基本信息
- 项目名称：
- 加拿大一枝黄花对革命草的化感作用研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 加拿大一枝黄花和革命草都是外来入侵杂草，通过研究加拿大一枝黄花来治理革命草，为抑制这两种杂草的疯长找到两全其美的方法；为开发一种绿色除草剂提供了理论基础，对农业生产具有重要义。 该研究采用不同浓度的加拿大一枝黄花的地上部分和地下部分的水浸提液对革命草进行喷洒处理，分别测定不同处理下的革命草植株的鲜重。
- 详细介绍：
- 加拿大一枝黄花对革命草的化感作用研究 王敏，韩文华，杨秀芳，李豪杰 （湖南生物机电职业技术学院，长沙 410128） 摘要：该研究采用不同浓度的加拿大一枝黄花的地上部分和地下部分的水浸提液对革命草进行喷洒处理，分别测定不同处理下的革命草植株的鲜重。结果表明：（1）加拿大一枝黄花水浸液对革命草的生长有抑制作用，并随浓度的增加抑制作用加强；（2）在处理浓度为0.5g/ml时加拿大一枝黄花地上部分与地下部分水浸提液对革命草的抑制作用差异显著。 关键词：加拿大一枝黄花；革命草；化感作用 The study on allelopathy of solidago canadensis L.to Alligator Alternanthera Herb WANG Min, HAN Wen-hua,YANG Xiu-fang,LI Hao-jie (Hunan biological the vocational technical college Changsha 410128) Abstract: The extract from the organs above and blow ground of Solidago canadenis was used to treat Alligator Alternanthera Herb, then determine the fresh weight of Alligator Alternanthera Herb under the different treatment. The main results were as follows: (1) High concentration of water extract of Solidago canadensis could restrain Alligator Alternanthera Herb, and concentration of restraining strengthen;(2) In dealing with the concentration of 0.5 g/ml solidago canadensis when the part and underground water leaching solution to the Alligator Alternanthera Herb of significant inhibitory effect. Key words: solidago canadensis；Alligator Alternanthera Herb；allelopathy 生物入侵已造成巨大的经济和生态后果，严重威胁全球生物多样性，成为人类所面临的巨大挑战[1] [2]。开展我国境内危害严重的外来入侵植物的生态学过程与控制机制的研究，具有重要的理论和实践意义。 加拿大一枝黄花（Solidago Canadensis L.）属菊科（Asteraceae）一枝黄花属（Solidago）,目前，加拿大一枝黄花已被我国列入林业检疫性有害生物名单，极有可能发展成为继茎泽兰之后的又一外来恶性杂草，亟需对其入侵、定居和扩散的机制以及生态适应性开展研究，制定出综合治理的策略，控制其进一步的蔓延、危害[3，4]。 研究表明，加拿大一枝黄花具有较强的化感作用[5]，Abhilasha等[6]证实加拿大一枝黄花在欧洲通过化感物质的释放来制约当地物种的生长，进而占居新的领地。加拿大一枝黄花的不同部位对农作物的生长都存在一定的化感抑制作用，并且其化感效应与浓度存在一定的关系。 革命草属苋科（Amaranthaceae）莲子草属（Alternanthera Forsk）多年生草本植物,目前，革命草成为危害严重的恶性杂草。关于加拿大一枝黄花对这革命草的化感效应还未见报道。本研究以革命草为受试植物，研究了加拿大一枝黄花地上、地下器官对革命草的化感效应，以为合理开发利用加拿大一枝黄花提供理论基础。 1 材料与方法 1.1 材料 革命草植株采于湖南生物机电职业技术学院内；加拿大一枝黄花于2010年10月上旬采自长沙汽车南站附近荒地（由本院周杰良副教授鉴定）。 1.2 方 法 1.2.1 浸提液的制备 将采集的加拿大一枝黄花植株放在室温下，自然风干后，取地上部分剪碎成0.5cm小段，称取10、20、40g，浸在400mL蒸馏水中。取地下部分剪碎成0.5cm小段，称取5、10、20g，浸在200mL蒸馏水中，分别放在室温下浸泡48个小时，然后用干净的三层纱布过滤，配成浓度为0.025g/ml、0.05g/ml、0.1g/mL的浸提液原液，放入冰箱备用，另设蒸馏水为对照,重复三次。加拿大一枝黄花地上部分、地下部分水浸液的浓度为0.025、0.05、0.1g/ml分别记为A1、A2、A3；U1、U2、U3。 