高 汝 勇

(衡水學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，河北 衡水053000)

園葉牽牛對(duì)小白菜種子的化感作用研究

高 汝 勇

(衡水學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，河北 衡水053000)

采用生物測(cè)定法研究了入侵雜草圓葉牽牛水浸提液對(duì) 2個(gè)小白菜品種種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響．結(jié)果表明：低質(zhì)量分?jǐn)?shù)的浸提液提高了種子的發(fā)芽率，促進(jìn)了根長(zhǎng)，但高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的浸提液起抑制作用．浸提液只有在最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)才對(duì)苗高起抑制作用，其余質(zhì)量分?jǐn)?shù)均起促進(jìn)作用．浸提液抑制了活力指數(shù)．抑制作用隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高而增強(qiáng)．圓葉牽牛浸提液對(duì)2個(gè)品種的影響不同，田嫩黃金抗性較強(qiáng)．

圓葉牽牛；小白菜；種子萌發(fā)；幼苗生長(zhǎng)

圓葉牽牛(Ipomoea purpurea)是旋花科牽牛屬的一年生攀援草本，原產(chǎn)于熱帶美洲，該種耐干旱瘠薄，適應(yīng)性強(qiáng)，故分布廣泛，現(xiàn)已分布于我國(guó)的絕大多數(shù)地區(qū)，是一種危害嚴(yán)重的外來(lái)入侵雜草．外來(lái)物種入侵后，和本土植物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)、光照等資源，另外還向周?chē)h(huán)境中釋放一些化學(xué)物質(zhì)即化感物質(zhì)來(lái)影響本土植物的生長(zhǎng)，結(jié)果導(dǎo)致其發(fā)育不良或死亡，引起本土植物種類(lèi)下降甚至滅絕，使生物多樣性喪失，生態(tài)環(huán)境破壞．中國(guó)是全球受外來(lái)入侵影響最大的國(guó)家之一[1]．外來(lái)植物成功入侵的原因是多方面的，其中化感作用在植物入侵過(guò)程中起著非常重要的作用[2]．化感作用是指一種植物通過(guò)向環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)而對(duì)另一種植物所產(chǎn)生的直接或間接的傷害或有益的作用[3]．其中的化感物質(zhì)可以通過(guò)雨水的淋溶、植物本身的揮發(fā)、殘枝落葉的分解和根系分泌等途徑進(jìn)入土壤等周?chē)h(huán)境中．目前，關(guān)于入侵植物的化感作用已有一些報(bào)道[4-6]，圓葉牽牛這一成功入侵的外來(lái)植物的化感作用研究未見(jiàn)報(bào)道．小白菜是深受人們喜愛(ài)的蔬菜之一．本實(shí)驗(yàn)以 2個(gè)小白菜品種為受體，研究圓葉牽牛浸提液對(duì)其種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，以進(jìn)一步探討圓葉牽牛成功入侵的機(jī)理，為其綜合防治和合理利用提供參考依據(jù)．

1 材料和方法

供試品種為小白菜正旺達(dá)88和田嫩黃金．于2009年9月采集健壯的圓葉牽牛地上部分，洗凈晾干，剪成1 cm左右的小段，加蒸餾水浸提48 h，經(jīng)常搖晃、過(guò)濾，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的浸提液．以此作為母液分別稀釋成1%，2.5%，5%，7.5%，10%的5種處理液．

精選大小一致且飽滿(mǎn)的白菜種子，1‰ HgCl2消毒10 min，蒸餾水清洗3次，將100粒種子置于鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，分別加入等體積的 5種處理液，以蒸餾水為對(duì)照．3次重復(fù)．于 25 ℃培養(yǎng)箱中進(jìn)行萌發(fā)實(shí)驗(yàn)．每天更換新鮮的處理液以保持處理液質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本不變．每天觀察記錄發(fā)芽的種子數(shù)目，5 d后從各處理中隨機(jī)挑選10株幼苗，測(cè)定根長(zhǎng)、苗長(zhǎng)和鮮重，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，發(fā)芽勢(shì)，活力指數(shù)．發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽的種子數(shù)目/供試種子總數(shù))×100%, 活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×幼苗單株平均重量, 發(fā)芽勢(shì)(%)=(3 d內(nèi)供試種子的發(fā)芽數(shù)目/供試種子總數(shù))×100%．化感作用強(qiáng)度采用抑制率來(lái)表示，抑制率=(1－處理/對(duì)照)×100%，負(fù)值表示促進(jìn)作用，正值表示抑制作用，絕對(duì)值大小和作用強(qiáng)度一致．

