
明确鳢肠与棉花的竞争作用及棉田杂草的防除
提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 供试材料与仪器
2013年 10 月中旬在河南安阳中国农业科学
院棉花研究所试验农场试验地采集成熟期鳢肠
全株, 将采集的鳢肠植株风干后用粉碎机粉碎,
过 100目筛后装入广口瓶中备用。
供试棉花品种包括常规棉品种中棉所 49 和
转基因抗虫棉品种中棉所 79,均为黄河流域棉区
主栽品种,由中国农业科学院棉花研究所育种研
究室提供。
供试棉田杂草种子于 2012 年 8―10 月在河
南安阳中国农业科学院棉花研究所试验农场试
验地采集 , 包括牛筋草 (Eleusine indica (L.)
Gaertn.)、马唐(Digitaria sanguinalis (L.) Scop.)、稗
草 (Echinochloa crusgalli (L.) Beauv.)、反枝苋 (A-
maranthus retroflexus L.)、 马齿苋 (Portulaca oler-
acea L.)和苘麻(Abutilon theophrasti Medic.)6种棉
田常见杂草。
试验中使用的仪器主要有:50 g 手提式高速
万能粉碎机(温岭市林大机械有限公司);微电脑
恒温振荡器 (太仓市华利达试验设备有限公司);
CR 22G型高速冷冻离心机(日立高新技术(上海)
国际贸易有限公司);SHZ-Ⅲ型循环水真空泵 (上
海亚荣生化仪器厂);溶剂过滤器(天津津腾实验
设备有限公司);电热恒温鼓风干燥箱(上海新苗
医疗器械制造有限公司); 智能恒温光照培养箱
(南京恒裕设备制造有限公司);千分之一天平(梅
特勒 ̄托利多仪器(上海)有限公司)。
此外,试验中所用有机试剂均为北京化学试
剂厂生产的分析纯。
1.2 鳢肠水提液的制备
化感物质的提取采用水提法[14]。 将鳢肠按照
干物质质量(g)∶蒸馏水体积(mL)=1∶10 混合,
放入恒温摇床,25℃、20 r·min-1 条件下提取 72
h。 然后将溶液转移到离心杯中,25 ℃,5000 r·
min-1,10 min离心 2次, 取上清液用真空过滤器
过滤,滤液即为质量浓度 0.1 g·mL-1的鳢肠水提
母液。 将母液置于 4℃冰箱保存备用,试验前用
真空过滤器过滤并放置至室温。 将质量浓度为
0.1 g·mL-1的鳢肠水提液母液, 用灭菌后的蒸馏
水稀释成 0.01、0.02、0.04、0.06、0.08 g·mL-1的水
提液。
1.3 试验方法
采用培养皿滤纸法进行棉花和杂草种子萌
发和幼苗生长试验[15-16]。
1.3.1 鳢肠水提液对棉花种子萌发的影响。 试验
前将棉花种子用质量分数 0.5%的 KMnO4消毒 1
h,再用蒸馏水冲洗干净,挑选 30 粒大小、成熟度
一致的种子,均匀置于铺有 2层滤纸的培养皿(直
径 150 mm)内,种子上面再盖 1 层脱脂棉,加入
30 mL不同质量浓度的鳢肠水提液, 以蒸馏水为
对照,每处理 3 次重复,置于光照培养箱(光暗比
为 12∶12,温度 28℃,湿度 60%~75%,光照强
度 6000 lx)中培养。 每天观察记录棉花种子的发
芽数,以胚根长达种子长度,胚芽长为种子长度
50%为发芽标准,7 d后结束。
1.3.2 鳢肠水提液对棉花幼苗生长的影响。 试验
前将棉花种子用质量分数 0.5%的 KMnO4消毒 1
54
1 期
h,再用蒸馏水冲洗干净,然后加入蒸馏水 40 ℃
浸种 24 h催芽使其露白,挑选 10 粒大小、成熟度
一致、已露白的种子,均匀置于铺有 2 层滤纸的
培养皿(直径 150 mm)内,种子上面再盖 1 层脱脂
棉, 加入 20 mL不同质量浓度的鳢肠水提液,以
