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阔叶丰花草对茄科作物的化感效应



全 文 : [收稿日期] 2014-02-23;2014-08-28修回
 [基金项目] 广州市科技计划资助项目“3种外来入侵植物的化感效应研究”(2012KP024);广州市教育局科普项目“广州白云山植物多样性
青少年科技实践活动”(12A102);广州市教育局科普项目“青少年森林植物考察与挂植物名目标牌活动”(13B022-02)
 [作者简介] 陶文琴(1969-),女,副教授.博士,从事植物资源的保护与利用研究。E-mail:taowenqin@21cn.com
[文章编号]1001-3601(2014)10-0602-0091-04
阔叶丰花草对茄科作物的化感效应
陶文琴,许镇健,黄丽宜,缪绅裕,杨礼香,王厚麟,陈健辉
(广州大学 生命科学学院,广东 广州510006)
  [摘 要]为探明入侵植物阔叶丰花草对茄科作物种子萌发和幼苗生长的影响,采用种子萌发与生物测
定法,测定比较了阔叶丰花草不同浓度水提液处理番茄、茄子和辣椒种子的萌发率、幼苗的根长及茎长。结
果表明:番茄和茄子的发芽速度指数随处理浓度上升而显著降低;番茄种子的萌发率略低于对照,均在
93.33%以上;茄子和辣椒种子的萌发率均随水提液浓度的上升而降低,14d时分别在70%以上和66.67%
以上;各浓度水提液番茄和茄子的根长显著低于对照,辣椒除高浓度外,根长均长于对照;培养7d时番茄的
茎长短于对照,14d时均长于对照。结论:阔叶丰花草对番茄的综合化感效应表现为抑制作用;低浓度的水
提液对茄子综合化感效应表现为促进作用,高浓度为抑制作用;辣椒则表现为抑制转变为促进,表现出一定
的适应性。
[关键词]阔叶丰花草;入侵植物;化感效应;茄科;种子萌发率
[中图分类号]S312.2 [文献标识码]A
Alelopathic Efect of Alien Invasive Borrerialatifolia
on Solanaceae Crops
TAO Wenqin,XU Zhenjian,HUANG Liyi,MIAO Shenyu,
YANG Lixiang,WANG Houlin,CHEN Jianhui
(School of Life Sciences,Guangzhou University,Guangzhou,Guangdong510006,China)
  Abstract:The germination rate,root and stem length of tomato,eggplant and pepper seeds treated
with different concentration of B.latifolia water extract were determined by seed germination and
biological determination methods to study the effects of alien invasive B.latifoliaon seed germination and
growth of seedlings of Solanaceae crops.The results showed that:1)The germination rate index of
tomato and eggplant decreases with increase of B.latifolia water extract concentration significantly;2)
The germination rate of tomato seeds is lower than CK but the seed germination of different treatments is
above 93.33%;3)The seed germination rate of eggplant and pepper decreases with increase of B.
latifolia water extract concentration and is above 70%and above 66.67%after 14drespectively;4)The
root length of tomato and eggplant treated with different concentration of B.latifolia water extract is
lower than CK significantly,except for pepper under the higher concentration;5)The stem length of
tomato seedlings after 7dis shorter than CK but the stem length of tomato seedlings after 14dis higher
than CK.The integrated alelopathic effect of B.latifolia on tomato is the inhibiting effect.The
integrated alelopathic effect of B.latifolia with lower concentration and higher concentration is the
promoting effect and inhibiting effect separately.Pepper shows the certain adaptability to B.latifolia.
