全 文 ：基金项目:安徽省教育厅自然科学基金(K J2007B120)及安徽农业大学博士启动基金资助项目。
作者简介:李军红(1973 -),女 ,讲师。 *通讯作者。 　　收稿日期:2007 - 08 - 04
外来种一年蓬化感作用的初步研究
李军红 1　田胜尼2*　杜伟伟 2
(1合肥工业大学生物与食品工程学院 ,安徽合肥　230061;2安徽农业大学生命科学学院 ,安徽合肥　230036)
摘　要:为探讨外来种一年蓬的入侵机理 , 本文采用滤纸培养皿法研究了一年蓬水浸提液对莴苣 、黄瓜 、油菜 、萝卜 4
种不同植物的化感作用。研究结果发现 ,一年蓬地下和地上部分浸提液对供试种子的萌发表现显著的抑制作用 , 并
随着浸提液浓度的增加 , 抑制作用增强;一年蓬浸提液对供试植物主根的生长产生抑制作用 ,而对幼苗的生长 , 低浓
度一年蓬的水浸提溶液对受试植物幼苗苗长则表现促进作用 ,高浓度才能抑制幼苗的生长。这说明一年蓬的化感作
用主要表现在抑制植物种子的萌发和主根的伸长生长。
关键词:外来种;一年蓬;化感作用;种子萌发;幼苗生长
中图分类号　Q945　　　文献标识码　A　　　文章编号　1007 - 7731(2007)17 -23 -04
Prelmi inary Study on the A llelopathy ofA lien Erigeron annuus
Li Junhong1 Tian Shengn i2* DuW eiwe i2　(1 Co llege of Bio logy and Food Enginee ring, H efe i University of Techno logy,
H efei, Anhui, 230009;2 Co llege of L ife Sciences, Anhui Ag ricu ltu ra lUniversity, Anhui, 230063)
Abstrac t:In orde r to exp lo re the invasion m echanism of A lien E. annuus, effects o f differen t concentration w ater ex tracts
from E. annuus on seed germ ina tion and seedling s g row th o f four p lants, nam e ly L. sa tiva, C. sa tivus , B. cam pestris and R.
sativus w ere studied by them ethods of dish filte r paper in th is artic le. The results indica ted tha t the germ ination rate of te st-
ed plan tw ere inhibited evidently by wa te r ex trac ts ofE. annuus, and as w ater ex tracts inc reased, the inhibition phenom ena
on the ge rm ina tion rate increa sed. E longa tings o f m ain roo t w ere inhibited ev iden tly by wa te r ex trac ts of E. annuus, bu t
g row ing o f seedling sw ere acce le ra ted in the low concentration w ater ex tracts and w ere inhibited in the high concentration. So
A lle lopathy o fA lien E. annuus pe rfo rm ed in inh ib iting seed ge rm ina tion o f plan t and e longation of m ain roo .t
