巴西含羞草不同試劑提取物對3種蜜源植物的化感作用

袁 洋，楊紹堂，石洪峰，劉賀賀，黃 芳

(1.銅仁市碧江區農業農村局，貴州 銅仁 554300；2.銅仁市松桃縣農業農村局，貴州 銅仁 554300；3.銅仁市科學技術局，貴州 銅仁 5543003；4.銅仁市農業技術推廣站，貴州 銅仁 554300)

植物可以通過產生和釋放次級代謝物質調控鄰近生物的生長和種群的建立，即化感作用，是自然界中普遍存在的現象[1]。具有化感作用的物質稱為化感物質，主要通過揮發、淋溶、根分泌、殘體分解等途徑進入環境。化感作用最初被定義為一種植物向環境中釋放某些化學物質，影響周圍其他植株的生理生化代謝及生長過程的現象。目前已逐步擴展到植物、細菌、病毒等產生的化合物質對農業及生態系統中所有生物的生長與發育的影響[1]。其中，外來入侵植物具有化感作用的現象研究較為廣泛，如蟛蜞菊(Wedeliachinensis)[2]、紫莖澤蘭(Eupatoriumadenophorum)[3]、假臭草(EupatoriumcatariumVeldkamp)[4]、空心蓮子草(AlternantheraphiloxeroidesGriseb)[5]和飛機草(Eupatoriumdoarutm)[6]等都被證實具有化感作用。對外來入侵植物化感作用的合理利用，不僅可以減少經濟損失，對農業生產指導和生態環境穩定發展亦具有重大意義。

巴西含羞草(Mimosainvisa)屬豆科含羞草屬多年生草本植物，是目前我國常見的入侵植物之一，原產于巴西，在我國貴州、兩廣、云南及臺灣等地均有分布，常生于草地、荒地，路邊、果園和田邊等[7-8]。由于其適應性能力強，常危害果園、農田等地，且往往在自然生態系統中形成單優群落或純林，大肆排擠本地種，嚴重影響了生物多樣性和農林業生產。敖蘇等[9]發現，含羞草(MimosapudicaLinn.)的水浸提物對皺果莧(AmaranthusviridisL.)和柱花草(StylosanthesguianensiasSW.)具有比較明顯的化感抑制作用，為含羞草的入侵提供了一個新的解讀機制。曹璞等[10]發現，狗牙根水浸提液處理對5種禾草種子萌發及幼苗生長均產生顯著的化感抑制作用，對多花黑麥草、馬唐和牛筋草的抑制作用尤為明顯。本實驗以巴西含羞草草為供體，白三葉(TrifoliumrepensL.)、紫花苜蓿(Medicagosativa)、紫云英(AstragalussinicusL.)為受體，通過室內生物測定法，探究不同溶劑巴西含羞草提取物對3種受體植物化感作用，為農林業的生產指導提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物 白三葉(TrifoliumrepensL)、紫云英(AstragalussinicusL.)和紫花苜蓿(Medicagosativa)種子，購于淘寶；巴西含羞草(Mimosainvisa)，采于銅仁市碧江區周邊，整株。

1.1.2 藥劑 阿拉丁甲醇、乙酸乙酯、石油醚，購于網絡。

1.1.3 儀器設備 恒溫培養箱、小型粉碎機、生化培養箱、旋轉蒸發儀、培養皿、濾紙，均來自銅仁市碧江區植保植檢站實驗室。

1.2 方法

1.2.1 提取物溶液制備 選取新鮮巴西含羞草并將其風干粉碎，稱取3份，每份100 g，分別放入錐形瓶中，分別加入甲醇、乙酸乙酯、石油醚各1 L定容，放入(25±1)℃，160 r/min的振蕩培養箱中振蕩。24 h后用3層紗布過濾2次后，再用濾紙抽濾，3次重復，濾液合并，然后用旋蒸儀將濾液旋蒸至浸膏狀，放入4℃冰箱內低溫保存。試驗時取各種浸膏5 g分別置于錐形瓶中，用蒸餾水定容至100 mL，即得濃度為0.050 g/mL提取物溶液，取1/2溶液分別稀釋至0.025 g/mL和0.012 5 g/mL，后續以此3個濃度進行試驗。

