全 文 ：第 25卷　第 4期　　　　　　　　　　　　　植　　　物　　　研　　　究 2005年　10月Vol.25　No.4　　　　　　　　　　　　BULLETINOFBOTANICALRESEARCH Oct., 　2005
基金项目:上海市教委科研项目(04DB17)
第一作者简介:方芳(1969—),女 ,理学硕士 ,浙江师范大学化学与生命科学学院高级实验师。主要从事植物学研究工作。
邮箱地址:sky85@ zjnu.cn。通讯方式:浙江师范大学化学与生命科学学院(66#)
收稿日期:2004-11-25
入侵杂草一年蓬的化感作用研究
方　芳 1　茅　玮2　郭水良1, 3
(1.浙江师范大学化学与生命科学学院 , 金华　321004)
(2.浙江金华第八中学 , 金华　321000)
(3.上海师范大学生命与环境学学院 ,上海　200234)
摘　要　用入侵杂草一年蓬(Erigeronannuus)地上部分的水浸提液对几种经济作物种子进行萌
发培养实验 ,分别测定种子的最终萌发率 、根长以及苗高来研究一年蓬是否存在他感作用 。结果
表明:(1)一年蓬的化感作用是存在的;(2)一年蓬水浸提液在高浓度下对作物种子萌发 、根长和
苗高均有明显的抑制作用 ,而在低浓度下则对长梗白菜 、番茄的苗高具有促进生长的作用 。
关键词　入侵杂草;一年蓬;化感作用;种子萌发
Studyonalelopathicefectsoftheinvasiveplantannualfleabane
FANGFang1　MAOWei2　GUOShui-Liang1, 3
(1.ZhejiangNormalUniversity, CollegeofChemistryandLifeScience, Jinhua　321004)
(2.JinhuaNo.8 HighSchoolofZhejiang, Jinhua　321000)
(3.ShanghaiNormalUniversity, ColegeofLifeandEnvironmentalScience, Shanghai　200234)
Abstract　TheextractfromtheorgansabovegroundofAnnualFleabane(Erigeronannuus)wasusedto
treattheseedsofsomecropseeds, wedeterminedtheseedsgermination, thelengthofrootandseeding
heightoffourcrops.Theresultswereasfolows:(1)thealelopathicefectsofAnnualFleabanedoes
exist.(2)HigherconcentrationofthewaterextractofAnnualFleabanecouldrestraintheseedgermina-
tionandinfancydeveloping, whilelowerconcentrationofthewaterextractcouldacceleratedeveloping
seedofBrassicachinensisvar.communisandLycoperiscumesculetum.
Keywords　invasiveplant;annualfleabane(Erigeronannuus);alelopathy;seedsgermination
外来杂草是指那些借助人为作用而越过不可
自然逾越的空间障碍 ,出现在其过去或现在的自然
分布区及自然传播扩散范围以外的种类 [ 1] ,是在
人为与自然双重选择下演化而成的一类高度进化
的植物类群 ,它们具有适应能力强 、容易传播 、生态
适应范围广泛等特点 。随着全球经济贸易的一体
化趋势 、交通工具的发达和旅游业的蓬勃发展 ,使
得物种有意或无意传播的机会大大增加 ,外来物种
可以通过多种渠道进入原栖息地之外的其它地方。
目前外来种入侵引起的我国生态环境和生物多样
性的破坏已经十分严重 ,给入侵地的农 、林业生产
带来了巨大的经济损失。
原产北美的菊科植物一年蓬属于区域性恶性
杂草 ,于十九世纪末传入我国 [ 2] ,已经广泛分布在
全国各地 ,特别是东南沿海地区有爆发蔓延的趋
势。一年蓬在入侵地往往形成单优群落 ,习见于废
耕荒地 、住宅四周和路边 ,同时也侵入果园 、苗圃和
农田造成危害。在春夏之交 ,一年蓬的头状花序构
成了白色的景观随处可见 ,其种子体积较小而数量
较大 ,体轻且具冠毛易于被风传播的特点说明它可
能比其他物种更具有入侵性。
植物的化感作用(Alelopathy)是植物通过淋
溶 、挥发 、残体分解和根系分泌向环境释放化学物
质 ,而对周围植物(包括微生物)产生间接或直接
的有害或有利的作用 [ 3] 。研究表明 ,包括豚草 、胜
红蓟 、紫茎泽兰等相当多菊科杂草能够产生化感物
质 ,强烈的化感作用在这些外来种的入侵过程中起
着重要的作用 [ 4] 。基于其非凡的环境适应能力 ,
我们用一年蓬地上部分不同浓度的水浸提液对白
菜等四种经济作物种子萌发和生长的影响实验 ,初
