南美蟛蜞菊浸提液對植物種子萌發及幼苗生長的影響

沈偉 岑湘濤 韋清涵

(1.百色學院農業與食品工程學院，廣西 百色 533000；2.百色學院廣西芒果生物學重點實驗室，廣西 百色 533000；3.亞熱帶特色農業產業學院，廣西 百色 533000)

南美蟛蜞菊[Sphagneticola trilobata(Linnaeus)Pruski]，菊科蟛蜞菊屬植物。原產美洲熱帶地區，喜干熱環境，更喜濕潤土壤和適度遮蔭，抗粘土、壤土、沙土和低營養的土壤[1]。20世紀70年代作為地被植物引入我國栽培，后因其強大的無性繁殖能力和抗干擾能力迅速野生化成為一種有害雜草，并被列為“世界100種危害最大的外來入侵物種”之一[2，3]。

化感作用是指某種植物通過向環境釋放化學物質而對其他植物(包括細菌和微生物)所造成的有利或不良的作用[4]。近幾年，從化感作用的角度去探索外來植物入侵的機制也成為一個研究熱點[5-8]。外來雜草的生物化感功能對其入侵環境的影響很大，從而影響其他植物的生長[9，10]。迄今為止，關于南美蟛蜞菊的化感作用陸續有不少學者進行了研究[3，8，11]。但關于南美蟛蜞菊化感物質對其他植物繁殖和生長發育影響的研究較少，因此，本試驗以不同部位的南美蟛蜞菊為供試材料，研究其不同濃度浸提液對紫穗槐、決明子種子萌發及幼苗生長的影響，探究南美蟛蜞菊不同組織部位對2種植物的化感作用，以期為南美蟛蜞菊入侵機制及防治研究提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗儀器

紫外分光光度計，恒溫培養箱，冰箱，常用玻璃容器與EP管，烘箱，試管架，試管，恒溫水浴鍋，冷凍離心機，移液槍(配套槍頭)，燒杯，玻棒，研缽，比色皿，電子天平，分析天平等。

1.1.2 供試材料

供試作物南美蟛蜞菊，采自百色學院澄碧校區5棟宿舍樓旁。

受試作物紫穗槐(Amorpha fruticosaL.)、決明子(Senna tora(Linnaeus)Roxburgh)，2種植物種子購自江蘇春益達園林綠化工程有限公司。

1.2 研究方法

1.2.1 南美蟛蜞菊浸提液制備

1.2.1.1 莖葉浸提液的制備

在百色學院澄碧校區5棟宿舍樓旁，挑選健壯、無蟲害的南美蟛蜞菊匍匐莖段用清水洗凈，把葉子與莖分類，剪為1～2cm小段，把葉子(100℃、2h)與莖(100℃、4h)放置烘干箱烘干、混合粉碎。按10g南美蟛蜞菊莖、葉粉碎物，加入100mL蒸餾水的比例，充分攪拌后浸泡48h，期間攪拌2次·d-1，過濾，制得0.1g·mL-1莖葉浸提液母液，置于冰箱4℃下保存備用。

1.2.1.2 根部浸提液的制備

在百色學院澄碧校區5棟宿舍樓旁挖取南美蟛蜞菊根部，挑選長勢良好的根用清水洗凈，剪為1～2cm小段，放置100℃、4h烘箱烘干，后粉碎。按10g南美蟛蜞菊根部粉碎物，加入100mL蒸餾水的比例，充分攪拌后浸泡48h，期間攪拌2次·d-1，過濾，制得0.1g·mL-1根部浸提液母液，置于冰箱4℃下保存備用。

試驗時取一定量的0.1g·mL-1莖葉浸提液母液、根部浸提液母液，加入蒸餾水分別稀釋成0.05g·mL-1、0.025g·mL-1的浸提液，以蒸餾水作為對照(CK)，總共7個處理。

