全 文 ：书小根蒜对花生田３种主要杂草马唐、
稗草和反枝苋的化感作用
张悦丽１，２，３，秦立琴４，高兴祥５，李美５，李新国１，２，３，孟静静１，２，３，万书波２，３
（１．山东省农业科学院高新技术研究中心，山东 济南２５０１００；２．山东省作物与畜禽品种改良生物技术重点实验室，山东
济南２５０１００；３．农业部黄淮海作物遗传改良与生物技术重点开放实验室，山东 济南２５０１００；４．山东农业大学
生命科学学院，山东 泰安２７１０１８；５．山东省农业科学院植物保护研究所，山东 济南２５０１００）
摘要：在室内用离体生测方法测定了小根蒜水浸提液对花生田主要杂草马唐、稗草和反枝苋种子萌发和幼苗生长
的影响。结果表明，小根蒜水浸提液对３种杂草种子的萌发和幼苗生长均有较强的抑制作用。３种受体杂草中，以
反枝苋和马唐较为敏感，０．０５００ｇ／ｍＬ浓度处理下种子均受到完全抑制不能萌发，在０．０２５０ｇ／ｍＬ处理下反枝
苋、马唐和稗草种子的萌发率分别为３８．４６％，５０．００％和８５．７１％。相同浓度处理时，小根蒜水提物对３种杂草根
长的生长抑制作用均明显高于对苗高的抑制作用。
关键词：小根蒜；化感作用；花生田；种子萌发；幼苗生长
中图分类号：Ｓ４５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１０）０５００５７０６
花生（犃狉犪犮犺犻狊犺狔狆狅犵犪犲犪）是我国的重要经济作物，常年种植面积在４０００万ｈｍ２ 左右，每年因杂草造成的花
生减产在１５％左右，而目前花生田杂草防除主要依靠化学除草剂，但由此带来的环境毒性、药害问题以及杂草抗
药性问题日益突出，而研究化感作用寻求高活性的化感物质进行杂草防除符合可持续农业的发展要求。化感作
用是指一种植物或微生物通过产生化学物质，而对其他生物产生的直接或间接的刺激或抑制作用，目前化感作用
的研究已成为森林保护、农田杂草控制、增加作物产量、促进环境可持续性发展和控制外来生物入侵的重要途径
之一，因此近年来受到世界各国科学家的重视，逐步形成了一个新的研究领域［１３］。目前，国内学者对紫茎泽兰
（犈狌狆犪狋狅狉犻狌犿犪犱犲狀狅狆犺狅狉狌犿）、薇甘菊（犕犻犽犪狀犻犪犿犻犮狉犪狀狋犺犪）、黄花蒿（犃狉狋犲犿犻狊犻犪犪狀狀狌犪）、苍耳（犡犪狀狋犺犻狌犿狊犻犫犻狉犻
犮狌犿）、小飞蓬（犈狉犻犵犲狉狅狀犮犪狀犪犱犲狀狊犻狊）等植物［４８］的化感作用进行了深入研究，许多化感活性物质已被或逐步被开
发成除草剂，但对小根蒜（犃犾犾犻狌犿犿犪犮狉狅狊狋犲犿狅狀）的化感作用未见报道。
小根蒜为百合科葱属多年生草本植物，别名小根菜、野蒜、小么菜，在我国南方、北方均有分布。小根蒜适生
能力很强，常生长于山坡、草地以及蔬菜地中，也是部分地区草坪和作物田中的重要杂草，因其是多年生草本植
物，具有丰富的地下鳞茎，有很强的生存竞争力。近年来对小根蒜的研究主要集中在药用植物的基础研究方面，
据资料报道小根蒜提取物可以抑制血小板聚集、降低血脂、清除自由基等功能［９１２］，也具有广谱的抑菌活性，对金
黄色葡萄球菌、大肠杆菌、普通变形杆菌、枯草芽孢杆菌等细菌以及根霉、木霉、曲霉等真菌均表现良好的抑制作
用［１３１５］。本试验研究了小根蒜水浸提液对花生田常见杂草马唐（犇犻犵犻狋犪狉犻犪狊犪狀犵狌犻狀犪犾犻狊）、反枝苋（犃犿犪狉犪狀狋犺狌狊
狉犲狋狉狅犳犾犲狓狌狊）和稗草（犈犮犺犻狀狅犮犺犾狅犪犮狉狌狊犵犪犾犾犻）种子萌发及幼苗生长的影响，以期能逐步揭示小根蒜的化感作用，为
进一步研究和利用小根蒜次生物质提供试验依据。
１ 材料与方法
１．１ 材料
小根蒜采自山东省济南市郊区，化感作用受体杂草种子马唐、稗草和反枝苋采自山东省农科院试验农场花生
田。
第１９卷 第５期
Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．５