1.2.2 营养液的配制 （1） 母液的配制：按照日本园式配方配置营养液。 A母液：Ca(NO3)2•4H2O 1.89（g）、KNO3 1.62(g) 。 B母液：NH4H2PO4 3.06(g)、MgSO4•7H2O 9.86(g)。 C母液：Na2Fe-EDTA 20.0(g)、H3BO3 2.86(g)、MnSO4•4H2O 2.13(g)、ZnSO4•7H2O、0.22(g)、CuSO4•5H2O 0.08(g)、(NH4)6Mo7O24•4H2O 0.02(g)。 把各种物质溶解，配成A、B、C母液各1L，A、B母液浓缩10倍，C母液浓缩1000倍。 （2）工作营养液的配制：用上述母液配制2L的工作营养液。首先量取A母液0.5L倒入浇杯中，再量取B母液0.5L慢慢倒入其中，并不断加水称释,最后量取C母液0.002L，加入其中，然后加水定容至2L。 1.2.3 加拿大一枝黄花化感活性测定方法 加拿大一枝黄花化感活性的测定采用称鲜重法。称取相同重量(3g)的革命草植株放在相同大小的塑料杯中用营养液培养,再加入配好的加拿大一枝黄花不同部位、不同浓度的浸提液,观察记录革命草的生长情况，一周后称取革命草的鲜重,并与空白做对比。 1.2.4 数据处理方法 称量植物的鲜重，对数据进行方差分析，采用SSR法进行差异显著性检验。 2 结 果 与 分 析 2.1 一周内加拿大一枝黄花的浸提液对革命草的生长影响 从表1可知，在第一天内加拿大一枝黄花对革命草未产生化感作用；高浓度的加拿大一枝黄花的地上和地下部分均抑制革命草长根；低浓度的则要在第四天才开始表现对革命草的生长起抑制作用；第七天,加拿大一枝黄花地上部分水浸提液的浓度为0.1g/ml时其对革命草的抑制作用要明显。 表1 一周内各处理对革命草的生长影响 CK A1 A2 A3 U1 U2 U3 第1天 茎叶和根生长良好 茎叶和根生长良好 茎叶和根生长良好 茎叶和根生长良好 茎时和根生长良好 茎叶和根生长良好 茎叶和根生长良好 第2、3天 长了新的水生根 长了新的水生根 没长根 没长根 长了新的水生根 没长根 没长根 第4、5、6天 长势良好 长势一般 茎叶和有点枯萎，根变色，软化 茎叶枯萎严重，根发霉 长势一般 茎叶和有点枯萎，根变色，软化 茎叶枯萎严重，根发霉 第7天 长了新根，新叶 叶子有少数枯萎 大多枯萎 植株死亡 叶子有少数枯萎 大多枯萎 植物倒伏未死亡 2.2 加拿大一枝黄花地上、地下部分水浸提液对革命草的影响 从表2、3、4可知，6个处理的革命草的鲜重均不同程度地低于对照组，表明加拿大一枝黄花地上部分和地下部分的水浸提液对革命草的生长具有抑制作用；从表2可知，在处理浓度为0.1g/ml时，加拿大一枝黄花的地上部分水浸提液对革命草的抑制作用达到显著水平；从表2可知，在处理浓度为0.05g/ml和0.1g/ml时，加拿大一枝黄花地下部分水浸提液对革命草的抑制作用达极显著水平。由此可知,加拿大一枝黄花地上、地下部分水浸提液对革命草的抑制作用随浓度的增大抑制作用变强。 从表4可知，在处理浓度为0.5g/ml时加拿大一枝黄花地上部分与地下部分水浸提液对革命草的抑制作用差异显著。 表2 加拿大一枝黄花地上部分水浸液对革命草鲜重的影响 处理 平均数 差异显著性 0.05 0.01 CK 3.25 a A A1 3.23 a A A2 3.10 a A A3 2.51 b A 表3 加拿大一枝黄花地下部分水浸提液对革命草鲜重的影响 处理 平均数 差异显著性 0.05 0.01 CK 3.25 a A U1 3.17 a A U2 2.74 b B U3 2.70 b B 表4 加拿大一枝黄花地上、地下部分水浸提液对革命草鲜重的影响 处理 平均数 差异显著性 0.05 0.01 CK 3.25 a A A1 3.23 a A U1 3.17 a AB A2 3.10 a AB U2 2.74 b ABC U3 2.70 b BC A3 2.51 b C 注：相同的字母表示无显著差异。 3 讨论与结论 由于加拿大一枝黄花超强的适应能力和繁殖能力，使其能在我国快速扩展，成为恶性杂草。因此，加强对加拿大一枝黄花的防控，对保证农业增产、农民增收具有重要意义。我国学者夏文孝等[7]、张劲松等[8]、王开金等[9] 对加拿大一枝黄花的精油成分进行了分析，其主要为萜类化合物，这类物质大部分具有挥发性，因而影响周围植物的萌发与生长。 试验结果表明，加拿大一枝黄花对革命草具有化感效应。无论是加拿大一枝黄花地上部分还是地下部分的水浸提液都对革命草的生长起抑制作用，且随浓度的增加抑制作用加强,进而说明外来物种的化感作用不仅只对本地物种起作用,只是化感效应相对要弱。若能将加拿大一枝黄花开发为植物源农药，化害为利，将是一项有意义的研究工作。 本实验使用称鲜重法，也是第一次用植株为受体物，在很多方面存在一定的误差，再加上加拿大一枝黄花中发挥化感效应具体化学成分及其释放机制以及影响其化感作用的因素有待于进一步深入研究。 参考文献 [1] Ding J Q，Mack R N，Lu P，et al．China，s booming economy is sparking and accelerating biological invasions[J]．