白玉兰水浸液对4种草坪植物的化感作用

2014-02-06邹梦辉田曾元郭予琦

浙江农业科学 2014年6期

关键词：白三叶化感水浸

朱强，邹梦辉，安黎，田曾元，郭予琦

（郑州大学生命科学学院，河南郑州 450001）

白玉兰水浸液对4种草坪植物的化感作用

朱强，邹梦辉，安黎，田曾元，郭予琦

（郑州大学生命科学学院，河南郑州 450001）

采用培养皿法比较白玉兰（Magnolia denudata）不同器官及凋落叶水浸液对白三叶种子萌发的影响，并研究了作用最强的叶片水浸液对白三叶（Trifolium repens）、紫花苜蓿（Medicago satiυa）、细弱剪股颖（Agrostis tenuis）及黑麦草（Lolium perenne）种子萌发和幼苗生长的影响，其中幼苗生长试验采用温室盆栽法；同时比较了4种受体植物对白玉兰化感作用的敏感性。结果表明，白玉兰不同器官作用强度次序为叶＞茎＞果实＞根，除根外其他器官都具有显著的化感作用，其落叶依然具有较强化感作用。白玉兰叶片水浸液的浓度越高，其化感作用越强，对白三叶的作用最大，在0.005 g·m L-1（鲜重/体积）时，发芽抑制率即达58%，对黑麦草的作用最小。在低浓度下对不同植物幼苗生长化感作用较弱，高浓度下作用较强。4种植物对白玉兰化感作用的敏感性强弱顺序为白三叶＞剪股颖＞紫花苜蓿＞黑麦草。试验说明白玉兰具有较强化感作用，为其在园林合理配置中提供了依据。

园林植物；白玉兰；草坪植物；化感作用

近年来园林植物化感作用已成为研究的热点［1-3］。化感作用的研究对于园林植物配置的科学性和植物群落演替有着直接影响，同时也影响园林人工生态系统的稳定和功能发挥［4］，为拓宽其应用领域、充分开发其潜在价值带来了新思路。另外，由于园林植物种类众多，其中很可能存在化感作用极强而具有开发植物源除草剂潜力的物种。基于已对多种园林植物的化感作用进行了初步评价，从中发现了一大批具有较强化感作用的植物，本文对筛选试验中表现出最强化感作用的白玉兰（Magnolia denudata）进行更深入的研究。

白玉兰又名玉兰、望春花、玉堂春，是木兰科木兰属的落叶乔木，是我国有名的观赏树种，拥有2 500多年栽培历史，原产于中国中南部山区，主要分布在中国的中部及川滇，现在世界各地均已引种栽培［5］。其花瓣可食或制成玉兰花浸膏，花蕾为中药材辛夷，可入药，具散风寒、通鼻窍之功能［6］。另外，白玉兰对有害气体的抗性较强，所以也是大气污染地区很好的防污染绿化树种［7］。白玉兰的化感作用仅见罗小勇等［8］略有涉及。

本研究以白玉兰园林伴生种白三叶（Trifolium repens）、紫花苜蓿（Medicago satiυa）、细弱剪股颖（Agrostis tenuis）及黑麦草（Lolium perenne）为受体，研究白玉兰不同器官水浸液的化感作用及叶片水浸液对种子萌发和幼苗生长的影响，旨在进一步探讨白玉兰的化感作用，为其在园林中的合理配置提供依据，并为充分开发其化感潜力奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

供体为白玉兰的根、茎、叶、果实及落叶，2013年9月采于郑州大学校园内。根和茎直径1 cm左右，采后用保温瓶带回立即进行试验。

受体为白三叶、紫花苜蓿、细弱剪股颖及黑麦草，种子购于郑州陈寨花卉市场。

1.2 方法

1.2.1 浸提液制备

用清水将白玉兰新鲜根、茎、叶、果实冲洗干净，平铺晾干，剪成1 cm2小片（或1 cm小段），称取一定量并加入20倍蒸馏水室温浸提24 h。4层纱布过滤得浓度为0.050 g·m L-1（鲜重/体积），稀释为0.025，0.010，0.005 g·mL-1。落叶浸提液为0.050 g·mL-1（干重/体积）。4℃冰箱保存备用。以上浸提液用于种子萌发试验，考虑到浸提液在土壤中作用可能减弱，将盆栽生长试验测试浓度调整为0.100，0.050，0.025和0.010 g·m L-1。