Key words:A lien species, Erigeron annuus, A lle lopathy, Seed ge rm ina tion, Seedling g row th
　　外来种(A lien species)是指出现在其过去或现在的自
然分布范围及扩散潜力以外的物种 、亚种或以下的分类单
元 ,包括其所有可能存活 、继而繁殖的部分 、配子或繁殖
体 [ 1 , 2] 。当外来物种在自然或半自然生态系统或生境中建
立了种群 ,改变或威胁本地生物多样性的时候 ,就成为外
来入侵种(A lien invasive species)[ 1, 2] 。
一年蓬 (Erigeron annuus)为菊科飞蓬属草本植物 ,原
产于北美洲。主要分布在路边 、荒山等环境中 ,因其繁殖
力强 、分布广 、入侵性强 ,现遍布中国温带和亚热带地区 ,
部分威胁果园 、茶园和农田生态系统 ,成为常见的入侵杂
草 。在长江中下游一些地区 ,一年蓬开始爆发 ,导致该地
域物种多样性下降 ,已成为破坏性很大并且有进一步 “为
非作歹 ”的潜力植物之一 。在外来种入侵机理的研究中 ,
化感作用越来越受到关注 [ 2] 。化感作用 (A llelopathy)是
植物(含微生物)释放化学物质到外部环境 ,影响(抑制或
促进)邻近植物(异种个体或同种个体 )的生长和发育 [ 2] 。
植物的化感作用是普遍存在于自然界的一种重要的化学
生态防御机制 ,广泛存在于高等植物之间 ,它在优势种的
形成 、群落演替 、植被恢复以及农业生产中有着重要作
用 [ 2 , 3 , 4 , 5] 。在我国 230属菊科植物中 ,约有 37个属存在化
感作用 [ 7] 。国内外对化感作用进行了大量的研究 ,使之成
为化学生态学或生态生物乃至生态学中备受关注的焦
点 [ 7 , 8] 。本文通过一年蓬的化感作用来探讨一年蓬的入侵
机理 ,为一年蓬的防治提出理论依据和实践经验 。
1　材料与方法
1.1　一年蓬的水浸提溶液的制备　供试植物一年蓬 ,于
2007年 4月采集于安徽农业大学校园 。选取健壮的一年
蓬植株 ,先用自来水洗净植株地上部分的灰尘及根部的土
壤 ,再用蒸馏水冲洗若干次 ,待其表面水分晾干 。将一年
蓬地上部分和地下部分剪开 ,再将地上和地下部分剪成 5
cm左右的小段 ,取新鲜植物 500g加蒸馏水 2500g ,放置于
密封容器内浸泡 48h,双层纱布过滤 2次后即得一年蓬地
上部分和地下部分浸提原液 (0.2 g m l- 1 ),在 4℃冰箱中
保存备用。
1.2　受体植物　本试验供试种子莴苣 (Lactuca sa tiva)、黄
瓜(Cucum is sativus)、油菜 (Brassia campestris)、萝卜 (Ra-
phanus sativus)购置于合肥市种子公司。用 1%的 KMnO4
溶液对 4种作物种子进行消毒 30m in后 ,用蒸馏水充分冲
洗干净 ,供种子萌发实验用 。
1.3　一年蓬水提液对小麦种子萌发影响的试验　采用培
养皿滤纸法进行种子萌发实验 [ 8 , 9] 。将地上部分和地下部
分原液分别稀释为 0.02g m l- 1 、0.04g m l- 1、0.06g
23安徽农学通报 , Anhui Agri.S ci.Bu ll. 2007, 13(17):23 - 26
DOI牶牨牥牣牨牰牫牱牱牤j牣cnki牣issn牨牥牥牱牠牱牱牫牨牣牪牥牥牱牣牨牱牣牥牪牬
m l
- 1、0.08g m l- 1、0.1g m l- 1 5种不同处理浓度 。采用
直径为 9 cm的培养皿 ,分别铺入 3张试纸 ,加入 10 m l各
浓度的提取液 ,每个处理 3个重复 ,以蒸馏水作对照
(CK),每个培养皿分别放入籽粒饱满 、均匀一致 ,并经过
消毒的种子 20粒 ,置于光照培养箱中 ,设置温度为 25℃、
光照强度 2000Lux,光照时间 16 /8 h的条件培养 。实验过
程中补充适量相应浓度的一年蓬水浸提液 ,以保持滤纸潮
湿 ,每 3d记录一次各皿发芽种子的数量 , 14d后测量每株
根长和苗高。种子萌发率按下式计算 。
发芽率(%)=(发芽种子数 /供试种子数 )×100 %
