紅花酢漿草對6種草坪草種子萌發(fā)及幼苗生長的化感作用

初曉輝，尹海燕，謝 勇，田夢瓊，景志鵬，單貴蓮

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)科學(xué)系，云南 昆明 650201)

紅花酢漿草對6種草坪草種子萌發(fā)及幼苗生長的化感作用

初曉輝，尹海燕，謝 勇，田夢瓊，景志鵬，單貴蓮

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)科學(xué)系，云南 昆明 650201)

為提高紅花酢漿草(Oxaliscorymbosa)入侵草坪的建植質(zhì)量，開展了紅花酢漿草榨取液對6種草坪草種子萌發(fā)及幼苗生長化感作用的研究。結(jié)果表明：6種受體草坪草對紅花酢漿草化感作用的敏感程度不同，從種子萌發(fā)情況分析，低濃度(<10%)的紅花酢漿草榨取液對狗牙根品種“天堂路”的種子萌發(fā)有顯著的促進作用(P<0.05)，高濃度表現(xiàn)為抑制作用；不同濃度紅花酢漿草榨取液對其他5種受體草坪草種子的萌發(fā)均表現(xiàn)為抑制作用。從幼苗生長狀況看，低濃度(<5%)紅花酢漿草提取液對狗牙根品種天堂路、高羊茅品種美洲虎、多年生黑麥草品種明星和馬蹄金品種銀瀑的幼苗生長表現(xiàn)為促進作用，高濃度表現(xiàn)為抑制作用；不同濃度紅花酢漿草榨取液對草地早熟禾品種肯塔基和百喜草品種朋沙克拉的幼苗生長均表現(xiàn)為抑制作用。綜合考慮6種草坪草的種子萌發(fā)和幼苗生長，認為美洲虎、明星、銀瀑和天堂路對紅花酢漿草的化感適應(yīng)性強于肯塔基和朋沙克拉。

紅花酢漿草；草坪草；種子萌發(fā)；幼苗生長；化感作用

植物化感作用原稱他感作用、相生相克作用及異株克生作用，是植物通過合成并向環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)而對同種或異種植物(包括微生物)的萌發(fā)和生長發(fā)育所產(chǎn)生的直接或間接的有益或有害的作用[1-2]。植物對入侵物種化感作用存在自然選擇和適應(yīng)作用[3]。因此，在物種的入侵過程中，化感作用起著重要的作用。

紅花酢漿草(Oxaliscorymbosa)屬酢漿草科多年生草本，原產(chǎn)南美熱帶地區(qū)，最初作為觀賞植物被各地引入，后卻逸生為園圃和田間的常見雜草。在我國紅花酢漿草主要分布于河北、陜西、華東、華中、華南、四川和云南等地。紅花酢漿草依靠多量種子及地下鱗莖來繁殖，鱗莖易隨帶土苗木而傳播，繁殖及擴散迅速。紅花酢漿草因具有極強的繁殖和生長能力，現(xiàn)已逸生為常見的園圃和草坪雜草[1]。眾多研究報道，紅花酢漿草對多種植物具有強烈的化感作用[4-9]，且隨濃度的升高效應(yīng)增強[6,8-9]。紅花酢漿草入侵草坪后，因分泌一些化學(xué)物質(zhì)進而影響草坪草的生長發(fā)育，使整齊一致的草坪變得雜亂、出現(xiàn)斑禿、凸凹不平，嚴重影響草坪的觀賞價值。

為指導(dǎo)紅花酢漿草入侵地區(qū)高質(zhì)量草坪的建植，采用生物試驗方法，檢測紅花酢漿草地上部分及根系0%、5%、10%、15%濃度的榨取液對我國常用冷季型和暖季型草坪草及地被植物的化感作用，通過試驗研究，探討不同草坪草及地被植物對紅花酢漿草的化感適應(yīng)性，為高質(zhì)量草坪建植過程中草種的選擇提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 受體材料