1.2.2 試驗設計 在洗凈、烘干的直徑為9 cm的培養皿中鋪2層定性濾紙，分別加入5 mL不同濃度(0.012 5 g/mL、0.025 g/mL和0.050 g/mL)不同溶劑的提取物溶液，以加蒸餾水為對照(CK)。再取大小均勻，飽滿的白三葉、紫云英、紫花苜蓿種子各20粒分別均勻擺放至相應的培養皿中，蓋上蓋后將其放入生化培養箱中萌發，光照14 h(28℃)/黑暗10 h(23℃)，濕度75%(模擬海南氣候)。

1.2.3 指標測定 種子出現萌芽(胚根長度≥1 mm)后開始記錄每天種子的萌發數。7 d后統計萌發率、萌發指數、根長和莖長、鮮重及化感指數。化感綜合效應為各項化感效應指數的算術平均值。

發芽率=(發芽種子數/供試種子數)×100%

萌發指數=∑(Gt/Dt)

化感指數=1-C/T

式中：Gt，第t天的發芽數；Dt，相應的發芽天數；C，對照值；T，處理值；化感指數>0為促進作用，<0為抑制作用，其絕對值大小反映化感作用的強弱。

1.3 數據統計與分析

采用SPSS和Excel進行數據的統計、分析及圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 不同溶劑提取物處理受體植物種子的萌發率

由表1可知，巴西含羞草不同溶劑提取物對白三葉、紫云英及紫花苜蓿種子萌發率的影響存在差異。

表1 巴西含羞草不同溶劑提取物各濃度處理受體植物種子的萌發率 %

2.1.1 乙酸乙酯 白三葉種子的萌發率為52.22%～81.33%，隨著處理濃度升高，種子萌發率呈先降后升趨勢，其中，濃度為0.025 g/mL時的抑制作用最強，種子的萌發率最低；所有濃度的巴西含羞草乙酸乙酯提取物都對白三葉種子的萌發表現出極顯著的抑制作用。紫云英種子的萌發率為34.44%～89.33%，隨著處理濃度升高，種子萌發率呈先降后升趨勢，其中，濃度為0.025 g/mL時的抑制作用最強，種子的萌發率最低；所有濃度的巴西含羞草乙酸乙酯提取物都對紫云英種子的萌發表現出極顯著的抑制作用。紫花苜蓿種子的萌發率為52.22%～100.00%，隨著處理濃度升高，種子萌發率呈先升后降趨勢，其中，濃度為0.050 g/mL時的抑制作用最強，種子的萌發率最低；在濃度為0.012 5 g/mL時，巴西含羞草的乙酸乙酯提取物對紫花苜蓿的種子萌發表現出促進作用但并不顯著，而其他濃度均表現極顯著的抑制作用。

2.1.2 甲醇 隨著甲醇提取物處理濃度升高，3種植物的種子萌發率均呈下降趨勢，均以濃度為0.050 g/mL時的抑制作用最強，種子的萌發率最低。其中，白三葉種子的萌發率為43.33%～91.42%，巴西含羞草的甲醇提取物在濃度為0.012 5 g/mL時對白三葉種子表現出促進作用，但效果不顯著。而其他濃度下均表現出顯著的抑制效果。紫云英種子的萌發率為50.00%～74.67%，相較于CK各處理濃度對紫云英種子萌發均有極顯著的抑制效果。紫花苜蓿種子的萌發率為74.44%～93.33%，相較于CK，巴西含羞草的甲醇提取物濃度為0.025 g/mL和0.050 g/mL時對紫花苜蓿種子的萌發均有顯著的抑制效果，而在0.012 5 g/mL濃度下的抑制效果不顯著。

