向日葵水提液對馬齒莧種子萌發及幼苗生長的化感作用

胡云 刁銳琦 胡濤

摘要[目的]探索向日葵不同部位水提液對馬齒莧種子萌發及幼苗生長的化感作用。[方法]以發芽勢、發芽率、芽長、根長和化感效應指數等作為測量指標，研究了向日葵不同部位的水提取液對馬齒莧種子萌發及幼苗生長的化感作用。[結果]向日葵不同部位對馬齒莧種子萌發及幼苗生長存在化感作用，且化感作用為抑制作用，其大小依次為莖、花、葉、根；不同部位水提液對馬齒莧的抑制作用隨著濃度的增大而增大。[結論]為農業綜合防治及生產提供了理論依據。

關鍵詞向日葵；水提液；馬齒莧；化感作用

中圖分類號S435.655文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）21-07070-03

Allelopathy Effect of Sunflower Water Extracts on Germination and Growth of Portulaca oleracea L. Seeds

HU Yun et al（College of Agriculture， Anshun University， AnShun， Guizhou 561000）

Abstract[Objective] The aim was to understand allelopathy effect of sunflower water extracts on germination and growth of P. oleracea seeds. [Method] The germination potential， germination rate， shoot length， root length and allelopathic effect index were as measurement indexes， allelopathy effect of sunflower water extracts on germination and growth of P. oleracea seeds was studied. [Result] Different parts of sunflower on germination and seedling growth of P. oleracea seeds had allelopathy， and the allelopathy was inhibition， and the inhibition of different parts was in order of stem > flower > leaf > root. The inhibitory effects of different parts of sunflower on germination and seedling growth of P. oleracea seeds increased with the increase of concentration. [Conclusion] The research result provides theoretical basis for integrated pest control in agriculture and production.

Key wordsSunflower； Water extracts； Portulaca oleracea L.； Allelopathy

化感作用指一個活的植物釋放某些化學物質到其生存的環境中，從而影響周圍植物的生長和發育，包括促進和抑制2個方面[1-3]。近年來，植物化感作用的研究已吸引世界各地生態學家的關注，并成為農業生態學和化學生態學研究最活躍的領域之一[4-10] 。但在我國，植物化感作用的研究是一個相對較新的領域。張寶琛等[11]研究了青海西藏高原馬先蒿屬植物斑唇對一些作物的抑制作用。目前我國農業化感作用的研究也日益深入廣泛，大多數研究是針對田間雜草與作物的相互化感作用[12-16]。

馬齒莧，又名馬齒菜、馬菜等，為1年生肉質草本植物，世界各地皆有廣泛分布。馬齒莧在土壤肥沃的地里為害較嚴重，為秋熟旱作的主要闊葉類雜草，耐強干旱，在鏟除處理后，遇到適宜的條件仍能正常生長，很難防除。據研究報道，向日葵是一種很好的化感植物，其葉中主要含有黃酮類成分、倍半萜類及二萜類成分，大多都具有化感、抗微生物作用[17-18]。鑒于此，筆者研究了向日葵不同部位水提取液對馬齒莧種子的化感作用，旨在為實際農業生產以及綜合防治提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料摘取向日葵植株的根、莖、葉和花各部分各200 g，洗凈晾干后稱取100 g，備用。馬齒莧種子于2013年3月購自貴州省安順市種子公司，選取3 000粒大小一致且完好的馬齒莧種子，備用。

1.2方法

1.2.1馬齒莧種子的前處理。精選飽滿度一致、大小均一、無病蟲害的馬齒莧種子若干。用配制好的0.3%高錳酸鉀溶液對種子進行消毒15 min，用去離子水清洗3次，將馬齒莧種子置于40 ℃恒溫水浴鍋浸種6 min，然后放入干燥燒杯中待用。

