麦冬不同部位水浸提液对 5 种植物的化感作用研究

以滤纸生测方法测定了麦冬(Ophiopogon japonicus)不同部位去离子水浸提液对黑麦草(Lollum multiflorum)、紫云英(Astragalus sinicus)、菜心 (Brassica parachinensis)、萝卜 (Raphanus sativus)以及三叶鬼针草(Bidens pilosa)等几种南方常见植物种子萌发和幼苗生长的化感效应, 结果表明低浓度麦冬水浸提液促进了受体种子萌发和幼苗根长, 而高浓度则均表现出抑制作, 水提液的浓度越高抑制效果越强。水提液对萝卜幼苗苗高和生物量均表现出显著的化感促进作用 , 而高浓度的麦冬地上部水提液对黑麦草、紫云英和三叶鬼针草幼苗的株高和生物量存在显著化感抑制作用。且麦冬不同部位水浸提液对同一受体的化感效应强度有差异, 地上部水浸提液化感作用强于地下部分。     

入侵植物三叶鬼针草与近缘本地种金盏银盘的可塑性研究进展

入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)是与农作物竞争的恶性杂草,而我国鲜有对其入侵能力的系统总结。作者综述了三叶鬼针草及其近缘本地种金盏银盘在不同环境下表型可塑性的研究进展,比较了两者在不同光照和温度、不同埋土深度的种子萌发概况,不同光照、水分、温度及土壤养分环境条件下幼苗生物量分配特点及其繁殖特性,阐明了三叶鬼针草成功入侵的机制包括快速繁殖能力、较广的生态适应性、根系分泌物的化感作用等。最后,对三叶鬼针草未来的研究进行了展望,并总结了三叶鬼针草的防控策略。     

阔叶丰花草与2种菊科植物之间的化感作用

阔叶丰花草是一种适用于华南果园生草控草的一年生植物。为了揭示阔叶丰花草与果园常见杂草之间的竞争关系,研究了阔叶丰花草与两种菊科植物(胜红蓟和白花鬼针草)之间的化感作用。结果表明: 10～50 mg·mL^-1的阔叶丰花草水浸液处理显著抑制胜红蓟和白花鬼针草种子萌发和幼苗生长,胜红蓟和白花鬼针草的胚根长分别比对照降低57.4%～90.2%和57.3%～62.3%。胜红蓟和白花鬼针草水浸液对阔叶丰花草种子萌发也有较强的化感效应,在50 mg·mL^-1的浓度处理下,阔叶丰花草种子几乎不能萌发。经10 mg·mL^-1阔叶丰花草水浸液处理30 d后,胜红蓟播种苗的净光合作用、株高和生物量分别比对照降低15.2%、20.6%和41.5%,白花鬼针草播种苗的生物量也出现下降趋势;但胜红蓟和白花鬼针草水浸液处理对阔叶丰花草播种苗生长的影响均不显著。在混种条件下,阔叶丰花草的生物量与单种的水平相当,胜红蓟和白花鬼针草的生物量则分别比单种降低86.0%和27.1%。与胜红蓟和白花鬼针草相比,阔叶丰花草的化感优势在于除了能抑制对方的种子萌发,也能抑制其植株生长。     

外来入侵植物三叶鬼针草种子萌发与贮藏特性研究

研究了光照和温度对外来入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa L．)种子萌发的影响及种子在不同温度下贮藏后的发芽力变化。结果表明,光照和变温不是三叶鬼针草种子萌发的必要条件,在15～30℃恒温条件下萌发率均达到80％以上,35℃恒温显著抑制其萌发且发芽的种子不能正常发育;零下低温(-10℃)和零上低温(4℃)贮藏6个月的三叶鬼针草种子萌发率(分别为95％和94．7％)与贮藏前的萌发率(97．7％)相比无显著差异,而在室温下贮藏6个月的种子,随着贮藏时间的增加萌发率逐渐下降,6个月后不仅萌发率急剧下降到16％、萌发时间延长至10d,而且发芽的种子亦不能正常发育。     