2.1.3 石油醚 白三葉種子的萌發率為81.33%～86.67%，隨著處理濃度升高，種子萌發率呈先升后降趨勢，其中，濃度為0.012 5 g/mL時的抑制作用最強，種子的萌發率最低；巴西含羞草的石油醚提取物在濃度為0.012 5 g/mL和0.050 g/mL時對白三葉的種子有顯著抑制作用，而濃度為0.025 g/mL時對白三葉的種子萌發的抑制作用并不顯著。紫云英種子的萌發率為88.00%～89.33%，隨著處理濃度升高，種子萌發率呈先降后升趨勢，其中，濃度為0.025 g/mL時的抑制作用最強，種子的萌發率最低；紫花苜蓿種子的萌發率為96.00%～100.00%，隨著處理濃度升高，種子萌發率呈先下降趨勢，其中，濃度為0.025 g/mL和0.050 g/mL時的抑制作用最強，種子的萌發率最低；巴西含羞草的石油醚提取物各濃度處理對紫花苜蓿種子均有一定的促進作用，但相較于CK，促進效果均不顯著，處理間的促進效果也無顯著差異。

總體看，溶劑為乙酸乙酯時，巴西含羞草提取物溶液在濃度為0.025 g/mL時對白三葉及紫云英種子萌發率的抑制效果顯著，對紫花苜蓿呈低濃度促進高濃度抑制(下簡稱低促高抑)作用；溶劑為甲醇時，巴西含羞草提取物溶液對白三葉萌發率呈低促高抑作用，對紫云英和紫花苜蓿種子萌發率呈抑制作用，且隨濃度增加抑制作用增強；溶劑為石油醚時，巴西含羞草提取物溶液對白三葉及紫云英種子萌發率表現為抑制作用，隨著濃度增加，抑制效果變化不明顯，對紫花苜蓿則表現為促進作用，在濃度為0.012 5 g/mL時促進效果最顯著，但隨著濃度增加，促進效果變化不明顯。

2.2 不同溶劑提取物處理受體植物種子的萌發指數

由表2可知，巴西含羞草不同溶劑提取物對白三葉、紫云英及紫花苜蓿種子萌發指數的影響存在差異。

表2 巴西含羞草不同溶劑提取物各濃度處理受體植物種子的萌發指數

2.2.1 乙酸乙酯 不同濃度巴西含羞草乙酸乙酯提取物對白三葉種子萌發均有抑制作用，其中濃度為0.025 g/mL和0.050 g/mL時表現出極顯著的差異性；各濃度處理紫云英種子的萌發均表現極顯著的抑制作用；但各濃度處理紫花苜蓿種子的萌發雖然都表現抑制作用，但差異均不顯著。

2.2.2 甲醇 巴西含羞草甲醇提取物的濃度為0.012 5 g/mL時對白三葉種子的萌發有一定的促進作用但不顯著；其他濃度則表現極顯著的抑制作用。各濃度處理紫云英種子萌發均表現出極顯著的抑制作用，濃度為0.012 5 g/mL與0.025 g/mL的萌發指數無差異，二者與濃度為0.050 g/mL時的差異極顯著。各濃度處理紫花苜蓿種子萌發均表現極顯著的抑制效果，不同濃度間的抑制效果差異極顯著。

2.2.3 石油醚 不同濃度巴西含羞草石油醚提取物對白三葉種子萌發指數均表現極顯著的抑制效果，濃度為0.012 5 g/mL與0.025 g/mL的萌發指數差異顯著，二者與濃度為0.050 g/mL時的差異極顯著。提取物濃度為0.012 5 g/mL時對紫云英種子萌發無影響；在濃度為0.025 g/mL和0.050 g/mL時均表現極顯著抑制效果，但二者間差異不顯著。不同濃度處理紫花苜蓿種子萌發均表現極顯著的抑制效果，但各處理間的差異不顯著。

總體看，溶劑為乙酸乙酯時，巴西含羞草提取物溶液對白三葉和紫云英種子萌發均有抑制作用，且隨著濃度增加抑制作用增強；對紫花苜蓿種子的萌發雖然均表現抑制作用，但差異均不顯著。溶劑為甲醇時，不同濃度的巴西含羞草提取物溶液對白三葉種子的萌發指數呈低促高抑雙重作用，對紫云英和紫花苜蓿有抑制作用，且隨著濃度增加抑制作用增強；溶劑為石油醚時，不同濃度的巴西含羞草提取物溶液對3種受體植物種子萌發指數呈抑制作用，且隨濃度增加對白三葉和紫云英的抑制作用增大，但對紫花苜蓿的抑制作用隨濃度改變，抑制效果變化不顯著。

