全 文 ：第 39 卷 第 3 期
2 0 1 2 年 9 月
福 建 林 业 科 技
Jour of Fujian Forestry Sci and Tech
Vol. 39 No. 3
Sep.，2 0 1 2
doi:10． 3969 / j． issn． 1002 － 7351． 2012． 03． 11
孔雀草、盐肤木对紫花苜蓿的化感效应研究
魏科梁，夏振尧，夏 栋，戴方喜
( 三峡大学化学与生命科学学院，湖北 宜昌 443002)
摘要:通过种子萌发和幼苗生长试验，研究了孔雀草、盐肤木 2 种植物的叶、茎、根水浸提液对紫花苜蓿的化感作用，结果表
明:孔雀草、盐肤木不同部位的水浸提液对紫花苜蓿的种子萌发和幼苗生长均有抑制作用，且浓度越大作用越明显。说明
紫花苜蓿和孔雀草不宜混播;盐肤木作为灌木和紫花苜蓿混植，只要种植密度适当，是可行的。可为生态护坡的植物选择
提供参考。
关键词:孔雀草;盐肤木;紫花苜蓿;化感作用
中图分类号:Q945 文献标识码:A 文章编号:1002 － 7351(2012)03 － 0047 － 04
The Allelopathy Research on Medicago Sativa Resulting from Tagetes patula
and Rhus chinensis
WEI Ke-liang，XIA Zhen-yao，XIA Dong，DAI Fang-xi
(College of Chemistry and Life Science，China Three Gorges University，Yichang 443002，Hubei，China)
Abstract:This article conducted seed germination and growth experiments to research the effects of allelopathy，resulting from the
water extract of leaf，stem and root of two plants Tagetes Patula and Rhus chinensis． The results showed that the water extract from
different parts of two kinds of local plants all had inhibitory action to seed germination and growth of Medicago sativa，moreover the
concentration of water extract higher，the effect of allelopathy was more obvious． Rhus chinensis and Medicago sativa should not be
mixed for sowing;Rhus chinensis planted with the mix of shrubs and Medicago sativa was feasible as long as the planting density was
appropriate． It provided a reference for the ecological slope protection plant selection．
Key words:Tagetes Patula;Rhus chinensis;Medicago sativa;allelopathy
“化感作用”(allelopathy)首次由 Molish于 1937 年提出［1］，指一种植物(包括微生物)通过其本身产
生、并释放到周围环境中去的化学物质对另一种植物(或微生物)产生直接或间接的相互排斥或促进的效
应。植物与植物间的化感作用是当今科学研究的前沿之一［2］。从世界范围看，化感作用的基础研究仍有
待突破，国内对化感作用的研究也多处于起始阶段［3 － 4］，研究对象大多为侵性杂草和作物［5 － 7］，应用上的
研究主要集中于提取工业原料和农业生态除草领域［8 － 11］，而在生态护坡上的应用少有人涉足。总结近年
来生态护坡建设的研究和经验，护坡植物的选择是影响生态护坡效果的关键因素之一［13］，将本地物种与
护坡先锋植物种进行混植，既符合本地种原则，又能达到良好的护坡效果［14］。有研究表明:植物间的化感
作用能在一定程度上影响植被群落的演替速率和演替方向［7，15］，在具体先锋物种的配置中，不仅要考虑植
物的固土能力、抗逆性和成活率等特点［13］，还应考虑植物之间的化感作用。
1 试验材料