黄瓜种子及其萌发期的化感作用研究

以大白菜、萝卜、番茄和黄瓜种子为受体,采用实验室培养皿种子发芽生物测试法研究了黄瓜种子浸提液、种子萌发、胚根和芽苗分泌物、芽苗腐解物和芽苗浸提液的化感效应。结果表明:(1)黄瓜种子浸提液对大白菜、萝卜、番茄和黄瓜种子萌发均有化感抑制作用,即黄瓜种子内含有某些化感抑制物质。(2)在水浸提过的黄瓜种子萌发过程中,它不仅对其近邻套种的大白菜、萝卜和番茄种子萌发产生化感抑制作用,而且其胚根和芽苗分泌物对后茬播种的4种蔬菜种子发芽也表现出不同程度的化感抑制作用;黄瓜芽苗腐解物和芽苗水浸提液也对各受体蔬菜种子发芽与生长产生不同程度的化感抑制作用,且随着腐解芽苗量的增加或浸提液浓度的升高,各受体蔬菜种子的发芽指标值、化感效应指数值和综合效应值随之降低。(3)黄瓜种子浸提液及芽苗各器官的化感物质对黄瓜种子的萌发与生长产生了自毒作用,且黄瓜芽苗腐解物、芽苗浸提液、胚根及芽苗分泌物对受体黄瓜的自毒作用均为最大。研究发现,黄瓜种子浸提液、种子萌发时期以及芽苗各器官的化感物质主要是通过抑制受体胚根的生长而起化感抑制作用,即受体蔬菜种子胚根对化感效应最为敏感;因黄瓜种子及萌发期释放化感物质的途径有所不同,导致受体大白菜、萝卜、黄瓜和番茄的化感响应也不相同;在黄瓜种子萌发和芽苗生长的早期,化感物质即开始在芽苗体内进行合成与积累,一部分可通过胚根和芽苗分泌途径释放到环境中,另一部分可通过芽苗腐解途径释放化感物质,并对受体蔬菜种子萌发与生长表现出较强的化感抑制作用。     

入侵植物北美车前和野胡萝卜种内及种间的化感作用

当前入侵植物种类和入侵范围均日益扩大,而多种入侵植物共同入侵同一生境的概率也逐渐增加。为探讨这些入侵植物种内和种间的化感作用以及化感作用对其竞争能力的影响,本研究以北美车前(Plantago virgica)和野胡萝卜(Daucus carota)为例,采用室内生物学测定法,分析了2种植物不同器官(根、茎或花序轴、叶)、不同浓度(CK、0.005、0.01和0.05 g·mL^-1)的水浸提液培养对其自身和对方种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,浸提液浓度对2种入侵植物种子萌发和幼苗生长的影响最大,且浓度、器官及物种之间存在显著交互作用。2物种各器官各浓度浸提液对二者种子萌发总体表现为抑制;中低浓度浸提液对同种植物幼苗生长有一定促进作用;高浓度浸提液尤其是野胡萝卜叶浸提液对二者种子萌发与幼苗生长均有显著抑制作用。综合化感效应指数表明,浸提液浓度越高抑制作用越强,地上部分化感效应强于地下,且野胡萝卜对北美车前的种间化感作用最强。由此可见,种内和种间化感作用是入侵植物在相同入侵地相互竞争的重要方式。     

不同作物秸秆对辣椒的化感效应

采用室内生物测定、室外盆栽的实验方法,研究了不同大田作物秸秆浸提液、腐解液及腐解物对辣椒的化感效应。结果表明:秸秆浸提液和腐解液对辣椒种子萌发的化感效应不同,浸提液抑制辣椒种子萌发,且随着浸提液浓度的增加,辣椒发芽指数、胚根长显著或极显著受到抑制,其中以大豆秸秆浸提液的抑制作用最强;秸秆腐解液对辣椒种子的萌发总体上表现为促进效应,腐解物对辣椒的株高、茎粗、鲜质量及根系活力均具有促进作用,且与腐解 物的添加量呈正比;不同秸秆腐解物的化感效应大小依次为玉米秸秆>水稻秸秆>大豆秸秆。     

香蕉园施用白花鬼针草的控草增效作用

[目的] 探索香蕉园施用白花鬼针草的可行性。[方法] 采用培养皿萌发试验生物测定法,以发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数等化感效应指标评价白花鬼针草对蕉园4种优势杂草的化感作用,同时通过盆栽模拟试验探讨香蕉园施用白花鬼针草后杂草、香蕉和土壤三者的关系。[结果] 当白花鬼针草浸提液浓度为0.0125 g·mL^-1时,对马唐综合化感效应为促进作用,对短叶水蜈蚣、牛筋草、柔弱斑种草综合化感效应为抑制作用,白花鬼针草浸提液浓度为0.025~0.1 g·mL^-1,对4种受体杂草综合化感效应均为抑制作用;白花鬼针草处理具有降低种子发芽率,延缓种子发芽时间的作用,同时对杂草萌发后的鲜重有微弱促进作用,但这种促进作用较弱,综合化感效应表现为抑制作用。随着白花鬼针草茎、叶施用量的增加,控草增效作用不断提升,当施用量为400 g·株^-1时,控草增效作用最佳,对杂草综合株防效为78.99%,综合鲜重防效为70.60%,香蕉苗生物量增加19.79%,土壤有机碳、碱解氮、速效钾依次增加8.72%、10.36%、16.30%。[结论] 本研究初步探明了在香蕉园施用白花鬼针草具有防控蕉园优势杂草、提高土壤肥力和促进香蕉生长的效应。     