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
５７－６２
２０１０年１０月
收稿日期：２００９１０３０；改回日期：２００９１１２２
基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金，国家“十一五”科技支撑计划项目（２００６ＢＡＤ２１Ｂ０４），山东省博士后创新项目专项资金
（２００８０２００５）和山东省自然科学基金重点项目（ＺＲ２００９ＺＤ００７）资助。
作者简介：张悦丽（１９７９），女，山东安丘人，在读博士后。Ｅｍａｉｌ：ｙｕｅｌｉｇａｏｘｉｎｇ＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｓｂ＠ｓａａｓ．ａｃ．ｃｎ
１．２ 浸提液的制备
于２００９年８月将小根蒜全株采回，先用清水洗净泥土，室内自然晾干至发脆后，用粉碎机粉碎，过４０目筛，
称取一定量的粉末加入２０倍（Ｇ／Ｌ）水浸泡，期间间或震荡，７２ｈ后超声波２０ｍｉｎ然后抽滤，即得质量浓度为
０．０５００ｇ／ｍＬ的小根蒜水浸提液，再稀释成质量浓度为０．０２５０，０．０１２５ｇ／ｍＬ的浸提液备用。
１．３ 化感活性生物测定
采用种子萌发法［１６］。将蒸馏水设为对照，在培养皿（犱＝９ｃｍ）中加入１０ｍＬ不同浓度的小根蒜水浸提液，
混合均匀后盖上２层滤纸，然后放入３０粒杂草种子。所有处理均重复３次，放在（２６±１）℃恒温箱中黑暗培养，
每天调查各处理种子发芽数，９６ｈ后分别测量杂草种子的发芽率、幼苗根长和幼苗苗高等数据。
１．４ 数据统计
萌发率＝（发芽种子总数／供试种子总数）×１００％
发芽率化感效应指数（犚犐）：犚犐＝１－犆／犜 （犜≥犆），或者犚犐＝犜／犆－１（犜＜犆）
式中，犆为对照值，犜为处理值。犚犐表示化感作用强度大小，正值表示促进效应，负值表示抑制效应，其绝对值大
小反映化感作用的强弱。
发芽速率（％）＝∑（犌狋／犇）／∑（犌犮／犇）×１００
式中，犌狋为处理的逐日发芽种子数，犌犮为对照的逐日发芽种子数，犇为相应发芽天数。
幼苗根长和苗高：从每个培养皿中随机挑选１０株幼苗进行测量，取平均值。
综合效应（犛犈）：是指同一处理浓度对同一个受体３个测试项目（萌发率、根长、苗高）的对照抑制百分率的算
术平均数。
１．５ 数据分析
小根蒜水浸提液对植物种子萌发率、萌发速率影响的数据为３次测定的平均值±标准误；对幼苗生长影响的
数据采用ＳＰＳＳ１２．０进行方差分析各参数在不同处理间的差异。
２ 结果与分析
图１ 小根蒜水提液对３种杂草种子萌发的影响
犉犻犵．１ 犈犳犳犲犮狋狅犳狑犪狋犲狉犲狓狋狉犪犮狋犳狉狅犿犃．犿犪犮狉狅狊狋犲犿狅狀
狅狀狊犲犲犱犵犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀狅犳狋犺狉犲犲狑犲犲犱狊
２．１ 小根蒜水浸提液对３种杂草种子萌发的影响
不同浓度小根蒜水浸提液对３种杂草种子萌发均
有较强的抑制作用（图１），且抑制作用的强弱受水提
液浓度的变化影响较大，３种受试杂草种子中反枝苋
和马唐最为敏感，稗草较不敏感。在０．０５００ｇ／ｍＬ水
提液浓度下，反枝苋和马唐种子均不能萌发，稗草种子
受水提液的影响较小，萌发率为５０．００％；在０．０２５０
ｇ／ｍＬ 下，反 枝 苋、马 唐、稗 草 的 萌 发 率 分 别 为
３８．４６％，５０．００％和８５．７１％；在０．０１２５ｇ／ｍＬ下，反
枝苋、马唐、稗草的萌发率分别为６９．２３％，８７．５０％和
９２．８６％。
化感效应指数是衡量化感作用强度的重要指标，
各浓度水提物对花生田３种主要杂草种子萌发的化感
效应指数均不是正值（图２），所以小根蒜对这３种杂
草的化感效应均为抑制作用。０．０５００ｇ／ｍＬ的水提液对反枝苋、马唐的化感作用最强，ＲＩ值均达到－１．０，对另