1.2.2 生物测定

种子萌发试验。以滤纸为载体测试白玉兰不同部位水浸液对4种草坪植物种子萌发的化感作用。将籽粒健康均一的受体种子，冲洗干净，10%次氯酸钠消毒2 min，之后用蒸馏水洗5次，置于垫有2层滤纸的培养皿（直径9 cm）中。每培养皿摆放30粒，重复3次。每皿中加入6 m L浸提液，用蒸馏水作对照。人工气候培养箱中25℃暗培养2～3 d（预试验确定白三叶2 d，其他3 d），每天记录发芽数，统计发芽率和发芽指数。

盆栽幼苗生长试验。以土壤为载体，在光照培养室内测定白玉兰鲜叶水浸液对4种草坪植物株高和生物量的影响。土壤选用常见沙性土壤，除杂风干，混匀后装于直径为8 cm的塑料盆中，播种一定量的种子。待幼苗出土后浇灌浸提液，清水为空白对照，重复4次。20 d后每处理取10株测量株高及鲜干重。

1.2.3 数据处理

采用W illiamson等［9］的化感效应指数RI来评价化感作用。计算公式为RI=1-C/T（T＞C），RI=T/C-1（T≤C）。其中，对照C为以蒸馏水培养的受体植物各项指标的平均值；处理值T为以浸提液培养的受体植物各项指标的平均值。RI＞0表示浸提液具有促进作用，RI＜0表示具有抑制作用。RI的绝对值代表作用强度的大小。另外为了综合评价受体植物对白玉兰的敏感效应，采取鲍根生等［10］的相加平均法。

采用SPSS 16.0软件对数据进行统计分析，用平均抑制率和标准误表示测定结果，分别对各项测试结果进行单因素方差分析，并用Duncan′s新复极差法对各测定数据进行多重比较，采用Exce1.2007作图。

2 结果与分析

2.1 白玉兰不同器官水浸液对白三叶种子萌发的影响

表1显示，白玉兰各器官水浸液对白三叶种子萌发都有较强的抑制作用，且不同器官间存在明显差异。根水浸液的作用未达到显著水平，其他均达极显著水平。作用强弱为叶＞茎＞果实＞根。叶片与其他器官间的差异极显著，落叶的化感作用更强。白玉兰水浸液对白三叶种子萌发的影响表现为种子延缓萌发和降低发芽率。

表1 不同器官水浸液对白三叶种子萌发的影响

2.2 白玉兰叶水浸液对草坪种子萌发的影响

由表2，3可知，白玉兰叶片水浸液对不同植物的种子萌发具有不同程度的抑制作用，且随着浸提液浓度的增加，抑制作用逐渐增强。总体上对发芽指数的影响大于发芽率。

表2 白玉兰叶水浸液对草坪种子萌发的化感作用

黑麦草对白玉兰水浸液的化感作用最不敏感，种子发芽率在各浓度下均未受显著影响，发芽指数仅在最高浓度0.050 g·m L-1时才受到极显著抑制。低浓度白玉兰水浸液对白三叶种子的抑制作用最强，在0.005 g·m L-1时，发芽抑制率达58%；而高浓度白玉兰水浸液则对细弱剪股颖和紫花苜蓿的抑制作用最强，在0.050 g·m L-1时已完全抑制细弱剪股颖的种子萌发。

表4，5显示，土壤中白玉兰水浸液对不同植物幼苗生长无明显一致的作用规律，且作用强度较萌发大为减弱，这与土壤环境的复杂性有关。总体上，在低浓度下白玉兰水浸液对不同植物幼苗生长化感作用较弱，高浓度下作用较强，其中对细弱剪股颖的“浓度效应”最明显，对黑麦草的化感作用表现出反常的低浓度抑制高浓度促进效应。3个测试指标中干重对化感作用最感，株高最不敏感。