Key words:Borreria latifolia;alien invasive plant;alelpathic effect;Solanaceae;seed germination
  茜草科丰花草属(Borreria或Spermacoce)为
一年生或多年生草本或矮小亚灌木,全球约250~
300种,分布于热带及亚热带地区[1]。《中国植物
志》记载了4种自然分布的丰花草属植物,即丰花草
(B.stricta)、糙叶丰花草(B.articularis)、二萼丰
花草(B.repens)和山东丰花草(B.shandongen-
sis),产于西南至东南。另一种蔓生性草本阔叶丰花
草(B.latifolia或Spermacoce latifolia)为外来
种[2]。阔叶丰花草原产南美洲热带地区,1937年前
后引入广东等地做军马饲料,20世纪70年代曾作
为地被植物广泛栽培,之后成为广东、广西、海南、香
港、台湾、福建南部、浙江温岭一带和云南西南部常
见的有害生物[3-5],入侵茶园、桑园、果园、咖啡园、橡
胶园以及花生、甘蔗和蔬菜地等,造成严重危
害[3,6-8],被称为绿色植物癌症[9],已被列为外来入侵
植物[3]。国内对阔叶丰花草的研究只局限于生长特
性、分布现状、危害状况、入侵群落物种组成及其土
壤种子库季节动态等方面[6,12-13],虽有文献提及阔
叶丰花草能分泌化感效应物质,但未见具体的研究
报道。因此,笔者对其化感效应进行研究,以期为该
入侵植物的科学防治提供理论基础。
 贵州农业科学 2014,42(10):91~94
 Guizhou Agricultural Sciences
1 材料与方法
1.1 试验材料
阔叶丰花草于2013年5月采于广东罗浮山联
和水 库 旁 (GPS 定 位 为 北 纬 23°14′17″,东 经
113°59′46″,海拔46m),SPAD值为24.71±4.31。
金果状元番茄、辛辣8号线椒F1 辣椒和长丰·红妃
紫红长茄F1 茄子种子均购于广东省农业科学院。
1.2 水提液的制备
把阔叶丰花草干燥叶片剪成约1cm的碎块,称
取50g浸于500mL蒸馏水中,静置24h,过滤,即
得水提液原液(0.10g/mL),密封保存于冰箱中
(4℃)备用。使用前用蒸馏水分别稀释配制成浓度
为0.01g/mL、0.02g/mL、0.03g/mL、0.04g/mL
和0.05g/mL的水浸液。
1.3 水提液培养种子及幼苗
在消毒的培养皿内铺双层滤纸,将种子放于培
养皿中,每个培养皿放30粒同种作物种子。以不同
浓度的叶片水提液注入培养皿中,3次重复。将培
养皿于光照强度≥3 500lx,光照12h/d,恒温25℃
的培养箱中培养。
1.4 测定项目和数据统计
每天定时观察统计培养皿内种子的萌发情况,
发芽标准为胚根突破种皮1~2mm,种子萌发后用
电子数显的游标卡尺测量根长。因番茄种子萌发和
早期幼苗生长速度远快于茄子和辣椒,培养7d后
在培养皿内已受限制,故其萌发试验于7d时终止,
茄子和辣椒的萌发试验持续14d,分别计算7d和
14d的种子萌发率、根长、茎长、化感效应指数和综
合化感效应指数等指标。试验数据用 Excel和
SPSS软件进行数据统计分析。
萌发率=(规定时间内种子发芽数/供试种子总
数)×100%[14-15]
发芽速度指数=2(5x1+4x2+3x3+2x4+
x5)[14],x1~x5分别为第1~5天种子的萌发数。
化感效应指数=1-C/T(T≥C)或RI=T/C-
1(T<C)。式中,C为对照值,T为处理组;化感效
应指数>0为促进作用,化感效应指数<0为抑制作
用,绝对值大小与作用强度相对应[14-15]。
综合化感效应指数=(萌发率化感效应值+根
长化感效应值+茎长化感效应值)/3。式中,综合化
感效应指数>0为促进,综合化感效应指数<0为抑
制作用,绝对值大小与作用强度相对应[14-15]。
2 结果与分析
2.1 种子萌发情况
发芽速度指数可测定种子活力的差异[16],从
表1可见,培养5d时,番茄和茄子的发芽速度指数
均随着阔叶丰花草水提液浓度的增加而显著降低,
说明阔叶丰花草水提液降低了其种子活力;而辣椒
前5d未见种子发芽。培养7d后,番茄种子已基本
萌发,萌发率均在93.33%以上,与对照间差异不显
著;茄子的萌发率在22.22%~64.44%,高浓度处
理的萌发率与对照间差异达极显著水平;辣椒的萌
发率在13.33%~21.11%;与对照间差异不显著。
培养14d后,茄子的萌发率均在70%以上,辣椒的
在66.67%以上,均低于对照,除辣椒最高浓度处理
(0.05g/mL)存在显著差异外,其余处理与对照间
的差异均不显著。
表1 阔叶丰花草不同浓度的水提液培养番茄、茄子和辣椒种子的萌发情况
     Table 1 Germination status of tomato,eggplant and pepper seeds treated with different concentration of
Borreria latifolia water extract
浓度/(g/mL)
Concentration
发芽速度指数(5d)
Germination rate index
番茄 茄子 辣椒
萌发率(7d)/%
Germination rate
番茄 茄子 辣椒
萌发率(14d)/%
Germination rate
番茄 茄子 辣椒
0(CK) 432.68±29.66  30.44±4.37  0  95.56±5.09  64.44±5.09  20.00±3.33 - 86.67±11.02  84.44±6.94
0.01  322.66±21.94** 25.33±3.21  0  95.56±3.33  58.89±7.70  21.11±1.92 - 87.78±10.40  82.22±1.92
0.02  294.66±28.18** 22.33±2.71* 0  95.56±1.92  53.33±11.55 20.00±8.82 - 84.44±8.39  75.56±5.09
0.03  262.00±26.08** 8.00±1.53** 0  93.33±3.85  43.33±5.77**16.67±3.33 - 82.22±5.09  68.56±15.02
0.04  203.98±30.96** 6.00±1.00** 0  93.33±6.67  28.89±6.94**16.67±6.67 - 74.44±6.94  67.78±13.47
0.05  194.68±29.06** 1.33±0.41** 0  93.33±3.33  22.22±6.94**13.33±8.82 - 70.00±6.67  66.67±3.33*
 注:与对照组相比,*为显著差异(P<0.05),**为极显著差异(P<0.01),“-”未测定(下同)。
 Note:*and** means significance of difference at 0.05and 0.01level separately.“- ”,without determination(the same below).
