外来植物土荆芥的化感作用潜力

许桂芳;周修任;王鸿升;孟丽;刘明久

【摘 要】@@ 土荆芥是在中国分布较广的一种外来入侵植物[1],为旷野、河岸、路边的常见杂草[2].在长江流域,土荆芥常与一年生蓬、黄花蒿等植物混生,并侵入结缕草草坪中[3].

【期刊名称】《江苏农业学报》 【年(卷),期】2011(027)001 【总页数】3页(P223-225)

【关键词】土荆芥;化感作用;抑菌作用;种子萌发 【作 者】许桂芳;周修任;王鸿升;孟丽;刘明久

【作者单位】河南科技学院生物工程系,河南,新乡,453003;河南科技学院生物工程系,河南,新乡,453003;河南科技学院生物工程系,河南,新乡,453003;河南科技学院生物工程系,河南,新乡,453003;河南科技学院生物工程系,河南,新乡,453003 【正文语种】中 文 【中图分类】Q945.7

土荆芥是在中国分布较广的一种外来入侵植物［1］，为旷野、河岸、路边的常见杂草［2］。在长江流域，土荆芥常与一年生蓬、黄花蒿等植物混生，并侵入结缕草草坪中［3］。

化感作用是指一种植物(或微生物)通过向环境中释放化学物质而对另一种植物(或

微生物)产生直接或间接的影响，是外来植物成功入侵、扩张的重要因素之一［4-5］，也是影响植物群落形成，决定植物群落结构，引起群落演替的重要内在因素。化感物质可以通过浸析、挥发、植物残体分解和根系分泌等方式进入环境中［6］，且被入侵土壤中化感物质的浓度可能比原产地更高，化感作用更强［7］。 目前有关土荆芥化感作用的研究报道较少，王晶蓉等初步研究了土荆芥挥发油对小麦、莴苣等的化感作用［8］。国外研究发现土荆芥精油对多种曲霉、炭疽病病菌、枯萎病病菌的生长有抑制作用［9］，对葡萄灰霉病［10］也有一定的防治效果。土荆芥对草坪植物种子萌发及幼苗生长的影响及其对桃果实软腐病病菌［11］菌丝生长的影响均未见报道。

为了解土荆芥化感作用潜力，本研究采用室内测定方法，试图探明土荆芥丙酮浸提液对桃果实软腐病菌菌丝生长的抑制作用及土荆芥水浸提液对高羊茅、白三叶、早熟禾3种草坪植物种子萌发和幼苗生长的影响，以期进一步揭示土荆芥对真菌的抑制作用和对草坪植物化感作用的潜力，为其综合治理和合理利用提供科学依据。 1 材料与方法 1.1 试验材料

土荆芥(Chenopdium ambrosioides)新鲜植株于2008年6月4日采自河南商丘旷野，采回后洗净晾干备用。桃果实软腐病病菌(Rhizopus stolonifer)由河南科技学院植物学实验室保存。高羊茅(Festuca arundinacea)种子、白三叶(Trifolium repens)种子、早熟禾(Poa annua)种子均为市售。 1.2 试验方法

1.2.1 土荆芥丙酮浸提液对菌丝生长抑制作用的测定 土荆芥叶片与植株(全株)分别粉碎过40目筛，取粉末50 g，用丙酮于20℃下提取3次，时间分别为浸泡后72 h、48 h、24 h。合并3次滤液浓缩后转入刻度试管，用丙酮定容至2 g/ml，密封，保存于4℃冰箱中备用。

对病原菌菌丝生长的抑制作用采用生长速率测定法［12］，PDA培养基中土荆芥样品浓度分别为0.1 g/ml、0.2 g/ml、0.3 g/ml，以不加浸提液的PDA培养基为对照。为检测丙酮对菌丝生长的影响，同时另设一组试验，在相应的PDA培养基中分别加入与土荆芥浸提液体积相同的丙酮(分析纯)，每处理3次重复。取直径0.5 cm的菌饼，放于要接种培养基的正，接种完毕后在25℃恒温箱中培养。接种后每12 h观察记录菌落直径。

