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瑞香狼毒化感作用研究
摘要:研究了瑞香狼毒(Stellera chamaejasme L.)提取液对藜(Chenopodium album L.)?马齿苋(Portulaca oleracea L.)?益母草(Leonurus heterophyllus Sweet.)?籽粒苋(Amaranthus hypochondriacus L.)?鸡冠花(Celosia cristata L.)等5种植物种子萌发和幼苗生长的影响?结果表明,瑞香狼毒化感作用是存在的,并且瑞香狼毒的水?乙醇?丙酮提取液对种子萌发的影响不同?3种瑞香狼毒提取液对益母草幼苗生长的影响强度一直最大,除瑞香狼毒水提取液对马齿苋幼根生长和籽粒苋幼苗生长略有促进外,其他溶剂提取液对其他几种植物苗根?幼芽和幼苗鲜重均有明显抑制作用?
关键词:瑞香狼毒(Stellera chamaejasme L.);化感作用;种子萌发
Study on Allelopathy of Stellera chamaejasme
Abstract: The extracting solution from Stellera chamaejasme L. was used to study its effects on seed germination and seedling growth of five plants, Chenopodium album L., Portulaca oleracea L., Leonurus heterophyllus Sweet., Amaranthus hypochondriacus L. and Celosia cristata L.. The results revealed the existance of allelopathy of S. chamaejasme L., which had different levels of affection on seed germination when using distinctive extracting solvents such as distilled water,ethanol and acetone. All the three kinds of extracting solution from S. chamaejasme L. had significant inhibition effect on the seedling growth of L. heterophyllus Sweet. There was obvious inhibitive influence on the fresh weight of shoot roots, plumules and seedlings of Chenopodium album L., L. heterophyllus Sweet and Celosia cristata L., except the slight increase on the radicle growth of Portulaca oleracea L. and seedling growth of Amaranthus hypochondriacus L. by the extracting solvent of distilled water. Key words: Stellera chamaejasme L.; allelopathy; seed germination
瑞香狼毒(Stellera chamaejasme L.)为瑞香科狼毒属多年生草本植物?别称红狼毒?绵大戟?一把香?山萝卜?红火柴头花?断肠草,是生长在盐碱沙荒高山及草原地区的一种资源性植物,由于其在抗癌?杀菌?杀虫方面具较强的作用而引起国内外大量学者的关注[1]?有学者研究瑞香狼毒对伴生植物的化感作用是造成草地植被退化的原因之一[2,3]?本研究通过对瑞香狼毒提取液对种子萌发及幼苗生长影响的试验,进一步探索化感作用——这一植物之间相互作用的特殊方式?并能更深一步地研究瑞香狼毒以及瑞香狼毒与周围植物之间的相互作用关系,以使人们更清晰地认识到化感作用在植物群落的组成?植物种群分布格局?种间竞争?群落更替及人工复合生态系统等研究领域所起的重要作用? 1 材料与方法 1.1 试验材料
瑞香狼毒植株,藜(Chenopodium album L.)种子?马齿苋(Portulaca oleracea L.)种
子?益母草(Leonurus heterophyllus Sweet.)种子?籽粒苋(Amaranthus hypochondriacus L.)种子?鸡冠花(Celosia cristata L.)种子,95%乙醇?丙酮?去离子水?
1.2 试验方法
1.2.1 供试材料的采集与处理 2009年6月15日在镇南种羊场采集野生瑞香狼毒整个植株?用铁锹挖出整株瑞香狼毒根系,主根?侧根?须根,简单清除根表面浮土,带回实验室处理?
在试验基地采集试验所用植物(藜?马齿苋?益母草?籽粒苋?鸡冠花)的健壮植株成熟种子,带回实验室处理?
将瑞香狼毒植株表面浮土清除干净,放在通风?干燥处晾干,避免阳光直射?晾干后,将瑞香狼毒用报纸包好,再用塑料袋密封保存?将采集回来的野生植物种子去除杂质,同样放置在通风?干燥处晾干,晾干后用报纸包好,附上标签,保存,备用?1.2.2 瑞香狼毒提取液的提取方法 将风干的瑞香狼毒植株用流水冲洗,直至表面尘土冲洗干净,然后将其剪成小段,再将小段根逐一剪碎,剪得越碎越好?将剪碎的瑞香狼毒称取50 g,放入研钵中研磨,研磨过程中分别加入提取溶剂蒸馏水?50%乙醇?50%丙酮,充分研磨?然后将研磨液带残渣一同转置500 mL大烧杯中浸取48 h,过滤备用?
将各类种子用4层纱布包好放入70%乙醇中浸泡3~5 s,取出后用去离子水冲洗3~5次,然后再放入3% NaClO溶液中浸泡3~5 s,取出后再用蒸馏水冲洗3~5次?消毒好的种子备用? 1.3 试验步骤
将消毒处理后的种子随机数100粒,以100粒为一个单位置于小烧杯中?用15~20 ℃清水浸泡30 min,浸泡后将水倒出?然后分别用去离子水?50%乙醇?丙酮提取的瑞香狼毒植株提取液浸泡藜?马齿苋?益母草?籽粒苋?鸡冠花种子4 h?另设去离子水浸泡各种子作对照?
将高压灭菌后的培养皿先用去离子水充分润湿,然后铺上2层滤纸,紧贴培养皿底部展平,不得有气泡?将种子均匀摆在滤纸上,每个培养皿摆放种子100粒,种子上盖4层纱布以保持水分?以此为标准,分别将用去离子水?50%乙醇?丙酮提取的瑞香狼毒植株提取液以及去离子水浸泡的各类种子按100粒/份均匀摆在培养皿上,各试验均设3次重复?
