全 文 ： 生 态 学 报
ACTA ECoLoGICA SINICA
。)
Vo1．17．No．4
Ju1．， 1997
三裂叶豚草(Ambrosia trifida) 对大豆
根系生长及其结瘤的影响
祝心如 王 国镇 王大力
． ·———————— l，
(中国科学院生态环境研究中心，北京，100085)
／o 。
擒蔓 沈阳郊区实地考察中观察到，邻近三裂叶豚草生长的大豆的根瘤形成受到了抑制．土箱实验中得到了
和野外调查一致的结果，但大豆根系发育和分布不受髟喃。施用三裂叶豚草水浸液的实验表明，是三裂叶豚
草水浸液，即：水浸液中的化学橱质t抑制了根瘤菌的活动，从而影响大豆根瘤的形成。文章给出了调查和宴
：器錾 樽 ，瞰 关- ￡量 ±呈 兰堕 制一7f：l之 ‘ 、√ l
、
}
EFECT OF Ambrosia trifida ON RooT GROWTH AND
NoDULATIoN oF SoYBEAN
Zhu Xinru W ang Wei Zhao Guozhen W ang Dali
(Research Center for Eco-Envir~mental＆ tAcademia Sinica，Beljing．100085，China)
Abstract A unique phenomenon was observed when soybean grew adjacent with Ambrosia
trifida，that the nodulation of soybean was remarkably inhibited．In the designed exDer
ment in which soybean grew with or without A．tHfida and the soil was spiked with
Bradyrhizobium japonicum，the same phenomenon appeared．Soybean has less amount and
smaller sizes of nodes when growing with A．trifida，compared with that growing without
A-trifida．The same result was obtained in experiment by spraying aqueous extract of
stem and root of A．trifida to the sand medium where soybean grew in。The results indieate
that the activity of B．Japonicum was inhibited by the materials in the aqueous extraet
，
The chemicals in the aqueous extract are ma inly terpenoid，organic acids and polyyne
．
Rich polyyne in A，trifida are postulated to be the main cause of the inhibition of nodula—
tion．However，the results of the field observation and experiment show that A
．triJ~d口did
hot have obvious influenee on the root growth of soybean．
Key words：Ambrosia trifida，soybean，nodutation inhibition．
· 国家自然科学基金(编号 29377283)资助项 目。
本研究得到中国科学院植物所 玉祥赢赠慢生大豆根瘤菌菌种，沈阳农业大学关广清，尹謇先生给干帮助，在此
谨致谢意。
收稿日期}1995 08—29，修改稿收到日期；1995—12—25
期 月
一 佴
一
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生 态 学 报 l 7卷
1 实验方法
1．1 根系生长观察
1．1．1 实地考查 以沈阳郊区沈阳农业大学附近．有二裂叶啄草侵 入的大豆地为考查点 ，挖取三裂叶啄
草和大豆，观察根生长情况。
1．1．2 斟板玻璃根箱实验 80 cm×80 cm×＆0 cm木箱．斟放玻璃板，板上置土，板下避光 。箱内植三裂叶
啄草 2株，大豆 2株．共 2箱；另 2箱内，每箱植大豆 4株作为对照。通过斜板玻璃观察根生长及分布。
1．1．3 网格根箱实验 80 cm×80 c玎1×80 cm 木箱，用尼龙线按 10 cm为间距平拉成{司．箱内共置网 3
层，层间距 l 5 cm。每箱内植三裂叶啄草两株，大豆2株，共2箱；另两箱内，每箱内植大豆 4株作为对照。豆