蒸馏水为对照,每处理 3 次重复,置于光照培养
箱中培养,3 d后调查幼苗的胚根和胚芽长。
1.3.3 鳢肠水提液对杂草种子萌发的影响。 由于
苘麻种子皮较厚, 试验前将种子放入 80℃ 的热
水中浸泡 6 h(自然降至室温),其他 5 种杂草种子
试验前未做任何处理。根据种子大小选取 30~40
粒大小、色泽、成熟度一致并已通过休眠的杂草
种子,均匀置于铺有 2 层滤纸的培养皿(直径 90
mm)内,加入 6 mL不同质量浓度的鳢肠水提液,
以蒸馏水为对照,每处理 4 次重复,置于光照培
养箱中培养。 每天观察记录杂草种子的发芽数,
以胚根长达种子长度,胚芽长(单子叶植物为胚
芽鞘长,双子叶植物为上、下胚轴加胚芽长)为种
子长度 50%为发芽标准,7 d后结束。
1.3.4 鳢肠水提液对杂草幼苗生长的影响。 试验
前对杂草种子进行以下处理: 牛筋草用 200 mg·
L-1的赤霉素浸种 12 h,马唐和稗草用 40℃蒸馏
水浸种 24 h,反枝苋用 200 mg·L-1的赤霉素浸种
24 h, 马齿苋和苘麻用 40℃蒸馏水浸种 12 h,然
后用蒸馏水冲洗干净,对杂草种子进行催芽。 挑
选 30~40 粒大小、色泽、成熟度一致、已露白的
种子,均匀置于铺有 2 层滤纸的培养皿(直径 90
mm)内,加入 6 mL不同质量浓度的鳢肠水提液,
以蒸馏水为对照,每处理 4 次重复,置于光照培
养箱中培养,4 d后调查幼苗的胚根和胚芽长。
1.4 数据统计和分析
发芽率(%)=(第 7 天全部发芽的种子数 / 供
试种子总数)×100;发芽势(%)=(前 3 d 的发芽种
子数 / 供试种子总数)×100; 发芽指数 (GI)=∑
(Gt/t),其中 t为发芽时间(d),Gt为与 t相对应的发
芽种子数;胚根或胚芽长抑制率(%)=(1-处理组
胚根或胚芽长 /对照组胚根或胚芽长)×100.
用 SPSS 13.0 统计分析软件对调查结果进行
Duncan差异显著性分析,评价不同质量浓度鳢肠
水提液对棉花和杂草种子发芽和幼苗生长影响
的差异性。
2 结果与分析
2.1 鳢肠水提液对棉花的影响
2.1.1 鳢肠水提液对棉花种子萌发的影响。 经
不同质量浓度的鳢肠水提液处理 7 d 后, 中棉
所 49 种子的发芽率达 90.0%~95.3%, 与清水
对照 93.3%的发芽率无显著差异; 虽然经 0.06~
0.08 g·mL-1 鳢肠水提液处理后,棉种的发芽势
和发芽指数低于清水对照处理, 但均未达显著
水平。经鳢肠不同质量浓度水提液处理后,中棉
所 79 种子的发芽率 (85.6%~96.7%)、 发芽势
(67.8%~90.0%)和发芽指数 (10.7~13.2)均高
于清水对照(76.7%、64.4%和 10.0),但所有处理
间差异不显著(表 1)。这说明不同质量浓度的鳢
肠水提液对中棉所 49 和中棉所 79 种子的萌发
无显著影响。
2.1.2 鳢肠水提液对棉花幼苗生长的影响。 不同
质量浓度的鳢肠水提液对棉花幼苗生长的影响
表现为低浓度促进,高浓度则抑制(表 1)。
0.01 g·mL-1鳢肠水提液处理后棉花的胚根
长与清水对照差异均不显著; 经 0.02 g·mL-1鳢
肠水提液处理后, 中棉所 49 的胚根长与清水对
照无显著差异,而中棉所 79 的胚根长显著缩短,
与清水对照相比减少 25.0%;0.04~0.08 g·mL-1
鳢肠水提液处理对棉花胚根生长具有显著的抑
制作用,对中棉所 49 和中棉所 79 胚根长抑制率
分别为 26.7%~56.3%和 45.6%~67.9%。
0.01~0.02 g·mL-1 的鳢肠水提液处理对棉
花胚芽生长具有一定的促进作用, 其中,0.01 g·
