藍桉的化感作用對紫莖澤蘭種子萌發的影響研究

夏虹

（西南林業大學 環境科學與工程學院，云南 昆明650224）

1 引言

植物化感作用（Allelopathy），又稱植物生化他（它）感作用，是由德國科學家Molish于1937年首次提出的，是指植物在其生長發育過程中，通過排出體外的代謝產物改變其周圍的微生態環境，從而導致同一生長環境中植物之間相互排斥或促進的一種自然現象[1～4]。植物與周圍的生物群落通過化學物質為媒介建立穩固的化學作用關系，研究和掌握這種化學作用規律，對認識植物群落結構，演替，并合理開發利用，實現雜草有效控制，減少生態系統對化學農藥的依賴具有重要的意義[5～7]。紫莖 澤 蘭 （Eupatorium adenophorum）作 為 一種世界性的惡性雜草，其入侵導致生態系統組成和結構發生改變，生物多樣性[8]和土壤質量[9]嚴重下降，也給社會經濟造成重大損失[10]。另外，研究表明，桉樹葉的水浸提液對植物種子存在化感作用[11]，為此，本文選取藍桉的成熟葉和枯落葉的水浸提液作為供體，研究其對紫莖澤蘭種子萌發的影響和綜合評價，以為紫莖澤蘭的防除提供科學理論依據。

2 材料與方法

2.1 實驗材料采集與處理

本試驗所用的材料藍桉成熟葉和枯落葉均采自西南林業大學樹木園。將采集來的供體散開，平鋪在室內環境陰干后用實驗室粉碎機制成粉末，粉末編號標記并分別裝入不同自封袋。各取3g加入100mL蒸餾水中并用玻璃棒攪拌均勻，浸泡48h后，用兩層紗布過濾，即制成干物質含量為30g/L的浸提液母液，并稀釋成等量的6、3、1.5g/L的溶液備用。在紫莖澤蘭生長繁殖茂盛的季節（一般為4月左右）在西南林業大學后門周邊采取生命力優良的種子作為實驗受體種子。選取飽滿且大小、顏色一致的種子在0.1%次氯酸鈉溶液中消毒10min，用蒸餾水沖洗3遍備用。

2.2 種子萌發實驗

采用培養皿濾紙法[12]進行種子萌發實驗。準備若干規格均一、密閉完好的塑料培養皿，洗凈培養皿，40℃烘干冷卻后，在培養皿底層鋪設兩層9cm定性濾紙，使濾紙的尺寸大小剛好和培養皿底相匹配。再把容器里包括母液的四種濃度水提液用移液槍分別吸取3mL分別加在各培養皿的濾紙上，各種濃度梯度對應設置兩個培養皿。再用3mL蒸餾水水提液打入另一個培養皿濾紙作為空白對照。打入各濃度梯度的水提液后開始把紫莖澤蘭種子均勻的擺放于濾紙上，布設方法采用扇形布設法，每邊10粒種子，每盒培養皿里布設30粒種子。最后，把已布設好種子的培養皿編號和標注名稱，培養皿疊加起來用黑色塑料袋裝起來放在可調節恒溫培養箱培養。恒溫培養箱的溫度設定為25℃，濕度80%。每天定時檢查記錄并保持濾紙濕潤，以胚根突破種皮1mm為發芽標準，直到連續3d種子不再萌發時測量胚根和胚軸長度。

2.3 數據統計分析

將記錄種子發芽率和根芽長的數據進行科學分析，并采用發芽速度指數來定量評價化感物質對種子發芽的延緩作用。

種子發芽率計算公式：

發芽速度指數計算公式為：

式中，X是每隔24h記錄的發芽的種子數，X1為24h記錄的發芽數，X2為48h記錄的發芽數，以此類推。

采用化感作用效應指數（RI）對數據進行統計分析。其中RI＝1－C/T，當T≥C時；或RI＝T/C－1，當T＜C時。式中，C為對照值，T為處理值。RI＞0為促進作用，RI＜0為抑制作用，IR的絕對值越大，其化感作用潛力（促進或抑制作用）越大。在Excel數據表格中進行數據的預處理和部分計算，采用SPSS11.0進行差異顯著性方差分析[13]。

2.4 化感作用評價方法

為了避免單一指標的片面性，本文利用各指標的化感效應指數求出算術平均值作為綜合效應來對各項指標進行整體分析，根據綜合效應值的大小，對兩種藍桉葉水浸提液對紫莖澤蘭種子發芽參數進行綜合評價，最后把各綜合效應值進行算術平均得出各物種的抗化感系數和化感系數。化感作用潛力的評價綜合效應是供體對統一受體4個測試項目各不同濃度化感效應指數的算術平均值[14]。