抑制率计算公式:菌丝生长抑制率=(对照菌落直径－处理菌落直径)/对照菌落直径×100%。

菌落直径(cm)=测量菌落直径平均值－0.5(菌饼直径)

1.2.2 土荆芥水浸提液对3种草坪植物种子萌发及幼苗生长的影响 分别称取土荆芥植株和叶 g，用剪刀剪碎，各加800 ml去离子水浸泡24 h，用纱布过滤后得到浓度为0.08 g/ml的浸提液备用。土荆芥对3种种子萌发的化感活性鉴定采用培养皿滤纸法［13］。用不同浓度的浸提液来保持培养皿内滤纸床湿润，浸提液浓度分别为0.01 g/ml、0.02 g/ml、0.04 g/ml、0.08 g/ml，将蒸馏水处理设为对照，种子用升汞进行表面消毒后，每个培养皿中放置100粒种子，在20℃条件下进行培养，光照条件为每天光照、黑暗各12 h。每天观察种子萌发情况，发芽结束(白三叶7 d，高羊茅和早熟禾14 d)后，统计幼苗根长、苗高、发芽率、幼苗鲜重，计算种子萌发的简易活力指数、对照抑制百分率、综合效应(SE)等［14］。每个处理 3次重复。种子萌发的简易活力指数(GI)=种子发芽率×幼苗鲜重(g);对照抑制百分率=(1－处理/对照)×100%。综合效应(SE)是同一处理浓度对同一受体3个测试项目(根长、苗高、简易活力指数)的对照抑制百分率的算术平均值。 2 结果

2.1 土荆芥丙酮浸提液对桃果实软腐病菌菌丝生长的影响

结果显示，试验中不同浓度的土荆芥植株浸提液对桃果实软腐病菌有显著的抑制作

用，在同一时间内随浸提液浓度升高，抑制作用增强，但0.2 g/ml与0.3 g/ml两浓度的抑制作用差异不显著。

与对照组相比较，3个浓度的土荆芥叶的浸提液对桃果实软腐病菌菌丝生长均有显著的抑制作用，0.2 g/ml浸提液的抑制作用显著强于0.1 g/ml浸提液;0.2 g/ml和0.3 g/ml在培养后12 h、24 h和36 h的抑菌作用没有显著差异，但在培养后48 h、60 h和72 h的抑菌作用差异显著。

在同一时间内不同浓度的土荆芥丙酮浸提液对菌丝生长的抑制作用随浓度增加而增强，随着培养时间的延长，抑制作用逐渐减弱。与土荆芥全株浸提液的抑菌作用相比，土荆芥叶子浸提液的抑制效果更明显，培养72 h时最低抑制率达到60.8%。 另外在培养72 h时，丙酮对菌丝生长的影响不明显，而不同浓度土荆芥浸提液的抑菌效果则较明显。

2.2 不同浓度土荆芥水浸提液对草坪植物幼苗根长的影响

4种浓度的土荆芥植株的水浸提液和叶的水浸提液对高羊茅、早熟禾和白三叶幼苗根的生长均有极显著的抑制作用，且抑制作用都随着浓度增加而增加。用浓度为0.04 g/ml的土荆芥叶的水浸提液处理的3种种子均没有生根，用浓度为0.08 g/ml的土荆芥植株的水浸提液处理3种种子亦未生根。

另据观察，用浓度为0.04 g/ml的土荆芥植株的水浸提液处理3种种子时，幼苗大部分根生长缓慢，生长后期根部腐烂变褐。

2.3 不同浓度土荆芥水浸提液对草坪植物幼苗苗高的影响

结果显示:用浓度为0.08 g/ml和0.04 g/ml土荆芥叶水浸提液处理的3种草坪植物的种子均未发芽。0.02 g/ml、0.01 g/ml土荆芥叶水浸提液对白三叶苗高的抑制作用显著;浓度为0.02 g/ml的浸提液对早熟禾、高羊茅苗高的抑制作用达到显著水平，浓度为0.01 g/ml的浸提液则对苗高的促进作用显著。