2.2 幼苗根和茎的生长情况
从表2看出,培养7d后,番茄幼苗各浓度水提
液处理的根长均显著短于对照,茎长却显著长于对
照。茄子的根长和茎长随着水提液浓度的升高而降
低,低浓度(0.01g/mL)和较低浓度(0.02g/mL)处
理的 根 长 与 对 照 间 无 显 著 差 异,但 浓 度 在
0.03g/mL以上处理差异达极显著水平;茎长则极
显著低于对照。辣椒根长除高浓度处理外,其余浓
度处理均长于对照,但差异不显著;茎长则随着水提
液处理浓度的升高而降低,在中等浓度以上处理差
异显著。
培养14d后,茄子根长的变化情况与培养7d
的基本一致,随着水提液浓度的升高而降低,中等浓
度(0.03g/mL)以上处理差异达极显著水平;茎长
与 7d 时 相 反,茎 长 均 长 于 对 照,除 高 浓 度
(0.05g/mL)外,与对照间差异均达显著或极显著
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                                        贵 州 农 业 科 学
                                   Guizhou Agricultural Sciences
表2 阔叶丰花草水提液培养不同种子的根长和茎长
     Table 2 Root and stem length of tomato,eggplant and pepper seeds treated with different concentration
of Borreria latifolia water extract
浓度/
(g/mL)
Concentration
根长/mm
Root length
番茄 茄子 辣椒
茎长/mm
Stem length
番茄 茄子 辣椒
7d
0(CK) 88.57±10.91  12.59±2.43  2.29±0.74  20.63±3.33  8.73±1.89  3.09±0.22
0.01  59.61±9.62** 7.40±1.99  2.64±0.67  38.00±3.27** 4.16±1.32** 2.80±0.47
0.02  40.94±7.83** 5.78±1.13  2.49±0.53  36.91±4.23** 4.38±1.21** 2.71±0.54
0.03  33.29±4.49** 3.11±0.86** 2.42±0.20  34.81±4.03** 4.45±1.00** 2.53±0.23*
0.04  28.44±4.93** 3.27±0.64** 2.34±0.16  30.96±3.78** 4.87±1.38** 0**
0.05  25.63±4.20** 2.62±0.53** 2.08±1.76  29.20±4.05* 3.70±0.30** 0**
14d
0(CK) - 39.73±7.46  28.66±8.15 ˉ 24.93±0.70  18.50±2.97
0.01 - 35.93±6.98  44.38±11.16* ˉ 36.26±5.17** 29.64±10.49
0.02 - 33.72±6.61  38.15±13.65 ˉ 35.59±5.38** 32.57±9.62**
0.03 - 22.32±6.82* 31.84±10.38 ˉ 32.32±6.87* 32.42±10.05**
0.04 - 20.95±7.23** 31.44±8.50 ˉ 31.75±7.25  29.37±7.24
0.05 - 17.37±4.09** 20.21±8.14 ˉ 30.11±5.79  28.86±7.61
水平。辣椒根长除高浓度(0.05g/mL)外,其余处
理均高于对照,低浓度处理与对照间差异显著,其余
处理无显著差异;各处理茎长均长于对照,以较低浓
度(0.02g/mL)和中等浓度(0.03g/mL)处理组极
显著地高于对照,其余处理组无显著差异。
2.3 化感效应指数
从表3看出,培养7d后,随着水提液浓度的上
升,番茄根长的化感效应指数升高,即受抑制程度上
升;茎长的化感效应指数则下降,说明对茎的生长有
一定的促进作用,综合效应表现为中等浓度以下有
一定的促进作用,但较高浓度和高浓度组植株受到
一定的抑制。茄子的萌发率、根长、茎长和综合效应
指数均随着水提液浓度的上升而升高,说明其受到
的抑制程度与水提液处理浓度相关,浓度越高,抑制
越明显。辣椒则表现出高浓度对根长有抑制、中低
浓度有一定的促进作用;茎长均为受抑制,且浓度越
高,抑制作用越大;综合效应总体表现为低浓度处理
略有促进,其他浓度均受到抑制,且浓度越高,抑制
越显著。培养14d后,茄子种子的萌发率除了低浓
度的略有促进作用外,其余均为抑制作用,且随浓度
升高抑制作用增强。水提液对根长的抑制随浓度升
高而增强,但茎长表现出低浓度和较低浓度为促进
作用,中高等浓度为抑制作用。各水提液处理组的