2.3 不同溶劑提取物處理受體植物幼苗的根長

由表3可知，巴西含羞草不同溶劑提取物對白三葉、紫云英及紫花苜蓿幼苗根長的影響存在差異。

表3 巴西含羞草不同溶劑提取物各濃度處理受體植物的根長 cm

2.3.1 乙酸乙酯 不同濃度巴西含羞草的乙酸乙酯提取物對白三葉幼苗根長的生長均表現促進作用，其中，濃度為0.012 5 g/mL時表現極顯著的促進作用，濃度為0.025 g/mL和0.050 g/mL時促進作用不顯著。提取物濃度為0.050 g/mL時紫云英幼苗根長生長表現抑制作用但不顯著，濃度為0.012 5 g/mL和0.025 g/mL時表現促進作用，其中，濃度為0.012 5 g/mL時表現極顯著的促進作用。各濃度處理紫花苜蓿幼苗根長生長均表現出促進作用，但隨處理濃度增加促進作用減弱。其中，濃度為0.025 g/mL和0.050 g/mL時的促進作用不顯著，濃度為0.012 5 g/mL時有極顯著的促進效果。

2.3.2 甲醇 隨巴西含羞草甲醇提取物濃度增加，其對白三葉幼苗根長生長的抑制作用增大，在濃度為0.012 5 g/mL時無影響，但在濃度為0.025 g/mL和0.050 g/mL時均表現出抑制作用，其中濃度為0.050 g/mL時抑制作用極顯著。各濃度處理對紫云英幼苗根長生長表現低促高抑，即在濃度為0.012 5 g/mL時表現極顯著促進作用，在0.025 g/mL時促進作用不明顯，在0.050 g/mL時表現出極顯著的抑制作用。對紫花苜蓿幼苗根長生長也表現低促高抑，即在濃度為0.012 5 g/mL時表現出極顯著的促進作用，在濃度為0.025 g/mL時表現出抑制作用但不顯著，在濃度為0.050 g/mL時表現出極顯著抑制作用。

2.3.3 石油醚 隨著巴西含羞草石油醚提取物濃度增加，其對白三葉幼苗根長生長表現低促高抑作用，其中，濃度為0.012 5 g/mL和0.025 g/mL時表現促進作用但不顯著，而濃度為0.050 g/mL時則表現出顯著抑制作用。各處理對紫云英幼苗根長生長均表現促進作用，且隨濃度增加促進作用增強，但只有濃度在為0.050 g/mL時促進作用達極顯著水平；濃度在為0.025 g/mL時促進作用達顯著水平。在濃度為0.012 5 g/mL和0.025 g/mL時，巴西含羞草石油醚提取物對紫花苜蓿幼苗根長生長均表現出顯著促進作用，在濃度為0.050 g/mL時卻表現出極顯著的抑制作用。

總體看，溶劑為乙酸乙酯時，不同濃度巴西含羞草提取物溶液對白三葉、紫云英及紫花苜蓿幼苗根長生長具低促高抑作用；在濃度為0.050 g/mL時白三葉及紫云英幼苗根長生長開始呈抑制作用。溶劑為甲醇時，不同濃度巴西含羞草提取物溶液對白三葉的根長有抑制作用，且隨濃度增加，抑制作用增大；對紫云英及紫花苜蓿根長則表現低促高抑作用。溶劑為石油醚時，不同濃度的巴西含羞草提取物溶液對白三葉與紫花苜蓿根長呈低促高抑作用，對紫云英的根長表現促進作用，且隨濃度增加促進作用增大。