结果还显示:4种浓度土荆芥植株的水浸提液对白三叶幼苗的苗高存在不同程度的

抑制作用，其中，浓度为0.08 g/ml、0.04 g/ml和0.02 g/ml的浸提液对幼苗生长的抑制作用显著;浓度为0.02 g/ml和0.01 g/ml的植株浸体液对高羊茅和早熟禾苗高的促进作用显著，但浓度为0.08 g/ml的浸提液则能显著抑制植株苗高。 综上所述，在供试范围内，低浓度浸提液对高羊茅、早熟禾的苗高有促进作用，高浓度浸提液则抑制幼苗生长。但浸提液对白三叶幼苗生长均表现为抑制作用。 2.4 不同浓度土荆芥水浸提液对草坪植物种子活力的影响

与对照相比，4种浓度土荆芥叶的水浸提液对3种草坪植物种子活力均有显著抑制作用，且对种子活力的抑制作用随浸提液浓度升高而增强。

4种浓度的土荆芥植株的水浸提液对3种草坪植物的种子活力存在不同程度的影响，浓度为0.08 g/ml和0.04 g/ml的水浸提液对高羊茅、早熟禾和白三叶的种子活力均有显著的抑制作用;浓度为0.01 g/ml的水浸提液对早熟禾种子活力有显著的促进作用。

2.5 不同浓度土荆芥水浸提液对草坪植物的综合效应

除浓度为0.01 g/ml的植株浸提液对早熟禾的综合效应有促进作用外，其他浓度的浸提液对3种草坪植物的综合效应均表现为抑制作用，抑制作用均随浓度增加而增强，3种草坪植物中白三叶受到的抑制效应最强。 3 讨论

桃果实软腐病病菌为接合菌亚门中的匍枝根霉，能生存于空气、土壤或附着在各种工具上［11］。对于桃果实软腐病的防治一般是以化学防治为主，本试验证明土荆芥浸提液对桃果实软腐病病菌有显著的抑制作用，且土荆芥叶子浸提液的抑菌活性高于整株，表明其抑菌活性物质在叶子中含量较高。因此在绿色无污染水果和蔬菜的生产中，利用适当浓度的土荆芥提取物来防治该病，可减少化学药剂对环境和果蔬品质的不利影响。

试验结果显示土荆芥对供试的3种草坪植物均有较强的化感作用潜能，一旦入侵

这些常见的草坪，将有机会形成较严重的危害。目前城市绿地和景区草坪质量评价的重要标准之一就是组成草坪植物生长的一致性，土荆芥的侵入会在较大程度上干扰绿地组成植物的生长，降低草坪植物生长的一致性，势必严重影响绿化美化效果，因此在草坪管理和维护中应及时发现和清理土荆芥。另外，在需要清除某些杂草的情况下，适当利用土荆芥的浸提液或其植株残体可能具有一定的效果，例如将其植株残体分散到需要清除杂草的灌丛或林下来抑制靶标杂草的萌发和生长，当然实际应用中仍然需要进一步研究。总之，本试验和以往的试验结果均提示着土荆芥侵入农田、草地会对作物和牧草生产带来一定的影响，因此对入侵农田和草地的土荆芥应根据生产和实践的具体情况，注意控制与合理利用相结合。

目前有关外来植物化感作用的生物测定多采用种子萌发试验，本研究针对同一种材料同时从对种子萌发和幼苗生长的影响和抑菌作用两方面入手，检验外来植物对周围植物和微生物可能存在的影响，对全面评估土荆芥化感作用潜力具有启示作用。试验中的丙酮浸提液及水浸提液均为粗提物，其具体成分尤其是化感作用活性成分尚需进一步分离、提纯、鉴定。 参考文献:

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