mL-1鳢肠水提液处理后中棉所 79的胚芽显著长
于清水对照;而 0.04~0.08 g·mL-1鳢肠水提液处
理对棉花胚芽生长具有抑制作用, 对中棉所 49
和中棉所 79 胚芽长抑制率分别为 21.1%~
25.2%和 10.1%~42.6%,并随着浓度增加抑制作
用提高, 且除 0.04 g·mL-1鳢肠水提液处理后中
棉所 79 的胚芽长与清水对照差异不显著外,其
余处理均显著低于清水对照。 在相同质量浓度的
鳢肠水提液处理下,不同品种棉花胚根和胚芽对
化感物质均表现为胚根比胚芽敏感。
2.2 鳢肠水提液对棉田杂草的影响
2.2.1 鳢肠水提液对杂草种子萌发的影响。 除稗
草外,不同质量浓度的鳢肠水提液对其他 5 种杂
杨晋燕等:鳢肠水提液对棉花和棉田常见杂草的化感作用 55
27 卷棉 花 学 报
表 1 鳢肠水提液对棉花种子萌发和幼苗生长的影响
Table 1 Effect of aqueous extracts of Eclipta prostrata L. on seed germination and seedling growth of cotton
注:表中数据为平均数±标准差;同一列中小写字母不同者表示差异显著(P<0.05),大写字母不同者表示差异极显著
(P<0.01)。
Note: Data in the table are means±SD; Different lowercase letters in same column represent significance at the 0.05 level
(P<0.05), and different capital letters represent significance at the 0.01 level (P<0.01).
棉花品种
Cotton
variety
水提液质量
浓度
Concentration
/(g·mL-1)
发芽率
Germination
rate /%
发芽势
Germinative
force /%
发芽指数
Germination
index
胚根长
Radicle
length /mm
胚根长
抑制率
Inhibition
ratio of
radicle
growth /%
胚芽长
Plumule
length /mm
胚芽长
抑制率
Inhibition
ratio of
plumule
growth /%
中棉所 49
CRRI 49
0.00 93.3±6.5 aA 92.0±8.5 abA 13.7±1.3 aA 69.5±4.3 aA ― 24.3±1.9 aABC ―
0.01 92.3±5.0 aA 91.0±7.2 abA 13.5±0.7 aA 70.3±2.6 aA -1.3±3.7 27.2±1.9 aA -11.8±7.9
0.02 95.3±4.0 aA 95.3±4.0 aA 13.8±0.9 aA 67.8±1.1 aA 2.4±1.5 25.4±3.1 aAB -4.4±12.9
0.04 94.3±2.3 aA 94.3±2.3 aA 13.8±0.3 aA 50.7±5.6 bB 26.7±8.1 19.2±1.6 bBC 21.1±6.4
0.06 90.0±7.0 aA 85.3±6.8 abA 12.6±0.6 aA 42.2±7.8 cB 39.3±11.2 19.1±4.1 bBC 21.6±16.9
0.08 90.0±7.0 aA 82.0±1.7 bA 12.6±0.5 aA 30.3±3.7 dC 56.3±5.3 18.2±1.3 bC 25.2±5.1
中棉所 79
CRRI 79
0.00 76.7±13.3 aA 64.4±19.0 aA 10.0±2.5 aA 56.9±3.8 aA ― 23.1±1.4 bcAB ―
