第５Ｏ卷第１１期 ２０１１年６月 湖北农业科学 Ｈｕｂｅｉ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｖ０１．５ＯＮｏ．１１ Ｊｕｎ．，２０１１ 紫茎泽兰和一年蓬浸提液化感作用的对比研究 谭永钦，胡 兵，熊 程，李 丽，王永模 （华中农业大学植物科学技术学院，武汉４３００７０） 摘要：采用根、茎和叶浸提液培养萝卜种子的方法研究了紫茎泽兰的化感作用，同时与本地杂苹一年蓬 的化感作用进行了比较 试验结果表明．紫茎泽兰各部位的浸提液对萝卜种子的萌发普遍具有抑制作 用，化感强弱顺序为：叶＞根＞茎：在０．４０ｇ／ｍＬ的浓度下，紫茎泽兰根、茎、叶浸提液对萝卜种子胚根和 胚芽的抑制作用均显著大于同浓度的一年蓬浸提液和空白对照组．表明紫茎泽兰比一年蓬具有更强的 化感作用。紫茎泽兰化感作用在传播入侵过程中起着重要的作用，在与本地杂草竞争时具有优势。 关键词：紫茎泽兰；一年蓬；浸提液；萌发；化感作用 中图分类号：￥４５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：０４３９—８ｌｌ４（２０１１）１１－２２５０—０４ Ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ－ｅｘｔｒａｃｔｅｄ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ａｎｄ Ｅｒｉｇｅｒｏｎ ａｎｎｕｕｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｐｒｏｕｔｉｎｇ ｏｆ Ｒａｄｉｓｈ Ｓｅｅｄｓ ＴＡＮ Ｙｏｎｇ—Ｑｉｎｇ，ＨＵ Ｂｉｎｇ，ＸＩＯＮＧ Ｃｈｅｎｇ，ＬＩ Ｌｉ，ＷＡＮＧ Ｙｏｎｇ－ｍｏ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ ｏｆ Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｈｙ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇ ｒａｄｉｓｈ ｓｅｅｄｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｕ－ ｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ｒｏｏｔ．ｓｔｅｍ ａｎｄ ｌｅａｖｅｓ．ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈａｔ ｏｆ Ｅｒｌｇｅｒｏｎ∞ｎ“￡ ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ｆｒｏｍ ｅｖｅｒｙ ｐａｒｔｉｏｎ ｈａｄ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｓｐｒｏｕｔｉｎｇ ｏｆ ｒａｄｉｓｈ ｓｅｅｄｓ；ａｎｄ ｔｈｅ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ａＵｅｌｏｐａｔｈｙ ｗａｓ ｌｅａｆｅ＞ｒｏｏｔ＞ｓｔｅｍ．Ａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ０．４０ ｇ／ｍＬ．