白玉蘭水浸液對4種草坪植物的化感作用

朱 強，鄒夢輝，安 黎，田曾元，郭予琦

（鄭州大學生命科學學院，河南鄭州 450001）

白玉蘭水浸液對4種草坪植物的化感作用

朱 強，鄒夢輝，安 黎，田曾元，郭予琦

（鄭州大學生命科學學院，河南鄭州 450001）

采用培養(yǎng)皿法比較白玉蘭（Magnolia denudata）不同器官及凋落葉水浸液對白三葉種子萌發(fā)的影響，并研究了作用最強的葉片水浸液對白三葉（Trifolium repens）、紫花苜蓿（Medicago satiυa）、細弱剪股穎（Agrostis tenuis）及黑麥草（Lolium perenne）種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，其中幼苗生長試驗采用溫室盆栽法；同時比較了4種受體植物對白玉蘭化感作用的敏感性。結果表明，白玉蘭不同器官作用強度次序為葉＞莖＞果實＞根，除根外其他器官都具有顯著的化感作用，其落葉依然具有較強化感作用。白玉蘭葉片水浸液的濃度越高，其化感作用越強，對白三葉的作用最大，在0.005 g·m L-1（鮮重/體積）時，發(fā)芽抑制率即達58%，對黑麥草的作用最小。在低濃度下對不同植物幼苗生長化感作用較弱，高濃度下作用較強。4種植物對白玉蘭化感作用的敏感性強弱順序為白三葉＞剪股穎＞紫花苜蓿＞黑麥草。試驗說明白玉蘭具有較強化感作用，為其在園林合理配置中提供了依據(jù)。

園林植物；白玉蘭；草坪植物；化感作用

近年來園林植物化感作用已成為研究的熱點［1-3］。化感作用的研究對于園林植物配置的科學性和植物群落演替有著直接影響，同時也影響園林人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和功能發(fā)揮［4］，為拓寬其應用領域、充分開發(fā)其潛在價值帶來了新思路。另外，由于園林植物種類眾多，其中很可能存在化感作用極強而具有開發(fā)植物源除草劑潛力的物種。基于已對多種園林植物的化感作用進行了初步評價，從中發(fā)現(xiàn)了一大批具有較強化感作用的植物，本文對篩選試驗中表現(xiàn)出最強化感作用的白玉蘭（Magnolia denudata）進行更深入的研究。

白玉蘭又名玉蘭、望春花、玉堂春，是木蘭科木蘭屬的落葉喬木，是我國有名的觀賞樹種，擁有2 500多年栽培歷史，原產(chǎn)于中國中南部山區(qū)，主要分布在中國的中部及川滇，現(xiàn)在世界各地均已引種栽培［5］。其花瓣可食或制成玉蘭花浸膏，花蕾為中藥材辛夷，可入藥，具散風寒、通鼻竅之功能［6］。另外，白玉蘭對有害氣體的抗性較強，所以也是大氣污染地區(qū)很好的防污染綠化樹種［7］。白玉蘭的化感作用僅見羅小勇等［8］略有涉及。

本研究以白玉蘭園林伴生種白三葉（Trifolium repens）、紫花苜蓿（Medicago satiυa）、細弱剪股穎（Agrostis tenuis）及黑麥草（Lolium perenne）為受體，研究白玉蘭不同器官水浸液的化感作用及葉片水浸液對種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，旨在進一步探討白玉蘭的化感作用，為其在園林中的合理配置提供依據(jù)，并為充分開發(fā)其化感潛力奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

供體為白玉蘭的根、莖、葉、果實及落葉，2013年9月采于鄭州大學校園內(nèi)。根和莖直徑1 cm左右，采后用保溫瓶帶回立即進行試驗。

受體為白三葉、紫花苜蓿、細弱剪股穎及黑麥草，種子購于鄭州陳寨花卉市場。

1.2 方法

1.2.1 浸提液制備

用清水將白玉蘭新鮮根、莖、葉、果實沖洗干凈，平鋪晾干，剪成1 cm2小片（或1 cm小段），稱取一定量并加入20倍蒸餾水室溫浸提24 h。4層紗布過濾得濃度為0.050 g·m L-1（鮮重/體積），稀釋為0.025，0.010，0.005 g·mL-1。落葉浸提液為0.050 g·mL-1（干重/體積）。4℃冰箱保存?zhèn)溆?。以上浸提液用于種子萌發(fā)試驗，考慮到浸提液在土壤中作用可能減弱，將盆栽生長試驗測試濃度調整為0.100，0.050，0.025和0.010 g·m L-1。