0.01 87.8±10.7 aA 73.3±13.3 aA 11.0±1.8 aA 59.3±13.8 aA -4.2±24.3 27.7±2.6 aA -20.2±11.1
0.02 95.6±5.1 aA 84.4±6.9 aA 12.7±1.0 aA 42.7±3.7 bAB 25.0±6.5 25.2±3.0 abAB -9.2±13.1
0.04 90.0±17.3 aA 67.8±20.1 aA 10.7±2.9 aA 30.9±3.8 bcBC 45.6±6.7 20.7±0.3 cBC 10.1±1.3
0.06 96.7±3.3 aA 90.0±3.3 aA 13.2±0.4 aA 23.8±5.5 cC 58.1±9.6 15.6±1.8 dCD 32.4±7.7
0.08 85.6±6.9 aA 75.6±5.1 aA 11.0±0.4 aA 18.3±4.3 cC 67.9±7.6 13.3±2.9 dD 42.6±12.4
草种子萌发均表现为抑制作用(表 2、表 3)。
对于禾本科杂草, 随着质量浓度的增加,鳢
肠水提液对牛筋草种子萌发的抑制作用逐渐增
大;当质量浓度达 0.04~0.08 g·mL-1时,牛筋草
种子的发芽率、发芽势和发芽指数均极显著低于
清水对照处理。 低质量浓度(0.01~0.02 g·mL-1)
的鳢肠水提液对马唐种子萌发无显著影响;但当
鳢肠水提液质量浓度达 0.04 g·mL-1时, 马唐种
子的发芽势和发芽指数显著低于清水对照;当其
质量浓度达 0.06~0.08 g·mL-1时,对马唐种子萌
发呈现显著的抑制作用,且随着质量浓度的增加
抑制作用加强。 不同质量浓度鳢肠水提液对稗草
种子萌发无显著影响。 从总体上看,鳢肠对禾本
科杂草种子萌发的抑制强度表现为牛筋草 > 马
唐 >稗草。
鳢肠水提液对供试的 3 种阔叶杂草种子萌
发均表现出较强的抑制作用。 其中:对反枝苋和
马齿苋种子萌发的抑制作用随着鳢肠水提液质
量浓度的增加而增大,且达 0.01 g·mL-1时,即对
反枝苋的发芽率、发芽势和发芽指数表现出显著
的抑制作用;同时,所有质量浓度水提液处理均
对马齿苋的发芽率呈现显著的抑制作用,且当达
0.04~0.08 g·mL-1时,马齿苋种子的发芽势和发
芽指数也显著低于清水对照处理。 鳢肠水提液对
苘麻的发芽率影响不显著,但是高质量浓度处理
对苘麻的发芽势和发芽指数影响显著。 从总体上
看,鳢肠对阔叶杂草种子萌发的抑制强度表现为
反枝苋>马齿苋>苘麻。
2.2.2 鳢肠水提液对杂草幼苗生长的影响。 鳢肠
水提液对 6 种供试杂草的幼苗生长均表现为低
浓度促进、高浓度抑制,并随着水提液质量浓度
增加抑制作用加强(表 4、表 5)。
56
1 期
表 2 鳢肠水提液对禾本科杂草种子萌发的影响
Table 2 Effect of aqueous extracts of Eclipta prostrata L. on seed germination of grass weeds
注:表中数据为平均数±标准差;同一列中小写字母不同者表示差异显著(P<0.05),大写字母不同者表示差异极显著
(P<0.01)。
Note: Data in the table are means±SD; Different lowercase letters in same column represent significance at the 0.05 level
(P<0.05), and different capital letters represent significance at the 0.01 level (P<0.01).