以高羊茅(Festucaarundinacea)品種美洲虎(Jaquar)、多年生黑麥草(Loliumperenne) 品種明星(Star)、草地早熟禾(Poapratensis) 品種肯塔基(Kentucky)、狗牙根(Cynodondactylon) 品種天堂路(Tifway)、百喜草(Paspalumnatatu) 品種朋沙克拉(Pensacola)、馬蹄金(Dichondrarepens)品種銀瀑(Silver Falls)為受體材料。受體材料均來源于北京克勞沃科技有限公司。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 紅花酢漿草水提液的制備 2014年9月，在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi)采集紅花酢漿草植株，將其洗凈后，分為地上部分和地下部分對其進行搗碎后擠榨，用紗布過濾獲得紅花酢漿草榨汁液原液，并進一步將其配置為5%，10%和15%的紅花酢漿草葉片水提液，置于冰箱中4℃條件下恒溫保存，備用。

1.2.2 研究內(nèi)容與測定指標 采用培養(yǎng)皿濾紙法進行種子萌發(fā)試驗。選取籽粒飽滿、大小均一的受體草坪草種子1 200粒，將其置于12個培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿100粒種子，參照文獻[4,11]的方法，清水為對照和濃度分別為5%，10%和15%的紅花酢漿草葉片及根部水提液加入到培養(yǎng)皿中(以淹沒種子的1/3為準，每處理3次重復(fù))，并將培養(yǎng)皿置于溫度為25℃、濕度為80%，光照為30 μmol/(m2·s) 12 h人工氣候箱中進行發(fā)芽試驗，每天記錄發(fā)芽種子的數(shù)量，并按需要(淹沒種子的1/3為準)補充清水和不同濃度的紅花酢漿草葉片及根部水浸提液于培養(yǎng)皿中，發(fā)芽試驗結(jié)束后，計算不同受體材料的發(fā)芽率和相對發(fā)芽率。

發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù))×100%

相對發(fā)芽率=(一定濃度處理下受體材料的發(fā)芽率/對照處理下受體材料的發(fā)芽率)×100%

2014年9月下旬，根據(jù)受體材料的長勢，取樣測定不同處理受體材料的根長、株高和單株鮮重。

相對根長(%)=(一定濃度下受體材料的根長/對照處理下受體材料的根長)×100%

相對株高(%)=(一定濃度下受體材料的株高/對照處理下受體材料的株高)×100%

相對單株鮮重(%)=(一定濃度下受體材料的單株鮮重/對照處理下受體材料的單株鮮重)×100%

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0進行方差分析(One-way ANOVA)及多重比較(Duncan法)。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅花酢漿草不同濃度提取液對受體材料種子萌發(fā)的影響

5%的紅花酢漿草莖葉提取液對美洲虎和天堂路的種子萌發(fā)有促進作用，對其他受體草坪草種子的萌發(fā)均表現(xiàn)為抑制作用；10%的紅花酢漿草莖葉提取液對天堂路的種子萌發(fā)有顯著的促進作用(P<0.05)，對其他受體草坪草種子的萌發(fā)均表現(xiàn)為抑制作用；15%的紅花酢漿草莖葉提取液對6種受體草坪草種子的發(fā)芽率均表現(xiàn)為抑制作用。不同濃度的紅花酢漿草根提取液對天堂路種子的萌發(fā)表現(xiàn)為顯著的促進作用(P<0.05)，對其他受體草坪草種子的萌發(fā)均表現(xiàn)為抑制作用(表1)。

表1 紅花酢漿草提取液處理下受體材料種子發(fā)芽率Table 1 Effect of Oxalis corymbosa extract on the germination rate of 6 turfgrasses %

注：同行不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同

6種受體材料的種子萌發(fā)能力對紅花酢漿草的化感適應(yīng)性不同，狗牙根品種天堂路、高羊茅品種美洲虎及多年生黑麥草品種明星對紅花酢漿草的化感適應(yīng)性強于其他3種受體草坪草及地被植物(表2)。

表2 紅花酢漿草提取液處理下受體材料種子相對發(fā)芽率Table 2 Effect of Oxalis corymbosa extract on the relative germination rate of 6 turfgrasses %