1.2.2 生物測定

種子萌發(fā)試驗。以濾紙為載體測試白玉蘭不同部位水浸液對4種草坪植物種子萌發(fā)的化感作用。將籽粒健康均一的受體種子，沖洗干凈，10%次氯酸鈉消毒2 min，之后用蒸餾水洗5次，置于墊有2層濾紙的培養(yǎng)皿（直徑9 cm）中。每培養(yǎng)皿擺放30粒，重復3次。每皿中加入6 m L浸提液，用蒸餾水作對照。人工氣候培養(yǎng)箱中25℃暗培養(yǎng)2～3 d（預試驗確定白三葉2 d，其他3 d），每天記錄發(fā)芽數(shù)，統(tǒng)計發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。

盆栽幼苗生長試驗。以土壤為載體，在光照培養(yǎng)室內(nèi)測定白玉蘭鮮葉水浸液對4種草坪植物株高和生物量的影響。土壤選用常見沙性土壤，除雜風干，混勻后裝于直徑為8 cm的塑料盆中，播種一定量的種子。待幼苗出土后澆灌浸提液，清水為空白對照，重復4次。20 d后每處理取10株測量株高及鮮干重。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用W illiamson等［9］的化感效應指數(shù)RI來評價化感作用。計算公式為RI=1-C/T（T＞C），RI=T/C-1（T≤C）。其中，對照C為以蒸餾水培養(yǎng)的受體植物各項指標的平均值；處理值T為以浸提液培養(yǎng)的受體植物各項指標的平均值。RI＞0表示浸提液具有促進作用，RI＜0表示具有抑制作用。RI的絕對值代表作用強度的大小。另外為了綜合評價受體植物對白玉蘭的敏感效應，采取鮑根生等［10］的相加平均法。

采用SPSS 16.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，用平均抑制率和標準誤表示測定結果，分別對各項測試結果進行單因素方差分析，并用Duncan′s新復極差法對各測定數(shù)據(jù)進行多重比較，采用Exce1.2007作圖。

2 結果與分析

2.1 白玉蘭不同器官水浸液對白三葉種子萌發(fā)的影響

表1顯示，白玉蘭各器官水浸液對白三葉種子萌發(fā)都有較強的抑制作用，且不同器官間存在明顯差異。根水浸液的作用未達到顯著水平，其他均達極顯著水平。作用強弱為葉＞莖＞果實＞根。葉片與其他器官間的差異極顯著，落葉的化感作用更強。白玉蘭水浸液對白三葉種子萌發(fā)的影響表現(xiàn)為種子延緩萌發(fā)和降低發(fā)芽率。

表1 不同器官水浸液對白三葉種子萌發(fā)的影響

2.2 白玉蘭葉水浸液對草坪種子萌發(fā)的影響

由表2，3可知，白玉蘭葉片水浸液對不同植物的種子萌發(fā)具有不同程度的抑制作用，且隨著浸提液濃度的增加，抑制作用逐漸增強。總體上對發(fā)芽指數(shù)的影響大于發(fā)芽率。

表2 白玉蘭葉水浸液對草坪種子萌發(fā)的化感作用

黑麥草對白玉蘭水浸液的化感作用最不敏感，種子發(fā)芽率在各濃度下均未受顯著影響，發(fā)芽指數(shù)僅在最高濃度0.050 g·m L-1時才受到極顯著抑制。低濃度白玉蘭水浸液對白三葉種子的抑制作用最強，在0.005 g·m L-1時，發(fā)芽抑制率達58%；而高濃度白玉蘭水浸液則對細弱剪股穎和紫花苜蓿的抑制作用最強，在0.050 g·m L-1時已完全抑制細弱剪股穎的種子萌發(fā)。

表4，5顯示，土壤中白玉蘭水浸液對不同植物幼苗生長無明顯一致的作用規(guī)律，且作用強度較萌發(fā)大為減弱，這與土壤環(huán)境的復雜性有關。總體上，在低濃度下白玉蘭水浸液對不同植物幼苗生長化感作用較弱，高濃度下作用較強，其中對細弱剪股穎的“濃度效應”最明顯，對黑麥草的化感作用表現(xiàn)出反常的低濃度抑制高濃度促進效應。3個測試指標中干重對化感作用最感，株高最不敏感。

2.3 白玉蘭葉水浸液對草坪植物幼苗生長的影響

表4，5結果可以看出，土壤中白玉蘭水浸液對不同植物幼苗生長無明顯一致的作用規(guī)律，且作用強度較萌發(fā)大為減弱，這與土壤環(huán)境的復雜性有關?？傮w上，在低濃度下白玉蘭水浸液對不同植物幼苗生長化感作用較弱，高濃度下作用較強，其中對細弱剪股穎的“濃度效應”最明顯，對黑麥草的化感作用表現(xiàn)出反常的低濃度抑制高濃度促進效應。3個測試指標中干重對化感作用最敏感，株高最不敏感。