受体植物孔雀草(Tagetes patula)、盐肤木(Rhus chinensis)植株于 2010 年 7 月采自四川省西昌市官地
水电站建设影响区。官地水电站位于雅砻江干流下游，四川省凉山彝族自治州西昌市和盐源县交界的打
罗村境内，地理位置介于 27°8137″—27°8217″N、101°9015″—101°9068″E 之间，属川西高原气候区。孔
雀草为菊科万寿菊属 1 年生草本，原产墨西哥，分布于我国的四川、贵州、云南等地。盐肤木为漆树科盐肤
木属植物，我国除黑龙江、吉林、内蒙古和新疆外，其余各省区均有分布。
收稿日期:2012 － 04 － 17;修回日期:2012 － 05 － 27
作者简介:魏科梁(1984—) ，男，湖北孝感人，三峡大学化学与生命科学学院生态学硕士研究生，从事生态工程与生态恢
复研究。
福 建 林 业 科 技 第 39 卷
施体植物选自常用护坡植物紫花苜蓿(Medicago sativa)。紫花苜蓿为豆科苜蓿属多年生草本植物，主
根发达，固土能力和抗旱能力强;能够改良土壤理化性质，提高土壤肥力，是一种很好的水土保持植物，在
工程护坡中有广泛的应用［12］。
2 试验方法
2. 1 孔雀草和盐肤木叶、茎、根水浸提液的制备
选取生长良好的孔雀草、盐肤木植株，分别取其叶、茎、根，用蒸馏水冲洗干净后剪成 1 cm 左右的小
段，称重后按 1 g(鲜重)∶5 mL(蒸馏水)的比例加入蒸馏水，在 30 ～ 35 ℃下静置 48 h。经过双层棉纱布和
11 um孔径大小的滤纸过滤后的澄清液即为 0. 2 g·m L －1的水浸提液，将此母液置于 4 ℃的冰箱内冷藏
备用。试验时取部分母液稀释成 0. 05、0. 1、0. 2 g·m L －1的水浸提液。
2. 2 紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长试验
采用培养皿石英砂法进行种子萌发和幼苗生长试验［9 － 11］。选取籽粒饱满、大小均一的紫花苜蓿种
子，置于铺有 0. 2 ～ 0. 3 cm厚石英砂的培养皿中，每皿均匀放置 100 粒，分别加入一定量(以淹没种子的
1 /2 为准)的施体植物叶、茎、根水浸提液(分别为 0. 05、0. 1、0. 2 g·m L －1，同时以蒸馏水为对照) ，在 28
℃、80%湿度、12 h 光照 12 h黑暗的条件下进行培养。每组处理 3 个重复。每天记录发芽种子的数量，直
到种子不再萌发为止。随机选取 20 株正常生长的幼苗，分别测量其地上部分长度(苗高)、地下部分长度
(根长)和幼苗干重。
2. 3 数据处理
发芽率(%)=发芽终期(第 8 天)发芽种子总数 /供试种子总数 × 100%。发芽势(%)=发芽初期
(第 3 天)发芽种子总数 /供试种子总数 × 100%。发芽速率 =∑(Gt /Dt) ，式中:Gt 为逐日发芽种子数;Dt
为相应发芽天数。化感效应敏感指数 RI = 1 – C /T (T≥C) ，或者 RI = C /T– 1(T ＜ C) ，式中:C为空白对
照值;T为处理值;RI表示化感作用强度，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。文中数据为 3 次测定的平均值 ±标准误，所有数据和图形用 Excel和 Origin7. 5 分析绘制。
3 结果分析
3. 1 孔雀草和盐肤木叶、茎、根水浸提液对紫花苜蓿发芽率的影响
所有的化感物质都对一些植物的种子萌发产生影响［16］。化感物质对种子萌发的影响与化感物质的
种类、浓度、受体植物种类和环境条件等有关［3］。由表 1 可知，2 种施体植物不同组织的各浓度水浸提液
均不同程度地抑制了紫花苜蓿的发芽率(RI ＜ 0)。多数学者认为植物叶片中含有的化感物质较多［17 － 18］，
本研究发现，只有在水浸提液处于一定浓度级别时才有此表现。例如:在 0. 2 g·mL －1条件下，孔雀草和
盐肤木叶水浸提液对紫花苜蓿种子发芽率的化感指数均显著大于茎和根，而在 0. 1 g·mL －1和 0. 05 g·
mL －1条件下却各不相同。
表 1 孔雀草和盐肤木叶、茎、根水浸提液对紫花苜蓿发芽率 RI的影响
水浸提液质量浓度 /
(g·mL －1)
孔雀草
叶 茎 根
盐肤木
叶 茎 根
0. 20 － 0. 211 － 0. 122 － 0. 179 － 0. 314 － 0. 022 － 0. 082
0. 10 － 0. 108 － 0. 179 － 0. 022 － 0. 150 － 0. 082 － 0. 108
0. 05 － 0. 070 － 0. 022 － 0. 045 － 0. 022 － 0. 150 － 0. 022
