苦瓜對(duì)8種蔬菜的化感作用

苗 朔 敖 蘇 顏仕龍?jiān)?洋朱朝華*范志偉

（1海南大學(xué)環(huán)境與植物保護(hù)學(xué)院，海南海口 570228；2中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所，海南海口571101；3海南出入境檢驗(yàn)檢疫局，海南海口 570311；4海南省氣象局，海南海口 570203）

苦瓜對(duì)8種蔬菜的化感作用

苗 朔1，2☆ 敖 蘇1，2，3☆ 顏仕龍4袁 洋1朱朝華1*范志偉2*

（1海南大學(xué)環(huán)境與植物保護(hù)學(xué)院，海南海口 570228；2中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所，海南海口571101；3海南出入境檢驗(yàn)檢疫局，海南海口 570311；4海南省氣象局，海南海口 570203）

以8種海南主要栽培的蔬菜為受體，采用室內(nèi)生測(cè)法研究苦瓜（Momordica charantia L.）莖葉水浸提液對(duì)其化感作用。結(jié)果表明：苦瓜莖葉水浸提液對(duì)8種受體植物的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)均有一定的化感效應(yīng)，且化感作用方式和強(qiáng)度在受體間及指標(biāo)間存在顯著差異；化感作用綜合效應(yīng)的平均值大小順序?yàn)椋豪苯罚军S瓜＞豇豆＞菜豆＞蘿卜＞櫻桃番茄＞胡蘿卜＞番茄。試驗(yàn)結(jié)果為建立合理的栽培制度提供了理論和試驗(yàn)依據(jù)。

苦瓜；化感作用；種子萌發(fā)；幼苗生長(zhǎng)

海南冬季氣溫高，晝夜溫差大，適宜發(fā)展冬季瓜菜，是我國(guó)冬季南菜北運(yùn)和出口的主要產(chǎn)地（林先山和趙興美，2007）。苦瓜（Momordica charantia L.）喜溫喜強(qiáng)光，是海南冬季瓜菜的主要品種，經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高，在海南栽培面積逐年擴(kuò)大。

化感作用即一個(gè)植物通過向環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)而對(duì)另一個(gè)植物（包括微生物）所產(chǎn)生的直接或間接的抑制或促進(jìn)作用（侯永俠 等，2008）。幾乎所有的植物都或多或少地有化感物質(zhì)產(chǎn)生，會(huì)產(chǎn)生不同程度的化感作用（張小紅和趙依杰，2013；丁海燕和程智慧，2014），有化感偏害作用、自毒作用、自促作用和互惠作用4種作用類型。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中充分利用化感物質(zhì)的正效應(yīng)，避免負(fù)效應(yīng)，對(duì)于建立可持續(xù)農(nóng)業(yè)體系具有重要作用，因而被認(rèn)為是一項(xiàng)重要的生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)（林文雄 等，2007）。近年來國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者通過利用不同植物間的正相互作用進(jìn)行混作、間作、套作，建立植物有益組合（王建花 等，2013）。目前，利用苦瓜化感作用來篩選適宜輪作或間套作植物的相關(guān)研究鮮有報(bào)道，本試驗(yàn)以苦瓜為供體，探討其對(duì)8種海南常見栽培蔬菜的化感效應(yīng)，以期為建立合理的種植模式提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供體植物苦瓜莖葉采自海南省屯昌楓木鎮(zhèn)苦瓜基地，將采收后的新鮮苦瓜莖葉陰干備用。受體植物為8種海南主要栽培的蔬菜，蘿卜品種為五洲短葉13早蘿卜，胡蘿卜品種為強(qiáng)坤新五寸人參透心紅，黃瓜品種為津春4號(hào)，番茄品種為滿天紅2304，豇豆品種為五洲豐產(chǎn)1號(hào)油白豆角，菜豆品種為雙青35號(hào)玉豆，櫻桃番茄品種為亞蔬6號(hào)，辣椒品種為海椒309。種子均購于海口市種子公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1 浸提液的配制 將苦瓜莖葉粉碎后稱取20 g放入錐形瓶中，加蒸餾水200 mL，放入（20±1）℃、160 r·min-1的振蕩培養(yǎng)箱中振蕩浸泡48 h，用4層紗布過濾2次后，再用 0.2μm孔徑47 mm 直徑的微孔濾膜抽濾，即得100 mg·mL-1母液。用蒸餾水稀釋后得到2.5、5.0、10.0、20.0、40.0 mg·mL-15個(gè)濃度的浸提液，保存在4℃冰箱中備用（盧向榮 等，2013）。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 種子萌發(fā)試驗(yàn)：種子消毒（75%醫(yī)用酒精浸泡3 min）后，選取飽滿度和大小基本一致的種子放入墊有雙層滅菌濾紙的滅菌培養(yǎng)皿中，每皿30 粒種子，分別加入 5 mL不同濃度的浸提液。以加蒸餾水為對(duì)照（CK），每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。放入白天和黑夜時(shí)段分別設(shè)定為溫度25 ℃、濕度70%、光照4 000 lx（12 h）和溫度15 ℃、濕度80%、光照0（12 h）的人工氣候箱中培養(yǎng)，每天適當(dāng)補(bǔ)充相應(yīng)濃度的浸提液以保持濾紙濕潤(rùn)。每天記錄發(fā)芽種子數(shù)，7 d后結(jié)束試驗(yàn)。

幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn)：將消毒后的種子在人工氣候箱中培養(yǎng)至剛剛露白。在直徑9 cm 的培養(yǎng)皿中墊2張濾紙，然后加入不同濃度的浸提液10 mL，充分潤(rùn)濕濾紙，每皿均勻地?cái)[20粒已露白的受體植物種子，重復(fù)次數(shù)和培養(yǎng)條件與種子萌發(fā)試驗(yàn)相同。試驗(yàn)過程中每天適當(dāng)補(bǔ)充相應(yīng)濃度的浸提液，使濾紙保持濕潤(rùn)，7 d后移出幼苗，測(cè)量幼苗莖長(zhǎng)和根長(zhǎng)，并分別稱量莖和根的質(zhì)量，取平均值。

1.3指標(biāo)測(cè)定

發(fā)芽率=（發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%

發(fā)芽勢(shì)=（第3天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%

種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的化感效應(yīng)敏感指數(shù)（RI）的計(jì)算方法：

RI= 1- C/T（T≥C）或RI= T/C - 1（T＜C）

式中，C為對(duì)照，T為處理值；RI＞0為促進(jìn)作用，RI＜0為抑制作用，其絕對(duì)值大小反映化感作用的強(qiáng)弱（田學(xué)軍 等，2015）。

化感綜合效應(yīng)（synthesis effects，SE）為各項(xiàng)化感效應(yīng)敏感指數(shù)的算術(shù)平均值（曹慕嵐，2015）。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用SPSS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行方差分析，用Excel軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1苦瓜莖葉水浸提液對(duì)8種受體植物種子萌發(fā)的影響

由表1可見，所有濃度的浸提液對(duì)胡蘿卜和櫻桃番茄種子的發(fā)芽率都表現(xiàn)出抑制作用；中低濃度（2.5、5.0 mg·mL-1和10.0 mg·mL-1）的浸提液對(duì)黃瓜種子的發(fā)芽率表現(xiàn)出促進(jìn)作用，而高濃度（20.0 mg·mL-1和40.0 mg·mL-1）的浸提液對(duì)黃瓜種子的發(fā)芽率則表現(xiàn)出抑制作用；除40.0 mg·mL-1濃度外，其他濃度的浸提液對(duì)辣椒種子的發(fā)芽率都表現(xiàn)出極顯著的促進(jìn)作用。

表1 苦瓜莖葉水浸提液對(duì)受體植物種子萌發(fā)的影響

所有濃度的浸提液對(duì)胡蘿卜和番茄種子的發(fā)芽勢(shì)都表現(xiàn)出抑制作用，40.0 mg·mL-1濃度下番茄種子的發(fā)芽勢(shì)為0；中低濃度（2.5、5.0 mg·mL-1和10.0 mg·mL-1）的浸提液對(duì)辣椒種子的發(fā)芽勢(shì)表現(xiàn)出促進(jìn)作用，而高濃度（20.0 mg·mL-1和40.0 mg·mL-1）的浸提液對(duì)辣椒種子的發(fā)芽勢(shì)則表現(xiàn)出抑制作用。

2.2苦瓜莖葉水浸提液對(duì)8種受體植物幼苗生長(zhǎng)的影響

由圖1可知，不同濃度的苦瓜莖葉水浸提液對(duì)蘿卜、黃瓜、櫻桃番茄和辣椒幼苗莖的生長(zhǎng)表現(xiàn)出促進(jìn)作用；隨浸提液濃度增大，胡蘿卜和菜豆幼苗莖長(zhǎng)不斷減小，與對(duì)照相比，20.0 mg·mL-1和40.0 mg·mL-1的浸提液對(duì)這2種受體幼苗莖長(zhǎng)表現(xiàn)出極顯著的抑制作用；5.0 mg·mL-1和10.0 mg·mL-1的浸提液對(duì)番茄幼苗莖長(zhǎng)表現(xiàn)出促進(jìn)作用，而其他濃度對(duì)番茄幼苗莖長(zhǎng)則表現(xiàn)出極顯著的抑制作用，且40.0 mg·mL-1濃度處理下幼苗已無法生長(zhǎng)。

