張英，吳愛平

(湖南農業(yè)大學生物科學技術學院，湖南 長沙 410128)

薇甘菊(Mikania micrantha H.B.K.)是菊科假澤蘭屬(Mikania Willd)攀緣藤本植物[1]，原產于中南美洲，是世界10大惡性雜草之一[2]。薇甘菊能攀爬到周圍植物的樹冠上，稠密的遮蓬使得生長于其下的植物不能進行光合作用而致死，因而被冠以“植物殺手”的稱號[3]。20世紀80年代末至90年代初，薇甘菊傳入中國廣東沿海，現(xiàn)已蔓延至廣東、海南和云南3省[4]，對當地的森林、農田和果園造成了巨大的破壞，導致本地植物群落或生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性下降或喪失，影響了微生物群落和食物鏈的穩(wěn)定性，甚至改變生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)循環(huán)[5]。研究表明，薇甘菊具有很強的化感作用[6–8]。筆者在野外觀察到，薇甘菊的入侵地能見到另外一種入侵植物鬼針草(Bidens pilosa L.)植株，但并沒有鬼針草新生幼苗的出現(xiàn)，因而比較了薇甘菊對入侵地和非入侵地鬼針草種子萌發(fā)和幼苗生長的化感影響，現(xiàn)將結果報道如下。

1 材料和方法

1.1 材料

2013年7月，從深圳大學校園(114° 04′ E, 22° 37′ N, 海拔62 m)收集約1.5 kg薇甘菊葉片，風干后研磨成粉。稱取50g粉末放入裝有1 L 蒸餾水的3 L燒杯中，在室溫(25±3)℃下提取24 h后，用4層紗布過濾，得到質量分數為5%的提取液，調節(jié)提取液的pH值至7.0，密封放入4 °C冰箱中保存，備用。入侵地鬼針草種子采自薇甘菊入侵地(半徑為50 m的范圍以內)，非入侵地鬼針草種子采自薇甘菊入侵地周邊20 m的地帶。

1.2 方法

參照文獻[9–11]，測定薇甘菊對鬼針草種子和幼苗生長的影響。

1.2.1 鬼針草種子萌發(fā)試驗

設入侵地對照組(CK1–In)、入侵地處理組(TR1–In)、非入侵地對照組(CK1)和非入侵地處理組(TR1)。每個培養(yǎng)皿(直徑9 cm)內預先鋪墊2層濾紙，加入50粒經消毒的鬼針草種子，再加入5mL薇甘菊提取液(對照加蒸餾水)，加蓋密封后，置于光照14 h，白天溫度為28 °C，晚上溫度為20 °C，相對濕度＞75%的培養(yǎng)箱中，進行萌發(fā)試驗，5個重復。鬼針草種子胚根突破種皮2 mm判定為種子萌發(fā)，每天記錄萌發(fā)數。每個培養(yǎng)皿第1粒種子萌發(fā)的時間記為初始萌發(fā)時間(IGT)。種子的萌發(fā)速率(GR)參照文獻 [12]方法計算。至連續(xù)3 d都沒有種子再萌發(fā)時，即萌發(fā)15 d后終止。每個處理選取最具代表性的24株幼苗，測量株高(SL)和幼根的長度(RL)。所有的數據都轉換成與對照的百分比。

1.2.2 鬼針草幼苗生長試驗

從入侵地和非入侵地對照組中分別選取24株鬼針草健壯幼苗，每株幼苗植入表面積為120 cm2、裝有0.8 kg石英砂的塑料培養(yǎng)缽內。設4個處理，分別為入侵地對照組(CK2–In)、入侵地處理組(TR2–In)、非入侵地對照組(CK2)和非入侵地處理組(TR2)，每個處理重復12次，共48個重復。4 d后，每個培養(yǎng)缽加入10mL標準霍格蘭氏(Hoagland)營養(yǎng)液以補充幼苗生長所需營養(yǎng)，以后每隔1周補充同樣體積的營養(yǎng)液，共補充4次。在每次補充營養(yǎng)液后的第3天，加入15mL薇甘菊提取液(對照加蒸餾水)進行化感處理。第5周收獲鬼針草幼苗。用熒光儀(PAM–101, Walz, Effeltrich，德國)測定葉綠素熒光。暗適應30min后，測定每株幼苗第一片真葉的最小熒光(F0)，同時打開飽和脈沖光照射以測定葉片的最大熒光(Fm)。光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)的最大量子產額即Fv/Fm參照文獻[13]計算得來。每株幼苗的總葉面積用掃描儀(Epson Perfection 4870 Photo)掃描后，再用分析軟件(WinFOLIA 2004a, Regent Instruments Inc., Qúebec, Canadamachine)計算其總面積。將植株的地下部和地上部分別置于80 °C烘箱中72 h連續(xù)烘干后稱重?？側~面積(LA)、Fv/Fm、根重(RW)和冠重(SW)都轉換成與對照的百分比。