1.2.2向日葵水提取液的配制。參考韋琦等[19-21]的方法。剪取向日葵植株的花、莖、葉和根，洗凈，在室溫下晾干，并將其剪成1～2 cm的小段，分別放置，作為供試樣品。各稱取100 g搗碎并過濾，加入去離子水定容至500 ml作為母液（濃度為0.200 g/ml），再將母液稀釋成0.100、0.050、0.025 g/ml 3種不同濃度的向日葵花、莖、葉和根的水提取液，將上述4種不同濃度的向日葵花、莖、葉和根的水提取液放入4 ℃冰箱中保存。

1.2.3馬齒莧種子萌發試驗。采用培養皿濾紙法[22]，并按照國家標準《農作物種子檢驗規程》的方法進行。準備60個培養皿，洗凈后放入烘干箱中，在30 ℃下烘干120 min，取出已烘干的培養皿對其進行編號，每個培養皿的底部放置2張圓形濾紙。將處理好的種子放入培養皿中，每個培養皿放入50粒種子，每個濃度設3個重復。向各培養皿中對應加入適量0.200、0.100、0.050、0.025 g/ml 4種不同濃度的向日葵花、莖、葉和根的提取液。對照組加等量蒸餾水。濾紙每2 d更換一次。將所有培養皿置于28 ℃光照培養箱中進行培養，每天光照8 h。第3天以胚根突破種皮2 mm為準統計發芽數，計算發芽勢和發芽率。第6天測量各處理的芽長及主根長度，各重復取長勢均勻的5株進行測量。

2結果與分析

2.1向日葵不同部位不同濃度水提液對馬齒莧種子發芽勢的影響由表1可知，經過向日葵不同部位不同濃度的水提液處理后，馬齒莧種子的發芽勢除在0.025 g/ml的濃度外，均受到不同程度的抑制。在0.025 g/ml水提液濃度下，無顯著差異，而在0.200 g/ml水提液濃度下抑制作用很明顯。向日葵根、莖、葉和花各部位對馬齒莧種子發芽勢的抑制性都隨著濃度的增大而增強；各部位對馬齒莧種子發芽勢的抑制作用大小存在差異，發芽勢大小依次為根、葉、花、莖。由此可見，向日葵不同部位能分泌一些化感物質使馬齒莧種子的發芽勢降低，其抑制效果大小依次為莖、花、葉、根。

3討論

試驗結果表明，向日葵不同部位水提液對馬齒莧種子及幼苗生長的抑制作用大小順序依次為莖、花、葉、根，且各部位水提液的抑制作用都隨著濃度增大而增大，其原因可能是由于向日葵不同部位分泌的化感物質不同所致。

向日葵不同部位分泌的化感物質對馬齒莧種子萌發及幼苗生長產生抑制作用可能通過以下幾種途徑：①對細胞膜透性的影響。向日葵分泌的某種化學物質可能會破壞馬齒莧植物的細胞壁，使其細胞膜通透性增強，從而導致細胞內含物大量外溢，造成植物根系生長緩慢或死亡。②植物細胞分裂和伸長。向日葵不同部位分泌物可能會抑制馬齒莧植物細胞的有絲分裂，改變RNA和DNA的合成量及合成時間來改變細胞分裂周期。③呼吸作用速率。向日葵不同部位分泌物可能會影響馬齒莧植物細胞呼吸作用，如氧吸收、電子傳遞、NADH的氧化作用以及CO 的產生等。④光合作用速率。向日葵不同部位分泌物可能會改變葉綠素含量或葉綠素合成的酶系統，進而影響光合作用。⑤酶系統的活性。向日葵不同部位分泌物可能會對馬齒莧種子及幼苗內酶的合成和酶活性產生影響。

向日葵不同部位分泌的化感物質對馬齒莧種子萌發及幼苗生長的產生抑制作用大小順序依次為莖、花、葉、根，可能原因是：①向日葵葉面積較大，含有較多的葉綠素。由此推測可能是由于存在較多的葉綠素，使得對馬齒莧種子萌發及幼苗生長的光合作用沒有太大影響，所以向日葵葉對馬齒莧種子萌發及幼苗生長的抑制作用也相對減弱。②向日葵花中含有花青素之類的色素和一些揮發性物質，由此推測向日葵花對馬齒莧種子萌發及幼苗生長的抑制作用可能是由于這些色素和揮發性物質的影響，從而導致抑制作用較強。③向日葵莖與其他3個部位相比，其所含物質（葉綠素、色素、揮發性物質等）都相對較少，由此推測可能是這些物質含量少，所以向日葵莖對馬齒莧種子萌發及幼苗生長的抑制作用最強。

安徽農業科學2014年參考文獻

[1] 馮文煦.雜草的異株克生現象[J].雜草學報，1990，4（4）：46-48.

