石刁柏4種浸提液對幾種受體植物的化感作用

縱 熠， 黃喬喬， 李曉霞， 范志偉， 沈奕德， 黃東東， 程漢亭， 劉麗珍

(1.中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所/農業部熱帶作物有害生物綜合治理重點實驗室/農業部儋州農業環境科學觀測試驗站/海南省熱帶農業有害生物監測與控制重點實驗室/海南省熱帶作物病蟲害生物防治工程技術研究中心，海南海口 571101；2.海南大學環境與植物保護學院，海南海口 570228)

石刁柏4種浸提液對幾種受體植物的化感作用

縱 熠1，2， 黃喬喬1， 李曉霞1， 范志偉1， 沈奕德1， 黃東東1， 程漢亭1， 劉麗珍1

(1.中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所/農業部熱帶作物有害生物綜合治理重點實驗室/農業部儋州農業環境
科學觀測試驗站/海南省熱帶農業有害生物監測與控制重點實驗室/海南省熱帶作物病蟲害生物防治工程技術
研究中心，海南海口 571101；2.海南大學環境與植物保護學院，海南海口 570228)

用白菜、假臭草和紅毛草為受體植物，采用生物測定的方法研究了石刁柏新鮮莖葉4種浸提液的化感作用，結果表明：紅毛草受石刁柏莖葉浸提液的抑制作用最強；4種溶劑的浸提液對假臭草萌發率的作用效果表現出“低濃度促進，高濃度抑制”的雙重效應，而對其幼苗根莖生長具有明顯的抑制作用，且濃度越大抑制作用越強；4種溶劑的浸提液對白菜萌發率和根長的作用在總體上也表現出顯著的抑制作用，但對其莖長卻有明顯的促進作用。說明4種浸提液對受體植物種子萌發率、幼苗的根長和莖長均有不同程度的化感作用，這為利用石刁柏的化感作用控制雜草提供了理論基礎。

石刁柏；浸提液；化感作用

石刁柏(AsparagusofficinalisLinn.)為百合科(Liliaceae)天門冬屬(Asparagus)多年生宿根性草本植物，別名蘆筍、蘆荀、龍須菜等，具有潤肺鎮咳、祛痰殺蟲等功效[1]，是一種常見的蔬菜。但石刁柏地雜草危害非常普遍，影響石刁柏的正常生長，降低石刁柏的品質。

1984年Rice將化感作用較完整地定義為：植物或微生物的代謝分泌物對環境中其他植物或微生物有利或不利的作用[2]。利用作物的化感作用來抑雜草是利用其自身分泌的化感物質來防治雜草，具有劑量小、選擇性強、無“3R”問題等優點，有利于實現可持續的雜草防治策略，大大減少除草劑的使用，在農業系統中對于農業穩定性的建立具有重要作用[3]。目前，石刁柏地草害的防除研究還處在起步階段。王連平等對石刁柏地雜草及地膜覆蓋除草研究發現，地膜覆蓋對石刁柏地不同雜草的抑制作用與雜草的需光特性有關，地膜覆蓋對需光要求較高的雜草抑制作用較強，對需光要求較低的雜草抑制作用較弱[4]。孫胄軒等對石刁柏干燥莖的化學成分進行了研究，從中分離得到10個化合物[5]。關于石刁柏化感作用的研究尚未開展。對海南地區石刁柏地雜草種類調查結果顯示：假臭草(Praxelisclematidea)為外來入侵植物，對生境的適應能力強，能夠入侵石刁柏地，是石刁柏地常見伴生雜草，與石刁柏競爭水肥資源和生長空間，影響石刁柏的生長和產量[6]；紅毛草(Rhynchelytrumrepens)也是一種外來入侵植物，但在石刁柏地屬一般性雜草，對石刁柏生長和產量的影響較小。因此，本試驗開展石刁柏化感作用的研究，以期進一步了解石刁柏對不同受體植物的化感效應，為熱帶地區石刁柏莖葉的綜合利用提供有價值的理論依據，也對保護農業自然生態環境免受化學藥劑侵害具有積極意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供體植物：新鮮石刁柏的莖和葉于2013年9月14日采自中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所實驗基地。

受體植物：白菜(BrassicapekinensisR.)種子購于海南大學物資公司，假臭草和紅毛草種子采自中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所實驗基地。

1.2 試驗方法

1.2.1 浸提液制備 用天平分別稱取新鮮石刁柏莖葉各4份，每份100 g，剪碎，分別放入200 mL甲醇、乙酸乙酯、三氯甲烷、蒸餾水中，室溫條件下密封浸提48h，期間振蕩5次，使其充分浸提，然后過濾，分別用這4種溶劑定容至200 mL，濾液濃度為 0.5 g/mL，4 ℃低溫保存。試驗時分別稀釋浸提原液至0.125、0.25、0.5 g/mL 3個濃度進行測定。