3. 2 孔雀草叶、茎、根水浸提液对紫花苜蓿发芽势的影响
从紫花苜蓿的发芽势(第 3 天的发芽率)来看，除 0. 1 g·mL －1的盐肤木根水浸提液对紫花苜蓿种子
的发芽势有轻微的促进作用外，其他不同浓度的孔雀草和盐肤木的叶、茎、根水浸提液对其都呈现出抑制
作用，其作用强度随浓度的变化而变化，即高浓度作用强度较高，低浓度作用强度较低。其中 0. 2 g·
mL －1的各组织水浸提液均强烈地抑制了紫花苜蓿的发芽势，平均比对照组下降 89. 7%。
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第 3 期 魏科梁，等:孔雀草、盐肤木对紫花苜蓿的化感效应研究
3. 3 孔雀草和盐肤木叶、茎、根水浸提液对紫花苜蓿发芽速率的影响
Leather等［19］的研究结果表明:发芽速率可能是衡量化感作用更敏感的指标。相对于发芽率和发芽
势，发芽速率所代表的化感指数更为显著和富有规律性，且发芽速率更能说明植物间的竞争关系。在 0. 2
g·mL －1的孔雀草和盐肤木叶、茎、根水浸提液处理下，紫花苜蓿的发芽速率显著降低，浓度再次与化感强
度表现出严格的正相关。相同影响因子在不同施体植物中对其化感作用的影响是不同的，从图 2 可知，
“浓度”因素在孔雀草对紫花苜蓿发芽速率的影响中更为敏感，对于盐肤木而言，“植株组织”因素表现得
更为敏感。
图 1 孔雀草和盐肤木叶、茎、根水浸提液
对紫花苜蓿发芽势的影响
图 2 孔雀草和盐肤木叶、茎、根水浸提液
对紫花苜蓿发芽速率 RI的影响
3. 4 孔雀草和盐肤木叶、茎、根水浸提液对紫花苜蓿幼苗生长的影响(图 3、图 4)
3. 4. 1 对幼苗干重的影响 孔雀草各浓度的叶水浸提液对紫花苜蓿幼苗的干重都有抑制作用，但茎和根
水浸提液均表现为促进作用，作用强度均与浓度成正比关系;盐肤木中各浓度的叶、茎、根水浸提液均表现
为抑制作用，其中叶和茎的作用强度与浓度成正比，根的作用强度与浓度成反比。总体上看，孔雀草水浸
提液对紫花苜蓿幼苗干重有一定的促进作用，这与经过相应处理的幼苗在形态上表现得较粗壮相吻合。
3. 4. 2 对幼苗苗高的影响 2 种施体植物各组织化感强度与浓度和植株部位之间无严格的规律性。孔
雀草高浓度的叶、茎水浸提液对紫花苜蓿幼苗苗高都有抑制作用，低浓度的叶水浸提液和各浓度的根水浸
提液表现出促进作用;盐肤木除 0. 20 g·mL －1的叶和茎水浸提液为抑制作用外，其余均呈现出促进作用。
3. 4. 3 对幼苗根长的影响 相对于干重和苗高，2 种施体植物对紫花苜蓿幼苗根长的影响更为强烈和显
著。不同部位的各浓度水浸提液对幼苗根的生长均有显著的抑制作用，其中叶、茎的化感强度随水浸提液
的浓度的增大而加强，表现出明显的正相关。根的化感强度与浓度无严格的正相关关系，孔雀草根的水浸
提液在 0. 05 g·mL －1时抑制作用最强烈;盐肤木根的化感强度在低浓度下相差不大，但高浓度下的化感
强度要显著大于低浓度。
4 结论与讨论
作为官地电站生态恢复区的本地植物孔雀草和盐肤木，一定程度上抑制了紫花苜蓿的生长，主要表现
在种子萌发和幼苗生长上。其中对种子萌发时的发芽势和发芽速率影响较为明显;对幼苗生长过程中根
长的生长有明显的抑制作用，且远大于对幼苗干重和苗高的影响，说明 2 种施体植物主要通过抑制幼苗根
的生长进而对整个幼苗产生化感抑制作用。此外，水浸提液的浓度是一个很重要的影响因素，总体上化感
作用强度与浓度是成正相关的。
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福 建 林 业 科 技 第 39 卷
图 3 孔雀草叶、茎、根水浸提液对紫花苜蓿幼苗
生长的化感效应
图 4 盐肤木叶、茎、根水浸提液对紫花苜蓿幼苗
生长的化感效应
在护坡先锋植物的选配上，本研究表明孔雀草能显著降低紫花苜蓿的发芽速率和幼苗根的生长，形成
竞争优势［20］，从而影响先锋物种的出芽和生长，对护坡效果产生不利影响。因此紫花苜蓿和孔雀草不宜
混播;盐肤木虽然对紫花苜蓿也有一定的化感抑制作用，但是其作为灌木和紫花苜蓿混植，只要种植密度
适当是可行的。主要原因有二:其一根据盐肤木浸提液浓度与化感强度的关系，只有当盐肤木的种植密度
达到一定程度时才会对紫花苜蓿表现出抑制作用;其二盐肤木相对于紫花苜蓿生长缓慢，对紫花苜蓿的化
感作用表现周期长，且二者的根系在不同深度土层中分布，实际影响不足以构成威胁。
参考文献:
［1］Molish H. Der Einfiluss einer Pflant auf die Andere，Allelopathie［M］. Jena:Verlag von Gustav Fischer，1973:13 － 20.