ｔｈｅ ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ ｏｆ ｅｘｔｒａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ｗａｓ ｓｔｒｏｎｇｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ Ｅｒｉｇｅｒｏｎ ａｎｎｕｕ￥ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｗｈｉｃｈ ｍｅａｎｔ ｔｈａｔ Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ｈａｄ ｓｔｒｏｎｇｅｒ ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ．Ｉｔ ｗａｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ ｍｅｄａ Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｗｅｅｄｓ，ｔｈｕｓ ｐｌａｙｅｄ ａｌｌ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｏｌｒｅ ｉｎ ｉｔｓ ｉｎｖａｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｐｒｅａｄｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ；Ｅｒｉｇｅｒｏｎ ａｒｔｌ￣ｌｔｌｌ，￥；ｗａｔｅｒ－ｅｘｔｒａｃｔｅｄ；ｂｏｕｒｇｅｏｎ；ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ 紫茎泽兰（Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ Ｓｐｒｅｎｇ）是 侵机制成为一个热点＿４，５］。植物化感作用（Ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ）。 是指植物通过向环境中释放化感物质而对其他植 物产生有益或有害的作用［６｜ 植物产生的化感物质 菊科泽兰属多年生草本植物．传播速度快．侵占能 力强．是一种世界性的恶性有害植物 原产于美洲 的墨西哥至哥斯达黎加一带．后作为观赏植物引种 到欧洲．后再被引人大洋洲和亚洲 现已广泛分布 主要通过叶淋洗、根分泌、残体降解和挥发等途径 进人自然界 化感作用可能在某些外来植物的入侵 中发挥着重要作用 Ｃａｌｌａｗａｙ等提出了“新武器假 说”（Ｎｏｖｅｌ ｗｅａｐｏｎ ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ），即某些外来入侵植 物能产生一些化学物质．它们可以发挥较强的化感 作用或者成为植物和土壤微生物之间相互作用的 在世界热带、亚热带地区的３０多个国家和地区［１－３］ 紫茎泽兰大约于２０世纪４０年代由中缅边境传人 我国云南省．经过６０多年的传播扩散．现已在我国 西南地区广泛分布且危害严重．并仍在以每年大约 ３０～６０ ｋｍ的速度向东、向北扩散，对我国长江以南 各省区的生态安全构成了严重威胁 近几年．从化感作用的角度探索外来植物的入 调节者．由于不同区域的植物群落共同进化的轨迹 不同．被入侵群落的植物对这些化学物质缺乏适应 性，因此。这些物质就成了外来种入侵的利器。 收稿Ｅｔ期：２０１０一ｌ１—１１ 基金项目：农业部公益性行业科研专项（２００８０３２１—０５０） 作者简介：谭永钦（１９７５一），女，湖北恩施人，在读博士研究生，研究方向为有害生物治理，（电话）ｌ５９２６２３３５７２（电子信箱）ｙｑｔａｎ＠ｍａｉｌ＿ｈｚａｕ．ｅｄｕ．ｅｎ； 通讯作者，王永模，副教授，（电子信箱）ｙｍｗａｎｇ＠ｍａｉｌ．ｈｚａｕ．ｅｄｕ．ｅｎ。 第１１期 谭永钦等：紫茎泽兰和一年蓬浸提液化感作用的对比研究 ２２５１ 关于紫茎泽兰的化感作用．