步研究了一年蓬的化感作用 ,以期为阐明外来入侵
杂草的入侵机理和农 、林业丰产丰收提供科学依据。
1　材料与方法
1.1　材料来源
一年蓬采自浙江师范大学校园 。供试作物种
子有辣椒(Capsicumannuum)、番茄 (Lycoperiscum
esculetum)、萝卜 (Raphanussativus)、长梗白菜
(Brassicachinensisvar.communis),均来源于金华
市蔬菜种子市场 。
1.2　方法
2004年 4月 ,采集生长良好的一年蓬植株的
地上茎叶部分 ,洗净自然风干后剪成 1cm小段。
称取供体植物 50g,加入 500mL蒸馏水充分摇匀
浸泡48 h(间歇振荡), 3层纱布过滤后得到浸提液
原液的浓度为0.100g· mL-1(每毫升鲜重)。 5个
浸提液处理浓度设为蒸馏水 。 (CK)、0.025(A1)、
0.050(A2)、0.075(A3)和 0.100g· mL-1(A4)。
化感活性测定采用培养皿滤纸法 [ 5] 。供试的
作物种子先用0.5% KMnO4溶液消毒 10min,在每
培养皿中放置大小均匀的 100粒种子 ,在 23℃恒温
箱内进行培养 ,每处理浓度 3次重复 。数天后统计
种子最终萌发率 、根长和苗高等数据 ,结果分别采
用 Z检验和 t检验进行差异显著性分析。
2　结果与分析
2.1　一年蓬水浸提液对作物种子最终萌发率的影
响
实验结果看出(表 1),试验组的最终萌发率均
不同程度地低于对照组 ,表明不同浓度的一年蓬地
上部分的水浸提液对这几种作物种子的萌发起抑
制作用 ,且随着浸提液浓度的增加抑制作用明显地
加强 。当水浸提液浓度为 0.025 g·mL-1(A1)时 ,
四种作物的种子萌发率比对照组有了不同程度的
下降 ,长梗白菜 、萝卜的种子萌发已经受到极显著
的抑制 ,此时长梗白菜的最终萌发率仅为对照组的
78%;番茄的种子萌发受到的抑制作用最小 ,但最
终萌发率也只有对照组的 85%,也接近了显著抑制
的水平。当水浸提液浓度为 0.050g· mL-1时
(A2),对四种作物种子萌发的抑制作用都已经达
到极显著水平 ,其中长梗白菜的种子萌发受到强烈
的抑制 ,最终萌发率快速下降 ,仅为对照组的 17%。
此后随着浸提液浓度的增加抑制作用不断加强 ,当
处理浓度为 0.100g· mL-1时(A4),辣椒和萝卜的
种子还有少量萌发 ,而长梗白菜和番茄的种子基本
已经不萌发 。
表 1　一年蓬水浸提液对作物种子最终萌发率的影响
Table1　Effectofannualfleabanemacerationextractonseedgerminationofexperimentalplants
供试作物
Experimentalcrops
作物种子萌发率 Seedgerminationofexperimentalplants(%)
CK A1 A2 A3 A4
长梗白菜(Brassicachinensisvar.communis) 99.00 77.33(4.74＊＊) 17.00(11.75＊＊) 3.33(13.22＊＊) 1.33(13.74＊＊)
番茄(Lycoperiscumesculetum) 80.33 68.67(1.89) 62.67(2.77＊＊) 16.33(8.77＊＊) 1.00(11.42＊＊)
辣椒(Capsicumannuum) 92.00 82.67(1.98＊) 76.00(3.08＊＊) 70.00(3.97＊＊) 29.67(9.03＊＊)
萝卜(Raphanussativus) 97.33 87.67(3.21＊＊) 73.00(5.30＊＊) 56.00(7.28＊＊) 14.00(12.13＊＊)
　注:()中为 Z检验值。 Z95% =1.96, Z99% =2.56;“＊”、“＊＊”表示差异显著和极显著。
因此 ,四种作物种子萌发时 ,长梗白菜的种子
对一年蓬地上部分水浸提液的物质最敏感 。
一年蓬地上部分不同浓度的水浸提液对作物
种子根的生长也起到抑制作用(表 2)。当处理液
浓度为 0.025g· mL-1 (A1)时 ,对长梗白菜 、番茄
根的生长就已经表现为显著性的抑制作用 ,并随着
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水浸提液浓度增加抑制作用不断加强 。当处理浓
度为较高的 0.100 g·mL-1时(A4),四种作物种子
根的生长所受的抑制作用非常显著 ,长梗白菜 、番
茄 、辣椒等作物种子的平均根长均在 0.5cm以下 ,
分别只有对照组的13%、17%和8.5%左右。
与对作物种子萌发和根生长的抑制作用的不
同 ,不同浓度的一年蓬地上部分的水浸提液对一些
作物种子苗高的有低促进高抑制的现象 ,此后随着
水浸提液浓度增加则抑制作用不断加强 。番茄和
长梗白菜在处理液浓度为 0.025 g·mL-1(A1)时 ,
作物苗高相对于对照组的均有不同程度的增高 ,这
种促进生长的现象在长梗白菜中尤为明显 ,此浓度
下苗高比对照组的高出21%左右 ,差异显著分析达
到极显著水平。但辣椒 、萝卜则所有的处理浓度均