一种杂草稗草的化感作用较弱，ＲＩ值为－０．５；０．０２５０ｇ／ｍＬ和０．０１２５ｇ／ｍＬ对稗草、马唐和反枝苋的化感作
用均为依次增强，｜ＲＩ｜值分别为０．１４～０．６２和０．０７～０．３１。
在０．０１２５ｇ／ｍＬ的小根蒜水浸提液处理下反枝苋的相对发芽速率仅为２６．１５％，而马唐和稗草的发芽速率
分别为５２．１３％，９２．８６％；０．０２５０ｇ／ｍＬ的小根蒜水浸提液对反枝苋、马唐种子影响最大，发芽速率分别为
１１．７９％，２５．５３％，另一种杂草稗草种子的发芽速率与空白对照之间无显著性差异；在最高浓度０．０５００ｇ／ｍＬ处
８５ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．５
理下，所试杂草种子的发芽速率均显著降低，反枝苋、马唐的发芽速率均为０，稗草种子的发芽速率为２９．５９％。
在３个浓度水浸提液的处理中，反枝苋和马唐的发芽率、发芽速率对化感物质较敏感，稗草较不敏感（图３），
但在同一浓度下，受体杂草种子的发芽速率敏感性略强于发芽率的敏感性，表明发芽速率可能是衡量化感作用更
敏感的指标，这与前人报道的结果一致［１７，１８］。
图２ 小根蒜水提液对３种杂草种子相对
发芽率的化感效应指数的影响
犉犻犵．２ 犜犺犲犻狀犳犾狌犲狀犮犲狅犳犲狓狋狉犪犮狋犳狉狅犿犃．犿犪犮狉狅狊狋犲犿狅狀
狅狀狋犺犲犻狀犱犲狓狅犳犪犾犲犾狅狆犪狋犺犻犮犲犳犳犲犮狋犻狀狋犺狉犲犲狑犲犲犱狊
图３ 小根蒜水提取液对３种杂草种子
相对发芽速率的影响
犉犻犵．３ 犈犳犳犲犮狋狅犳狑犪狋犲狉犲狓狋狉犪犮狋犳狉狅犿犃．犿犪犮狉狅狊狋犲犿狅狀
狅狀狉犲犾犪狋犻狏犲狊犲犲犱犵犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀狊狆犲犲犱狅犳狋犺狉犲犲狑犲犲犱狊
２．２ 小根蒜水浸提液对３种杂草幼苗生长的影响
在马唐、稗草和反枝苋这３种杂草中，马唐和反枝苋较为敏感，稗草所受的影响较小（表１）。０．０１２５ｇ／ｍＬ
小根蒜水浸提液对稗草根长生长影响不明显，对马唐幼苗根长的生长有显著的抑制作用，对反枝苋有极显著抑制
作用；０．０２５０和０．０５００ｇ／ｍＬ小根蒜水浸提液对反枝苋、马唐幼苗根长均有极显著抑制作用，对稗草幼苗根长
的影响为显著抑制作用。
小根蒜水浸提物对杂草幼苗茎长的影响结果显示（表２），质量浓度为０．０１２５ｇ／ｍＬ的小根蒜水浸提液对稗
草、马唐幼苗茎长的影响均为显著抑制作用，对反枝苋显示出极显著抑制作用；０．０２５０和０．０５００ｇ／ｍＬ小根蒜
水浸提液对反枝苋、马唐幼苗茎长均有极显著抑制作用，对稗草幼苗茎长的影响为显著抑制作用。
结果显示（表１，２）：小根蒜水浸提液对反枝苋幼苗生长的抑制作用最强，其次为马唐，对稗草的抑制作用相
对较弱；在对同一种受体植物幼苗根长和茎长的比较也可以看出，水浸提液对根长生长的影响明显强于对茎长生
长的影响，在０．０２５０ｇ／ｍＬ浓度下，对反枝苋和马唐的根长生长完全抑制，而不能完全抑制茎长的生长，这与前
人研究结果一致［１７，１８］，这可能与幼根最先接触化感物质有关。
表１ 不同含量小根蒜水浸提液对杂草幼苗根长的影响
犜犪犫犾犲１ 犈犳犳犲犮狋狅犳犪狇狌犲狅狌狊犲狓狋狉犪犮狋狅犳犆．犮犪狀犪犱犲狊犻狊狅狀狉狅狅狋犾犲狀犵狋犺狅犳狆犾犪狀狋狊
浸提液质量浓度Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆａｑｕｅｏｕｓｅｘｔｒａｃｔ（ｇ／ｍＬ） 反枝苋犃．狉犲狋狉狅犳犾犲狓狌狊（ｃｍ） 马唐犇．狊犪狀犵狌犻狀犪犾犻狊（ｃｍ） 稗草犈．犮狉狌狊犵犪犾犾犻（ｃｍ）
对照ＣＫ １．０７ ０．８０ １．１３
０．０１２５ ０．１２ ０．１２ ０．８５
０．０２５０ ０．００ ０．００ ０．５６
０．０５００ ０．００ ０．００ ０．４６