［2］孔垂华 . 新千年的挑战———第三届世界植物化感作用大会综述［J］. 应用生态学报，2003，14(5):837 － 875 ．
［3］须海丽 . 植物化感作用研究中亟待解决的问题综述［J］. 农业科技通讯，2008(8):92 － 95.
［4］林娟，殷全玉，杨丙钊，等 . 植物化感作用研究进展［J］. 中国农学通报，2007，23(1):68 － 72．
［5］王璞，赵秀琴 . 几种化感物质对棉花种子萌发及幼苗生长的影响［J］. 中国农业大学学报，2001，6(3):26 － 31.
［6］叶居新，陶勇，葛刚，等 . 关于植物化学生态信息的开发与利用［J］. 环境与开发，2000，15(3):22 － 31.
［7］王大力，祝心如 . 豚草的化感作用研究［J］. 生态学报，1996，16(1):11 － 19.
［8］于凤兰，马茂华，孔令韶 . 油蒿挥发油的化感作用研究［J］. 植物生态学报，1999，23(4):345 － 350.
［9］李美娜，李志华 . 紫花苜蓿茎叶浸提液对波斯婆婆纳化感效应的研究［J］. 中国草地学报，2010，32(1):69 － 74．
［10］何广礼 . 紫花苜蓿茎叶浸提液对小黑麦种子及幼苗的化感效应研究［J］. 畜牧与饲料科学，2010，31(2):80 － 81．
［11］郑丽，冯玉龙 . 紫茎泽兰叶片化感作用对 10 种草本植物种子萌发和幼苗生长的影响［J］. 生态学报，2005，25(10):
2782 － 2787．
［12］潘树林，王丽，辜彬 . 论边坡的生态恢复［J］. 生态学杂志，2005，24(2):217 － 221．
［13］赵静，刘利华，樊濬 . 护坡植物的选择［C］. 土木建筑学会 2009 年学术年会论文集，郑州:2009.
［14］闫晓俊 . 铁路护坡植物种类选型及其合理配置研究［D］. 成都:四川农业大学，2008.
［15］韩利红 . 紫茎泽兰对本地植物的化感作用［D］. 西双版纳:中国科学院研究生院，2006.
［16］杨期和，叶万辉，廖富林，等 . 植物化感物质对种子萌发的影响［J］. 生态学杂志，2005，24 (12):1459 － 1465．
［17］Turk M. A，Tawaha A M. Inhibitory effects of aqueous extracts of black mustard on germination and growth of lentil［J］.
Pak. J. A gronom. 2002，1 (1):28 － 30.
［18］Turk M. A，Tawaha A M. Allelopathic effect of black mustard on germination and growth of wild oat［J］. Crop Protection，2003
(22):673 － 677.
［19］Leather G. R，Einhellig F. A. Bioassays in the study of allelopathy［M］∥Putnam A R，Tang C S eds. The Science of Allelopa-
thy，New York:John Wiley＆Sons，1986:133 － 145.
［20］Grice A. C，Westoby M. Aspects of the dynamics of the seed-banks and seedling populations of Acacia victoriae and Cassia spp
［J］. In arid Western New South Wales Australian Journal of Ecology，1987(12):209 － 215.
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