圖1 苦瓜莖葉水浸提液對(duì)受體植物幼苗莖長(zhǎng)的影響

圖2 苦瓜莖葉水浸提液對(duì)受體植物幼苗根長(zhǎng)的影響

由圖2可見，不同濃度的苦瓜莖葉水浸提液對(duì)蘿卜、胡蘿卜的根長(zhǎng)都表現(xiàn)出抑制作用，幼苗根長(zhǎng)隨浸提液濃度增大而不斷減小，表現(xiàn)出“劑量效應(yīng)”；所有濃度的浸提液對(duì)豇豆和菜豆幼苗的根長(zhǎng)都表現(xiàn)出促進(jìn)作用。

由表2可知，蘿卜幼苗的莖質(zhì)量隨苦瓜莖葉水浸提液的濃度增大而增加，胡蘿卜幼苗的莖質(zhì)量隨浸提液的濃度增大而不斷減小；不同濃度的浸提液對(duì)黃瓜、豇豆和辣椒幼苗莖質(zhì)量均表現(xiàn)出促進(jìn)作用。蘿卜幼苗的根質(zhì)量隨苦瓜莖葉水浸提液的濃度增大而增加；不同濃度的浸提液對(duì)胡蘿卜和番茄幼苗的根質(zhì)量都表現(xiàn)出抑制作用，而對(duì)豇豆和菜豆幼苗的根質(zhì)量則表現(xiàn)出促進(jìn)作用。

2.3苦瓜對(duì)8種植物的化感綜合效應(yīng)

由圖3可知，不同濃度的苦瓜莖葉水浸提液對(duì)胡蘿卜和番茄的化感作用都表現(xiàn)出抑制作用，而對(duì)黃瓜、豇豆和辣椒的化感作用都表現(xiàn)出促進(jìn)作用。2.5 mg·mL-1的浸提液對(duì)蘿卜的化感作用表現(xiàn)出抑制作用，40.0 mg·mL-1的浸提液對(duì)菜豆的化感作用表現(xiàn)出抑制作用。

表2 苦瓜莖葉水浸提液對(duì)受體植物幼苗莖質(zhì)量和根質(zhì)量的影響

圖3 苦瓜莖葉水浸提液對(duì)受體植物的化感作用

表3 苦瓜對(duì)8種受體植物化感綜合效應(yīng)平均值

由表3可知，苦瓜對(duì)胡蘿卜和番茄的化感綜合效應(yīng)平均值為負(fù)值，對(duì)其他6種受體植物的化感綜合效應(yīng)平均值均為正值，平均值大小順序?yàn)椋豪苯罚军S瓜＞豇豆＞菜豆＞蘿卜＞櫻桃番茄＞胡蘿卜＞番茄。

3 結(jié)論與討論

胡新燕等（2015）結(jié)合徐淮地區(qū)的條件，探索出設(shè)施苦瓜—辣椒輪作的高產(chǎn)高效種植模式，袁子鴻等（2010）、余席茂等（2011）和潘玖琴等（2013）報(bào)道了辣椒和苦瓜套種的栽培模式。本試驗(yàn)中，苦瓜莖葉水浸提液對(duì)辣椒的化感綜合效應(yīng)平均值最大，說明對(duì)辣椒的促進(jìn)作用最大，進(jìn)一步驗(yàn)證了苦瓜與辣椒輪作或套作的合理性。Singh和Sunaina（2014）研究發(fā)現(xiàn)苦瓜葉片水浸提液對(duì)菩薩紅寶石番茄幼苗的化感作用表現(xiàn)出抑制作用，本試驗(yàn)中苦瓜對(duì)滿天紅2304番茄的化感綜合效應(yīng)平均值為負(fù)值，與作用于亞蔬6號(hào)櫻桃番茄的化感效應(yīng)相反，這說明供體植物對(duì)受體植物種內(nèi)不同品種的化感作用是不相同的（賴榮泉 等，2010；張子龍等，2014），存在基因型差異（常凱麗 等，2016）。所有濃度的浸提液對(duì)胡蘿卜的化感綜合效應(yīng)均為負(fù)值，說明苦瓜對(duì)胡蘿卜表現(xiàn)出明顯的化感抑制作用。

