， ， ， ， ， (.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所/廣西作物病蟲害生物學(xué)重點實驗室， 南寧 530007；.柳城縣太平鎮(zhèn)林業(yè)站， 廣西 柳州 5450)

闊葉豐花草水浸提液對5種作物的化感作用

馬永林1，馬躍峰1，郭成林1，王彥輝1，覃建林1，吳文松2
(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所/廣西作物病蟲害生物學(xué)重點實驗室， 南寧 530007；2.柳城縣太平鎮(zhèn)林業(yè)站， 廣西 柳州 545202)

采用室內(nèi)生物測定方法研究不同濃度的闊葉豐花草水浸提液對5種作物(西瓜、水稻、蘿卜、辣椒和番茄)種子萌發(fā)和幼苗生長的化感影響。結(jié)果表明:不同濃度的闊葉豐花草水浸提液對5種作物種子的發(fā)芽率、幼苗莖長和根長均有較強的化感作用，并且隨著浸提液濃度的升高，化感效應(yīng)明顯增強。當(dāng)浸提液濃度為0.05 g/mL時，5種受體作物的化感綜合效應(yīng)強弱順序為西瓜gt;蘿卜gt;水稻gt;番茄gt;辣椒。其根部比莖部的化感作用更敏感，受到的抑制作用更強，但對辣椒和番茄的莖表現(xiàn)出了一定的促進作用。

闊葉豐花草； 入侵植物； 浸提液； 化感作用

植物的化感作用是指一個活體植物通過向周圍環(huán)境中釋放化學(xué)物質(zhì)，從而影響植物的生長和發(fā)育的現(xiàn)象，它包括促進和抑制作用2個方面[1-3]。植物能通過雨水淋溶、揮發(fā)、殘體分解和根系分泌等途徑向周圍環(huán)境釋放次生代謝物質(zhì)[4-5]，其中有些次生代謝物具有化感效應(yīng)，可以直接或間接地影響周圍植物(如田間微生物和雜草等)的生長，從而影響植物群落組成和演替變化[6-10]。目前，國內(nèi)外研究者熱衷于對植物化感機理研究，從而使植物化感作用的研究領(lǐng)域十分活躍，尤其是化感物質(zhì)在雜草防控和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展上的應(yīng)用成為一個新的研究熱點[11]。

闊葉豐花草SpermacocelatifoliaAub.(Borreria latifolta (Aubl.)K.Schum.)為茜草科、豐花草屬，蔓生草本，為喜光性植物；原產(chǎn)于南美洲熱帶地區(qū)，現(xiàn)泛熱帶分布，是一種重要的入侵性植物[12]，近年來在廣西部分柑橘園、蔗田和中草藥田均有發(fā)生，現(xiàn)已入侵并廣泛分布于廣東、廣西、海南、香港、臺灣、福建南部、浙江和云南西南部[13]。目前，國內(nèi)對闊葉豐花草的研究僅限于生物學(xué)特性、地理分布狀況、危害程度、入侵群落生物多樣性、農(nóng)田化學(xué)防控、土壤種子庫季節(jié)動態(tài)等方面的研究[14-17]。2014年陶文琴等研究了闊葉豐花草對茄科作物的化感效應(yīng)[18]，但未見對其他作物化感作用的相關(guān)報道。因此，本試驗以西瓜、水稻、蘿卜、辣椒和番茄為受體，研究了闊葉豐花草水浸提液對5種作物種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，旨在為該入侵性雜草的合理防控提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材 料

供試材料，闊葉豐花草2014年10月30日采于廣西武鳴縣大帽嶺村(北緯：23°9′8″，東經(jīng)：108°11′56″，海拔高度51 m)。西瓜品種：黑美人(廣西農(nóng)科院園藝所提供)；水稻品種：TN1(廣西農(nóng)科院植保所提供)，蘿卜、辣椒(線椒)和番茄(廣西農(nóng)科院蔬菜所提供)。

