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华南地区几种常见植物对薇甘菊的化感作用研究

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维普资讯 http://www.cqvip.com 生态环境2007,l6(1):130-134 Ecology and Environment httrI://www.jeesci.com E-mail:editor eesci.oom 华南地区几种常见植物对薇甘菊的化感作用研究 赵厚本 一,邵志芳 ,杨义标。,邱少松3 陆宏芳 ,彭少麟L 1.中国科学院华南植物园,广东广州510650;2.中国科学院研究生院,北京100086; 3.深圳市莲花th公园管理处。广东深圳518036;4.中山大学有害生物防治国家重点实验室,广东广州510275 摘要:用供体植物地上部分的水提液或乙醇提取液配制成一定质量浓度的营养液,培养已生根的薇甘菊(Mikania micrantha) 枝条,1个月后测其生长情况。结果表明,幌伞枫(Heteropanax fragrans)和三叶鬼针草(Bidens pilosa)水提液培养的薇 甘菊无一成活;芒萁(Dicranopterispedata)水提液对薇甘菊也表现出很强的化感作用,其抑制综合效应(SE)为72.47%。 少花龙葵(Solanum nigrum)乙醇提取液培养的薇甘菊无一成活,三叶鬼针草和芒萁的乙醇提取液对薇甘菊也表现出很强的 化感作用。其sE值分别达到50.50%和l7.Il%。可见三叶鬼针草和芒萁有望开发用来对薇甘菊进行长期生物防治。供体植 物提取液对薇甘菊插条成活率和根系活力的影响高于对其生物量的影响,表明供体植物的化感物质可能是通过抑制薇甘菊根 系活力来抑制其生长和繁殖的。 关键词:化感作用;薇甘菊;生物防治;本地植物;扦插;溶液培养 中图分类号:O 48.1 文献标识码:A 文章编号:1672.2175(2007)01.0130.05 薇甘菊(Mikania micrantha)隶属于菊科假泽 兰属,是一种多年生草质藤本植物,原产于中美洲 和南美洲,现已广泛分布于东南亚地区,是危害经 济作物和森林植被的主要害草之一【l 。薇甘菊所到 之处,植物被其攀援、缠绕或覆盖,难以进行光合 植物具有较强抑制作用的一个原因。由此可以推 作用,因饥饿而死,或是被重压、绞杀而死l孓酬。此 外,薇甘菊还通过分泌释放化感物质影响周围其他 植物的生长,其根系、枝叶提取物对其他植物幼根 生长有抑制作用 一。因而薇甘菊在国内被称为“植 物杀手”,是世界十大害草之一。2001年薇甘菊被 国际自然保护与自然资源保护联合会(IUCN)列 为世界 ̄1oo种有害外来人侵种之一 J。 薇甘菊对农林经济以及生态环境造成的严重 危害已引起了社会各界、政府部门以及科学界的广 泛关注,国内外已开展了对薇甘菊进行防治的大量 研究工作,并取得了一定进展。目前主要采用了人 工防除【Ⅻ、化学防除【ll_ 和生物防治【13-18]等多种方 法,取得了一些成果,但并没有从根本上控制住薇 甘菊的蔓延和危害。在各种方法中,生物防治被认 为是最有应用前景的。目前人们已经开始利用天敌 昆虫、寄生植物、病原微生物等对其进行防治,但 这方面的研究还只处于探索阶段,仍需不断加深。 薇甘菊入侵和蔓延的一个重要机制是其具有 强烈的化感作用。本地植物经过长期的共同生存, 彼此间形成了一定的适应性【】 。薇甘菊作为外来人 侵种,本地植物不适应其化感作用可能是它对本地 课题项目(2o04-01) 测,应该也存在具有薇甘菊所不能适应的化感作用 的本地物种。本研究选取华南地区几种常见植物, 利用扦插和溶液培养法研究这些植物提取液对薇 甘菊生长的化感作用,对利用本地植物的化感作用 防治薇甘菊进行探索。 1材料与方法 1.1 化感作用的供体植物 供体植物主要选取已报道具有化感作用的华 南地区本地植物和薇甘菊的伴生植物。因为薇甘菊 本身具有较强的化感作用,本地植物能够在薇甘菊 群落中生长则表明这些植物受薇甘菊化感作用的 影响较小,甚至可能会分泌化学物质对抗薇甘菊的 化感作用。