2.2 紅花酢漿草不同濃度提取液對受體材料根長的影響

紅花酢漿草莖葉的提取液對明星、肯塔基、朋沙克拉及銀瀑根系生長的影響均表現(xiàn)為顯著的抑制作用(P<0.05)，對美洲虎和天堂路根系生長的影響表現(xiàn)為低促高抑；紅花酢漿草根提取液對肯塔基、朋沙克拉和銀瀑根系生長的影響表現(xiàn)為顯著的抑制作用(P<0.05)，對美洲虎、明星和天堂路根系生長的影響表現(xiàn)為低促高抑(表3，4)。即從根長的測定結(jié)果分析，美洲虎(5%，109.24)、明星(5%，111.70)和天堂路(5%，100.44)根系生長對紅花酢漿草的化感適應(yīng)性強于肯塔基、朋沙克拉和銀瀑。

表3 紅花酢漿草提取液處理下受體材料根長Table 3 Effect of Oxalis corymbosa extract on the root length of 6 turfgrasses cm

表4 紅花酢漿草提取液處理下受體材料相對根長Table 4 Effect of Oxalis corymbosa extract on the relative root length of 6 turfgrasses %

2.3 紅花酢漿草不同濃度提取液對受體材料株高的影響

紅花酢漿草莖葉和根提取液對美洲虎、明星和銀瀑地上部分生長的影響表現(xiàn)為促進作用，對肯塔基、天堂路和朋沙克拉地上部分生長的影響表現(xiàn)為抑制作用。即從株高的測定結(jié)果看，美洲虎、明星和銀瀑對紅花酢漿草的化感適應(yīng)性強于肯塔基、天堂路和朋沙克拉(表5，6)。

表5 紅花酢漿草提取液處理下受體材料株高Table 5 Effect of Oxalis corymbosa extract on the height of 6 turfgrasses cm

表6 紅花酢漿草提取液處理下受體材料相對株高Table 6 Effect of Oxalis corymbosa extract on the relative height of 6 turfgrasses %

2.4 紅花酢漿草不同濃度提取液對受體材料單株鮮重的影響

紅花酢漿草莖葉提取液對美洲虎、明星和天堂路有機物質(zhì)的合成有促進作用，對肯塔基和朋沙克拉有機物質(zhì)的合成表現(xiàn)為抑制作用，對銀瀑有機物質(zhì)的合成表現(xiàn)出低促高抑；紅花酢漿草根提取液對天堂路和銀瀑有機物質(zhì)的合成表現(xiàn)為促進作用(P<0.05)，對美洲虎、明星和肯塔基有機物質(zhì)合成表現(xiàn)為低促高抑，對朋沙克拉有機物質(zhì)的合成表現(xiàn)為抑制作用。即從單株鮮重的測定結(jié)果分析，天堂路，美洲虎和明星及銀瀑對紅花酢漿草的化感適應(yīng)性強于肯塔基和朋沙克拉(表7，8)。

表7 紅花酢漿草提取液處理下受體材料單株鮮重Table 7 Effect of Oxalis corymbosa extract on the fresh weight per plant of 6 turfgrasses g

表8 紅花酢漿草提取液處理下受體材料相對鮮重Table 8 Effect of Oxalis corymbosa extract on the relative fresh weight of 6 turfgrasses %