表3 白玉蘭葉水浸液對4種草坪植物種子萌發(fā)的影響

表4 白玉蘭葉片水浸液對4種草坪植物幼苗生長的影響

表5 白玉蘭葉片水浸液對4種草坪植物幼苗生長的化感作用

2.4 4種植物對白玉蘭水浸液化感作用的敏感指數(shù)

表6顯示，1級敏感指數(shù)反映了4種植物不同測定指標對白玉蘭水浸液化感作用的敏感性，其中5項指標受抑制程度為發(fā)芽指數(shù)＞發(fā)芽率＞株鮮重＞株高＞株干重。4種植物發(fā)芽指數(shù)受抑制程度強弱為白三葉＞紫花苜蓿＞細弱剪股穎＞黑麥草，其中白三葉最敏感，黑麥草最不敏感。

2級敏感指數(shù)反映了4種植物種子萌發(fā)期和幼苗生長期對白玉蘭水浸液化感作用的平均敏感指數(shù)，表明白玉蘭化感物質對種子萌發(fā)主要表現(xiàn)為強烈抑制作用，對幼苗生長的作用輕微。4種植物萌發(fā)期最敏感的是白三葉，平均敏感指數(shù)為-0.41，生長期最敏感的是細弱剪股穎。

表6 4種植物對白玉蘭葉片水浸液化感作用的敏感指數(shù)

3級敏感指數(shù)反映了4種植物在物種水平上對白玉蘭水浸液化感作用的綜合敏感性，平均敏感指數(shù)為-0.28。說明白玉蘭水浸液對4種植物主要表現(xiàn)為抑制作用。4種植物對白玉蘭化感作用的敏感性強弱為白三葉＞剪股穎＞紫花苜蓿＞黑麥草。

3 小結與討論

研究表明，白玉蘭葉片的化感作用最強，其次是莖，根的作用最小。大量研究顯示，同一植物不同器官的化感作用不同，甚至差異極顯著，而對于不同植物作用最強的部位也可能不同，常見的是葉片和根，此外花和果實也常具有一定的甚至較高的作用［11-12］，這與化感物質在植物體內(nèi)合成與分布的部位有關，也與其釋放途徑緊密相關。白玉蘭葉片水浸液對4種植物種子萌發(fā)的化感作用較強，對幼苗生長作用較弱，尤其對白三葉抑制作用最大。因此不建議在白玉蘭樹下播種草坪種子，特別是白三葉，可以通過移栽草皮建坪。

化感物質是化感作用的物質基礎。常見的化感物質主要有水溶性有機酸、直鏈醇、脂肪族醛與酮、簡單不飽和內(nèi)酯、長鏈脂肪酸和多炔、蒽醌和復合醌、簡單酚、苯甲酸類、肉桂酸類、香豆素類、類黃酮、單寧、類萜和甾類化合物、氨基酸與多肽、生物堿和氰醇、硫化物和芥子油苷、嘌呤和核苷等，其中研究最多的是酚類和核苷［13-14］。具有開發(fā)植物源除草劑潛力的有醌酚類、生物堿類、苯嗪酮類、肉桂酸類、香豆素類、噻吩類、腈類、類黃酮類、噻嗯聚乙炔類及萜烯類等十余種，其中有些已被開發(fā)成天然除草劑［15-16］。本試驗發(fā)現(xiàn)白玉蘭水浸液具有較強的化感作用，分析其活性對闡明其化感作用極有必要。作者將在此基礎上對白玉蘭的化感物質進行分離鑒定，并研究其與園林伴生植物間的化感作用。

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（責任編輯：張瑞麟）

S 718.3

A

0528-9017（2014）06-0866-03

文獻著錄格式：朱強，鄒夢輝，安黎，等.白玉蘭水浸液對4種草坪植物的化感作用［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學，2014（6）：866-868，871.

2014-01-13

鄭州大學2013年度大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目

朱 強（1991-），男，河南鄭州人，本科生，從事化學生態(tài)學研究工作。E-mail：zhuqiang21@163.com。

郭予琦（1972-），女，河南洛陽人，副教授，博士，從事植物化學與分子生物學的研究工作。E-mail：guoyuqi@zzu.edu.cn。

文獻著錄格式：劉細群，鄭基煥，曹紅梅.麻竹筍苗期主要地下害蟲的種群生態(tài)位［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學，2014（6）：869-871.