杂草种类
Weed species
水提液质量浓度
Concentration
/(g·mL-1)
发芽率
Germination rate /%
发芽势
Germinative force /%
发芽指数
Germination index
牛筋草
Eleusine indica (L.)
Gaertn.
0.00 48.8±4.3 aA 46.9±3.2 aA 9.4±0.7 aA
0.01 43.1±10.1 aA 41.3±10.5 aA 8.2±2.1 abA
0.02 37.5±11.4 aAB 37.5±11.4 aA 7.1±2.3 bA
0.04 25.0±6.1 bBC 21.9±4.3 bB 4.0±0.7 cB
0.06 10.6±6.9 cCD 9.4±7.5 cBC 1.5±0.9 dBC
马唐
Digitaria sanguinalis (L.)
Scop.
0.00 91.7±6.9 abABC 75.8±11.0 aA 11.9±1.1 aA
0.01 100.0±0.0 aA 82.5±8.8 aA 12.9±1.1 aA
0.02 93.3±6.7 abAB 80.0±12.5 aA 11.7±1.5 aA
0.04 83.3±4.7 bcBC 55.0±4.3 bB 8.7±0.5 bB
0.06 78.3±6.9 cCD 56.7±9.8 bB 8.2±0.6 bBC
稗草
Echinochloa crusgalli
(L.) Beauv.
0.00 78.3±4.3 aA 65.8±9.2 aA 9.6±1.2 aA
0.01 76.7±2.7 aA 60.8±5.0 aA 8.6±0.2 aA
0.02 81.7±4.3 aA 65.8±6.9 aA 9.0±0.4 aA
0.04 77.5±5.0 aA 60.0±7.2 aA 8.6±0.3 aA
0.06 84.2±7.4 aA 70.0±9.8 aA 8.8±0.9 aA
0.08 82.5±5.0 aA 69.2±7.4 aA 8.8±0.6 aA
0.08 5.0±2.0 cD 1.9±1.3 cC 0.5±0.2 dC
0.08 65.8±10.7 dD 48.3±4.3 bB 6.5±0.8 cC
对于禾本科杂草,0.01~0.06 g·mL-1鳢肠水
提液处理, 对牛筋草胚根和胚芽生长均有显著
促进作用, 其中对胚根和胚芽长抑制率分别为
-37.6%~-29.7%和-31.5%~-15.2%;而 0.08
g·mL-1水提液处理对牛筋草胚根和胚芽生长表
现为较强的抑制作用,对胚根长和胚芽长抑制率
分别为 46.0%和 28.6%。 鳢肠水提液低质量浓度
(0.01~0.02 g·mL-1)处理 ,对马唐胚根生长具
有促进作用 , 对胚根长抑制率为-21.1%~
-24.9%, 对胚芽影响不显著; 而在质量浓度
0.04~0.08 g·mL-1范围内,鳢肠水提液对马唐胚
根生长有显著的抑制作用, 对胚根长抑制率为
16.0%~65.3%;其在质量浓度 0.06~0.08 g·mL-1
范围内对马唐胚芽有抑制作用。 0.01~0.04 g·
mL-1鳢肠水提液处理对稗草胚根和胚芽生长均
有显著的促进作用;而在 0.06~0.08 g·mL-1质量
浓度范围内, 其对稗草胚根有显著的抑制作用,
对胚根长抑制率为 40.0%~66.0%, 但对胚芽生
长抑制作用不显著。
对于阔叶杂草,0.01~0.02 g·mL-1鳢肠水提
液对反枝苋胚根生长无影响,但对胚芽生长有显
著的促进作用; 当其质量浓度达 0.04~0.08 g·
mL-1时, 反枝苋的胚根和胚芽不能正常生长,抑
制率均达到 100%。 在质量浓度 0.01~0.04 g·
mL-1范围内, 其对马齿苋胚根有显著促进作用,
但是随着质量浓度增加其对胚根生长表现为显
杨晋燕等:鳢肠水提液对棉花和棉田常见杂草的化感作用 57
27 卷棉 花 学 报
表 3 鳢肠水提液对阔叶杂草种子萌发的影响
Table 3 Effect of aqueous extracts of Eclipta prostrata L. on the seed germination of broadleaf weeds
注:表中数据为平均数±标准差;同一列中小写字母不同者表示差异显著(P<0.05),大写字母不同者表示差异极显著
(P<0.01)。
Note: Data in the table are means±SD; Different lowercase letters in same column represent significance at the 0.05 level
(P<0.05), and different capital letters represent significance at the 0.01 level (P<0.01).