2 結(jié)果與分析

2.1 圓葉牽牛浸提液對(duì)種子萌發(fā)的影響

發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)是種子萌發(fā)的重要參數(shù)．浸提液對(duì)小白菜種子萌發(fā)的影響結(jié)果見(jiàn)表1．由表1可知，低質(zhì)量分?jǐn)?shù)的浸提液稍微提高了2個(gè)品種的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)．因此，浸提液中的一些活性成分是小白菜種子萌發(fā)時(shí)必需的物質(zhì)．但是，隨著浸提液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)開(kāi)始下降，低于對(duì)照值，說(shuō)明浸提液又開(kāi)始起抑制作用，從抑制率來(lái)看，抑制程度和浸提液質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)，隨浸提液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高而加強(qiáng)．因此，浸提液質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高時(shí)反而會(huì)起相反作用．

表1 浸提液對(duì)種子萌發(fā)的影響 %

2.2 圓葉牽牛浸提液對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響

圓葉牽牛浸提液對(duì)小白菜幼苗生長(zhǎng)的影響結(jié)果見(jiàn)表 2．從根長(zhǎng)來(lái)看，1%的較低質(zhì)量分?jǐn)?shù)的浸提液處理時(shí)，2個(gè)品種的根長(zhǎng)均大于對(duì)照值，說(shuō)明浸提液起促進(jìn)根系生長(zhǎng)的作用．但是隨著浸提液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，根長(zhǎng)數(shù)值下降，但對(duì)正旺達(dá) 88來(lái)說(shuō)，根長(zhǎng)開(kāi)始小于對(duì)照值，浸提液起抑制根系生長(zhǎng)的作用，抑制程度隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高而顯著；對(duì)于田嫩黃金來(lái)說(shuō)，浸提液質(zhì)量分?jǐn)?shù)從2.5%一直增加到5%的中質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，根長(zhǎng)數(shù)值都大于對(duì)照值，只有浸提液質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)5%以后，浸提液才表現(xiàn)為抑制作用，抑制作用的大小也具有濃度效應(yīng)．

表2 浸提液對(duì)小白菜幼苗生長(zhǎng)的影響

從苗高來(lái)看，10%的最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的浸提液處理抑制了2個(gè)品種地上部分的生長(zhǎng)和發(fā)育，其余的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都起促進(jìn)作用，作用大小也與質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)，呈現(xiàn)隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而減小或先增加后減小的趨勢(shì)．

活力指數(shù)是幼苗生長(zhǎng)健壯的指標(biāo)．在圓葉牽牛浸提液處理時(shí)，小白菜幼苗的活力指數(shù)都小于對(duì)照值，從抑制率來(lái)看，抑制作用大小也具有濃度效應(yīng)．

3 討論

迄今，部分外來(lái)植物已在世界范圍內(nèi)造成嚴(yán)重災(zāi)難，其潛在的負(fù)效應(yīng)還難以估量[7]，因此迫切需要深入了解其入侵機(jī)理．本實(shí)驗(yàn)通過(guò)培養(yǎng)皿濾紙法測(cè)定小白菜種子萌發(fā)及生長(zhǎng)狀況．研究結(jié)果表明，圓葉牽牛存在化感物質(zhì)，影響小白菜種子而對(duì)萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)和發(fā)育．綜合分析認(rèn)為，從種子萌發(fā)情況來(lái)看，低質(zhì)量分?jǐn)?shù)的浸提液可提高種子的發(fā)芽率，高質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)起抑制萌發(fā)的作用．從幼苗生長(zhǎng)來(lái)看，浸提液抑制活力指數(shù)，化感作用具有濃度效應(yīng)．圓葉牽牛的這種抑制作用與黃頂菊，加拿大一年蓬等其它入侵植物的化感作用一致．2個(gè)品種的表現(xiàn)不同，這可能是基因型不同的緣故，對(duì)比2個(gè)品種，田嫩黃金較正旺達(dá)88抗性強(qiáng)．

化感物質(zhì)可存在于圓葉牽牛的莖、葉、果實(shí)、種子等內(nèi)部，屬于次生代謝物質(zhì)．本實(shí)驗(yàn)所用的浸提液僅是圓葉牽牛地上部分的粗提物，其具體成分和入侵機(jī)理還有待進(jìn)一步研究．

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Abstract:By means of laboratory bioassay, the allelopathy effect of water extract from invasive plant Ipomoea purpure on seed germination and seedling growth was investigated, using the two cabbage varieties. The results showed that: The lower concentrations extract accelerated the germination percentage, root length, but the higher concentrations had the inhibition.Only the highest concentration had the inhibition on the shoot height, other concentrations could accelerate the shoot height.The water extract inhibited vigor index. The inhibition showed enhanced trends with the increasing of the concentrations. The extract had the different effect on the two varieties. Tiannenhuangjin showed relatively stronger resistance, compared to Zhengwangda 88.

Key words:Ipomoea purpurea; cabbage; germination; seedling growth

(責(zé)任編校：李建明英文校對(duì)：李玉玲)

Study on Cabbage Seed’s A llelopathic Effects of Ipomoea Purpurea

GAO Ru-yong

(Coolege of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Heibei 053000, China)

Q948.1

A

1673-2065(2011)01-0042-03

2010-09-05

高汝勇(1973-),女,河北棗強(qiáng)人,衡水學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院副教授,理學(xué)碩士.