大叶芥菜对牛膝菊的化感作用潜力

朱 峰，何永福，叶照春

(贵州省植物保护研究所，贵州贵阳 550006)



大叶芥菜对牛膝菊的化感作用潜力

朱 峰，何永福，叶照春

(贵州省植物保护研究所，贵州贵阳 550006)

以牛膝菊为受体，研究大叶芥菜水浸提液对牛膝菊的化感作用。结果显示，浓度分别为0.250 00、0.125 00、0.062 50、0.031 25 g/mL的大叶芥菜水浸提液对牛膝菊种子的萌发抑制效应以0.250 00 g/mL最高，平均抑制率为56.03%；低浓度(0.031 25 g/mL)处理对牛膝菊种子萌发基本上没有抑制作用。此外研究发现，大叶芥菜水浸提液对牛膝菊胚根、胚芽的萌发和鲜质量积累都有明显的抑制作用，对鲜质量平均抑制率分别为75.75%、35.82%、17.48%、18.81%；对牛膝菊种子萌发、胚根、胚芽、鲜质量的化感综合效应分别为60.36%、30.45%、14.23%、16.50%。结果表明，大叶芥菜对牛膝菊有很强的化感潜力，能为牛膝菊的绿色防控提供理论依据。

大叶芥菜；植物化感作用；牛膝菊

植物与植物间的化感作用是当今科学研究的前沿之一，“化感作用”是指一种植物(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[1]。植物化感作用是一种自然现象，是植物对环境的一种适应和防御机制[2]，是植物与周围的生物群落以次生代谢物质为媒介建立的稳固的化学作用关系[3]。植物主要是通过茎叶挥发、茎叶淋溶、根系分泌及植物残株的腐解等途径向环境中释放化感物质，从而影响周围植物的生长、发育和种子萌发等。

大叶芥菜[Brassicajuncea(L.) Czernajew var.foliosaL. H. Bailey]是十字花科芸薹属一年生植物，对环境和土壤要求不高，且产量相当可观，可利用冬季农闲地等种植。

牛膝菊(GalinsogaparvifloraCav.)为菊科牛膝菊属一年生草本植物，花、果期为7—10月，以种子繁殖。牛膝菊原产墨西哥、中美及南美，如今遍布世界各地，在中国分布在辽宁、安徽、江苏、浙江、江西、四川、贵州、云南、西藏等省(区)[4]。牛膝菊是农田作物的恶性杂草，且是优势杂草，对旱地作物危害十分严重。

目前有人研究了牛膝菊对其他作物的化感作用，如范雪涛等研究了牛膝菊对蚕豆根尖细胞有丝分裂有化感作用[5]；陈丽萍等报道，牛膝菊浸提液对油菜幼苗体内超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性等有抑制作用[6]。但是关于大叶芥菜对牛膝菊的化感作用未见报道，本试验初步研究了不同浓度大叶芥菜水浸提液对牛膝菊种子萌发的影响，以期为绿色防控牛膝菊提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本试验的供体植物为大叶芥菜，受体植物为牛膝菊，大叶芥菜叶片，牛膝菊种子采集于贵州省农业科学院蔬菜地。

1.2 大叶芥菜叶片水提液的制备

大叶芥菜叶片于2014年1月4日采于贵州省农业科学院蔬菜种植地，采时大叶芥菜株高约 30 cm，长势良好。将采集的大叶芥菜新鲜叶片用蒸馏水洗净，室内阴干后称取150 g，加入600 mL蒸馏水并用粉碎机打碎，转入三角瓶中浸提48 h，再用4层纱布过滤，即制成质量分数为0.250 00 g/mL母液，分别稀释成等量的0.125 00、0.062 50、0.031 25 g/mL 溶液，放入4 ℃冰箱中备用。