1.4　数据统计与处理　本试验中所得结果数据用 Excel
和 SPSS11.0数据处理系统进行计算和差异性分析。
2　结果与分析
2.1　一年蓬水浸提液对种子萌发的影响　在 5种不同浓
度的一年蓬地上部分和地下部分水浸提液中 ,莴苣 、黄瓜 、
油菜 、萝卜种子的种子萌发过程和萌发结果如图 1 -图 4
和图 5 -图 8所示 。
从图 1 -图 4中可以看出 ,对莴苣 、黄瓜 、油菜 、萝卜 4
种农作物在一年蓬地上部分浸提液的萌发率均低于对照
组 ,整体上也表现随着浸提液浓度的增加 , 4种农作物种
子的萌发率逐渐下降 。这说明一年蓬地上部分对化感作
用随着浸提液浓度的增加 ,而逐渐加强 。不同的农作物种
子 ,其浸提液对种子的萌发抑制作用也表现出差异 。如莴
苣在 0.02g m l- 1的浸提液中 ,其萌发率为 28.0%,明显
低出对照组的萌发率 43.3%,而黄瓜 、油菜在 0.02g
m l
- 1的浸提液中 ,种子的萌发率与对照组差异不大 ,当浸
提液的浓度达到或高于 0.04g m l-1时 ,种子的萌发率显
著下降 ,这说明浸提液浓度低于 0.02g m l- 1 ,一年蓬对黄
瓜 、油菜的化感作用不明显 ,高浓度的地上部分浸提液对
黄瓜 、油菜种子萌发产生抑制作用 。对萝卜种子而言 ,当
一年蓬的地上部分浸提液达到 0.1g m l-1时 ,其萌发率才
表现明显的下降 。综合图 1 -图 4中可以看出 ,一年蓬的
地上部分浸提液对 4种农作物种子抑制也表现出不同的
变化规律。与对照组相比 ,莴苣 、黄瓜和油菜在种子的萌
24
发前期和后期均有一定的抑制作用 ,而萝卜则表现为前期
低浓度浸提液对种子萌发有促进作用 ,但后期才表现出抑
制作用 ,这说明一年蓬对不同的物种及同一物种在不同的
时期 ,化感作用敏感程度也存在差异。
一年蓬地下部分浸提液对 4种作物种子的萌发率如
图 5 -图 8所示 。从图 5、图 6和图 8中可以看出 ,莴苣 、黄
瓜和萝卜在浸提液的萌发率低于对照组的萌发率 ,说明一
年蓬对莴苣 、黄瓜和萝卜的萌发具一定抑制作用 ,且随着
浸提液浓度的升高 ,种子的萌发率越低 ,抑制作用越强。
图 7为油菜在一年蓬地下部分浸提液中的萌发率。图 7
可以看出 ,当浸提液的浓度低于 0.04g m l- 1 ,油菜种子萌
发率高出对照组。当一年蓬浸提液浓度高于 0.06g m l-1
时 ,油菜种子的萌发率低于对照组 。这说明低浓度一年蓬
地下部分提取液促进油菜种子的萌发 ,高浓度的浸提液抑
制油菜种子的萌发 。
2.2　一年蓬水浸提液对供试植物根部生长的影响　莴
苣 、黄瓜 、油菜 、萝卜在一年蓬地上和地下部分浸提液中萌
发 14d后 ,其主根的长度结果如表 1和表 2所示。从表 1
可以看出 ,一年蓬地上部分浸提液对莴苣 、油菜和萝卜幼
根的生长均表现为抑制作用 ,随着浓度的增加 ,抑制作用
逐渐变强 。方差分析结果发现 ,地上部分浸提液对 3种作
物的主根的长度达到显著或极显著的水平 。当处理液浓
度达到 0.1g m l- 1时 , 3种作物的主根长度遭到严重抑
制 ,莴苣 、油菜和萝卜的主根极短 ,几乎不能生长 。但一年
蓬的提取液对黄瓜的主根的生长表现出相反规律 ,在
0.02 - 0.10g m l- 1不同浓度的浸提液中 ,一年蓬促进黄
瓜主根的生长 ,这可能与黄瓜对一年蓬的浸提液具有较强
的抗性有关。
表 1　一年蓬地上部分提取液对植物根长的影响(cm)
浓度
(g.m l-1) 莴苣 油菜 萝卜 黄瓜
CK 1.122±0.274b 10.267±0.461e 9.857±0.428c 7.361±0.543a
0.02 0.598±0.325ab 6.407±0.916d 5.660±3.070b 7.928±0.280a
0.04 0.508±0.146ab 3.548±0.328c 3.527±0.716a 7.906±0.167a
0.06 0.528±0.266ab 2.180±0.511b 3.400±2.624ab 7.803±0.848a
0.08 0.461±0.354a 1.540±0.577ab 2.040±0.584a 9.117±0.325b