1.2.2 南美蟛蜞菊浸提液對2種植物種子發芽的影響試驗

1.2.2.1 紫穗槐種子預處理

播種前，先將種子(帶莢皮)放在盆中，然后倒入水溫約60℃的蒸餾水，邊倒熱水邊攪種子，使種子上下受熱均勻。當水溫約達30℃時，停止攪拌種子，自然冷卻，后浸泡種子24h。撈出種子后用1.0%高錳酸鉀溶液消毒15min，撈出種子，用清水沖洗2～3次，控干種子。

1.2.2.2 決明子種子預處理

挑選無病、粒大、飽滿的種子，用1.0%高錳酸鉀對種子進行消毒15min，然后撈出種子用蒸餾水沖洗2～3次，再用50℃的蒸餾水浸泡種子24h，將浮起的秕粒和蟲蛀粒全部剔除，撈出飽滿的種子，晾去表面水分。

1.2.2.3 萌發試驗

種子萌發試驗將采用培養皿濾紙法。先將直徑為90mm的培養皿在高溫滅菌后鋪上一層濾紙，在每個培養皿上放50粒種子，依次加入不同濃度浸提液，對照則加入等量蒸餾水，將培養皿置于28℃人工培養箱。每個培養皿為1個重復，每個濃度處理設6個重復，每天日光培養12h及統計發芽數量，及時補充相應的浸提液和蒸餾水，使培養皿水分充足。在發芽結束前2天連續無萌發時，視為發芽結束。根據下列公式計算種子的發芽率、發芽勢、發芽指數及活力指數[12，13]。

發芽率=(發芽種子數/試驗種子總數)×100%

(1)

發芽勢=(發芽試驗規定期限的最初1/3期間內的種子發芽數/試驗種子總數)×100%

(2)

發芽指數=∑GI/I

(3)

式中，GI為培養第I天的發芽量；I為培養時間。

活力指數(VI)=S×GI

(4)

式中，S為種苗生長量(長度或重量)。

1.2.3 植物幼苗生長的測定

在植物幼苗生長到第7天時，分別取各濃度處理長勢良好的10株幼苗進行根長、苗高的測量，每個濃度處理記錄10個測量值并求其平均數，對其進行鮮重、干重的稱量，干重的處理方法是105℃殺青1h、80℃烘至恒重。在測量根長和苗高時，主要從根與莖的交界點開始測量，用尺子從主莖量到頂部，視為幼苗的苗高，從主根量到最底部，視為幼苗的根長；根長和苗高需要重復測量3次。

1.3 數據處理

應用SPSS 22.0軟件對數據進行方差分析及差異顯著性檢驗(Duncan法，α=0.05)，采用Excel 2010軟件進行數據統計及作圖分析。

2 結果與分析

2.1 南美蟛蜞菊浸提液對2種植物種子萌發的影響

從表1可知，與對照(CK)相比，0.05g·mL-1、0.1g·mL-1南美蟛蜞菊莖葉浸提液和根部浸提液處理對紫穗槐種子的發芽率影響均較大，隨著浸提液濃度的升高，紫穗槐種子的發芽率呈下降趨勢，紫穗槐種子的發芽率顯著低于對照。低濃度0.025g·mL-1的浸提液處理對紫穗槐種子的發芽率影響不大；與對照(CK)相比，南美蟛蜞菊莖葉浸提液和根部浸提液對決明子種子的發芽率影響都較小，各濃度處理均為達到顯著差異水平。

與對照(CK)相比，南美蟛蜞菊莖葉浸提液和根部浸提液各濃度處理下，2種植物種子發芽勢均有所下降。除0.05g·mL-1、0.1g·mL-1南美蟛蜞菊根部浸提液處理下紫穗槐發芽勢顯著下降外，其余各濃度處理差異不顯著。

與對照(CK)相比，南美蟛蜞菊莖葉浸提液和根部浸提液各濃度處理下，2種植物種子發芽指數均減小，且隨著處理濃度的增加不斷降低。0.1g·mL-1南美蟛蜞菊莖葉浸提液處理和0.05g·mL-1、0.1g·mL-1南美蟛蜞菊根部浸提液處理下紫穗槐發芽指數顯著下降，其余各濃度處理差異不顯著。