BioScience，2008，58：317—324． [2] Vitousek P M，D，Antonio C M，Loope L L，et al．Introduced species：a significant component of human - caused global change [J]．New Zealand Journal of Ec ol ogy，1997，21：1—16． [3] 董梅，陆建忠，张文驹等．加拿大一枝黄花一种正在迅速扩张的外来人侵植物[J]．植物分类学报，2006，44(1)：72 —85 ． [4] 郭水良，方芳．入侵植物加拿大一枝黄花对环境的生理适应性研究[J ]，植物生态学报，2003，27 ( 1 )：47—52 ． [5] 夏文孝，何伟，文光裕．加拿大一枝黄花的精油成分[J]．植物学通报，1999，16(2)：178—181． [6] 张劲松，李博，陈家宽等．加拿大一枝黄花挥发油成分及其抗菌活性[J]．复旦学报：自然科学版，2006，45(3)：412—416． [7] 王开金，李宁，陈列忠等．加拿大一枝黄花精油的化学成分及其抗菌活性[J]．植物资源与环境学报，2006，15(1)：34—36． [8] 周凯，郭维明．加拿大一枝黄花根系和根际土壤水浸液对萝卜和白菜种子萌发及幼苗生长的影响[J ]． 西北 植物学报，2005，25 (1)：174— 178． [9] Abhilasha D，Quintana N，Vivanco J，et a1．Do allelopathic compounds in invasive Solidago Canadensis S．1．restrain the native Europe - an flora ? [J]．Journal of Ecology，2008，96：993 —1001.
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：探究加拿大一枝黄花的提取物对“革命草”等杂草生长的抑制作用，利用加拿大一枝黄花的毒性要抑“革命草”等杂草的生长。
科学性、先进性及独特之处
- 人们通常会想用什么办法要治理加拿大一枝黄花、革命草，却不会把这两种植物联系起来，用加拿大一枝黄花来治理革命草可谓是“以毒攻毒”。
应用价值和现实意义
- 1．目前革命草仍是到处都是，最近一段时间以来，在长沙市第三水厂里面，一片约5平方米的加拿大一枝黄花正肆意生长，它们周边的植被都已奄奄一息，若用加拿大一枝黄花的提取物来喷洒革命草是一种很方便的办法，将会得广大群众的喜爱。
学术论文摘要
- 该研究采用不同浓度的加拿大一枝黄花的地上部分和地下部分的水浸提液对革命草进行喷洒处理，分别测定不同处理下的革命草植株的鲜重。结果表明：（1）加拿大一枝黄花水浸液对革命草的生长有抑制作用，并随浓度的增加抑制作用加强；（2）在处理浓度为0.5g/ml时加拿大一枝黄花地上部分与地下部分水浸提液对革命草的抑制作用差异显著。
获奖情况
- 2010年12月发表在《湖南生物机电职业技术学院学报
鉴定结果
- 优秀
参考文献
- 1] Ding J Q，Mack R N，Lu P，et al．China，s booming economy is sparking and accelerating biological invasions[J]．BioScience，2008，58：317—324． [2] Vitousek P M，D，Antonio C M，Loope L L，et al．Introduced species：a significant component of human - caused global change [J]．New Zealand Journal of Ec ol ogy，1997，21：1—16． [3] 董梅，陆建忠，张文驹等．加拿大一枝黄花一种正在迅速扩张的外来人侵植物[J]．植物分类学报，2006，44(1)：72 —85 ． [4] 郭水良，方芳．入侵植物加拿大一枝黄花对环境的生理适应性研究[J ]，植物生态学报，2003，27 ( 1 )：47—52 ． [5] 夏文孝，何伟，文光裕．加拿大一枝黄花的精油成分[J]．植物学通报，1999，16(2)：178—181． [6] 张劲松，李博，陈家宽等．加拿大一枝黄花挥发油成分及其抗菌活性[J]．复旦学报：自然科学版，2006，45(3)：412—416． [7] 王开金，李宁，陈列忠等．加拿大一枝黄花精油的化学成分及其抗菌活性[J]．植物资源与环境学报，2006，15(1)：34—36． [8] 周凯，郭维明．加拿大一枝黄花根系和根际土壤水浸液对萝卜和白菜种子萌发及幼苗生长的影响[J ]． 西北 植物学报，2005，25 (1)：174— 178． [9] Abhilasha D，Quintana N，Vivanco J，et a1．Do allelopathic compounds in invasive Solidago Canadensis S．1．restrain the native Europe - an flora ? [J]．Journal of Ecology，2008，96：993 —1001
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