本实验作为化感作用的供体植物有:芒 萁(Dicranopteris pedata)、三叶鬼针草(Bidens pi- rosa)、幌伞枫(Heteropanax fragrans)、血桐 (Macaranga tanarius)、少花龙葵(Solanum nigrum)、 锥栗(Castanea henryi)和两耳草(Paspalum conjuga. rum)。其中三叶鬼针草也是一种外来植物,芒萁、 三叶鬼针草已被报道具有化感作用[20-22】。这7种植 物均采自华南植物园。 1-2供体植物水提液的制备 采集供体植物的地上新鲜部分,风干粉碎后称 取125 g,加一定量的蒸馏水浸泡24 h,过滤,连续 浸泡3次,合并滤液。另配制l0倍浓度Hoagland’8(霍 格兰氏)营养液。取250 mL营养液加入水提液,测 基金项目:国家自然科学基金项目(30170147;30270282);教育部重大项目(704037);广东省特聘教授(珠江学者)基金项目;中山大学 作奢筒介:赵厚本(1981一),男。博士研究生。主要从事恢复生态学。化学生态学研究。 ’通讯胙者,E-mail:shaozht2020@163.coln 牧疆日期:2006-114)1 维普资讯 http://www.cqvip.com 赵厚本等:华南地区几种常见植物对薇甘菊的化感作用研究 131 定pH值,然后用2 oolt NaOH和HNO3溶液调整pH值 至6.0左右。加蒸馏水定容至2 500 mL,所得溶液 为1倍浓度营养液和质量浓度为每mL水提液含植株 干质量0.05 g(这是国内外研究常用的质量浓度)。 1.3供体植物乙醇提取液的制备 供体植物地上新鲜部分风干粉碎后称取125 g, 加入一定量体积分数为95%的乙醇浸泡24 h,过滤, 连续浸泡3次,合并滤液,将乙醇减压蒸干,得深 褐色浸膏,将浸膏放入烧杯加入蒸馏水剧烈搅拌溶 解,加入10倍浓度营养液,测定pH/d ̄,然后用2 oolt NaOH和HNO3溶液调整pH值至6.0左右,加蒸馏水 定容至2 500 mL,所得溶液为1倍浓度营养液和质量 浓度为每mLE,醇提取液含植株干质量0.05 g。 1.4化感作用的生物测定 本实验采用离体扦插和溶液培养法【2引。采集薇 甘菊新鲜茎枝,选取生长健壮的枝条,剪掉茎节上 部和4/5的叶片,保留枝芽,剪掉下一茎节下部和叶 片,将插条放人塑料杯中加入蒸馏水至没过下茎 节,每天换一次水,待下茎节周围须根长超过l锄 后称其鲜质量,转人外部涂黑的塑料培养杯中,分 别加入制备好的培养液,加盖放人人工气候箱培 养。白昼80%光照、27℃、l4h;黑夜23℃、lOh; 控制相对湿度在85%。每隔2 d力Ⅱ人少量蒸馏水,5 d 裹i不 换1次新鲜培养液。3O d后记录成活数、单株鲜质量、 新生茎长、新生叶数。剪取每组薇甘菊根系洗净, 以 .萘胺氧化法测定每组根系活力。每个处理设45 个重复,以l倍浓度霍格兰氏营养液做对照。结果 用T检验进行差异显著性检验。将薇甘菊平均鲜质 量变化、平均新生叶数、平均新生茎长、根系活力 换算成对照抑制百分率: 对照抑制百分率=(1一处理/对照)X 100% 综合效应(s 是供体对同一受体3个测试项目 的对照抑制百分率的算术平均值 j。 2结果及分析 2.1化感供体植物水提液对薇甘菊插条生长的影响 利用7种供体植物质量浓度为每mL的水提液含 干质量0.05 g配制成的营养液,培养已生根的薇甘 菊插条3O d后,各组成活率的顺序为:血桐>两耳 草>锥栗>芒萁>鬼针草=幌伞枫,其中鬼针草和 幌伞枫水提液培养的薇甘菊插条无一成活,少花龙 葵、芒萁、锥栗、两耳草的水提液对薇甘菊插条的 成活具有显著的抑制作用(表1,图1)。 不同处理的薇甘菊植株平均鲜质量增加量,依 次为锥栗>血桐>两耳草>芒萁>鬼针草=幌伞 枫,其中少花龙葵的水提液对薇甘菊鲜质量的增加 具有促进作用(图2);平均新生叶数多少依次为少 率、鲜质■变化■、新生叶数,新生茎长和根系活力的髟一 Tablel Theinfluenceofaqueousextractof7plantsOnMikaniam&mntha 表中效据为平均值 标准误; 与对照在0,05水平上差异显著,・冁与对照在0.Oi水平上差异显著。