與對照(CK)相比，南美蟛蜞菊莖葉浸提液各濃度處理下，隨著處理濃度的增加，2種植物種子活力指數呈現先增加后降低的趨勢，表現出低濃度促進高濃度抑制，0.05g·mL-1濃度處理下，紫穗槐和決明子種子活力指數最高，分別為2855.17±108.94和5522.85±559.40；與對照(CK)相比，南美蟛蜞菊根部浸提液各濃度處理下，紫穗槐種子活力指數隨著處理濃度的增加而降低，0.05g·mL-1、0.1g·mL-1濃度處理下差異顯著。決明子種子活力指數表現出低濃度促進高濃度抑制，0.05g·mL-1濃度處理下，決明子種子活力指數最高，為5424.26±473.66。

表1 南美蟛蜞菊浸提液對2種植物種子萌發的影響

2.2 南美蟛蜞菊浸提液對2種植物幼苗生長的影響

從表2可知，與對照(CK)相比，整體上，南美蟛蜞菊莖葉浸提液和根部浸提液各濃度處理下，2種植物幼苗的根長、苗高基本呈現出低濃度促進，高濃度抑制現象。0.05g·mL-1南美蟛蜞菊莖葉浸提液和根部浸提液處理下紫穗槐根長最長，分別為32.69±1.73mm和29.94±1.77mm。0.1g·mL-1南美蟛蜞菊莖葉浸提液和根部浸提液處理下紫穗槐根長最小，分別為13.14±1.11mm和6.21±0.64mm，顯著低于對照(CK)。0.025g·mL-1和0.05g·mL-1南美蟛蜞菊莖葉浸提液和根部浸提液處理下，決明子幼苗根長都顯著高于對照(CK)；與對照(CK)相比，低濃度0.025g·mL-1南美蟛蜞菊莖葉浸提液和根部浸提液處理下，2種植物幼苗的苗高最大。

與對照(CK)相比，低濃度0.025g·mL-1南美蟛蜞菊莖葉浸提液和根部浸提液處理下，紫穗槐幼苗鮮重最高，顯著高于對照(CK)，分別為0.43±0.01g和0.40±0.02g。0.05g·mL-1南美蟛蜞菊莖葉浸提液和0.025g·mL-1南美蟛蜞菊根部浸提液處理下，決明子幼苗鮮重最高，分別為1.21±0.06g和1.22±0.12g。與對照(CK)相比，各濃度處理下，2種植物幼苗干重變化不明顯。

表2 南美蟛蜞菊浸提液對2種植物種子幼苗生長的影響

3 討論

研究了南美蟛蜞菊莖葉、根部浸提液對紫穗槐、決明子種子萌發及生長的影響。發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數是評價種子發芽很常用的指標，反映了種子的發芽速度，發芽整齊度和幼苗健壯的潛勢[14]。從試驗結果看，南美蟛蜞菊莖葉浸提液和根部浸提液對紫穗槐、決明子2種種子萌發均起到抑制作用，對紫穗槐幼苗生長的抑制作用大于決明子幼苗的生長，根部浸提液對幼苗生長的抑制作用大于莖葉浸提液的影響，這與周勇輝等[15]研究相一致。本試驗也發現，南美蟛蜞菊莖葉、根部浸提液對紫穗槐和決明子的根長均有抑制作用，但對紫穗槐的抑制作用更強。對2種植物莖的生長影響不同，對紫穗槐幼苗表現為“低促高抑”現象，對決明子幼苗均為促進作用，整體趨勢為隨著浸提液處理濃度的增加表現出苗高先升高再降低。王杰等[16]研究表明，鐵桿蒿(Artemisia sacrorum)浸提液對伴生種及種子萌發的影響差異明顯，總體表現為低促進、高抑制的現象，且對根的抑制作用大于莖，這與本試驗中的研究結果相似，可能是化感作用方向與化感物質濃度有關，化感物質濃度低則表現為促進作用，化感物質濃度高則表現為抑制作用。