2.4 不同溶劑提取物處理受體植物幼苗的莖長

由表4可知，巴西含羞草不同溶劑提取物對白三葉、紫云英及紫花苜蓿幼苗莖長的影響存在差異。

2.4.1 乙酸乙酯 不同濃度巴西含羞草乙酸乙酯提取物對白三葉幼苗莖長的生長表現低促高抑作用但均不顯著，其中，濃度為0.012 5 g/mL和0.025 g/mL時表現促進作用，而濃度為0.050 g/mL時表現抑制作用。各濃度處理紫云英幼苗莖長的生長也表現出低促高抑，其中，濃度為0.012 5 g/mL時表現顯著促進作用，濃度為0.025 g/mL和0.050 g/mL時均表現極顯著抑制作用。各濃度處理紫花苜蓿幼苗莖長生長均表現極顯著的促進作用，但隨著處理濃度增加促進作用呈減弱趨勢。

2.4.2 甲醇 巴西含羞草甲醇提取物在濃度為0.025 g/mL和0.050 g/mL時對白三葉幼苗莖長生長均表現極顯著抑制作用，但濃度為0.012 5 g/mL時無影響。不同濃度處理紫云英幼苗莖長生長呈低促高抑趨勢，濃度為0.012 5 g/mL時呈極顯著促進作用，濃度為0.025 g/mL和0.050 g/mL呈極顯著抑制作用，但二者間差異不顯著。對紫花苜蓿的幼苗莖長生長，在濃度為0.012 5 g/mL和0.025 g/mL時呈極顯著促進作用。在濃度為0.050 g/mL時呈極顯著抑制作用。

2.4.3 石油醚 巴西含羞草石油醚提取物對白三葉幼苗莖長生長在濃度為0.012 5 g/mL和0.025 g/mL時均表現出促進作用但不顯著，在濃度為0.050 g/mL時呈顯著抑制作用。對紫云英幼苗莖長生長均表現促進作用，且隨著濃度增加促進作用增強，但只在濃度為0.050 g/mL時促進作用達極顯著水平，且3個濃度間的促進作用差異不顯著。各濃度處理對紫花苜蓿幼苗莖長生長均表現極顯著促進作用，且隨著濃度增加促進作用呈先增后減趨勢。

總體看，溶劑為乙酸乙酯時，不同濃度的巴西含羞草提取物溶液對白三葉、紫云英及紫花苜蓿的莖長表現為低促高抑，在濃度為0.050 g/mL時白三葉莖長開始呈抑制作用，在濃度為0.025 g/mL時紫云英莖長呈抑制作用。溶劑為甲醇時，不同濃度巴西含羞草提物溶液對白三葉的莖長有抑制作用，且隨濃度增加，抑制作用增大；對紫云英及紫花苜蓿莖長在濃度為0.012 5 g/mL時有促進作用，但隨著濃度增加，抑制作用增大。溶劑為石油醚時，不同濃度巴西含羞草提取物溶液對白三葉莖長表現低促高抑作用；對紫花苜蓿及紫云英莖長有促進作用，對紫花苜蓿莖長促進作用隨濃度增加呈先增后減趨勢，對紫云英莖長的促進作用隨濃度增加而增大。

2.5 不同溶劑提取物處理受體植物幼苗的鮮重

由表5可知，巴西含羞草不同溶劑提取物對白三葉、紫云英及紫花苜蓿幼苗鮮重的影響存在差異。

表5 巴西含羞草不同溶劑提取物各濃度處理受體植物的鮮重 g

2.5.1 乙酸乙酯 巴西含羞草乙酸乙酯提取物濃度為0.012 5 g/mL時對白三葉的鮮重呈極顯著促進作用；在濃度為0.025 g/mL時表現抑制作用但不顯著；濃度為0.050 g/mL時呈極顯著抑制作用。提取物濃度為0.012 5 g/mL時對紫云英鮮重表現出促進作用；濃度為0.025 g/mL和0.050 g/mL時有抑制作用但不顯著。對紫花苜蓿鮮重在提取物濃度為0.012 5 g/mL和0.025 g/mL時呈極顯著促進作用；濃度為0.050 g/mL時表現抑制作用但不顯著。