[2] 申建波，張福鎖.化感作用與可持續農業[J].生態農業研究，1999，7（4）：34-37.

[3] 王大力.水稻的化感作用研究綜述[J].生態學報，1998，18（3）：326-334.

[4] 撒德山，王金龍，劉和平，等.化感作用與農業[J].現代農業科技，2006（3）：105.

[5] 李霞.萜類化合物對植物的化感作用[J].通化師范學院學報，2006，27（2）：80.

[6] 林武星，洪偉，葉功富.木麻黃水浸液對其幼苗生長的影響[J].江西農業大學學報，2005，27（1）：46-51.

[7] 李浩然，澤桑梓，劉宏屏，等.植物的化感作用及其在林業經營中的運用[J].西部林業科學，2006，35（1）：121-123.

[8] 王艷平，湯陵華，方先文，等.水稻化感作用的數量遺傳分析[J].金陵科技學院學報，2006，22（1）：57-58.

[9] 崔磊，趙秀海，張春雨，等.化感作用研究動態及展望[J].浙江林業科技，2006，26（1）：65-67.

[10] 周青.化感作用對生態系統的影響[J].自然雜志，2000，22（6）：320-322.

[11] ZHANG B C，BAI X F，GU L H.Study on allelopathy and natural degradation phrnomerna of artificial grassland in alpine meadow[J].Journal of Chemical Ecology，1995，21（9）：1271-1285.

[12] 李壽田，周建民，王火焰，等.化感作用在雜草控制中的應用[J].中國生態農業學報，2003，11（1）：104-106.

[13] 高玲.利用植物它感作用除治雜草[J].天津農業科學，1995，1（2）：46-47.

[14] 馬永清，劉德立.雜草間化感作用及其在雜草生防中的應用[J].生態學雜志，1991，10（5）：46-49.

[15] 劉迎，王金信，李浙江，等.植物化感作用在農田雜草防除中的應用[J].雜草科學，2005（4）：6-8.

[16] 劉迎湖，樂美旺，謝利，等.入侵雜草化感作用及其生態特性的模擬研究[J].江西農業大學學報，2005，27（6）：801-802.

[17] 張立華，趙益平，張穎力，等.內蒙古向日葵生產現狀及發展對策[J].內蒙古農業科技，2007（5）：82-84.

[18] 宋曉平，張鞍靈，高錦明，等.優感植物向日葵根提取液的抑菌活性研究[J].西北植物學報，2004，24（10）：1949-1952.

[19] WEI Q，ZENG R S，KONG C H.The isolation and identification of allelochemicals fromaerial parts of Tropic Ageratum[J].Acta Ecologica Sinica of Plant（in Chinese），1997，21（4）：360-366.

[20] ZENG R S，LI X L，LUO S M.Allelopathic potential of wedelia chinensis and itsallelochemicals[J].Acta Ecologica Sinica（in Chinese），1996，16（1）：20-27.

[21] ZHONG Z H，LUO S M，MON Z P.Allelopathic effect of tomato[J].Chinese Journal of Applied Ecology（in Chinese），1997，8（4）：445-449.

[22] ZENG R S.Review on bioassay methods for allelopathy research Chin[J].Chinese Journal of Ecology，1999，10（1）：123-126.

[23] WILLIAMSON G，RICHARDSON D.Bioassay for allelopathy：Measuring treatment response with independent controls[J].Journal of Chemical Ecology，1988，14：181-188.