另外，由于海南獨(dú)特的氣候條件和市場(chǎng)需求，近年來海南省政府對(duì)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，大力發(fā)展冬季瓜菜，冬季瓜菜大部分發(fā)展到稻田種植，稻田復(fù)種方式已轉(zhuǎn)變?yōu)椤暗尽尽恕被蛘摺暗尽恕薄５静溯喿骷瓤删徑馐卟说雀咝б孀魑锱c水稻爭(zhēng)地的矛盾，又可以解決因蔬菜連作而導(dǎo)致的農(nóng)藥化肥和塑料薄膜大量使用的難題，達(dá)到化肥農(nóng)藥減施及全程減排的目的，而本試驗(yàn)中的8種受體植物均為蔬菜，尚未涉及苦瓜對(duì)水稻的化感作用，今后可開展這方面的研究。

綜上可知，苦瓜莖葉水浸提液對(duì)8種受體植物均有一定的化感效應(yīng)，但同一濃度浸提液處理下的不同受體植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的化感效應(yīng)是不一樣的，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)“利用化感作用的正向促進(jìn)效應(yīng)，避免負(fù)向抑制效應(yīng)”原則，合理安排種植模式。本試驗(yàn)僅為室內(nèi)生測(cè)試驗(yàn)結(jié)果，在復(fù)雜的自然環(huán)境中，特別是在土壤微生物作用下能否產(chǎn)生相同的化感效應(yīng)有待進(jìn)一步研究。

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Abstract：With 8 kinds of common cultivation of vegetables in Hainan as receiver plants，indoor bioassay method was used to study the allelopathy of aqueous extracts of Momordica charantia leaves and stems．The results showed that the aqueous extracts of M. charantia leaves and stems to 8 kinds of receiver plants seed germination and seedling growth were the allelopathic effect of a certain，but the way and strength of allelopathy among species and indexes were significantly different．Integrated allelopathic effects of the average size were order to Capsicum annuum＞Cucumis sativus＞Vigna unguiculata＞Phaseolus vulgaris＞Raphanussativus＞Lycopersicon esculentum var. cerasiforme＞Daucus carota＞Lycopersicon esculentum．The research results provided theoretical and experimental basis for the establishment of a reasonable cultivationsystem．

Allelopathic Effect of Momordica charantia on 8 Vegetables

MIAO Shuo1，2☆，AO Su1，2，3☆，YAN Shi-long4，YUAN Yang1，ZHU Chao-hua1*，F(xiàn)AN Zhi-wei2*
（1College of Environment and Plant Protection，Hainan University，Haikou 570228，Hainan，China；2Institute of Environment and Plant Protection，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences，Haikou 571101，Hainan，China；3Hainan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Haikou 570311，Hainan，China；4Hainan Meteorological Bureau，Haikou 570203，Hainan，China）

Bitter gourd（Momordica charantia L. ）；Allelopathy；Seed germination；Seedling growth

☆同等貢獻(xiàn)作者

苗朔，本科，專業(yè)方向：植物保護(hù)（農(nóng)藥方向），E-mail：825316506@ qq.com；敖蘇，碩士研究生，農(nóng)藝師，專業(yè)方向：雜草科學(xué)與植物化感作用，E-mail：guaixiaxia1@163.com

*通訊作者（Corresponding authors）：朱朝華，副教授，碩士生導(dǎo)師，專業(yè)方向：農(nóng)藥學(xué)、雜草學(xué)和植物化感作用，E-mail：zch200518@ 21cn.com；范志偉，博士，博士生導(dǎo)師，研究員，專業(yè)方向：入侵植物與雜草綜合治理，E-mail：fanweed@163.com

2016-08-30；接受日期：2016-12-16

中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（2016 hzs1J022，2016 hzs1J012），海南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（314175，312096），海南省應(yīng)用技術(shù)研發(fā)與示范推廣專項(xiàng)（ZDXM2014020），海南省重大科技項(xiàng)目（ZDZX2013019），農(nóng)業(yè)部熱帶作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題（MACKL0908）

致謝：海南大學(xué)環(huán)境與植物保護(hù)學(xué)院2012級(jí)本科學(xué)生唐尾滿、牛曉旭、董偉凈和藍(lán)艷芳在本試驗(yàn)中提供了幫助，在此一并表示感謝！