0.10 0.153±0.503a 0.567±0.153a 0.931±0.630a 7.570±0.743a
　　注:表中同列不同字母表示在 0. 5%水平上有显著差异(SSR法)。下同。
表 2　一年蓬地下部分提取液对植物根长的影响(cm)
浓度
(g.m l-1) 莴苣 油菜 萝卜 黄瓜
CK 5.533±0.643b 4.181±0.662b 17.202±4.550b 8.050±0.050ab
0.02 2.267±0.643ab 8.977±1.204d 11.883±7.301ab 10.968±0.388c
0.04 4.060±2.056a 8.925±0.453d 11.233±3.213ab 10.539±0.861c
0.06 2.600±2.536a 6.723±1.101c 14.667±10.863ab 10.771±0.457c
0.08 1.506±0.419a 4.683±0.965b 4. 983±1. 507a 7.431±1.152a
0.10 1.489±0.164a 2.181±0.662a 6. 050±1. 477ab 8.879±0.172b
　　表 2为一年蓬植株地下部分水浸提液对 4种作物主
根根长的结果 。从表 2可以看出 ,一年蓬对莴苣主根的伸
长表现显著的抑制作用 ,且随着浓度的升高 ,莴苣主根的
长度逐渐 ,对主根长的抑制作用增强 ,方差分析结果表明 ,
地下部分浸提液对莴苣主根的生长达到显著的水平 。但
地下部分浸提液对油菜 、萝卜和黄瓜的主根作用表现为低
浓度能显著或极显著促进主根的生长 ,高浓度的浸提液表
现为抑制主根的生长。
2.3　一年蓬水浸提液对植物幼苗生长的影响　通过采用
不同浓度的一年蓬植株水浸提液对莴苣 、黄瓜 、油菜 、萝卜
幼苗的生长影响结果如表 3、表 4所示。从表 3中可以看
出 ,莴苣在一年蓬植株地上部分浸提液的幼苗的长度均低
于对照组 ,方差分析结果达到显著的水平 ,这说明一年蓬
地上部分提取液抑制幼苗的生长 。而油菜和萝卜的苗长
在提取液低于 0.08g.m l- 1培养时 ,可以促进 2种作物幼苗
的生长 ,当提取液的浓度高于 0.1g.m l- 1才表现为抑制 2
种作物幼苗的生长。一年蓬地上部分提取液在 5种不同
浓度的处理液中 ,促进其幼苗的生长。
表 3　一年蓬地上部分提取液对植物幼苗生长的影响(cm)
浓度
(g.ml- 1) 莴苣 油菜 萝卜 黄瓜
CK 3.083±0.434b 3.173±0.101a 5.980±0.310abc 5. 622±0. 817a
0.02 2.336±0.518ab 4.440±0.749b 7.627±0.930c 5. 906±0. 384a
0.04 2.033±0.485a 5.768±0.577c 6.240±1.308abc 6. 339±0. 184a
0.06 2.022±0.329a 5.944±0.290c 7.360±0.299bc 6. 142±1. 120a
0.08 2.367±0.536ab 5.977±0.668c 5.687±0.266ab 8. 317±0. 132b
0.10 2.026±0.413a 3.467±0.153a 5.207±1.536a 7. 939±0. 821b
　　从表 4可以看出 ,莴苣 、黄瓜 、萝卜幼苗的长度均高出
对照组 ,方差分析结果达到显著水平 ,这说明一年蓬植株
地下部分水浸提液对莴苣 、黄瓜 、萝卜幼苗的生长表现为
明显的促进作用。而油菜的幼苗的长度在低浓度时高于
对照组的长度 ,高浓度时低于对照组。这说明一年蓬地下
部分提取液低浓度促进幼苗的生长 ,而高浓度的浸提液则
抑制油菜幼苗的生长。
表 4　一年蓬地下部分提取液对植物幼苗生长的影响(cm)
浓度
(g.ml- 1) 莴苣 油菜 萝卜 黄瓜
CK 2.883±0.732a 5.992±0. 711bc6. 303±2. 139a 6.493±1.384a
0.02 5.267±1.026b 5.896±0. 222b 7. 900±0. 5898ab 7.591±0.470ab