黑荆（Acacia mearnsii）对几种林下植物种子萌发的化感作用

研究了入侵植物黑荆（Acacia mearnsii De Willd.）不同地上器官、不同浓度水浸提液对杜虹花（Callicarpa formosana Rolfe.）、紫薇（Lagerstroemia indica Linn.）、白花败酱（Patrinia villosa Juss.）、田麻（Corchoropsis tomentosa(Thunb.) Makino）4种植物种子的化感作用。结果表明黑荆茎、叶和豆荚水浸提液对4种植物的种子萌发均有不同程度的抑制作用。（1）黑荆不同地上器官对杜虹花、白花败酱、田麻的化感作用强度为叶>茎>豆荚,对紫薇的化感效应与浸提液的浓度有关,低浓度时茎>叶>豆荚,高浓度时豆荚>茎>叶。（2）同一器官的水浸提液对各植物化感效应不同,豆荚水浸提液对杜虹花、白花败酱、紫薇的种子萌发表现为较强的抑制作用,而对田麻则影响不显著。（3）高浓度茎水浸提液对种子萌发抑制作用的强度表现为田麻>杜虹花>紫薇>白花败酱。（4）随着浓度的增加,黑荆不同地上器官的水浸提液对杜虹花、白花败酱和田麻种子萌发的影响都呈现抑制作用增强的趋势。（5）黑荆的入侵可能通过化感作用抑制林下植物种子的萌发而对森林物种多样产生负面影响。     

岩生植物金发草对作物的化感效应

采用生物测定法研究金发草根、茎、叶水浸提液对水稻、小麦、油菜和莴苣等4种受体植物的化感作用。结果表明,金发草根、茎、叶水浸提液对4种受体植物种子萌发和幼苗生长均具化感作用,且随着水浸提液浓度的增高而增强。除水稻外,小麦、油菜、莴苣的发芽速率均受金发草水浸提液的显著抑制,但对最终发芽率影响不显著,说明金发草对植物种子萌发的化感作用主要是延迟种子发芽时间;金发草对作物幼苗生长的化感作用总体上表现为促进地上部分生长而抑制地下部分的生长。受体植物不同发育期对金发草化感作用的敏感程度不同,幼苗期高于萌发期;金发草叶的化感作用最强,其综合效应分别为根与茎的2.14倍和2.56倍。     

外来红树植物拉关木对乡土种桐花树和正红树的化感作用研究

为了探究外来红树植物拉关木对乡土红树植物的化感作用,该研究观察了不同浓度(0.1、0.3、0.5g·mL~(-1))的拉关木根、叶水浸提液对乡土红树植物桐花树和正红树的胚轴(种子)萌发、幼苗生长及叶片抗氧化酶活性的影响。结果表明:(1)拉关木水浸提液对桐花树种子的成苗率、萌发指数和根长均存在抑制作用,其中对根长的抑制作用随水浸提液浓度的提高而增强。(2)根水浸提液对桐花树幼苗的根长、苗高、生物量等生长指标的影响总体上均表现为低浓度促进,高浓度抑制。(3)拉关木水浸提液对正红树胚轴的萌发率、萌发指数、生长指标均表现为促进作用,且根水浸提液0.1、0.3 g·mL~(-1)处理组的芽长以及根、叶水浸提液0.1、0.3 g·mL~(-1)处理组的生物量显著大于对照组;拉关木水浸提液对正红树幼苗的生物量也表现为促进作用。(4)抗性生理方面,随着拉关木水浸提液浓度的升高,桐花树和正红树幼苗SOD活性降低,正红树幼苗POD活性在根水浸提液0.3 g·mL~(-1)和叶水浸提液0.1 g·mL~(-1)处理组显著高于对照组。以上结果表明,不同乡土植物对拉关木化感作用的敏感性不同,拉关木水浸提液抑制了桐花树的生长,而对正红树的生长则表现出一定程度的促进作用。     