国内已有较多的研 究 “ ，这些研究结果表明紫茎泽兰的根系分泌物、 植株提取物以及浸提物均有较强的化感作用 植物 化感作用是植物竞争过程中的一种普遍现象．因此 不能充分说明化感作用是紫茎泽兰具有强大入侵 力的主要原因．有必要将紫茎泽兰和本地优势杂草 的化感作用进行比较．以评价化感作用在紫茎泽兰 入侵中的重要性 本试验在研究紫茎泽兰化感作用 的同时．进一步分析紫茎泽兰与本地杂草一年蓬在 化感作用上对种子萌发和幼苗生长调节方面的强 弱。 １ 材料与方法 １．１ 材料 １）植物材料 萝卜种子购白华中农业大学种子 销售商店：一年蓬采集白华中农业大学试验田：紫 茎泽兰采集自四川西昌 ２）试剂和实验器材 直径为９ ｃｍ的一次性无菌 培养皿、０．５％的次氯酸钠溶液、锥形瓶、剪刀、直尺、 冰箱（４℃）、恒温培养箱（温度２７℃、相对湿度 ８５％）、滤纸、摇床（转速１００ ｒ／ｍｉｎ）、蒸馏水。 １＿２方法 １．２．１ 紫茎泽兰的移植 将从西昌采集的紫茎泽 兰成株和种子移植到华中农业大学试验田．并对其 所在的田块进行密封处理．以防止紫茎泽兰的种子 和花粉因风、雨露和人为等因素传播到它处．从而 导致相应的危害 １．２．２ 紫茎泽兰和杂草浸提物的制备 取紫茎泽 兰的根、茎和叶各１００ ｇｏ剪碎后分别置于锥形瓶中． 然后加入蒸馏水至２５０ ｍＬ．封Ｅｌ放在摇床上浸泡摇 兄２４ ｈ，浸提液作为原液（４ ｏ【＝冰箱中保存）。 取本地的杂草一年蓬（生长型和紫茎泽兰相 似）．按照上面的方法进行操作，得到浸提液，作为 原液保存于４ ＣｊＣ冰箱中 １＿２－３ 两种植株不同浓度浸提液的制备 最初得 到的２种浸提液的浓度为０．４０ ｇ／ｍＬ．然后部分原液 用蒸馏水稀释．分别得到浓度为０．２０和０．０４ ｇ／ｍＬ 的浸提液 １．２．４材料处理及培养 种子放入培养皿之前要 用０．５％的次氯酸钠溶液消毒３０ ｍｉｎ．然后用蒸馏水 冲洗５次．用滤纸将水吸干。以双层滤纸为发芽床， 每皿放置消毒后的大小均匀的种子２０粒．种子摆 放要合理．不影响种子的初期萌发状态，再分别加 入适量等量的对应浓度的浸提液 所有试验处理均 放人２５℃恒温光照培养箱中连续培养 同时每天加 入适量相应的浸提液保持种子的生长状态 １．２．５数据处理 每天观察记录种子的萌发数ｆ胚 根与种子等长、胚芽长度达到种子的一半．即认为 种子已经发芽）．同时用直尺测量种子的胚根和胚 芽长度。连续观察３ ｄ。种子的发芽速率、终发芽率 和化感指数的计算方法如下： 发芽速率（尺Ｇ）＝∑１００Ｇ ／（Ｎ・ｔ ） 式中，Ⅳ是试验中供试种子数，Ｇ 是在ｔ 天新发 芽种子数 终发芽率＝发芽种子数／供试种子数Ｘ１００％ 化感指数（尺，）： Ｒ，＝｛ｌ ｆ １一Ｃ ， ≥Ｃ； Ｔ／Ｃ一１． Ｃ 式中，Ｃ为对照值， 为处理值，月，为化感作用 效应指数。当Ｒ ０表现为促进作用，尺，＜０表现为抑 制作用．绝对值的大小表示化感作用强弱 １．２．６统计方法对所得的数据进行分类处理．然 后再对相同浓度下不同处理之问进行单因素方差 分析．方差分析显著的数据再利用ＳＳＲ法进行多重 比较 对终发芽率进行卡方测验．发芽速率进行ｔ测 验（ ：３） 所有数据的分析处理在Ｅｘｃｅｌ中完成。 ２结果与分析 ２．１ 浸提液对萝卜种子发芽率和发芽速率的影响 对各个处理终发芽率进行卡方测验得ｊＨ．大多 数处理与清水对照没有差异．只有在紫茎泽兰叶浸 提液０．２０和０．４０ ｇ／ｍＬ下表现出差异（表１）：对发 芽速率进行ｔ测验得出，紫茎泽兰根、茎和叶的浸提 液在Ｏ．４０ ｇ／ｍＬ、根浸提液０．０４ ｇ／ｍＬ、一年蓬叶浸提 液０．４０ ｇ／ｍＬ与清水对照均表现出显著差异；从发 芽速率上可以看出．加入紫茎泽兰的浸提液在低浓 度下发芽速率普遍较高．在高浓度下．发芽速率普 遍较低 而加入一年蓬的浸提液．