0.04 4.480±1.237ab 5.694±0. 071b 8. 767±0. 378b 8.984±0.346bcd
0.06 3.978±1.467ab 6.939±0. 244c 8. 094±1. 350ab 10.357±0.253d
0.08 3.811±0.902ab 4.317±0. 869a 7. 239±1. 243ab 9.354±1.462cd
0.10 4.089±0.773ab 4.938±0. 627a 8. 317±0. 975ab 8.380±0.246bc
3　讨论
本试验采用了培养皿滤纸法 ,通过对种子萌发率 、幼
苗根长 、苗长的影响评价了一年蓬不同浓度水浸提液的化
感作用 。实验在光照培养箱中进行 ,光 、温度 、水分条件均
保持一致 ,避免了自然条件下各种因素的干扰 ,结果较好
地反映出一年蓬化感作用的强弱趋势。但植物的化感作
用受多重因素的影响 ,如根分泌的抑制物活性与土壤载体
相关 [ 10] 。因此 ,野外土壤条件下一年蓬对不同植物萌发
和幼苗生长的化感作用差异尚待进一步研究。
通过不同浓度的地上茎叶部分和地下部分浸提液对
4种受体植物的种子的萌发和生长状况的实验 ,表明一年
蓬对 4种供试植物具有一定的化感作用。对供试作物种
子的萌发和主根的伸长生长表现为不同程度的抑制作用 ,
且随着水浸提液浓度增加抑制作用明显的加强 ,对植物幼
25
苗的生长则有低促高抑的现象 。相同浓度的水浸提液 ,一
年蓬地上茎叶部分的化感作用要大于地下部分 。
一年蓬的化感作用具有选择性 。本试验的 4种作物
种子在萌发时 ,对一年蓬地上茎 、叶部分和地下根部分水
浸提液的化感物质敏感性存在一定的差异 。一年蓬对外
界植物化感作用强弱情况的机理尚不明确 ,需进一步研
究 。通过研究一年蓬地上和地下部分水浸提液对 4种作
物幼根生长的影响 ,表明一年蓬对外界植物有强烈的化感
作用 ,可严重抑制周围植物物种的生长 ,有利于其自身对
资源和生态度的占领 ,从而更有利于自身的生长 ,这是外
来杂草一年蓬成功入侵并泛滥成灾的主要原因之一。
4　结论
(1)一年蓬地上浸提液对莴苣 、油菜 、萝卜 、黄瓜种子
的萌发率具有一定的抑制作用 。地下部分浸提液对莴苣 、
黄瓜 、萝卜具有明显的抑制作用 ,但对油菜而言 ,则表现低
浓度的浸提液促进种子的萌发 ,高浓度浸提液抑制种子的
萌发。
(2)一年蓬地上部分水浸提液对 4种作物主根生长产
生显著的抑制作用 。地下部分浸提液对莴苣和萝卜有较
强的抑制作用 ,对油菜和黄瓜而言 ,则表现低浓度促进主
根的生长 ,高浓度抑制主根的生长 。
(3)一年蓬水浸提液不论是地上部分还是地下部分
部显著地促进油菜 、萝卜 、黄瓜幼苗的伸长生长 ,但却抑制
莴苣幼苗的伸长生长。
随着一年蓬植株提取液浓度的增高 ,对植物的化感作
用逐渐加强 ,即对作物种子萌发的抑制和对幼苗根 、苗长
势的抑制作用加强。
参考文献
[ 1]李振宇 , 解焱 .中国外来人侵种 [M ] .北京:中国林业出版社
. 2002
[ 2]吴锦容 ,彭少麟 .化感一外来入侵植物的 “NovelW eapons” [ J] .
生态学报 , 2005, 25(11):3093 - 3097
[ 3] C.B.Gen tle＆ J. A. Dugg in. A llelop athy as a com petit ive strategy in
pers is ten t thickets of Lantana cam ara L. in th ree Austra lian forest
comm uni ties[ J] . P lant Ecology, 1997, 132:85 - 95, 1997
[ 4]宋启示 ,付昀 ,唐建维 ,等 .紫茎泽兰的化学互感潜力 [ J] .植物
生态学报 , 2000, 24(3):362 - 365
[ 5]王大力 ,祝心如 ,豚草的化感作用研究 [ J] .生态学杂志 , 2003, 22
(5):62 - 65
方芳 ,郭水良 , 黄林兵 .入侵植物加拿大一枝黄花的化感作用 [ J] .