1.3 數據處理

用簡單方差分析(ANOVA)比較薇甘菊提取液對鬼針草種子萌發(fā)和幼苗生長的影響差異(SPSS 13.0)，用顯著極差法在95%置信度水平上進行檢驗。

2 結果與分析

2.1 薇甘菊對鬼針草種子萌發(fā)的影響

薇甘菊提取液對鬼針草種子的萌發(fā)率、初始萌發(fā)時間、萌發(fā)速率、根長和株高都有抑制作用(圖1，圖2)。方差分析顯示，薇甘菊提取液對非入侵地鬼針草種子萌發(fā)的的抑制作用大于對入侵地的(圖2，F(xiàn)=5.42, P=0.043)；非入侵地對照與處理間鬼針草種子的萌發(fā)率、初始萌發(fā)時間有差異，入侵地對照與處理間鬼針草種子的初始萌發(fā)時間有差異，萌發(fā)率、萌發(fā)速率、根長和株高差異沒有統(tǒng)計學意義。

圖1 薇甘菊提取液處理鬼針草種子的萌發(fā)率 Fig.1 Seedgermination percentage of B. pilosa treated with extracted fluid from M. micrantha

圖2 薇甘菊提取液處理的鬼針草種子的萌發(fā)指標 Fig.2 Seedgermination indices of B. pilosa treated with extracted fluid from M. micrantha

2.2 薇甘菊對鬼針草幼苗生長的影響

薇甘菊提取液對鬼針草幼苗總葉面積、Fv/Fm和冠重都沒有明顯的抑制作用，僅對非入侵地鬼針草幼苗的根重有抑制作用，入侵地處理與對照間鬼針草幼苗的根重沒有差別，非入侵地鬼針草幼苗的根重在處理與對照間存在差別(圖3，F(xiàn)=1.915，P=0.216)。

圖 3 薇甘菊提取液處理的鬼針草幼苗的生長指標 Fig.3 Seedlinggrowth indices of B. pilosa treated with extracted fluid from M. micrantha

3 小結與討論

本試驗結果表明，薇甘菊提取液處理非入侵地鬼針草種子的萌發(fā)率為52%，入侵地鬼針草種子的萌發(fā)率為60%，說明薇甘菊對非入侵地鬼針草種子萌發(fā)的化感影響大于對入侵地的；薇甘菊對鬼針草幼苗總葉面積、Fv/Fm和冠重都沒有抑制作用，非入侵地處理與對照的鬼針草幼苗的根重分別為23.50g和36.92g，入侵地鬼針草幼苗的根重分別是22.19g和16.53g，表明薇甘菊對非入侵地鬼針草幼苗的根重的影響大于對入侵地的，入侵地鬼針草種子及其幼苗都對薇甘菊具有一定的化感抗性。在入侵地存活下來的鬼針草，不僅能忍受薇甘菊的化感作用，而且其種子也對薇甘菊有一定的抗性，說明鬼針草是在抵制薇甘菊入侵過程中選擇性勝出的物種之一。

薇甘菊提取液對鬼針草幼苗生長的影響不明顯，這與 Callway等[14]得到的結果不一致。筆者發(fā)現(xiàn)，非入侵地處理和對照鬼針草幼苗的根重存在較大的差異，而入侵地處理和對照鬼針草幼苗的根重差異沒有統(tǒng)計學意義，這說明入侵地鬼針草的幼苗對薇甘菊的水浸液有一定的抗性。本試驗的結果在一定程度上受到不同來源的母體種子的影響，薇甘菊提取液對入侵地和非入侵地鬼針草種子萌發(fā)和幼苗生長的抑制作用模式是相似的。根據試驗結果，可以預見在薇甘菊化感作用及其競爭作用的長期選擇下，一些本地物種能夠在薇甘菊入侵地重新生存并與薇甘菊共存甚至達到某種生態(tài)平衡。

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