杂草种类
Weed species
水提液质量浓度
Concentration /
(g·mL-1)
发芽率
Germination
rate /%
发芽势
Germinative
force /%
发芽指数
Germination
index
反枝苋 0.00 86.5±9.1 aA 82.8±8.8 aA 16.5±1.6 aA
Amaranthus retroflexus L. 0.01 75.3±4.6 bAB 54.0±8.0 bB 11.4±1.4 bB
0.02 62.3±7.0 cB 36.0±5.7 cC 8.3±0.4 cC
0.04 34.8±8.9 dC 15.8±10.0 dD 4.2±1.3 dD
0.06 19.8±5.4 eD 9.0±5.0 dD 2.4±0.7 eDE
0.08 6.3±6.3 fD 2.0±4.0 dD 0.7±0.9 fE
Portulaca oleracea L. 0.01 58.1±5.5 bA 51.9±5.9 abA 10.8±1.1 abAB
0.02 58.8±5.2 bA 56.9±3.8 abA 11.0±0.6 abAB
0.04 53.8±16.4 bA 46.9±12.8 bA 8.9±2.2 bB
0.06 57.5±5.4 bA 46.3±16.5 bA 8.4±2.2 bB
0.08 29.4±3.8 cB 9.4±4.3 cB 3.1±0.4 cC
Abutilon theophrasti Medic. 0.01 94.2±3.2 aA 88.3±7.9 aA 11.9±0.8 aA
0.02 93.3±6.1 aA 84.2±5.7 aAB 11.4±1.3 aA
0.04 98.3±1.9 aA 67.5±14.0 bB 10.6±1.5 aA
0.06 96.7±0.0 a A 37.5±13.2 cC 7.7±0.8 bB
0.08 97.5±1.7 aA 43.3±8.6 cC 8.4±0.3 bB
马齿苋 0.00 72.5±9.8 aA 66.3±12.0 aA 13.1±2.2 aA
苘麻 0.00 98.3±1.9 aA 95.8±1.7 aA 11.7±0.7 aA
著的抑制作用; 而所有质量浓度水提液处理,对
马齿苋胚芽生长均表现为促进作用, 仅 0.08 g·
mL-1处理与清水对照差异不显著。 0.01 g·mL-1
鳢肠水提液处理苘麻胚根和胚芽生长与清水对
照差异不显著;当质量浓度增加至 0.02~0.08 g·
mL-1时,其对苘麻胚根和胚芽生长表现为抑制作
用,其中在质量浓度 0.04~0.08 g·mL-1范围内苘
麻胚根长与清水对照差异显著 , 在质量浓度
0.06~0.08 g·mL-1 范围内苘麻胚芽长与清水对
照差异显著。
3 讨论与结论
植物化感作用是指植物在生长过程中通过
植株挥发、淋溶、植物腐解或根系分泌物向周围
环境释放的化学物质而对邻近植物或微生物的
生长产生干扰作用。 化感作用广泛存在于自然界
中,在农作物栽培制度的合理安排、农田杂草控
制、作物病虫害的防治以及减少连作障碍危害等
方面起着重要的作用。 已有研究表明鳢肠的叶、
根、茎水提液能够抑制供试植物(决明子、槐叶决
明、绿豆和水稻)的根长、芽长和干物质质量,并且
随着水提液浓度的增加, 杂草和作物的根长、芽
长和干物质质量显著降低,叶片提取液抑制强度
大于根和茎提取液[11]。
本试验结果表明,不同品种棉花和杂草种子
萌发对鳢肠水提液的反应表现不同。 牛筋草和反
58
1 期
注:表中数据为平均数±标准差;同一列中小写字母不同者表示差异显著(P<0.05),大写字母不同者表示差异极显著
(P<0.01)。
Note: Data in the table are means±SD; Different lowercase letters in same column represent significance at the 0.05 level
(P<0.05), and different capital letters represent significance at the 0.01 level (P<0.01).