滇重楼种子水浸液对三种植物种子萌发和幼苗生长的影响

利用滇重楼(Paris polyphylla Smith var.yunnanensis(Franch.)Hand.-Mazz.)种子外种皮和胚乳的水浸液对白菜(Brassica pekinensis(Lour.)Rupr.)、绿豆(Vigna radiata(Linn.)Wilczak)、小麦(Triticum aestivum L.)种子进行处理,研究滇重楼种子水浸液对3种植物种子萌发、幼苗生长和保护酶活性的影响,并利用GC-MS方法对滇重楼种子内源抑制物的成分进行分析。结果显示,不同浓度滇重楼外种皮、胚乳水浸液对上述3种受体植物的发芽率、苗高、根长及鲜重均产生影响,其作用强度和水浸液的浓度有关,总体上表现出低促高抑的双重浓度效应。滇重楼种子水浸液对白菜的影响作用最强,对绿豆的影响作用最弱,且胚乳水浸液的影响较外种皮强。不同浓度滇重楼种子外种皮和胚乳水浸液均能影响3种植物幼苗体内保护酶的活性,随着水浸液浓度的升高,叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性总体增加,与对照相比差异显著。白菜、小麦过氧化氢酶(CAT)活性减少,与对照相比差异显著;绿豆过氧化氢酶(CAT)活性增加,但与对照相比无显著差异。利用GC-MS方法从胚乳和外种皮水浸液中分别检出8种和2种物质。研究结果表明滇重楼种子中存在内源抑制物质,可能是导致种子休眠的原因;种子水浸液可能通过影响植物幼苗保护酶的活性进而影响其正常生长;有机酸类物质可能是滇重楼种子内源抑制物之一。     

画眉草种子萌发对策及生态适应性

研究了画眉草种子在不同贮藏条件以及光照、温度和降雨等环境因素下的萌发对策.结果表明,画眉草新种子具有较强的内在休眠;4个月的干藏和冷藏处理对解除种子休眠作用不明显,但较长时间的贮藏（干藏1年）则能促进种子成熟.画眉草种子在光照和黑暗条件下都能萌发,但较强的光照更有利于种子萌发.种子萌发适宜温度是28 ℃,温度升高和降低都会导致画眉草种子萌发率下降;变温条件下（16～28 ℃）种子萌发率高于恒温28 ℃条件,但两个处理间的萌发率没有显著差异.种子萌发降雨阈值是10 mm,种子萌发率和萌发持续时间均随降雨量的增加而增加.画眉草种子具有迅速萌发和推迟萌发时间超过1年以上两种萌发对策.根据种子形态特征和萌发策略,推断画眉草具有持久土壤种子库.     

落叶松水浸液对胡桃楸种子萌发和幼苗生长的影响

研究了落叶松水浸液对胡桃楸种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明,与对照相比,25 g ·kg^-1浓度的落叶松根水浸液,125 g·kg^-1浓度的落叶松皮、枝水浸液对胡桃楸种子发芽率、发芽指数均表现出显著的促进作用（P＜0.05）;12.5 g·kg^-1和25 g·kg^-1浓度的落叶松根水浸液、12.5 g·kg^-1浓度的落叶松皮水浸液对胡桃楸幼苗苗高、地径生长的促进作用显著（P＜0.05）.高浓度的落叶松叶水浸液对胡桃楸种子萌发和幼苗生长具有明显的促进作用（P＜0.05）.而落叶松叶水浸液对胡桃楸种子发芽率、发芽指数、苗高以及地径的促进作用却随着水浸液浓度的降低,呈逐渐下降的趋势.施加落叶松水浸液对胡桃楸种子萌发以及幼苗生长的促进作用可能与树种间的化学相互作用有关.     

本氏针茅根际土提取物对本氏针茅及其优势种种子萌发的影响

以本氏针茅及其优势种大针茅和百里香种子为受体,采用生物检测的方法研究了0(对照)、0.1、0.2和0.5g/mL本氏针茅根际土甲醇浸提液和水浸提液对3种受体种子萌发的影响,以探究草地演替过程中物种间的生态关系和化感作用的表现形式。结果显示:(1)甲醇浸提液对3种受体种子的发芽均有抑制作用;水浸提液对本氏针茅发芽有促进作用,对百里香有部分促进作用,而对大针茅有抑制作用。(2)甲醇浸提液对本氏针茅和大针茅胚根和胚芽生长无显著影响,而抑制百里香胚根和胚芽的生长;水浸提液对本氏针茅胚根生长无显著影响,对本氏针茅胚芽生长具有显著促进作用,而对其它两种受体胚根和胚芽均无显著影响。(3)各种浓度甲醇浸提液对大针茅和百里香生长表现出了化感综合抑制效应,对本氏针茅生长于0.2g/mL时表现出化感综合抑制效应,其它2种浓度(0.1、0.5g/mL)表现为化感综合促进效应;水浸提液对本氏针茅和百里香表现为化感综合促进效应,而对大针茅表现为化感综合抑制效应。研究表明,本氏针茅根际土甲醇浸提液和水浸提液的化感物质存在差异;不同受体对同一浸提液反应不同,同一受体对不同浸提液的反应也不同。     