注：“”表示在０．０５水平上的差异显著，“”表示在０．０１水平上的差异显著。下同。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ“”ａｎｄ“”ｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ０．０５ａｎｄ０．０１ｌｅｖｅｌｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
９５第１９卷第５期 草业学报２０１０年
２．３ 小根蒜水浸提液对３种杂草的综合效应（ＳＥ）
不同质量浓度小根蒜水浸提液对植物影响的综合效应（ＳＥ，表３）显示，在试验所设浓度下，小根蒜水浸提液
对３种受体杂草反枝苋、马唐和稗草均有较强的抑制生长作用，其中反枝苋和马唐的抑制作用较强。在试验浓度
下，反枝苋和马唐受到的抑制作用较强，ＳＥ值在５７．８６％～１００％之间，而稗草受到的影响较弱，ＳＥ值在１１．１１％
～５０．７９％之间。
表２ 不同含量小根蒜水浸提液对杂草幼苗茎长的影响
犜犪犫犾犲２ 犈犳犳犲犮狋狅犳犪狇狌犲狅狌狊犲狓狋狉犪犮狋狅犳犆．犮犪狀犪犱犲狊犻狊
狅狀狊犲犲犱犾犻狀犵犺犲犻犵犺狋狅犳狆犾犪狀狋狊
浸提液质量浓度
Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆ
ａｑｕｅｏｕｓｅｘｔｒａｃｔ
（ｇ／ｍＬ）
反枝苋
犃．狉犲狋狉狅犳犾犲狓狌狊
（ｃｍ）
马唐
犇．狊犪狀犵狌犻狀犪犾犻狊
（ｃｍ）
稗草
犈．犮狉狌狊犵犪犾犾犻
（ｃｍ）
对照ＣＫ ２．６６ ３．０５ ３．５３
０．０１２５ ０．７３ １．７３ ３．４８
０．０２５０ ０．１０ ０．３６ ２．６１
０．０５００ ０．００ ０．００ ２．０１
表３ 不同含量小根蒜水浸提液对杂草的综合效应（犛犈）
犜犪犫犾犲３ 犛狔狀狋犺犲狋犻犮犲犳犳犲犮狋狅犳犪狇狌犲狅狌狊犲狓狋狉犪犮狋狅犳
犆．犮犪狀犪犱犲狊犻狊狅狀狆犾犪狀狋狊（犛犈）
浸提液质量浓度
Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆ
ａｑｕｅｏｕｓｅｘｔｒａｃｔ
（ｇ／ｍＬ）
反枝苋
犃．狉犲狋狉狅犳犾犲狓狌狊
（ｃｍ）
马唐
犇．狊犪狀犵狌犻狀犪犾犻狊
（ｃｍ）
稗草
犈．犮狉狌狊犵犪犾犾犻
（ｃｍ）
对照ＣＫ ０．００ ０．００ ０．００
０．０１２５ ６４．０４ ５７．８６ １１．１１
０．０２５０ ８５．９３ ７９．４０ ３０．１４
０．０５００ １００．００ １００．００ ５０．７９
３ 讨论
近年来，化感作用的研究越来越受到重视，许多化感物质已被或者逐步被开发成除草剂使用，在多枝桉（犈狌
犮犪犾狔狆狋狌狊狏犻犿犻狀犪犾犻狊）等植物油中存在的桉树脑是多种植物产生的单萜类化合物，目前用于稻田防除稗草已推广应
用［１９］；２０世纪８０年代从高粱（犛狅狉犵犺狌犿狏狌犾犵犪狉犲）根中提取的糖甙氰酸酯和酚酸化感物质对许多阔叶和禾本科
杂草有强烈的抑制生长作用，现已完成了化感物质化学结构式的人工合成并制成了Ｐｅｓｔａ制剂，对绿色狗尾草
（犛犲狋犪狉犻犪狏犻狉犻犱犻狊）等杂草种子的萌发抑制率达９％以上［２０］。本研究结果表明，小根蒜水浸提液对花生田常见杂草
马唐和反枝苋种子的发芽率、发芽速率和幼苗的生长均具有较强的抑制生长作用，对稗草的影响略小，说明小根
蒜对周围植物的生长具有明显的化感作用潜力。这种化感潜力将严重影响植物对地上和地下资源的竞争能力，
导致植物吸水、吸肥、争取阳光的能力降低，这也许是小根蒜具有较强竞争生存能力的原因之一，深入研究这些化
感活性物质，为开发花生田新的天然除草剂提供理论基础。
植物的化感物质都是次生物质，植物产生和释放化感物质的理论基础是植物的次生代谢。植物化感物质是
由酚类、类萜、含氮化合物以及聚乙炔和香豆素类次生物质。目前普遍的化感物质分类主要是４类：酚类、萜类、