表 4 鳢肠水提液对禾本科杂草幼苗生长的影响
Table 4 Effect of aqueous extracts of Eclipta prostrata L. on seedling growth of grass weeds
枝苋表现敏感,而马唐和马齿苋次之,中棉所 49、
中棉所 79、稗草和苘麻不敏感。 不同受体植物的
差异可能是因不同植物试材对鳢肠水提液中化
感物质的敏感程度不同所致。 鳢肠对植物的化感
作用具有明显的浓度效应,对不同棉花品种和杂
草幼苗生长均表现为低浓度促进、 高浓度抑制,
并随着质量浓度增加抑制程度加大。 这与王建国
等[17]研究的薇甘菊对农田常见杂草和水稻的化感
作用,与曾东强等[18]研究的银胶菊植株水浸提液
化感作用及高兴祥等[15]研究的泥胡菜化感作用的
结果是一致的。
鳢肠植株中含有三萜皂苷类、黄酮类、噻吩
类、香豆草醚类、生物碱等多种化学成分,研究证
实皂苷类 [19]、黄酮类 [20]、生物碱 [21-22]等化学成分对
作物和杂草具有一定的化感作用[23]。 本试验所用
的提取液仅是鳢肠植株的粗提液,究竟是哪一种
化学成分在起作用或者哪些化学成分共同作用
还要做进一步研究。
培养皿滤纸法是目前常用的验证植物化感
作用的试验方法。 该方法在室内进行,温湿度和
光照条件均保持一致,可避免自然条件下各种因
素的干扰,结果能较好地反映鳢肠的化感作用强
弱。 然而,关于鳢肠群落土壤本身是否有毒(活)
性、田间化感物质的释放和转移途径需要进一步
的研究。 化感物质可以用于开发环境友好型除草
剂[24];因此,利用鳢肠具化感作用的特性防除杂草
在未来可持续生态农业发展中具有广阔的应用
前景。
杂草种类
Weed species
水提液质量浓度
Concentration /
(g·mL-1)
胚根长
Radicle length /
mm
胚根长抑制率
Inhibition ratio of
radicle growth /%
胚芽长
Plumule length /
mm
胚芽长抑制率
Inhibition ratio of
plumule growth /%
牛筋草
Eleusine indica (L.)
Gaertn.
0.00 10.2±0.2 cC ― 8.9±0.7 cB ―
0.01 14.0±1.7 bAB -37.6±16.9 11.7±0.6 aA -31.5±7.0
0.02 16.6±0.6 aA -63.4±6.2 11.0±0.8 abA -24.8±8.9
0.04 16.6±1.9 aA -63.1±18.9 10.4±0.6 abAB -16.9±7.0
0.06 13.2±2.5 bBC -29.7±24.8 10.2±1.0 bAB -15.2±11.0
0.08 5.5±1.0 dD 46.0±10.1 6.3±1.4 dC 28.6±15.4
0.01 9.5±1.3 abA -21.1±16.9 13.9±1.4 aA 2.8±10.0
0.02 9.8±1.2 aA -24.9±15.3 14.5±2.3 aA -1.4±15.9
0.04 6.6±0.7 cBC 16.0±8.7 14.4±0.9 aA -0.6±6.1
0.06 4.2±0.8 dCD 46.1±10.2 10.9±3.0 bA 23.7±20.6
0.08 2.7±1.1 dD 65.3±13.9 10.7±2.2 bA 25.1±15.4
0.01 29.9±2.1 aA -164.1±18.4 29.9±3.3 aAB -16.1±12.8
0.02 30.3±0.6 aA -168.1±5.5 30.8±2.6 aAB -19.4±9.9
0.04 16.3±2.0 bB -43.8±17.7 31.9±1.4 aA -23.9±5.6
0.06 6.8±1.4 dD 40.0±12.6 23.2±1.5 bC 10.0±5.9
0.08 3.9±0.3 eD 66.0±2.4 22.3±1.8 bC 13.4±7.1
0.00 7.8±1.9 bcAB ― 14.3±0.5 aA ―
马唐
Digitaria sanguinalis
(L.) Scop.