发芽速率规律不 是很明显 进一步对试验数据进行处理和分析结果见表 ２ 从表２可以看出．与对照相比．在化感指数上紫 茎泽兰和一年蓬的根浸提液对萝卜种子的萌发均 表现 抑制作用．并且随着浓度的增加．其抑制效 应在增强：其中紫茎泽兰的化感指数绝对值普遍大 于一年蓬的．说明其抑制作用较强 由方差分析结果知，在０．４０ ｇ／ｍＬ浓度下，紫茎 泽兰根浸提液与一年蓬之间差异极其显著．表明在 此浓度下紫茎泽兰的化感作用强于一年蓬的．即对 种子的萌发抑制作用强于一年蓬：在其他浓度下。 两者对胚根和胚芽的影响差异不显著 从表３可以看 ．紫茎泽兰茎浸提液的化感作 用普遍大于杂草一年蓬和清水对照的 其中紫茎泽 ２２５２ 湖 北 农 业 科学 ２０１１正 表１紫茎泽兰和一年蓬各浸提液处理下的萝卜种子萌发 及幼苗生长状况 兰的化感指数都为负，且随着浓度的提高化感指数 的绝对值增大．表示其对萝ｂ种子萌发的抑制作用 变强．而一年蓬的化感指数在０．２０和０．４０ ｇ／ｍＬ浓 度下为负．表明其对种子的萌发具有抑制作用，但 在Ｏ．０４ ｇ／ｍＬ浓度下为正．表示其对萝卜种子的萌 发具有促进作用。而且，在同等浓度下，紫茎泽兰化 感指数的绝对值普遍大于一年蓬的．表明其对萝ｂ 种子萌发的化感作用大于一年蓬的 由方差分析可知．紫茎泽兰茎浸提液与一年蓬 茎浸提液０．４０ ｇ／ｍＬ对胚芽生长的影响之问差异显 著．表明在此浓度下紫茎泽兰的化感作用强于一年 蓬的．其对种子的萌发抑制作用强于一年蓬的；在 其他浓度下．两者对胚根和胚芽的影响差异不显 著。 从表４可以看出．紫茎泽兰叶浸提液的化感作 用较强 在０．２０和０．４０ ｇ／ｍＬ浓度下．紫茎泽兰的化 感指数接近或等于１．说明其对萝ｂ种子的萌发具 有很强的抑制作用；但其在０．０４ ｇ／ｍＬ浓度下，化感 作用表现得不是很明显。而一年蓬叶浸提液在浓度 ０．０４ ｇ／ｍＬ下的化感指数为正．但是接近于０．表明 其化感作用弱：在０．２０ ｇ／ｍＬ浓度下对胚根生长的 注：“ 。“ 分别表示与对照相比差异达显著和极显著水平。 化感指数和在０．４０ ｇ／ｍＬ下对萝ｂ胚根、胚芽的化 表２紫茎泽兰和一年蓬根浸提液对萝卜种子萌发生长的影响 注：同列数据后不同小写字母表示差异显著，不同大写字母表示差异极显著（ＳＳＲ多重比较）。下同。 表３紫茎泽兰和一年蓬茎浸提液对萝卜种子萌发生长的影响 第１ １期 谭永钦等：紫茎泽兰和一年蓬浸提液化感作用的对比研究 ２２５３ 感指数为负．说明其对种子的萌发具有抑制作用。 的影响均显著大于同浓度杂草一年蓬相同部分浸 在相同浓度下．紫茎泽兰的化感指数绝对值普遍大 提液和对照组 而且紫茎泽兰对萝卜种子萌发影响 于一年蓬的．在一定程度上说明紫茎泽兰的化感作 的化感指数绝对值要普遍大于一年蓬的．说明在同 用大于一年蓬的 等浸提液浓度下．紫茎泽兰对种子萌发中胚根和胚 南方差分析可知．在０．０４ ｇ／ｍＬ浓度下。各叶浸 芽的抑制作用要大于一年蓬的 提液对萝卜种子生长的影响不显著：在０．２０和０．４０ 通过紫茎泽兰和本地杂草一年蓬相比较．我们 ｇ／ｍＬ浓度下．紫茎泽兰和一年蓬对萝卜种子胚根和 可以得到紫茎泽兰具有很强的化感作用．在传播和 胚芽生长的影响之间差异极其显著．表明在这两个 蔓延的过程中具有极强的竞争能力．对本地杂草一 浓度下．紫茎泽兰的化感作用极显著高于一年蓬的 年蓬具有竞争优势．说明紫茎泽兰是破坏性很强的 ３小结与讨论 恶性杂草 参考文献： 紫茎泽兰植株不同部位各浓度的浸提液对萝 『１］刘伦辉，谢寿昌．张建华，等．紫茎泽兰在我国的分布危害与防除 卜种子萌发和幼苗生长的化感效应不同 浓度高的 途径的探讨『Ｊ］．生态学报，１９８５（５）：１－６． 『２］罗 强，张薇，李立娜，等．紫茎泽兰的生物入侵及利用现 浸提液对萝卜种子的发芽量和幼苗胚根长、胚芽长 状ｆＪ１．