和草生长两个半月后．用水小心冲去泥土，植株根系位置被网格固定．可观察根系分布情况．图 l为两种根
箱的结构示意图．(为避免线条太多．使图混乱不清，土中根系分布 f另图示出。)
1 2 大豆结瘤情况的实地调查 ’
选就 阳郊区有三裂叶啄革侵入的大豆地为调查
点。选择和三裂叶豚草株距小于 10 cm 的大豆 30株，
挖取大豆全根，查根瘤数。另选和三裂叶啄草相距大于
3O cm的大豆 ∞ 株，挖取垒根．查根瘤数 ．
1．3 三裂叶豚草对大豆根瘤结瘤影响实验
1．3 1 土箱内种植三裂叶啄草，待长高约 l 5 cm，将已
长出一叶的豆苗移入。3d后，旄人大豆根瘤苗，连续旋
3d。土箱内只种大豆的作为对照。1个月后．用水冲去泥
土，检查结瘤情况。
嗣 1 玻璃斜板根箱和网格撮箱示意图
Fig 1 Schema of the pot with glass。r with 1bread
net
1 3．2 抄基种植大豆。共 4箱，其中 2箱为对照。待大豆长至 l叶，每目取 0．5kg三裂叶豚草茎和根，破碎
后以蒸馏水浸取 ，将浸取液施于沙箱，随后旋大豆根瘤菌．连续施5 d 对照组沙箱不施三裂叶豚草水浸液．
1月后，冲去沙土．检查结瘤情况。
1．4 慢生大豆根瘤苗(Bradyrhizobium japonicum)的培葬
培养液为Mannitol 10．0 g．KHzPO‘0．25 g，K3HPO 0．25gtMgSO‘．7H2O 0—2 g—NaC1 0．1 g，CaCO 3
4．0 g，酵母浸膏 1．0 g，于 ]000ml蒸馏水中，pH6．8～7．0。于 25 C自然光照下培养。
2 结果与讨论
2．1 三裂叶豚草对大豆根系生长的影响
玻璃斜板根箱实验使得可随时观察三裂叶啄草和
大豆根生长的情况，也可观察根系分布。网格根箱实验
可观察根系在三维空间的分布(图 2)。三裂叶豚草主根
发育不显著，有非常发达的须根，四散分布。根呈微红
色。大豆可见主根及侧根。从根系分布看，大豆的侧根
与三裂叶啄草的根互相交错，无明显的趋或避现象。
在沈阳实验地 内挖取的三裂 叶豚草有较粗的主
根，在根基部呈明显红色，须根很多，色暗褐 。邻近生长
的大豆的主根直．并不歪向或回避三裂叶豚草的根t大
图 2 豚草 和大 豆根系牲市示意
Fig 2 Schema。 roots o soybean and A．t~"fida
豆侧根于主根四周均匀生长，与豚草相邻的一侧也未见大豆侧根生长有异：
根据根箱实验结果和对自然状态下邻近三裂叶啄草生长的大豆根系的观察，可以认为一三裂叶啄草不
影响大豆根系生长发育，即不存在三裂叶豚草根系分泌物影响大豆根系生长的情况 。
2．2 三裂叶豚草对大豆根系结瘤的影响
阿格根箱实验中观察到，在未施大豆根瘤苗的情况下，与二裂叶豚草生长在一起的大豆的根瘤挈，明
显少于对照组大豆的根瘤数 结果示于表 1。
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4期 祝心如等；三裂叶豚草(Ambrosia tr da)对大豆根系生长及其结瘤的影响 409
表 1 根箱种植大豆的根瘤数比较
Table 1 Comparison of node numbers in pot experiment
豆 株 数 Plant number of
根 瘤 总 数 Total
4
39
*取 自两十根箱
在扰阳郊区考察发现，当大豆附近生长有三
裂叶豚草时，其根瘤数目和根瘤径级均小于单独
生睦的大豆的根瘤 当破开拴皮后，根瘤呈淡粉
红色。两种情况下，根瘤色泽一致 表 2给出了两
者的比较
野外考察、不施根瘤苗的实验、 及施撒根瘤苗
的实验 ，给出了一致的结果 ，即：三裂叶豚草虽不
影响大豆根系发育，却使大豆根瘤结瘤数减少
r。结果是肯定的。
表 2 沈阳郊区调查点大豆的根瘤数
Table 2 Nod e number of soybean gtxw in agricultutx land in shenyang suburb
a：三裂叶豚草 大豆株距小于 lOcm．共 3O株。30 plants of soybean each of which and p]ant of weed a less than 10 cm
apart-
b；三裂叶豚草 大豆株距大干 30cm、共 3O株。30 plants ol soybean each of which and p]ant of we,~l are moue than 30 cm
apart．
施撒大豆根瘤苗的土箱实验结果示于图3。对照组
大豆平均每株结瘤 56个，而与三裂叶豚草混合生长的
大豆平均每株结瘤 26．8个 差距是明显的，并与野外
考察结果一一致。
2．3 三裂叶豚草影响大豆根瘤形成的原因分析
沈阳考查中发现。有三裂叶豚草侵入的大豆地 ，三
裂叶豚草生长旺盛 ，植株高大，有很宽阔的叶片=对阳