3 討論

化感作用作為一種重要的外來物種入侵的機制，受到世界各國科學(xué)家的重視[12-16]。相關(guān)研究表明，化感作用是外來植物成功入侵的重要因素[17-18]。彭瑜等[19]研究了紅花酢漿草對9種草坪植物的化感作用，推測紅花酢漿草的化感作用在幫助其自身擴展生存空間、排擠其他物種方面起了一定的作用[19]。章玉平等[20]研究表明，不同草花種子對紅花酢漿草水提取液的敏感程度不同，紅花酢漿草葉提取液對金盞菊種子萌發(fā)具有較強的化感作用，對孔雀草和羽狀雞冠花種子萌發(fā)的化感作用較弱[20]。江貴波等[21]開展了紅花酢漿草對3 種雜草的化感作用，結(jié)果表明，紅花酢漿草對受體材料的抑制作用隨著濃度的增大逐漸增強，研究結(jié)果表明，供試的6種受體材料對紅花酢漿草水提取液的敏感程度不同，比較6種受體材料的種子萌發(fā)及幼苗生長情況，分析認為草地早熟禾品種肯塔基和百喜草品種朋沙克拉對紅花酢漿草水提取液的敏感程度強于高羊茅品種美洲虎、 多年生黑麥草品種明星、狗牙根品種天堂路和馬蹄金品種銀瀑，就不同濃度水提液的抑制強度分析，紅花酢漿草水提液對受體材料的抑制作用隨著濃度的增大逐漸增強。與前人研究結(jié)論相一致[20-21]。

紅花酢漿草早春萌生快，長勢迅猛，繁殖能力強，該物種入侵后的潛在危害性較大。紅花酢漿草入侵草坪后，其生長發(fā)育會耗費大量營養(yǎng)，因此，導(dǎo)致草坪草的生長受到嚴重阻礙，最終導(dǎo)致草坪嚴重退化而不得不重新建植[22]。

4 結(jié)論

通過比較6種草坪草及地被植物的萌發(fā)和幼苗生長，初步得出高羊茅品種美洲虎、多年生黑麥草品種明星、馬蹄金品種銀瀑和狗牙根品種天堂路對紅花酢漿草的化感適應(yīng)性強于草地早熟禾品種肯塔基和百喜草品種朋沙克拉。即高羊茅品種美洲虎、多年生黑麥草品種明星、狗牙根品種天堂路和馬蹄金品種銀瀑是紅花酢漿草入侵地區(qū)建植草坪及地被植物的首選材料。

[1] 彭瑜，胡進耀，蘇智先.外來物種紅花醡漿草的化感作用研究[J].草業(yè)學(xué)報，2007，16(5)：90-95.

[2] 單貴蓮，張艾青，張銀，等．紫莖澤蘭對7種牧草種子萌發(fā)及幼苗生長的化感作用[J].草原與草坪，2014，34(4):25-30.

[3] Angiras N N,Singh D S,Singh M C．Allelopathic effects of weeds on germinatin and seedling growth of maize and soybcan[J]．Indian Journal Weed Science,1988,20(2)：82-87.

[4] 宋啟示，付昀，唐建維，等．紅花酢漿草的化感作用[J]．植物生態(tài)學(xué)報，2000，24(3)：362-365．

[5] 何衍彪，張茂新，何庭玉．飛機草化感作用的初步研究[J]．華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，23(3)：60-62．

[6] 魯萍，桑衛(wèi)國，馬克平．外來入侵種紅花酢漿草研究進展與展望[J]．植物生態(tài)學(xué)報，2005，29(6)：1029-1032．

[7] 王大力，祝心如．三裂葉豚草的化感作用研究[J]．植物生態(tài)學(xué)報，1996，20(4)：330-337

[8] 和愛軍，劉倫輝．紅花酢漿草浸提液對幾種植物發(fā)芽的影響[J]．雜草學(xué)報，1990，4(4)：35-38．

[9] Angiras N N,Singh D S,Singh M C．Allelopathic effects of some weeds on germination and seedling growth of chickpea (Cicerarietinum) maize and soybean[J]．Indian Journal Weed Science,1989,21(1)：85-87．

[10] Callaway R M,Ridenour W M,Laboski,etal．Natural selection for resistance to the allelopathic effects of invasive plants[J]．The Journal of Ecology,2005,93(3)：576-583．

[11] 康青濤，姬天龍，林棟，等.燕麥種子浸提液對3種草坪草種子萌發(fā)的化感作用[J].草原與草坪，2014，34(5):11-15.