西昌农业高等专科学校学报，２００４，１８（２）：９—１１． 均有明显或很强的抑制作用．表现为高浓度下严重 『３］强胜．世界性恶性杂草——紫茎泽兰研究的历史及现状『Ｊ１．武 抑制萝卜种子萌发．导致其种子不萌发或发芽量大 汉植物学研究，１９９８，１６（４）：３６６—３７２． 大降低．胚根和胚芽生长比较短 随着紫茎泽兰植 『４］王鹏，梁文举，孔垂华，等．外来杂草入侵的化学机制应用［Ｊ］． 生态学报，２０ｏ４，１５（４）：７０７—７１１． 株不同部位浸提液浓度的减小．其化感作用也相应 ［５］ＣＡＬＬＡＷＡＹ Ｒ Ｍ，ＲＩＤＥＮＯＵＲ Ｗ Ｍ．Ｎｏｖｅｌ ｗｅａｐｏｎｓ：ｉｎｖａ— 地减弱．接近于对照组．这与张学文等Ⅲ］研究的结 ｓｉｖｅ ｓｕｃｃｅｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ ａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］． 论基本一致：就紫茎泽兰植株的不同部位而言，以 Ｆｒｏｎｔ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，２００４，２：４３６－４４３． 往学者研究紫茎泽兰地上部分的化感作用强于地 ［６］ＲＩＣＥ Ｅ Ｌ．Ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ［Ｍ］．２ｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，１９８４． 下部分的化感作用［１２ｉ 本研究结果表明．紫茎泽兰 『７］郑 丽．冯玉龙．紫茎泽兰叶片化感作用对１０种草本植物种子 叶浸提液的化感作用大于根的化感作用．而根浸提 萌发和幼苗生长的影响［Ｊ］．生态学报，２５（１０）：２７８２—２７８７． 液的化感作用略大于茎浸提液的化感作用：本研究 『８］孙运刚，刘济明．蒙剑，等．紫茎泽兰化感作用对６种贵州本 还表明从减少化感物质产生、积累和控制其产生种 地植物种子萌发的影响［Ｊ］．贵州农业科学，２０１０，３８（３）：１５—１９． 『９］于兴军．于丹，马克平．不同生境条件下紫茎泽兰化感作用的 子传播蔓延角度出发．在紫茎泽兰植株开花前一段 变化与入侵力关系的研究［Ｊ］．植物生态学报，２００４，２８（６）：７７３— 时期对其进行防除较为有利ｌ】，ｎ］ 同时．本地杂草一 ７８０． 年蓬对种子萌发也具有化感作用．在高浓度下表现 ｆ１Ｏ］王紫娟，刘万学，蔡静萍，等．紫茎泽兰根系分泌物对旱稻的化 感作用［Ｊ］．现代农业科技，２００７（１６）：７１－７２． 为抑制作用 随着浓度的降低。其抑制作用减弱，最 ｆ１１］张学文，刘万学，万方浩，等．紫茎泽兰不同部位化感作用的研 后表现为在低浓度下对种子的萌发具有促进作用 究 Ｊ］．河北农业大学学报，２００７，３０（６）：６８—７１，７６． 紫茎泽兰浸提液的化感作用强于本地杂草一 ［１２］ＮＩＥＭＥＹＥＲ Ｈ Ｍ，ＰＥＲＥＺ Ｆ Ｊ．Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ ｈｙｄｒｏｘａｍｉｃ ａｃｉｄｓ 年蓬浸提液的化感作用 虽然本地杂草的浸提液也 ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｃｅｒｅａｌ ｐｅｓｔｓ，ｄｉｓｅａｓｅｓ，ａｎｄ ｗｅｅｄｓ［Ｊ］．ＡＣＳ Ｓｙｒｕｐ Ｓｅｒ，１９９５，５８２：２６０—２７０． 具有化感作用．但是在０．４０ ｇ／ｍＬ浓度下．紫茎泽兰 『１３］李扬汉．中国杂草志『Ｍ］．北京：中国农业ｆ｛｝版社．１９９８．１５－１８． 根、茎和叶浸提液对萝卜种子胚根和胚芽萌发生长 （责任编辑王贵春）