1.2.2 生物測定 化感活性測定采用培養皿濾紙法[7]。在洗凈、烘干的直徑為9 cm的培養皿中鋪2層定性濾紙，加入5 mL不同濃度不同溶劑的浸提液，以加蒸餾水為對照。紅毛草播種前用濃硫酸滅菌5 min，用水沖洗干凈后，與假臭草和白菜分別在超純水中浸泡3～4 h，隨后將受試植物種子擺放于培養皿中，每皿20粒，3次重復。在光照(28 ℃)-黑暗(23 ℃)周期為14 h-10 h、濕度75%人工氣候箱內進行培養。7 d后統計發芽數，測定根長和莖長，計算種子萌發率。萌發率=(規定時間內種子發芽數/供試種子數)×100%。

1.2.3 數據分析方法 采用DPS軟件對試驗數據進行處理和分析，運用Duncan’s方法對各指標進行差異顯著性檢驗[8]。

2 結果與分析

2.1 石刁柏莖葉浸提液對供試植物種子萌發率的影響

采用不同溶劑萃取的石刁柏莖葉浸提液對3種受體植物萌發率的生物測定結果如表1所示，多數受體種子的萌發率均表現為抑制作用，但也有個別受體種子表現為高抑制低促進的作用，但是對各指標的促進濃度和抑制濃度各不相同。其中，紅毛草受石刁柏莖葉浸提液的抑制作用最強，在 0.125 g/mL 濃度下，甲醇浸提液對紅毛草的抑制率就達到了100%；在0.5 g/mL高濃度下，4種溶劑的浸提液對紅毛草的抑制率都達到了100%。假臭草種子在0.125 g/mL低濃度下萌發率比對照略有增加；濃度大于0.125 g/mL時，萌發率比對照開始降低，但二者均不顯著。甲醇和乙酸乙酯浸提液對白菜種子萌發的作用效果均達顯著水平(P<0.05)，其中甲醇浸提液的作用效果隨處理濃度的增加而增加，而乙酸乙酯浸提液的作用效果表現出低濃度促進、高濃度抑制的雙重效應；三氯甲烷浸提液對白菜的種子萌發影響不顯著；而水浸提液對白菜種子的萌發作用效果達到了極顯著水平(P<0.01)。

表1 石刁柏莖葉浸提液對3種供試植物種子萌發率的影響Table 1 Effects of extracts from A. officinalis leaves and stems on the germination rate of three receptor plants

注：同列相同萃取方式不同濃度(含對照)相比，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。

2.2 石刁柏莖葉浸提液對供試植物幼苗根長的影響

不同溶劑浸提液對3種受體植物根長測定結果如表2所示。4種浸提液對假臭草和紅毛草幼苗根的生長均表現為抑制作用，且濃度越高抑制強度越大。在4種溶劑濃度為0.125 g/mL低濃度下，假臭草幼苗的根長受到的作用效果均達極顯著水平(P<0.01)，而乙酸乙酯浸提液、三氯甲烷浸提液和水浸提液對紅毛草的作用效果沒有達到顯著水平，在三氯甲烷浸提液0.125 g/mL低濃度下，對白菜幼苗的根長有明顯的促進作用，而當濃度達 0.25 g/mL 時就開始呈抑制作用。其余3種溶劑對白菜幼苗根的生長均表現為抑制作用，且均達極顯著水平(P<0.01)。

表2 石刁柏莖葉浸提液對3種供試植物幼苗根長的影響Table 2 Effects of extracts from Asparagus officinalis leaves and stems on the root length of three receptor plants

注同表1。

2.3 石刁柏莖葉浸提液對供試植物幼苗莖長的影響

不同溶劑浸提液對3種受體植物莖長測定結果如表3所示。4種浸提液對于假臭草和紅毛草幼苗莖的生長均表現為抑制作用，乙酸乙酯浸提液和三氯甲烷浸提液對假臭草幼苗莖長的影響達到極顯著水平(P<0.01)，而甲醇浸提液和水浸液對假臭草的作用效果不顯著。在4種溶劑濃度為 0.125 g/mL 低濃度下，紅毛草幼苗的莖長受到的作用效果均達極顯著水平(P<0.01)。4種浸提液對白菜的幼苗莖的生長均表現為促進作用，乙酸乙酯浸提液對其作用效果達顯著水平(P<0.05)，其余3種浸提液對其作用效果均達極顯著水平(P<0.01)；而甲醇浸提液和水浸液在0.125、0.25 g/mL濃度下的莖長雖然比對照呈明顯的增大趨勢，但是 0.5 g/mL 濃度下的莖長卻有顯著的減小趨勢。

表3 石刁柏莖葉浸提液對3種供試植物幼苗莖長的影響Table 3 Effects of extracts from Asparagus officinalis leaves and stems on the grass height of three receptor plants