1.3 受体植物种子的收集与处理

受体植物为贵州省蔬菜地常见杂草，种子采集于贵州省农业科学院蔬菜地，用 0.1% NaClO将受试种子消毒10 min，再用蒸馏水冲洗 3次。

1.4 种子萌发试验

采用培养皿滤纸培养法进行种子发芽试验，每个培养皿(直径9 cm)加入干细土(120 ℃烘箱处理12 h)30 g，其上铺2层滤纸，选取籽粒饱满、大小均一的受体植物种子置于培养皿中，每皿放置100粒。分别加入20 mL 0.250 00、0.125 00、0.062 50、0.031 25 g/mL提取液，以蒸馏水为对照，每处理重复3次，置于温度为25 ℃、湿度为80%、光照时间为 12 h/d 条件下的光照培养箱中。每天定时检查记录并保持滤纸湿润，以胚根冲破种皮为发芽标准，直到连续3 d种子不再萌发时测量胚根、 胚轴长度及鲜质量。

1.5 数据统计分析

相关计算公式为：

萌发抑制率=(对照种子萌发率-处理种子萌发率)/对照萌发率×100%；

胚根生长抑制率=(对照胚根长度-处理胚根长度)/对照胚根长度×100%；

胚芽生长抑制率=(对照胚芽长度-处理胚芽长度)/对照胚芽长度×100%；

鲜质量抑制率=(对照鲜质量-处理鲜质量)/对照鲜质量×100%；

综合效应(SE)=(萌发抑制率+胚根生长抑制率+胚芽生长抑制率)/3；

化感指数(RI)=T/C-1(T

式中：C为对照值；T为处理值；RI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，其绝对值的大小反映化感作用的强弱。

2 结果与分析

2.1 大叶芥菜水浸提液对牛膝菊种子胚根、胚芽及萌发的影响

由表1可见，大叶芥菜水浸提液0.250 00、0.125 00、0.062 50 g/mL浓度处理对牛膝菊种子萌发均有一定的抑制作用，平均抑制率分别为56.03%、16.31%、10.64%，以0.250 00 g/mL处理的抑制率较高，3次重复抑制率分别为29.79%、51.06%、87.23%；0.031 25 g/mL处理对牛膝菊种子萌发基本没有抑制作用；4个浓度处理对牛膝菊胚根生长均有显著的抑制作用，平均抑制率分别为75.79%、56.23%、32.06%、33.49%，其中 0.250 00、0.125 00 g/mL处理胚根生长抑制率在50%以上；0.250 00、0.125 00 g/mL浓度处理对牛膝菊胚芽生长有抑制作用，抑制率分别为49.05%、18.81%，0.062 50、0.031 25 g/mL处理对牛膝菊胚芽生长影响较小，抑制率较低；0.250 00、0.125 00、0.062 50、0.031 25 g/mL处理对牛膝菊胚根、胚芽鲜质量均具有综合抑制作用，平均抑制率分别为 75.75%、35.82%、17.48%、18.81%，以 0.250 00 g/mL 处理抑制率最高。上述试验结果初步表明，大叶芥菜水浸提液对牛膝菊种子萌发、胚根、胚芽生长均有抑制作用，浓度越高抑制作用越强。

表1 大叶芥菜水浸提液对牛膝菊种子胚根、胚芽及萌发的影响Table 1 The effect of water extract from Brassica juncea var. foliosa L. H. Bailey on seed radicle，embryo and germination of Galinsoga parviflora Cav.

2.2 大叶芥菜水浸提液的化感效应

化感效应指数是衡量化感作用强度的重要指标。由表2看出，大叶芥菜水浸提液对牛膝菊种子萌发的综合效应值以0.250 00 g/mL处理最高，达60.36%，其次为0.125 00 g/mL处理，0.062 50、0.031 25 g/mL 处理均低于20%；大叶芥菜水浸提液0.250 00、0.125 00、0.062 50、0.031 25 g/mL浓度处理对牛膝菊种子萌发、胚根生长、胚芽生长、胚根和胚芽鲜质量的化感指数多数为负值，化感效应指数绝对值以高浓度处理较大，表明大叶芥菜水浸提液对牛膝菊种子萌发具有一定的化感作用，浓度越高，化感作用越强。

表2 大叶芥菜水浸提液对牛膝菊萌发、胚根、胚芽、鲜质量的化感效应指数Table 2 The synthesis effect of Brassica juncea var. foliosa L. H. Bailey on the seed germination，the growth of radicle，germ and fresh weight of Galinsoga parviflora Cav.