Ma.缸:血桐;Pa.CO:两耳草;Di. : 芒萁;He,.It:幌伞枫;So.hi:少花龙葵;威. 三叶鬼针草;Ca.he:锥栗;C:对照。下同 圈l 7种檀■水提液和乙—提取液对■甘菊扦插成活率的影一 Fig.1 Theinflumceofaqueousextractendalcoholextractof7plents on survival rateofM/ ̄nUcranthacurling 圈2 7种檀■水提液和乙—摄取液对■甘菊平均鲜质■变化的髟一 Fi玺2 Theinfluenceofaqueousextractend alcoholex ̄actof7plants Oi1嘣nweightofM'dam/a_ 口 维普资讯 http://www.cqvip.com 赫吉刊壤露 4 2 0 8 6 4 2 0 要∞  删{簟霸 孙 m 5 O l32 生态环境第16卷第1期(2007年1月) 花龙葵>血桐>锥栗>两耳草>芒萁>鬼针草=幌 伞枫,其中芒萁和两耳草处理能抑制薇甘菊生叶 (图3);平均新生茎长依次为少花龙葵>血桐>锥 栗>两耳草>芒萁>鬼针草=幌伞枫,芒萁、两耳草、 锥栗处理能抑制薇甘菊新生茎的生长(图4)。 C Ma.ta Pa.co DLpe He#Bi.pi So.ni Ca hf 圈5 7种檀物水提液和乙醇提取液对蠢甘菊根系活力的影响 Fig・5 The influence ofaqueous extract and alcohol extract of7 plants on root system vigor ofMikania micrantha 圈3 7种檀物水提液和乙醇提取液对蠢甘菊平均新生叶数的影响 Fig・3 The influence ofaqueous extract and alcohol extract of7 plants onmeanfreshleafvesofMikaniamicrantha 一 _暑_望一\ 旱{曦罂 0 O 一 一翅鼹 :图.  ..  ..m ∞ o U u 啪 u 口乙醇 几一 m水Ma.ta Pa.co Dipe He .Bi ̄pi So.ni Ca he 圈6 7种檀物水提液和乙醇提取液对蠢甘菊化感作用综合效应比较 Fig.6 The synthetic Allelopathic effect ofaqueous extract nd aalcohol extractof7plntasonMikaniamicrantha 其综合效应达到72.47%(图6)。 C Ida.ta Pa.co Di.pe ue#Bi.pi So.hi Ca hc 圈4 7种擅物水提液和乙醇提取液对蠢甘菊扦插平均新生堇长的影响 Fi导4 The influence ofaqueous extract nd aalcohol extract of7 plntas onmeanfresh sternlen ̄hofMikaniamicrantha 2.2化感供体植物乙醇提取液对薇甘菊插条生长 的影响 不同处理的成活植株根系活力大小依次为锥 栗>血桐>两耳草>少花龙葵>芒萁>鬼针草=幌 伞枫(图5)。 综合考虑以上各生长指标,7组供体植物的处 理中,除幌伞枫和三叶鬼针草处理全部枯死外芒 萁处理对薇甘菊的生长也表现出很强的抑制作用,, 利用7种供体植物质量浓度为每mL的乙醇提取 液含0.05 g干质量配制成的营养液,培养已生根的 薇甘菊插条30 d后,各组成活率的顺序为:锥栗> 血桐>三叶鬼针草>幌伞枫>芒萁=两耳草>少花 龙葵,其中少花龙葵处理无一成活,两耳草、芒萁三叶鬼针草、幌伞枫乙醇提取液对薇甘菊插条的成 活具有显著的抑制作用;血桐和锥栗对薇甘菊插条 的成活没有明显影响(表2,图1)。 