注同表1。

3 討論與結論

本試驗用4種溶劑石刁柏莖葉浸提液對3種受體植物(白菜、假臭草、紅毛草)進行室內生物測定結果發現，石刁柏莖葉浸提液對3種受體植物種子萌發、根長和莖長的生長發育均有明顯的化感作用。其中紅毛草受石刁柏莖葉浸提液的抑制作用最強，其種子根本不能萌發；即使是可以萌發的種子，其根和莖的生長發育也受到了嚴重的抑制作用。這可能部分解釋了紅毛草在石刁柏地里數量較少、危害較小這一現象。

化感物質的濃度效應是化感作用研究的重要內容之一。研究表明，植物化感作用具有濃度效應[9-10]，即化感作用的強度會隨化感物質濃度的增加而變大。本研究結果也證實了這一點，在種子萌發試驗中，甲醇浸提液、三氯甲烷浸提液和水浸液處理的白菜種子的萌發率都隨著浸提液濃度的增大而降低；4種浸提液對于假臭草和紅毛草幼苗根的生長均表現為抑制作用，且濃度越高抑制強度越大。

植物的化感作用具有低促高抑現象[11-12]。周志紅等對番茄化感研究表明，番茄浸提液對供試受體表現為明顯的高濃度抑制和低濃度促進的雙重效應[13]；曾東強等對銀膠菊水浸液化感作用的研究中也有同樣的發現[14]。在本研究中，石刁柏莖葉浸提液對部分受試供體也表現為低濃度促進、高濃度抑制的雙重效應：在0.125 g/mL低濃度下，假臭草種子萌發率比對照略有增加；濃度大于0.125 g/mL時，萌發率隨著浸提液濃度的增加而降低，且都低于對照。另外4種浸提液對白菜的幼苗莖的生長均表現為促進作用，隨著三氯甲烷浸提液濃度的升高，其對白菜幼苗莖生長的促進作用緩慢增大，而其余3種浸提液都呈隨著濃度的增大，其促進作用呈先增強后減弱的趨勢，這與郭振清等對牛膝菊的化感作用研究結果一致[15]。可見同一植物不同濃度的浸提液處理、同一濃度浸提液的不同植物處理，對種子的萌發和幼苗的生長的影響都是有差異的，說明化感作用的確有選擇性[16]。因此在實際生產中，我們可以合理利用石刁柏的化感作用，適時、適量地將石刁柏地前茬作物的殘茬留在田里或用石刁柏莖葉及石刁柏收獲后的農業廢棄物覆蓋地表，對石刁柏地草害的發生可以起到一定的控制作用。

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AllelopathicEffectofFourExtractsfromAsparagusofficinalisonSelectedReceptorPlants

ZONG Yi1，2，HUANG Qiao-qiao1，FAN Zhi-wei1，LI Xiao-xia1，SHEN Yi-de1，HUANG Dong-dong1，CHENG Han-ting1， LIU Li-zhen1

(1. Environment and Plant Protection Institute，CATAS/Key Laboratory of Pests Comprehensive Governance for Tropical Crops，Ministry of Agriculture/Danzhou Scientific Observing and Experimental Station of Agro-Environment，Ministry of Agriculture/Hainan Key Laboratory for Monitoring and Control of Tropical Agricultural Pests/Hainan Engineering Research Center for Biological Control of Tropical Crops Diseases and Insect Pests，Haikou571101，China；2.College of Environment and Plant Protection，Hainan University，Haikou570228，China)

UsingBrassicapekinensis，EupatoriumcatariumandRhynchelytrumrepensas receptor plants，the allelopathic effects of four extracts from fresh leaves and stems ofA.officinaliswere studied by bioassay methods. Leaf and stem extracts fromA.officinalisstrongly inhibitedR.repensgrowth. The four solvent extracts promoted seed germination ofE.catariumat low concentration，but had the opposite effect at high concentrations. The four extracts increasingly inhibited root and shoot length ofE.catarium，as their concentration increased. The four extracts also inhibited seed germination and root length ofB.pekinensisbut stimulated its stem length. This study documents different allelopathic effects of the four extracts on seed germination，root length and stem length of the receptor plants，and provides a theoretical foundation for controlling weeds with allelochemicals fromA.officinalis.

Asparagusofficinalis；extracts；allelopathic effectf采用不同溶劑萃取的石刁柏莖

S451.1

A

1003-935X(2013)04-0017-04

縱 熠，黃喬喬，李曉霞，等. 石刁柏4種浸提液對幾種受體植物的化感作用[J]. 雜草科學，2013，31(4)：17-20.

2013-10-24

國家公益性行業(農業)科研專項(編號：201003074)。

縱 熠(1990—)，女，江蘇鎮江人，碩士研究生，主要從事植物入侵生態學研究。E-mail：zongyi1990@126.com。

沈奕德，副研究員，主要從事雜草生態與綜合治理，E-mail：hndccs@163.com；范志偉，博士，研究員，主要從事雜草生態與綜合治理研究，E-mail：fanweed@163.com。