0.00 11.3±2.4 cC ― 25.8±3.1 bBC ―
稗草
Echinochloa crusgalli
(L.) Beauv.
杨晋燕等:鳢肠水提液对棉花和棉田常见杂草的化感作用 59
27 卷棉 花 学 报
表 5 鳢肠水提液对阔叶杂草幼苗生长的影响
Table 5 Effect of aqueous extracts of Eclipta prostrata L. on seedling growth of broadleaf weeds
注:表中数据为平均数±标准差;同一列中小写字母不同者表示差异显著(P<0.05),大写字母不同者表示差异极显著
(P<0.01)。
Note: Data in the table are means±SD; Different lowercase letters in same column represent significance at the 0.05 level
(P<0.05), and different capital letters represent significance at the 0.01 level(P<0.01).
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杂草种类
Weed species
水提液质量浓度
Concentration /
(g·mL-1)
胚根长
Radicle
length /mm
胚根长抑制率
Inhibition ratio of
radicle growth /%
胚芽长
Plumule
length /mm
胚芽长抑制率
Inhibition ratio of
plumule growth /%
反枝苋 0.00 7.2±0.8 aA ― 9.3±0.8 bB ―
Amaranthus retroflexus L. 0.01 9.2±2.7 aA -28.3±38.4 12.0±1.5 aA -28.4±15.8
0.02 7.1±2.3 aA 1.4±32.8 12.1±1.5 aA -30.0±15.6
0.04 0.0±0.0 bB 100.0±0.0 0.0±0.0 cC 100.0±0.0
0.06 0.0±0.0 bB 100.0±0.0 0.0±0.0 cC 100.0±0.0
0.08 0.0±0.0 bB 100.0±0.0 0.0±0.0 cC 100.0±0.0
Portulaca oleracea L. 0.01 3.0±0.4 aA -81.4±22.5 8.2±0.6 aA -87.9±13.5
0.02 2.6±0.1 bA -54.9±8.3 7.3±0.7 bA -66.5±16.6
0.04 2.0±0.1 cB -19.7±6.6 6.1±0.3 cB -39.1±5.8
0.06 1.1±0.1 eC 32.6±8.0 5.2±0.5 dBC -18.4±11.1
0.08 1.0±0.2 eC 37.4±10.4 5.1±0.6 deBC -16.6±13.5
Abutilon theophrasti Medic. 0.01 37.8±3.8 aA -4.6±10.4 37.0±4.6 aA -5.8±13.1
0.02 34.6±3.3 aAB 4.3±9.2 32.4±5.5 abA 7.3±15.6
0.04 29.1±1.4 bB 19.6±3.7 30.3±0.6 bA 13.2±1.8
0.06 17.8±2.2 cC 50.7±6.0 19.7±3.0 cB 43.6±8.5
0.08 18.7±2.0 cC 48.4±5.5 20.2±3.4 cB 42.2±9.8
马齿苋 0.00 1.7±0.3 dB ― 4.4±0.1 eC ―
苘麻 0.00 36.2±3.7 aA ― 35.0±4.7 abA ―
60
1 期
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