、 不同处理的薇甘菊植株平均鲜质量增加量依 裹2不同檀物乙醇提取液对蠢甘菊插条成活辜、鲜质量变化、新生叶数、新生堇长和根系活力的影响 维普资讯 http://www.cqvip.com 赵厚本等:华南地区几种常见植物对薇甘菊的化感作用研究 l33 次为锥栗>血桐>两耳草>幌伞枫>芒萁>三叶 鬼针草>少花龙葵,其中幌伞枫、芒萁、血桐、锥 栗乙醇提取液对薇甘菊鲜质量的增加具有促进作 用(图2);平均新生叶数多少依次为锥栗>血桐> 幌伞枫>两耳草>三叶鬼针草>芒萁>少花龙葵, 其中锥栗处理能促进薇甘菊生叶(图3);平均新生 茎长依次为血桐>幌伞枫>两耳草>芒萁>锥栗 >三叶鬼针草>少花龙葵,其中三叶鬼针草处理能 过雨水和雾滴等的淋溶进入土壤而发生化感作用嗍, 因此水提液部分比乙醇提取液部分更能反映自然 界的真实情况。 多数化感作用供体植物提取液对薇甘菊的抑 制作用主要表现在对根系活力和扦插成活率的影 响,对鲜质量变化、新生叶数和新生茎长这三种生 物量指标的影响相对较小。这表明化感物质可能是 通过抑制薇甘菊根系活力来抑制其生长和繁殖的。 抑制薇甘菊茎的生长,而锥栗处理则能促进薇甘菊 茎的生长(图4)o 不同处理成活植株根系活力大小依次为两耳 草>芒萁>幌伞枫>血桐>锥栗>三叶鬼针草> 少花龙葵(图5)。 综合考虑以上各生长指标,7组供体植物的处 理中,除少花龙葵处理全部枯死外,三叶鬼针草和 芒萁处理对薇甘菊的生长表现出较明显的抑制作 用,其综合效应分别达到50.50%和】7.1l%;锥栗处 理对薇甘菊的生长具有明显的促进作用,其综合效 应达到了.1 28.44%,血桐、两耳草和幌伞枫处理也 表现出不同程度的促进作用(图6)o 3讨论 本实验在薇甘菊的伴生植物和已报道具有化 感作用的本地植物中选取7种华南地区常见植物, 通过供体植物的地上部的水提液和乙醇提取液对 薇甘菊扦插枝条生长的影响实验,结果表明:三叶 鬼针草、芒萁、幌伞枫、少花龙葵等对薇甘菊生长 具有不同程度的化感抑制作用。这说明本地植物由 于不能适应薇甘菊的化感作用而生长受到抑制,但 同时薇甘菊亦不能适应本地植物的化感作用,其生 长同样受到抑制。本地植物物种间长期共存,在化 感作用上形成了一定的适应性,而薇甘菊作为一种 外来人侵植物,和本地植物间不能互相适应,这可 能是彼此间具有较强化感抑制作用的一个原因。 在所选的植物中,三叶鬼针草和芒萁对薇甘菊 表现出较强的化感抑制作用,这两种华南地区常见 的杂草有望开发用来对薇甘菊进行长期生物防治。 利用两种植物对薇甘菊的化感抑制作用,结合人工 防治和化学防治,在清除薇甘菊的空地上适当种植 三叶鬼针草或芒萁可以达到较理想的防治效果。通 过进一步的实验分离出对薇甘菊具有抑制作用的 化感物质,有望生产出对薇甘菊具有专一清除效果 的植物源除草剂,从而消除普通除草剂对环境的污 染和对乡土植物的破坏。 实验中大多数化感作用供体植物(除少花龙葵 外)的水提液都比乙醇提取液表现出对薇甘菊较强 的化感抑制作用,这表明对薇甘菊生长有作用的化 感物质是水溶性的。在自然界中,化感物质主要通 化感物质对植物的作用是十分复杂的,实验室 很难能模拟出自然界的真实状况。所以,实验室的 模拟实验可以评估某种植物是否具有化感潜力,但 要确认观察到的化感作用能否表现出来,还需要野 外实验。此外,供体植物对薇甘菊的化感作用物质 及作用机制尚需进一步实验研究。 参考文献: 【l】SWARMY P S.Weed potential ofMikaniamicranthaH.B.K.andits conUrol in fallow alter shifting agriculture in northeast ha4iatJ].Agri— culture,Ecosystems&Environment,l 987,i 8:l 95—204. 【2】2 孔国辉,吴七根,胡启明.外来杂草薇甘菊(Mikanm micrantha H.B.K.)在我国的出现【J】.热带亚热带植物学报,2000,8(1):27. 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Keywords:alldopathy;Mikaniamicrantha;bio-control;native specis;ceutting;hydroponics 

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