铁核桃根与叶水浸提液对果园间作绿肥植物的化感作用及其生理机制

以西南地区具有代表性的16种绿肥植物为受体材料,采用培养皿药膜法研究了铁核桃(Juglans sigillata)根水浸提液对受体种子发芽率及幼苗鲜重、干重的化感效应;并进一步研究了铁核桃根、叶水浸提液和胡桃醌对化感效应存在明显差异的4种绿肥植物(绿豆、红三叶、白三叶、花生)种子萌发与幼苗生长以及抗氧化酶特性的影响,以筛选适宜中国西南地区核桃园种植的绿肥植物,探讨核桃根和凋落物对绿肥作物的化感作用机制。结果表明:(1)铁核桃根水浸提液对绿豆的发芽率没有影响,但对绿豆幼苗鲜重和干重有显著抑制作用,而对其他15种绿肥的发芽率和鲜重、干重均有抑制作用。(2)胡桃醌显著抑制绿豆种子萌发,而铁核桃根或叶水浸提液对绿豆种子萌发没有影响。(3)铁核桃根或叶水浸提液以及胡桃醌对绿肥植物幼苗生长的化感效应趋势一致,但核桃根或叶水浸提液的化感效应强于胡桃醌。(4)绿豆幼苗在铁核桃根或叶水浸提液以及胡桃醌处理下,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性均高于其他3种(红三叶、白三叶、花生)受体幼苗,表明绿豆清除活性氧能力高,细胞受损害程度较低,受化感作用影响最弱。研究认为,绿豆为适宜中国西南地区幼龄核桃园种植的间作绿肥植物。     

乡土植物白刺花对紫茎泽兰化感作用的响应

为了解乡土植物白刺花对紫茎泽兰化感作用的耐受程度及抵御机理,以2—3年生紫茎泽兰叶片为供体材料,用不同浓度的紫茎泽兰叶片浸提液处理白刺花种子及幼苗。结果表明:紫茎泽兰叶片浸提液对白刺花的影响为低浓度促进,高浓度抑制。当浓度为0.5%时促进效应最强,当浓度大于2.0%时抑制效应明显增加。白刺花种子萌发速率比萌发率对紫茎泽兰化感作用反应敏感,胚轴比胚根敏感,随着幼苗的生长,其抵御紫茎泽兰化感作用的能力逐渐增强,丙二醛的含量与植株生长响应规律相对应,并且经紫茎泽兰浸提液处理能极大的增加白刺花幼苗菌根率,缩短菌根形成的时间。     

豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子萌发与入侵扩散关系

豚草(Ambrosia artemisiifoliaLinn.)和三裂叶豚草(A. trifidaLinn.)是我国恶性入侵物种,分布常呈高密度单一种群,且结实量庞大。探讨二者不同植株部位种子萌发(休眠)与扩散特点,对了解二者入侵机制具有重要意义。以新疆伊犁新源县发生的豚草和三裂叶豚草为材料,在种子成熟期,根据植株高度、枝条长度,按比例从上到下分为9个部位,对不同植株部位种子的形态特征、数量和萌发特性进行比较,分析这两种植物不同植株部位种子萌发与扩散的共性和差异性,研究二者种群密度调节和入侵的关系。结果表明:1)两个物种内不同植株部位间种子的长、宽、百粒重无显著差异,但三裂叶豚草种子的长度和宽度分别是豚草的2—3倍,百粒重高7倍。结合两个物种在伊犁地区分布差异,认为种子大小是两个物种分布区域性差异的原因之一。2)豚草和三裂叶豚草植株外部的上顶、中顶、上中部位种子数占植株总种子数量的50%,中中、下顶占比约23%,而下部的上基、中基、下中、下基的种子数占比约27%,表明当年生产的种子有近73%的比例具有远距离扩散的潜力。3)豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子的萌发率具有上端中端下端的趋势;初始萌发时间为下端中端上端;萌发持续时间为上端中端下端。这种萌发方式避免了同一生长季大批种子同时萌发有可能导致高密度死亡的风险。基于上述研究分析,认为豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子具有不同的适应功能。其中,上部所产生的种子具较强的扩散能力和低休眠性,有利于两物种快速占据新生境并扩大种群;而中、下部位的种子在母株周围就近扩散,翌年萌发率低,缓解了种群竞争。豚草和三裂叶豚草不同植株部位生产的种子特性和萌发差异是两个物种进行种群密度调节和扩散入侵的重要原因。