1.2 方 法

1.2.1 闊葉豐花草水浸提液的制備

采集營養(yǎng)生長比較旺盛的闊葉豐花草植株，用塑料封口袋封好，快速放入采集箱帶回試驗室，除去鮮植株上的雜質(zhì)和黃葉，切成3～5 mm的小段，稱量之后放入錐形瓶。

按鮮重1 g兌10 mL水的比例(水用無菌蒸餾水)，放在20～25 ℃室溫下浸泡48 h，相隔12 h震蕩5 min左右，過濾得到0.1 g/mL的水浸提液為母液后，保存于4 ℃冰箱中備用，試驗時將母液用無菌蒸餾水配制成0.01，0.025，0.05 g/mL 3種不同的濃度；培養(yǎng)皿(?=9 cm)和濾紙進行滅菌，每個培養(yǎng)皿放3層濾紙，分別加入5 mL不同濃度水浸提液，無菌蒸餾水作為對照，每個處理重復(fù)3次，在25 ℃恒溫箱中進行發(fā)芽試驗。

1.2.2 生物測定

種子發(fā)芽率：選擇大小、顏色統(tǒng)一的作物種子，用備好的10%的H2O2消毒5 min后，取出，用無菌蒸餾水沖洗若干次至H2O2完全洗凈后，整齊均勻排列于培養(yǎng)皿內(nèi)培養(yǎng)，每培養(yǎng)皿30粒種子，上蓋，用塑料封口膜封好邊緣，放在25 ℃恒溫箱中進行發(fā)芽試驗，每天補充適量水浸提液或無菌蒸餾水1次，并記錄發(fā)芽數(shù)，胚根突破種皮大約2 mm即定為萌發(fā)，每個處理設(shè)3次重復(fù)，當(dāng)連續(xù)2 d記錄無種子發(fā)芽時，定為發(fā)芽結(jié)束。

幼苗生長：選擇顆粒飽滿、大小均勻的種子用做催芽處理，選取同一時期發(fā)芽的種子(胚根突破種皮2 mm左右)，整齊均勻地排列于準備好的培養(yǎng)皿，每皿30粒，上蓋，用塑料封口膜封好邊緣，置于20～25 ℃(20 ℃時黑暗16 h，25 ℃時光照8 h)光照培養(yǎng)箱中，每天定時補充適量浸提液或無菌蒸餾水1次，每個處理3次重復(fù)，第7天測量幼苗莖長、根長和鮮重[19-20]。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

發(fā)芽率(%)=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

化感指數(shù)(IR)=1-C/T(T≥C)或T/C-1(Tlt;C)。

式中：C為對照值；T為處理值；當(dāng)IRgt;0表現(xiàn)為促進作用；當(dāng)IRlt;0表現(xiàn)為抑制作用；IR絕對值的大小與化感效應(yīng)強度一致。計算發(fā)芽率、根長、芽長和鮮重的IR值。

綜合化感效應(yīng)指數(shù)(SE)=(萌發(fā)率化感效應(yīng)值+莖長化感效應(yīng)值+根長化感效應(yīng)值+鮮重化感效應(yīng)值)/4。式中，當(dāng)SEgt;0為促進作用，當(dāng)SElt;0為抑制作用，絕對值大小與作用強度一致[18，20-23]。

采用Excel 2010和Dps 14.5軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析并作圖(用Cuncan法比較處理組間的差異，顯著水平α=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 闊葉豐花草水浸提液對作物種子萌發(fā)的影響

由圖1可知，闊葉豐花草水浸提液對水稻、西瓜、蘿卜、辣椒和番茄種子萌發(fā)的影響差異顯著(plt;0.05)。3個濃度下的水浸提液對種子萌發(fā)均有一定的化感作用，其中番茄在0.01 g/mL時具有輕微的促進作用，在濃度升高時種子萌發(fā)率表現(xiàn)出明顯的抑制作用，西瓜種子在0.025 g/mL和0.050 g/mL濃度下均表現(xiàn)出一定的促進作用，其他種子在3種不同的濃度下均表現(xiàn)出抑制作用，水稻種子的發(fā)芽率隨著濃度的升高抑制作用降低，蘿卜和辣椒種子隨著濃度的增加抑制率隨之增加。