[12] 孔垂華，徐效華，梁文舉．水稻化感品種根分泌物中非酚酸類化感物質(zhì)的鑒定與抑草活性[J]．生態(tài)學(xué)報，2004，24(7)：1317·1322．

[13] 劉愛榮，張遠兵，張雪梅，等．空心蓮子草水浸液對黑麥草和高羊茅發(fā)芽和幼苗生長的影響[J]．草業(yè)學(xué)報，2007，16(5)：96-101．

[14] 丁璞，趙秀琴．浸提條件對小麥秸稈中化感物質(zhì)檢測結(jié)果的影響[J]．植物學(xué)通報，2001，18(6)：725-738．

[15] 郭曉霞，鄔彩霞，沈益新．毛苕子對3種雜草種子萌發(fā)和幼苗生長的化感抑制[J]．草業(yè)學(xué)報，2007，16(2)：90-93．

[16] 王曉英.油松葉水提液對高羊茅的化感效應(yīng)研究[J]．草原與草坪，2016，36(2):14-20.

[17] 吳錦容，彭少麟．化感——外來入侵植物的“Novel Weapons”[J]．生態(tài)學(xué)報，2005，25(11)：3093-3097．

[18] 馮卓森，李偉華，彭長連，等.華南地區(qū)5種常見地被植物的化感作用[J]．華南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2010(3)：82-85．

[19] 彭瑜，胡進耀，蘇智先.外來物種紅花酢漿草的化感作用研究[J]．草業(yè)學(xué)報，2007，16(5)：90-95．

[20] 章玉平，彭燕燕.紅花酢漿草提取液對3種草花種子萌發(fā)的影響[J]．中國農(nóng)學(xué)通報2011,27(28)：192-195.

[21] 江貴波，林理強，吳偉珊，等.入侵植物紅花酢漿草對3 種雜草的化感作用[J]．廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，23：74-77.

[22] 韋美玉,陳世軍,劉麗萍.入侵雜草對多年生黑麥草種子萌發(fā)的化感作用[J]．種子，2007，26(11)：24-26.

Allelopathy ofOxaliscorymbosaon the seed germination and seedling growth of six turfgrasses

CHU Xiao-hui,YIN Hai-yan,XIE Yong,TIAN Meng-qiong,JIN Zhi-peng,SHAN Gui-lian

(DepartmentofPrataculturalScience,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China)

In order to guide the establishment of high quality turf inOxaliscorymbosainvaded area,the allelopathy ofO.corymbosaextraction on the seed germination and seedling growth of 6 turfgrasses were tested.The results showed that the sensitive degree of 6 turfgrasses to the allelopathy was different.The low concentration extraction (<10%) could promote the seed germination ofCynodondactylon(Tifway) (P<0.05),but the high concentration extraction showed inhibited effect on all tested turfgrasses.The low concentration extraction (<5%) could promote the seedling growth ofC.dactylon(Tifway),Festucaarundinacea(Jaquar),Loliumperenne(Star) andDichondrarepens(Silver Falls),but the extraction with different concentrations inhibited the seedling growth ofPoapratensis(Kentucky) andPaspalumnatatu(Pensacola).It could be concluded that the allelopathy adaptation of Jaquar,Star,Silver Falls and Tifway was higher than Kentucky and Pensacola.

Oxaliscorymbosa;turfgrass;seed germination;seedling growth;allelopathy

2016-05-23；

2016-09-07

國家自然科學(xué)基金(31501999)；云南省自然科學(xué)基金(2016FB047)；公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201203007)；云南省科技創(chuàng)新人才計劃(2012HA012)；云南省教育廳科學(xué)研究基金項目(2015Z1050，2015Y204)資助

初曉輝(1979-)，男，云南大理人，碩士，高級實驗師，從事草坪建植與管理方面的實踐與研究。E-mail:478491637@qq.com；尹海燕(1992-)，女，云南曲靖人，碩士，主要從事草地生態(tài)系統(tǒng)C循環(huán)面的研究，為并列第一作者。 E-mail:1076166738@qq.com

S 688.4；S 351

A

1009-5500(2017)02-0043-06

單貴蓮為通訊作者。