将装好种子的培养皿置于电热恒温鼓风光照培养箱内,温度控制25~27 ℃?每日8∶00和18∶00时补各种提取液1次,并于每日18∶00时观察种子发芽情况,测定各受体种子的幼苗苗长?幼苗根长和幼苗鲜重[4-9]?发芽结束后统计并计算发芽率和发芽势?
发芽率=发芽终期正常发芽种子总数/供试种子数×100%; 发芽势=到发芽高峰日正常发芽种子总数/供试种子数×100%? 数据统计分析采用Williamson提出的化感效应检验方法[10]:
RI=1-C/T(T≥C)或RI=T/C-1(T
2.1 瑞香狼毒提取液对5种受体植物种子萌发的影响
由表1和表2可以看出,用瑞香狼毒的水提取液处理藜种子发芽率变化不大,但发芽势显著降低,说明藜种子发芽速度显著变慢,发芽周期延长?用瑞香狼毒的乙醇和丙酮提取液处理的藜种子发芽率显著降低?说明这两种瑞香狼毒提取液对藜
种子萌发有抑制作用?
用瑞香狼毒的水提取液处理马齿苋种子,发芽率及发芽势变化都不显著,用瑞香狼毒的丙酮提取液处理马齿苋种子发芽率略有提高,而发芽势明显下降,说明马齿苋种子发芽速度变慢?用瑞香狼毒的乙醇提取液处理的马齿苋种子没有发芽,完全抑制了马齿苋种子的萌发?从马齿苋种子的发芽速度及发芽周期看,用瑞香狼毒植株的水提取液处理种子发芽速度较快?用瑞香狼毒植株的乙醇?丙酮提取液处理的马齿苋种子发芽速度受到抑制?可见,瑞香狼毒植株不同溶剂提取液对马齿苋种子萌发影响明显?
用去离子水处理的益母草种子发芽率最高?用瑞香狼毒的水提取液处理的益母草种子发芽率明显降低?而用瑞香狼毒的乙醇?丙酮提取液处理的益母草种子发芽率趋于零?可见,用瑞香狼毒的去离子水?乙醇?丙酮提取液对益母草种子萌发起抑制作用?由此可见,瑞香狼毒的水提取液抑制益母草种子的萌发,瑞香狼毒的乙醇?丙酮提取液完全抑制益母草种子的萌发?
用去离子水及瑞香狼毒的去离子水?丙酮提取液处理苋菜种子发芽率差异不显著?用瑞香狼毒的乙醇提取液处理的籽粒苋种子发芽率最低?而用瑞香狼毒的水提取液处理的籽粒苋种子发芽率略有提高?从籽粒苋的发芽速度及发芽周期看,用瑞香狼毒的乙醇提取液处理的籽粒苋种子发芽速度明显降低?相比之下,用瑞香狼毒的去离子水?丙酮提取液处理籽粒苋种子可延长其发芽周期,而且发芽率不受影响甚至升高?因此,瑞香狼毒的乙醇提取液处理籽粒苋种子能抑制其萌发率及发芽速度?而用瑞香狼毒的水提取液处理籽粒苋种子则能促进其发芽?
用去离子水和瑞香狼毒的去离子水?乙醇?丙酮提取液处理鸡冠花种子,发芽率变化显著?从鸡冠花的发芽速度及发芽周期看,用瑞香狼毒的水提取液处理的种子发芽速度有所下降,但发芽率?发芽周期并无大的影响;而用瑞香狼毒的丙酮提取液处理鸡冠花种子发芽速度受到抑制,发芽周期明显延长,发芽率也明显降低;用瑞香狼毒的乙醇提取液处理鸡冠花种子,会抑制鸡冠花种子发芽? 2.2 瑞香狼毒提取液对5种受体植物幼苗根长的影响
从图1中可看出,瑞香狼毒提取液对藜?益母草和鸡冠花幼苗根长有抑制作用,瑞香狼毒水浸提液对马齿苋和籽粒苋幼苗根长有促进作用,而乙醇和丙酮提取液对马齿苋和籽粒苋幼苗根长有不同程度的抑制作用? 2.3 瑞香狼毒提取液对5种受体植物幼苗苗长的影响
从图2中看出,除瑞香狼毒水提取液对籽粒苋苗长略有促进外,其提取液对其他4种植物苗长都有不同程度的抑制作用?不同的瑞香狼毒提取液作用强度不同,同一种浸提液对不同植物的作用强度也不同?
2.4 瑞香狼毒提取液对5种受体植物幼苗鲜重的影响
从图3中看出,瑞香狼毒浸提液除对籽粒苋幼苗鲜重略有促进作用外,对其他植物幼苗鲜重都有不同程度的抑制作用,同一种浸提液对不同植物鲜重的抑制强度不同,不同瑞香狼毒浸提液作用强度也不同? 3 结论与讨论
1)通过试验证实了瑞香狼毒具有化感作用,能对其他植物种子萌发?幼苗根系生长?幼苗的生长和幼苗鲜重有不同程度的影响?如瑞香狼毒的水?丙酮提取液对马齿苋和籽粒苋影响程度较轻,但瑞香狼毒的乙醇提取液则完全抑制马齿苋和籽粒苋的萌发?其水?乙醇?丙酮提取液对藜?益母草和鸡冠花的种子萌发起显著抑制作用?用同一种溶剂提取的瑞香狼毒植株的提取液处理不同种子,其对植物种子的萌发影响也不同,如用蒸馏水提取的瑞香狼毒植株的提取液对籽粒苋种子的萌