2.2 闊葉豐花草水浸提液對作物莖長的影響

闊葉豐花草水浸提液對番茄和辣椒芽的生長有促進作用(圖2)，其中對辣椒和番茄的促進作用隨著濃度的增加而增加，且對辣椒促進作用更明顯(plt;0.05)；水稻芽長在濃度為0.01 g/mL和0.025 g/mL時均有促進作用，但促進作用隨濃度升高而降低，當(dāng)濃度為0.05 g/mL時表現(xiàn)出抑制作用；西瓜苗和蘿卜芽苗在3種濃度下均表現(xiàn)出一定的抑制作用，其中西瓜苗隨濃度的升高抑制增強，蘿卜苗隨濃度的增加抑制作用輕微的增高，但不顯著。

注：字母表示不同受體植物在同一濃度處理時的差異顯著性，字母不同表示差異顯著性(plt;0.05)。下同。圖1 闊葉豐花草水浸液對不同作物種子發(fā)芽的影響

圖2 闊葉豐花草水浸液對不同作物莖長的影響

2.3 闊葉豐花草水浸提液對作物根長的影響

由圖3知，闊葉豐花草水浸提液在試驗的濃度下對5種受體植物根長的影響表現(xiàn)為抑制作用；在0.01 g/mL濃度下闊葉豐花草水浸提液對5種作物根長的抑制率強弱順序為西瓜gt;番茄gt;水稻gt;蘿卜gt;辣椒；在0.025 g/mL濃度下除了對辣椒抑制作用較輕外，對其他4種作物根長的抑制比較強，且差異不明顯，在0.05 g/mL濃度下對作物根長抑制率強弱順序為蘿卜gt;水稻gt;西瓜gt;番茄gt;辣椒。在3種不同濃度下不同受體作物的根長抑制率隨著浸提液濃度的增加而增強，其中蘿卜和水稻的根長抑制率隨濃度的升高表現(xiàn)最明顯。

圖3 闊葉豐花草水浸液對不同作物根長的影響

2.4 闊葉豐花草水浸提液對作物鮮重的影響

幼苗的鮮重是作物苗生長的綜合表現(xiàn)。闊葉豐花草水浸提液對5種受體作物鮮重影響如圖4，由圖4可看出，闊葉豐花草水浸提液對茄科作物辣椒和番茄的鮮重表現(xiàn)為促進作用，且隨濃度的升高促進作用增強，對水稻、西瓜和蘿卜的鮮重表現(xiàn)為抑制作用，其中隨濃度的升高對西瓜的鮮重抑制率明顯高于水稻和蘿卜。

圖4 闊葉豐花草水浸液對不同作物鮮重的影響

2.5 綜合化感效應(yīng)指數(shù)

從表1可以看出，在3個不同濃度下，闊葉豐花草水浸提液除了對辣椒有輕微的促進作用外，對其他4種受體作物的綜合化感效應(yīng)隨著濃度的升高，抑制作用不同程度的增強，現(xiàn)以0.05 g/mL的水浸提液為例說明闊葉豐花草對5種作物的綜合化感效應(yīng)強弱順序為西瓜gt;蘿卜gt;水稻gt;番茄gt;辣椒。

表1 闊葉豐花草水浸提液處理5種不同作物種子和幼苗生長的化感效應(yīng)指數(shù)

作物處理(g/mL)發(fā)芽率RI莖長RI根長RI鮮重RI綜合效應(yīng)SE水稻0．01-0．2500．130-0．180-0．100-0．1000．025-0．1500．070-0．370-0．150-0．1500．05-0．020-0．140-0．660-0．220-0．260西瓜0．010．000-0．150-0．280-0．110-0．1350．0250．040-0．200-0．330-0．220-0．1780．050．070-0．350-0．400-0．530-0．303蘿卜0．010．000-0．060-0．130-0．080-0．0680．025-0．100-0．068-0．350-0．120-0．1600．05-0．130-0．091-0．780-0．160-0．290辣椒0．01-0．0200．070-0．0700．0500．0080．025-0．0800．180-0．0950．1200．0310．05-0．2000．260-0．2500．152-0．010番茄0．010．0200．020-0．2100．050-0．0300．025-0．1800．072-0．3300．110-0．0820．05-0．2500．082-0．3500．170-0．087