3 結果與分析

3.1 兩種藍桉葉的化感作用對紫莖澤蘭種子萌發的影響

各供體不同濃度的水提液對紫莖澤蘭種子萌發的影響見表1。

表1 兩種供體化感作用對紫莖澤蘭種子萌發的影響

3.1.1 藍桉成熟葉化感作用對紫莖澤蘭種子萌發的影響

據表1分析，藍桉成熟葉各濃度水提液對紫莖澤蘭種子萌發的參數全部表現為抑制作用，并且隨濃度增大抑制作用增強。相同濃度的水提液對紫莖澤蘭種子的4種發芽參數的抑制程度不同。其中，除濃度為1.5g/L時，對種子的發芽率的抑制作用不顯著外，其它濃度均對種子的發芽率與對照相比均達到差異極顯著水平，并且在濃度為30g/L處理水平下，其化感效應指數的絕對值達94%，幾乎已經抑制了種子的萌發。對發芽速速指數與胚軸長的影響，各濃度與對照相比均達到差異極顯著水平。對于胚根長，在濃度為1.5g/L時，影響不明顯外，其它濃度與對照相比均達到差異極顯著水平。

3.1.2 藍桉枯落葉對紫莖澤蘭種子萌發的影響

由表1分析可以看出，當供體為藍桉枯落葉時，它各濃度的水提液對紫莖澤蘭種子萌發的參數均為抑制作用，并且隨濃度增大抑制作用增強。在濃度為1.5g/L的處理下，與對照相比較，其對種子的胚根、胚軸長的化感作用均達到差異極顯著水平，對發芽率的影響達到差異顯著水平，但是對發芽速度指數的影響不明顯；在濃度為3g/L的處理下，其對種子的發芽率、胚軸和胚根長的抑制作用與對照相比均達到差異極顯著水平，對發芽速度指數的抑制作用與對照相比達到差異顯著水平；在濃度為6g/L和30g/L的處理下，對受體紫莖澤蘭種子的發芽率、發芽速度指數、胚根長和胚軸長的抑制作用與對照相比均達到差異極顯著水平，其中在濃度為30g/L的處理下，其對種子發芽率的化感效應指數的絕對值高達97%。

3.2 幾種供體的化感作用對紫莖澤蘭種子萌發影響的綜合評價

植物的化感效應是受到供體化感物質脅迫而表現出來的綜合的性狀，是由各種因素、多種機制共同作用的結果。供體對受體植物最終的化感效應評價不僅與選擇的指標有關而且還與該指標所產生的影響程度有關，同時不同的物種對某一具體指標化感效應的響應不一定相同，用單一指標難以全面準確的反映供體化感作用的強弱。因此，植物的化感效應必須結合多種指標進行綜合分析。

如表2所示，兩種供體對紫莖澤蘭種子萌發的抑制作用相差不大，綜合效應指數的絕對值都在40%左右，同時，由表2可以知道，供體的化感作用對受體的發芽指標抑制程度各不相同。同等條件下，受體的發芽速度指數比發芽率敏感，對胚根的抑制作用要高于對胚軸的抑制作用。這說明，發芽速度指數與胚根的長度是衡量化感作用更為敏感的指標。

表2 供體植物水提液對紫莖澤蘭種子萌發的綜合效應評價

4 結語

藍桉成熟葉和枯落葉的水提液對紫莖澤蘭種子的萌發的各參數均表現為抑制作用，其化感效應指數的絕對值介于5%～97%之間，綜合效應指數的絕對值都在40%左右，其中成熟葉的綜合效應指數的絕對值要比枯落葉的稍大一些。

鄭麗，韓利紅，汪國慶等[14～19]研究發現受體胚根比胚軸，發芽速度指數比發芽率對供體的化感物質表現得更為敏感，本文通過化感效應的綜合評價，利用綜合效應值直觀形象地驗證了這一點。本實驗通過藍桉成熟葉和枯落葉對紫莖澤蘭種子萌發化感潛力初步評價，發現這兩種葉子的水提液均對紫莖澤蘭的種子萌發有一定的抑制作用，并且在濃度為30g/L時，對紫莖澤蘭種子萌發的各項參數的抑制作用特別顯著。可見，在以后的紫莖澤蘭的防除中，我們可以從藍桉葉的水提液方面入手，為紫莖澤蘭的防除探索出來一條新路徑。但這僅僅只選取了藍桉的葉子來作為供體，那么桉樹是否同樣對紫莖澤蘭種子的萌發存在化感抑制作用，并且抑制作用藍桉更高呢，這還需要在后續的實驗中進一步研究證實。

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