3 结论

本试验通过培养皿滤纸法对大叶芥菜水浸提液对牛膝菊的化感潜力进行了初步研究，结果表明，随着浓度升高，化感作用增强，对牛膝菊的种子萌发、胚根、胚芽生长以及鲜质量的积累均有明显的抑制作用。

试验证实了大叶芥菜对牛膝菊具有很强的化感潜力，有进一步研究开发的价值。但是本试验只是对大叶芥菜的化感潜力做了初步研究，关于大叶芥菜对于其他恶性杂草的化感作用以及其化感物质的种类研究等须要在后续的试验中进一步进行。

[1]Rice E L. Allelopathy[M]. 2nd. New York：Academic Press，1984：1-50.

[2]Siemens D H，Garner S H，Mitchell-Olds T，et al. Cost of defense in the context of plant competition：Brassicarapamay grow and defend[J]. Ecology，2002，83：505-517.

[3]Dayan F E，Romagni J G，Duke S O. Investigating the mode of action of natural phytotoxins[J]. Journal of Chemical Ecology，2000，26(9)：2079-2094.

[4]何永福，陆得清，叶照春，等. 50%乙草胺对旱地杂草辣子草防除效果研究[J]. 植物保护，2007，33(4)：132-134.

[5]范雪涛，马丹炜，刘 爽，等. 蚕豆根尖微核试验在辣子草化感作用研究中的应用[J]. 生态环境，2008，17(1)：323-326.

[6]陈丽萍，范雪涛，马丹炜. 入侵植物辣子草对油菜幼苗抗氧化系统的化感效应[J]. 西南农业学报，2008，21(2)：332-334.

Allelopathy ofBrassicajunceavar.foliosaL. H.Bailey onGalinsogaparvifloraCav.

ZHU Feng，HE Yong-fu，YE Zhao-chun

(Guizhou Institute of Plant Protection，Guiyang 550006，China)

GalinsogaparvifloraCav. was used as a receptor to evaluate the allelopathic effects of water extracts ofBrassicajunceavar.foliosaL. H. Bailey. Of the concentrations tested (31.2，62.5，125 and 250 mg/mL)，the highest one，250 mg/mL was the most inhibitory (56%) ofG.parvifloraseed germination whereas the lowest concentration (31.2 mg/mL) did not affect germination. The water extracts ofB.junceavar.foliosainhibited growth of radicle and seedling，the inhibition rates were 76%，36%，17%，19%，respectively；the overall allelopathic effect on the seed germination，growth of radicle and seedling，and fresh weight ofG.parviflorawere 60%，30%，14%，16%，respectively. In conclusion，B.junceavar.foliosahas strong allelopathic effects onG.parviflora，a property that can serve as the basis for the green control of this weed.

Brassicajunceavar.foliosaL. H. Bailey；allelopathic effects of plants；GalinsogaparvifloraCav.

2014-11-13

贵州省农业科学院研究生科研创新基金[编号：黔农科合(创新基金)2012004号]；贵州省创新能力建设专项[编号：院所创能(2012)4001]。

朱 峰(1986—)，男，贵州织金人，硕士，助理研究员，从事植物化感与农药残留研究工作。E-mail：gzzbszf@163.com。

何永福，研究员，研究方向为农田杂草防控。E-mail：heyongfu08@163.com。

Q948.12+<2.1 文献标志码：a="" class="emphasis_bold">2.1 文献标志码：A 文章编号：1003-935X(2015)01-0014-032.1 文献标志码：a=""

1003-935X(2015)01-0014-03

A 文章编号：1003-935X(2015)01-0014-03

朱 峰，何永福，叶照春. 大叶芥菜对牛膝菊的化感作用潜力[J]. 杂草科学，2015，33(1)：14-16.