糖苷类及生物碱类［２１，２２］，其中酚类和生物碱类水溶性较强。本研究表明，对花生田杂草反枝苋、马唐发芽及生长
产生较强抑制作用的物质是小根蒜水浸提液，说明小根蒜化感物质可能是水溶性强的酚类或生物碱类。
本试验所用的浸提液仅仅是小根蒜全株的粗提物，另外试验通过培养皿法进行，光、温度和水分条件保持一
致，避免了自然条件下各种因素的干扰，结果虽能较好的反映小根蒜的化感作用强弱，但是在自然条件下，化感物
质的释放与积累受到很多环境条件的制约，如降水量、土壤对化感物质的抑制作用等［２３２９］。小根蒜化感物质的具
体成分及其化感物质究竟通过什么途径抑制了植物的生长还有待进一步研究。
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ｓｏｆｓｏｒｇｈｕｍ（犛狅狉犵犺狌犿犫犻犮狅犾狅狉）［Ｊ］．ＷｅｅｄＳｃｉｅｎｃｅ，１９８８，３６：４４１４４６．
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１６第１９卷第５期 草业学报２０１０年
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（１．ＨｉｇｈＴｅｃｈＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＳｈａｎｄｏｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｊｉｎａｎ２５０１００，Ｃｈｉｎａ；
２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＧｅｎｅｔｉｃＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＣｒｏｐＡｎｉｍａｌａｎｄＰｏｕｌｔｒｙｏｆＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，
Ｊｉｎａｎ２５０１００，Ｃｈｉｎａ；３．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｒｏｐＧｅｎｅｔｉｃＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔａｎｄＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｈｕａｎｇｈｕａｉｈａｉ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｊｉｎａｎ２５０１００，Ｃｈｉｎａ；４．ＣｏｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，
ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉａｎ２７１０１８，Ｃｈｉｎａ；５．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｌａｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，
ＳｈａｎｄｏｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｊｉｎａｎ２５０１００，Ｃｈｉｎａ）
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２６ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０） Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．５