3 結(jié) 論

由以上試驗可知，闊葉豐花草水浸提液對不同受體作物的種子發(fā)芽率及作物幼苗的生長發(fā)育狀況均具有顯著的影響。除對西瓜的發(fā)芽率有促進作用外，對其他幾種作物種子的發(fā)芽率均有一定的抑制作用，隨著浸提液濃度的增大，對作物種子發(fā)芽率的影響也隨之加大；當(dāng)濃度低時抑制作用不夠明顯或稍有促進作用，當(dāng)濃度高時則表現(xiàn)出較強的抑制作用；其中對辣椒和番茄隨著浸提液濃度的增加莖長和鮮重促進作用也隨之增加，這和陶文琴等[18]的研究基本一致，但對辣椒和番茄根長的生長表現(xiàn)出了一定的抑制作用，這一結(jié)果與陶文琴等的研究有一定的差異，可能與作物種子處理和溫濕度控制有一定的關(guān)系，需要進一步試驗證實。當(dāng)濃度升高時，對辣椒的綜合化感效應(yīng)由促進變?yōu)檩p微的抑制作用，對其他4種受體作物的綜合化感效應(yīng)隨著濃度的增加抑制作用加強。

以上分析表明，闊葉豐花草水浸提液對不同作物具有不同的化感效應(yīng)，同時對同一作物的不同部位也表現(xiàn)出了不同抑制和促進作用，在今后的農(nóng)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展中應(yīng)當(dāng)注意闊葉豐花草的傳播風(fēng)險，防止其分布范圍的進一步傳播擴散，以減輕其對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的破壞。

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Allelopathy of Extract From theSpermacocelatifoliaAubl.on Five Plants

MAYonglin1,MAYuefeng1,GUOChenglin1,WANGYanhui1,QINJianlin1,WUWensong2
(1.Plant Protection Institute;Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Guangxi Key Laboratory of Biology for Crop Diseases and Insect Pests,Nanning 530007，China；2.Forestry Stations of Taiping Town in Liucheng County，Liuzhou Guangxi 545202，China)

Allelopathy of extract fromSpermacocelatifoliaAubl.on five receptor plants (Citrulluslanatus.OryzasativaL.RaphanussativusL.CapsicumannuumL.andLycopersiconesculentumMill.) were studied in laboratory.The results showed that different concentrations extract fromSpermacocelatifoliaAubl.had strong allelopathic inhibition on seed germinate rate,the length of stem and root of five plants，and with the increase of the concentration of allelochemicals，allelopathic inhibition enhanced significantly.When the concentration extract was 0.05 g/mL,The order of Five kinds of comprehensive crop allelopathy effect was:Citrulluslanatus.gt;RaphanussativusL.gt;OryzasativaL. gt;LycopersiconesculentumMill.gt;CapsicumannuumL..Its roots more sensitive than the allelopathy of stem,and had stronger inhibitory effect.But forOryzasativaL.andLycopersiconesculentumMill stems had a certain role in promoting.

SpermacocelatifoliaAubl; alien invasive plant; extract; allelopathy

2016-06-15

廣西自然科學(xué)基金項目(編號：2015 GXNSFAA 139058)；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)專項項目(編號：桂科農(nóng)2014 YQ 31);廣西作物病蟲害生物學(xué)重點實驗室項目(編號：14-045-50-ST-05；14-045-50-ST-08)。

馬永林(1979—)，男(回族)，寧夏人；碩士，助理研究員，主要從事農(nóng)田雜草防控及入侵生物方面的研究；E-mail:mayonglin_208@163.com。

覃建林(1963—)，男，副研究員；E-mail:qinjianlin948@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.10.032

S 451.1

A

1001-4705(2016)10-0032-05