表现为抑制作用 ,而且高浓度水浸提液的抑制作用
非常强烈 , 0.100 g·mL-1(A4)时的种子苗高只有
对照组的 14%(表 3)。
表 2　一年蓬的水浸提液对作物种子根长的影响
Table2　Theefectofannualfleabanemacerationextractonlengthofroot
供试作物
Experimentalcrops
作物种子根长 Lengthofroot(cm)
CK A1 A2 A3 A4
长梗白菜(Brassicachinensisvar.communis) 3.76 2.70(4.63＊＊) 1.63(9.99＊＊) 0.99(5.28＊＊) 0.48(16.17＊＊)
番茄(Lycoperiscumesculetum) 2.71 2.53(16.93＊＊) 2.23(42.25＊＊) 1.21(52.74＊＊) 0.46(63.96＊＊)
辣椒(Capsicumannuum) 5.77 4.21(1.13) 1.58(2.68＊＊) 1.34(15.33＊＊) 0.49(31.22＊＊)
萝卜(Raphanussativus) 6.79 5.48(2.58＊) 4.54(4.86＊＊) 5.68(6.85＊＊) 2.07(11.28＊＊)
　注:()中为 t检验值 , t95% =1.97, t99% =2.60;“＊”、“＊＊”表示差异显著和极显著。
表 3　一年蓬水浸提液对作物种子苗高的影响
Table3　Theefectofannualfleabanemacerationextractonseedlingheight
供试作物
Experimentalcrops
作物种子苗高 Seedingheight(cm)
CK A1 A2 A3 A4
长梗白菜(Brassicachinensisvar.communis) 7.03 8.51(-4.98＊＊) 6.38(1.63) 2.85(2.85＊＊) 1.50(18.93＊＊)
番茄(Lycoperiscumesculetum) 10.24 10.79(-0.07) 9.75(26.49＊＊) 3.86(36.87＊＊) 1.25(55.95＊＊)
辣椒(Capsicumannuum) 13.63 12.83(1.07) 9.87(5.61＊＊) 8.24(6.91＊＊) 4.09(13.90＊＊)
萝卜(Raphanussativus) 9.21 9.19(1.81) 4.27(2.44＊) 3.20(62.08＊＊) 1.26(69.99＊＊)
　注:()中为 t检验值 , “ -”表示促进生长。 t95% =1.97, t99% =2.60;“＊”、“＊＊”表示差异显著和极显著。
3　讨论
通过对四种作物种子的萌发实验 ,结果表明不
同浓度的一年蓬植株地上部分水浸提液对作物种
子萌发 、苗高和根的生长主要起抑制作用 ,且随着
浸提液浓度的增加而抑制作用明显增强。此外 ,对
番茄 、长梗白菜苗高的影响表现为低促进高抑制的
现象。
从种子萌发和生长的情况看 ,四种作物种子对
一年蓬的化感作用均比较敏感 ,都是较理想的生测
供试的材料 ,其中尤以长梗白菜表现最为突出 。随
着处理液浓度的增加 ,对长梗白菜的萌发率 、根长 、
苗高等指标或抑制或促进 ,均比对照组有显著地变
化。较低的处理液浓度(A1, A2)种子萌发率就从
78%下降到了 17%,在高浓度处理液培养条件下
(A4)几乎没有萌发 ,表现出生长受到了极强的抑
制作用。而且长梗白菜种子价格较为低廉 ,种子体
积小而利于在培养皿中实验等的特点 ,使我们认为
它是理想的生测供试材料 。此外 ,长梗白菜 、萝卜
等为十字花科作物受到一年蓬的化感作用明显 ,我
4514期 方芳等:入侵杂草一年蓬的化感作用研究
们建议在一年蓬生长过的地方不适合播种这些作
物 ,以免产量受到影响 。
植物的化感作用广泛存在于自然界中 ,在优势
种的形成 、群落演替 、植被恢复中有着重要的作用 ,
植物通过释放次生代谢化合物的而产生相互作用 ,
以保护自己有利的生态环境[ 6] 。萜类化合物广泛
存在于高等植物中 ,并以挥发油形式存在的较多 ,
起到保护自己吸引昆虫的功效 ,当这些物质进入环
境后会对其它植物产生化感作用 [ 7] 。植物放出的
萜类化合物的毒性具有选择性 ,高浓度下表现为对
植物发芽和生长的抑制 ,且随着化感物质浓度增大
抑制作用逐渐加强 ,而低浓度下也具有促进生长的
作用 ,这种现象在飞机草 、五爪金龙 、蟛蜞菊 [ 8 ～ 10]
等杂草的化感作用研究中也有出现 。已有研究表
明一年蓬含有倍半萜和二萜类物质[ 11] ,因此我们
推测其中起作用的化感物质可能就是萜类物质及
其衍生物 ,但是要具体地了解一年蓬中化感作用物
质的化学成分和释放机制 ,将有待今后进一步深入
研究。
参　考　文　献
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452 　　　　　　植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　25卷