2.3 白玉兰叶水浸液对草坪植物幼苗生长的影响

表4，5结果可以看出，土壤中白玉兰水浸液对不同植物幼苗生长无明显一致的作用规律，且作用强度较萌发大为减弱，这与土壤环境的复杂性有关。总体上，在低浓度下白玉兰水浸液对不同植物幼苗生长化感作用较弱，高浓度下作用较强，其中对细弱剪股颖的“浓度效应”最明显，对黑麦草的化感作用表现出反常的低浓度抑制高浓度促进效应。3个测试指标中干重对化感作用最敏感，株高最不敏感。

表3 白玉兰叶水浸液对4种草坪植物种子萌发的影响

表4 白玉兰叶片水浸液对4种草坪植物幼苗生长的影响

表5 白玉兰叶片水浸液对4种草坪植物幼苗生长的化感作用

2.4 4种植物对白玉兰水浸液化感作用的敏感指数

表6显示，1级敏感指数反映了4种植物不同测定指标对白玉兰水浸液化感作用的敏感性，其中5项指标受抑制程度为发芽指数＞发芽率＞株鲜重＞株高＞株干重。4种植物发芽指数受抑制程度强弱为白三叶＞紫花苜蓿＞细弱剪股颖＞黑麦草，其中白三叶最敏感，黑麦草最不敏感。

2级敏感指数反映了4种植物种子萌发期和幼苗生长期对白玉兰水浸液化感作用的平均敏感指数，表明白玉兰化感物质对种子萌发主要表现为强烈抑制作用，对幼苗生长的作用轻微。4种植物萌发期最敏感的是白三叶，平均敏感指数为-0.41，生长期最敏感的是细弱剪股颖。

表6 4种植物对白玉兰叶片水浸液化感作用的敏感指数

3级敏感指数反映了4种植物在物种水平上对白玉兰水浸液化感作用的综合敏感性，平均敏感指数为-0.28。说明白玉兰水浸液对4种植物主要表现为抑制作用。4种植物对白玉兰化感作用的敏感性强弱为白三叶＞剪股颖＞紫花苜蓿＞黑麦草。

3 小结与讨论

研究表明，白玉兰叶片的化感作用最强，其次是茎，根的作用最小。大量研究显示，同一植物不同器官的化感作用不同，甚至差异极显著，而对于不同植物作用最强的部位也可能不同，常见的是叶片和根，此外花和果实也常具有一定的甚至较高的作用［11-12］，这与化感物质在植物体内合成与分布的部位有关，也与其释放途径紧密相关。白玉兰叶片水浸液对4种植物种子萌发的化感作用较强，对幼苗生长作用较弱，尤其对白三叶抑制作用最大。因此不建议在白玉兰树下播种草坪种子，特别是白三叶，可以通过移栽草皮建坪。

化感物质是化感作用的物质基础。常见的化感物质主要有水溶性有机酸、直链醇、脂肪族醛与酮、简单不饱和内酯、长链脂肪酸和多炔、蒽醌和复合醌、简单酚、苯甲酸类、肉桂酸类、香豆素类、类黄酮、单宁、类萜和甾类化合物、氨基酸与多肽、生物碱和氰醇、硫化物和芥子油苷、嘌呤和核苷等，其中研究最多的是酚类和核苷［13-14］。具有开发植物源除草剂潜力的有醌酚类、生物碱类、苯嗪酮类、肉桂酸类、香豆素类、噻吩类、腈类、类黄酮类、噻嗯聚乙炔类及萜烯类等十余种，其中有些已被开发成天然除草剂［15-16］。本试验发现白玉兰水浸液具有较强的化感作用，分析其活性对阐明其化感作用极有必要。作者将在此基础上对白玉兰的化感物质进行分离鉴定，并研究其与园林伴生植物间的化感作用。

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（责任编辑：张瑞麟）

S 718.3

0528-9017（2014）06-0866-03

文献著录格式：朱强，邹梦辉，安黎，等.白玉兰水浸液对4种草坪植物的化感作用［J］.浙江农业科学，2014（6）：866-868，871.

2014-01-13