2.5.2 甲醇 巴西含羞草甲醇提取物濃度為0.012 5 g/mL和0.025 g/mL時，對白三葉鮮重均表現極顯著促進作用，而在濃度為0.050 g/mL時表現出極顯著抑制作用。紫云英鮮重在濃度為0.012 5 g/mL和0.025 g/mL時均表現出促進作用，其中，濃度為0.025 g/mL時達極顯著水平；在濃度為0.050 g/mL時表現出極顯著抑制作用。提取物濃度為0.012 5 g/mL時對紫花苜蓿鮮重表現出促進作用但不顯著，濃度為0.025 g/mL和0.050 g/mL時對紫花苜蓿的鮮重表現出抑制作用，其中，濃度為0.050 g/mL時達極顯著水平。

2.5.3 石油醚 巴西含羞草石油醚提取物對白三葉鮮重均表現抑制作用，但只有濃度為0.025 g/mL和0.050 g/mL時達極顯著水平。提取物濃度為0.012 5 g/mL和0.025 g/mL時對紫云英鮮重均表現出促進作用，且濃度為0.012 5 g/mL時達極顯著；提取物濃度為0.050 g/mL時表現出抑制作用但不顯著。巴西含羞草石油醚提取物濃度為0.012 5 g/mL和0.025 g/mL時對紫花苜蓿鮮重均表現促進作用，其中，濃度為0.012 5 g/mL時達顯著水平；濃度為0.050 g/mL時表現極顯著抑制作用。

總體看，溶劑為乙酸乙酯、甲醇時，不同濃度的巴西含羞草提取物溶液對3種受體植物鮮重均表現低促高抑作用。溶劑為石油醚時，不同濃度的巴西含羞草提取物溶液對白三葉鮮重有抑制作用，且隨濃度增加，抑制作用增大；對紫云英及紫花苜蓿鮮重均表現低促高抑作用，濃度為0.050 g/mL呈抑制作用。

2.6 不同溶劑提取物處理對受體植物的化感作用綜合效應

由表6可知，溶劑為乙酸乙酯時，巴西含羞草提取物溶液對3種受體植物呈低促高抑作用，抑制作用大小依次為紫云英>白三葉>紫花苜蓿；溶劑為甲醇時，對白三葉和紫花苜蓿呈低促高抑作用，對紫云英表現為抑制作用，抑制作用大小依次為白三葉>紫云英>紫花苜蓿；溶劑為石油醚時，對紫云英和紫花苜蓿呈低促高抑作用，對白三葉表現為抑制作用，大小依次為白三葉>紫云英>紫花苜蓿。即不同溶劑的巴西含羞草提取物對紫花苜蓿的抑制作用最小。

表6 巴西含羞草不同溶劑提取物各濃度處理的化感作用綜合效應

3 結論與討論

通過室內生測法探究巴西含羞草不同溶劑提取物對白三葉、紫云英和紫花苜蓿的化感作用，結果表明，不同溶劑提取物對受體植物的萌發、根長和莖長均有明顯的化感作用。具體表現為促進作用、抑制作用和低促高抑作用。由化感作用綜合效應平均值可知，不同溶劑的巴西含羞草提取物對白三葉及紫云英的化感綜合效應為負值，即表現為抑制作用；但在溶劑為乙酸乙酯時，對紫花苜蓿的化感綜合效應為正值，即表現為促進作用。可考慮在巴西含羞草分布的果園林地內移栽紫花苜蓿，以減少巴西含羞草種群數量。

有研究表明[11]，新鮮的紫莖澤蘭浸提液對白三葉、紫花苜蓿有抑制作用，但腐熟紫莖澤蘭浸提液對其有促進作用，可以考慮對巴西含羞草進行腐熟處理，探究其是否有相似作用，為其實現無害化處理與資源化利用奠定基礎。植株不同部位化感作用不同，如銀膠菊不同部位的水浸液對苘麻苗高的抑制率大小為葉>果>莖>根，而對其種子萌發的抑制率為果>葉>根>莖[12]。可以進一步探究巴西含羞草不同部位提取物對其他植物的化感作用。飛機草提取物在高濃度時對水葫蘆有抑制作用，可作為潛在的生物除草劑和生物調節劑[13]。因此，還可以考慮探究巴西含羞草對其他地面蜜源植物是否有抑制作用，為農林生產提供理論依據。