光的竞争显然优 于大豆 邻近大豆生长的三裂叶豚草
还要与大豆竞争营养和水分。豚草根系吸肥能力强，形
成 1t豚草干物质，需耗氮 14．5 kgn] 这些都会影响太
豆的生长，但从大豆根瘤形成考虑，土壤中氮肥的减
少。应有利于根瘤菌的活动，促进形成更多的根瘤 =表 l
的数据说明情况正好相反
在士箱实验中。实验组和对照组，均使用事先均匀
混合的土壤 ，并进行 r含氨量的测定(表 3) 在三裂叶
豚草生长一殷时间，移A豆苗之前，叉分别对土壤吉氮
图 3 土箱实验大豆根瘤数 比较
Fig 3 Comparison of node numbers in pot
experiment
量进行了测定。土壤含氯量稍有降低。在这样条件下，实验结果也显示出大豆结瘤数的差异
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410 生 态 学 报 l7卷
鲜土水分 Water in fresh soil( )
风干土水分 Water n dry soil( )
亚硝志氨(鲜土)No —N in fresh soiL(pg／g>
亚硝态氨(千土)No —N in dry soiL(pg／g)
硝志氨(鲜土)No —N in fresh soiL(pg／g>
硝态氨 (千土 )No —N in dry soU(pg／g)
恢态氨(鲜土>NO4一N in fresh so[1(~g／g)
恢态氨(千土>NO~-一N in dry soil(pg／g)
总氨(风干土)Total N in elf dryed soi1<~g／g)
总氨(千i>Total N in dry soil(~g／g)
6．97
1 45
0．19
m 20
16．5
17．7
11．2
12．0
573．5
581．9
22．1
3．28
n 007
0．009
7．0
9．0
2．2
2．8
486．3
502．8
22．6
3．37
m O05
0．006
1．0
1．3
2．0
2．6
488．9
506．0
叉安排了施用三裂叶豚草植株水浸液的沙基培养
实验。结果表明(图4)：在同样施用大豆根瘤苗的情况
下，从结瘤数和根瘤径级来看．对照组高于施用三裂叶 {
豚草水浸液的实验组。综合上述，可以看出．三裂叶豚
草确实减少了大豆根瘤的数目。而且．三裂叶豚草水浸 喜
液起了相当的作用。 嚣
为了对三裂叶豚草水浸液中存在的化学物质有所
认识．本实验室曾对三裂叶豚草水浸液进行过分析(另
文发表)．国外文献也有过报道口]。归纳起来．三裂叶豚
草水浸液中含有这样一些化学物质．列于表 4。许多类
萜物质和有机酚酸都已被证明是化感物质．在低浓度
时．对植物生长往往有刺激作用．而浓度稍高．就会抑
制植物生长 。这里要指出的是聚炔。聚炔广泛地存在 ⋯
于菊科植物中。最近有报道．聚炔对土壤线虫、细菌、病
对照
施加有三裂口十
晖草报茎水漫液
Spre．~ with⋯ 0
一 [b 口 凸
艰棺 缎 Dmm~er node(mm
围4 沙箱实验大豆根瘤披比较
Com~srmon ol node numbers 0f soybean grew
in sBnd
毒、以及子宫细胞具有毒性作甩[ 。本实验中观察到大豆根瘤形成受到抑制．这可托和聚炔的毒性作用相
关。三裂叶豚草根部呈红色．茎节处也有明显红色，表明古有相当丰富的聚炔。显然．聚炔在抑{目I根瘤苗的
活力．减少土壤中根瘤苗的数量．从而导致大豆根瘤数减步中，具有重要作用。
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4期 祝心如等：三裂叶碌草(Am~osia )对大豆根系生长及其结瘤的影响 4l1
本实验室分析倥指出聚多靛，而未鉴定具体结构。
参 考 文 献
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Phytochemi~ry，1993，33(1)，113～ 116
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论文集 ．上海，上海科学技术文献出版社，1993 71～7B
Towers G H N，Abramowski Z．Fin[ayson A J，种 a1．Antihlotle Properties of Thiarubrine A ，H Natura]y Occurring
Dithiaeyc[oh~xadiene Po|y[ne．p／area Medica，1985，31t 225～229
Christer~sen L P，Lain ，J．Acetylenes and Re1且ted CompaundsinHdiamheae．尸 时 ．1991，30(1]：11～49
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