生态科学 , 2004, 23(4):331 - 334
[ 6]钱振官 ,沈国辉 ,柴晓玲 ,等 .加拿大一枝黄花浸出液对杂草种子
发芽的影响 [ J] .杂草科学 , 2005(2);18 -20
[ 7]周凯 ,郭维明 ,徐迎春 .菊科植物化感作用研究进展 [ J] .生态学
报 , 2004, 24(8):80 - 88
[ 8]阎飞 ,杨振明 ,韩丽梅 .植物化感作用 (A llelopa thy)及其作用物
的研究方法 [ J] .生态学报 , 2000, 20(4):692 - 696
[ 9]曾任森 .化感作用研究中的生物测定方法综述 [ J] .应用生态学
报 , 1999, 10(1):123 - 126
[ 10]文文祥 ,段舜山 ,骆世明 .萜类化合物的生态特性及其对植物的
化感作用 [ J] .华南农业大学学报 , 1998, 19(4):108 - 112
(曹阿翔编 , 张琪琪校)
(上接 169页)2.2　天气状况　27 - 28日山东普降小到
中雪 ,天气较为阴沉 ,雪后高空为弱脊控制 ,天气有所好
转 。 28日夜间云开始消散 ,到 3月 1日凌晨 ,云量较少。
2.3　风力　通过分析 28日 14∶00地面图可知 ,本站及周
边地区风力在 1 - 2级。以上天气条件基本满足了形成雾
的 3个基本条件:晴或少云 、微风以及近地面层水汽含量
充沛。
2.4　气温　27 - 28日泰安市一直为阴到多云的天气 , 28
日夜间到 3月 1日清晨 , 云基本消散 ,夜间降温幅度明显。
28日 20∶00气温为 - 2.4℃,而 3月 1日清晨最低气温为
- 5.9℃,降温幅度为 3.8℃,为雾的形成提供了有利的条
件 。
3　小结
通过分析 ,当同时且具备以下几个条件时 ,要考虑未
来 24h有可能会出现大雾天气。
(1)一般平原大雾主要发生在 10月到次年 4月 ,山区
则发生于 9月到次年 5月 ,每年 11月至次年 1月大雾出
现几率最频繁 ,对交通威胁最为严重。因此 11月至次年 1
月特别是在出现在雨或雪后的早晨雾极易发生 ,是我们进
行大雾预警预报的重点服务区 。
(2)大雾发生前的环流特征是 500hPa和 700hPa中纬
度环流平直 ,多小槽活动 ,上游地区为一致的偏西气流 ,低
层 850 hPa槽前偏南气流明显 ,温度场暖脊稳定少动 ,在
槽前西南气流的配合下暖平流十分明显 ,高空层结稳定 。
(3)高空 500 - 700hPa上游有弱暖脊。 850hPa或
925hPa以下有逆温层存在。地面图上 ,本站处于均压场
中 ,或受弱高压区控制 ,或处于减弱的入海高压后部 ,未来
有小股弱冷空气影响。 14∶00地面图上 ,本站及周围测站
风速 <2m /s,预报夜间风速仍 <2m /s。
(4)大雾出现前 8h有明显的降温 ,幅度值 >5℃;并且
没有明显的大风天气 ,风力维持在为 1 - 2级。
(5)14∶00相对湿度 >50%,且湿度为增大趋势 ,预报
次日早晨相对湿度 >90%,夜间微风少云。
参考文献
[ 1]李法然 ,周之栩 ,陈卫锋等 .湖州市大雾天气的成因分析及预报
研究 .应用气象学报, 2005. 16(6), 795 - 803
[ 2]陈江 ,陈万隆 ,陈宇能等 .中尺度非均一边界层气候的数值研究
.夏季的数值试验 .应用气象学报 , 1993, 4(1), 31 - 37
[ 3]崔克强 .边界层湍流通量参数化方案 .应用气象学报 , 1997, 8
(增刊), 43 - 49
[ 4]高志球 ,卞林根 ,程彦杰等 .利用生物圈模型 (S iB2)模拟青藏高
原那曲草原近地面层能量收支 .应用气象学报 , 2002, 13(2),
129 - 141
[ 5]徐怀刚 ,邓北胜 ,周小刚等 .雾对城市边界层和城市环境的影响
.应用气象学报 , 2002, 13(特刊), 170 - 176
(方婷编 , 张琪琪校)
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