辣椒萌发率均表现为抑制作用,但根长仅有高浓度
组的表现为抑制作用,中、低浓度表现为促进作用;
茎长则均表现为促进作用,且指数值较高,导致综合
化感效应表现为促进作用。整体来看,阔叶丰花草
对茄子、辣椒和番茄的化感作用番茄>茄子>辣椒。
表3 阔叶丰花草水提液处理种子和初生苗后的化感效应指数
     Table 3 Alelopathic effect index of tomato,eggplant and pepper seeds treated with different concentration
of B.latifolia water extract
作物
Crops
处理/
(g/mL)
Concentration
7d
萌发率 根长 茎长 综合效应
14d
萌发率 根长 茎长 综合效应
茄子 0.01 -0.086 -0.412 -0.523 -0.340  0.013 -0.096  0.454  0.124
 Eggplant  0.02 -0.172 -0.541 -0.498 -0.404 -0.026 -0.151  0.428  0.084
0.03 -0.328 -0.753 -0.490 -0.524 -0.051 -0.438  0.296 -0.064
0.04 -0.552 -0.740 -0.442 -0.578 -0.141 -0.473  0.274 -0.113
0.05 -0.655 -0.792 -0.576 -0.674 -0.192 -0.563  0.208 -0.182
辣椒 0.01  0.056  0.153 -0.094  0.038 -0.026  0.548  0.602  0.375
 Pepper  0.02  0.000  0.087 -0.123 -0.012 -0.105  0.331  0.761  0.329
0.03 -0.167  0.057 -0.181 -0.097 -0.224  0.111  0.752  0.213
0.04 -0.167  0.022 -1.000 -0.382 -0.197  0.097  0.588  0.163
0.05 -0.334 -0.092 -1.000 -0.475 -0.210 -0.295  0.560  0.018
番茄 0.01  0.000 -0.327  0.842  0.172 - - - -
 Tomato  0.02  0.000 -0.538  0.789  0.084 - - - -
0.03 -0.023 -0.624  0.687  0.013 - - - -
0.04 -0.023 -0.679  0.501 -0.067 - - - -
0.05 -0.023 -0.711  0.415 -0.106 - - - -
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 陶文琴 等 阔叶丰花草对茄科作物的化感效应
 TAO Wenqin et al Alelopathic Effect of Alien Invasive Borreria latifolia on Solanaceae Crops
3 结论与讨论
不同供体植物对不同受体植物的化感效应不
同,部分植物的化感作用表现为低浓度的抑制作用
不明显或略有促进作用,但高浓度则表现出强烈的
抑制作用[15,17-18]。本研究结果表明,培养7d时,茄
子中高浓度提液处理的萌发率极显著低于对照,但
培养14d后与对照无显著差异,可能是初生苗经历
一段时间培养后,已适应了水提液中的化感物质;辣
椒萌发率仅在水提液最高浓度培养14d时显著低
于对照,其他处理均无显著差异;培养14d的茄子
根长与培养7d的基本一致,即中高浓度水提液处
理植株显著低于对照组。茎长的表现则有较大变
化,培养7d时所有浓度处理均表现受抑制,中、低
浓度却表现显著的促进作用。对于辣椒,培养7d
时的根长,所有浓度处理组与对照组无显著差异,但
培养14d低浓度处理组显著高于对照组,其余组无
差异;而茎长,较低和中等浓度处理组极显著高于对
照组。茄子的综合化感效应,由原来培养7d的所
有处理组的随处理浓度升高,抑制作用增强,转变为
培养14d的低浓度和较低浓度处理组的促进作用,
和中等及以上浓度处理组的微弱抑制,体现出随着
时间的推移,茄子初生苗对阔叶丰花草的化感效应
物质的适应性增强。辣椒的综合化感效应,与茄子
的类似,表现为培养7d时基本受抑制,到培养14d
时基本为促进作用。
以上分析表明,阔叶丰花草的水提液在某些方
面对不同作物具有较强烈的抑制作用,在农业生产
上应注意防治,防止其分布范围的进一步扩散,以减
轻其生态危害。
[参 考 文 献]
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(责任编辑:聂克艳)
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