煙草葉片水浸提液對(duì)水稻種子萌發(fā)的化感效應(yīng)研究

摘要：以水稻種子作為試驗(yàn)材料，研究不同濃度（10、30、60、90 g/L）的煙草葉片水浸提液對(duì)水稻種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。選取子粒飽滿、大小均一、經(jīng)2%次氯酸鈉溶液消毒的水稻種子，每100粒種子裝于鋪有兩層濾紙的90 mm培養(yǎng)皿中，分別加入濃度為10、30、60、90 g/L的煙草葉片水浸提液，以去離子水處理的作為對(duì)照，在光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。結(jié)果表明，隨煙草葉片水浸提液濃度的增大；其對(duì)水稻種子萌發(fā)、苗高和根長(zhǎng)的化感抑制作用增強(qiáng)。但是，低濃度煙草葉片水浸提液對(duì)水稻種子幼苗鮮重具有促進(jìn)作用，高濃度表現(xiàn)出抑制作用。POD活性隨煙草葉片水浸提液濃度增加呈現(xiàn)出先上升后下降的變化。煙草對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響隨煙草釋放的化感物質(zhì)量的增多其影響作用增強(qiáng)，主要表現(xiàn)出抑制作用，但對(duì)水稻幼苗鮮重的影響呈現(xiàn)出低促高抑的雙重效應(yīng)，對(duì)其POD活性也造成影響。

關(guān)鍵詞：煙草；水浸提液；水稻；化感效應(yīng)

中圖分類號(hào)：S184 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）19-4658-03

化感作用（Allelopathy）是生態(tài)系統(tǒng)中生物之間普遍存在的關(guān)系。它是植物通過(guò)淋溶、揮發(fā)、殘?bào)w分解和根系分泌向環(huán)境中釋放化學(xué)物質(zhì)，而對(duì)周圍植物（包括微生物）產(chǎn)生間接或直接的有害或有利的作用。植物化感作用的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用對(duì)于建立合理的耕作制度、實(shí)現(xiàn)農(nóng)林業(yè)的持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1，2]。煙稻輪作是我國(guó)南方丘陵山區(qū)一種重要的經(jīng)濟(jì)作物與糧食作物輪作方式[3]?？緹熍c水稻輪作可改良土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤肥力，改善土壤通透性，減少煙、稻病蟲(chóng)基數(shù)，減少雜草，提高土地復(fù)種指數(shù)，充分利用豐富的日照和溫度資源，增加農(nóng)民收入。目前，關(guān)于煙草與水稻之間化感作用的研究較少，明確兩者之間的化感作用有利于克服水稻受到的化感物質(zhì)影響。當(dāng)土壤中存在一定濃度的化感物質(zhì)可能會(huì)對(duì)下茬作物的細(xì)胞分裂、伸長(zhǎng)和亞顯微結(jié)構(gòu)，植物激素分布、運(yùn)輸及活性，酶功能和活性，K+、Ca2+、HPO42-等離子和水分吸收，呼吸作用和光合作用，蛋白質(zhì)合成和基因表達(dá)等方面產(chǎn)生影響[4]。本試驗(yàn)研究了不同濃度煙草葉片水浸提液對(duì)水稻種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的化感作用，為深入研究煙草化感作用和煙稻輪作栽培模式的大力發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供體材料為煙草植株新鮮葉片，采自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)實(shí)驗(yàn)基地。受體材料為水稻種子（品種為岡優(yōu)188），購(gòu)自成都溫江城區(qū)種子經(jīng)營(yíng)店。

1.2 方法

2 結(jié)果與分析

2.1 煙草葉片水浸提液對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響

不同濃度的煙草葉片的水浸提液對(duì)水稻種子的萌發(fā)產(chǎn)生化感作用，隨著浸提液濃度的逐漸升高，水稻種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率與對(duì)照相比差異達(dá)到顯著或極顯著水平（表1）?；行?yīng)隨水浸提液濃度增大而增強(qiáng)。當(dāng)煙草葉片水浸提液濃度大于60 g/L時(shí)，其化感作用抑制率明顯升高。由表1可知，不同濃度下的煙草葉片水浸液都表現(xiàn)出對(duì)水稻種子發(fā)芽勢(shì)的化感抑制作用強(qiáng)于對(duì)發(fā)芽率的化感抑制作用。表明煙草葉片的水浸液在一定程度上能夠推遲水稻種子的萌發(fā)。

2.2 煙草葉片水浸提液對(duì)水稻種子幼苗的影響

煙草葉片水浸提液同樣也對(duì)水稻種子幼苗產(chǎn)生影響。由表2可知，煙草葉片水浸提液濃度在0～30 g/L時(shí)，對(duì)苗高的抑制作用在0.05水平和0.01水平上差異均達(dá)顯著，而濃度大于60 g/L時(shí)，對(duì)苗高的抑制作用只在0.05水平上顯著。在根長(zhǎng)方面，隨煙草葉片水浸提液濃度的增大，均表現(xiàn)出極顯著的差異，對(duì)根系的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利作用。在低濃度下（10 g/L）時(shí)，煙草葉片水浸提液對(duì)苗高的化感作用比對(duì)根長(zhǎng)的化感作用強(qiáng)；隨濃度增大到30 g/L及其以上時(shí)，煙草葉片水浸提液對(duì)根長(zhǎng)的化感抑制作用大于對(duì)苗高的化感抑制作用。表明低濃度的煙草葉片水浸提液對(duì)水稻地上部分的株高生長(zhǎng)具有一定的抑制作用，而對(duì)水稻地下部分根長(zhǎng)生長(zhǎng)的影響小于地上部分。

煙草葉片水浸提液對(duì)水稻種子幼苗鮮重的影響與萌發(fā)、苗高和根長(zhǎng)的影響不同。由表3可知，隨煙草葉片水浸提液濃度的增大，化感效應(yīng)對(duì)水稻種子幼苗鮮重的影響效果由顯著達(dá)極顯著。當(dāng)濃度為10 g/L時(shí)，水浸提液對(duì)幼苗鮮重表現(xiàn)促進(jìn)作用。當(dāng)濃度為30 g/L時(shí)，水浸提液對(duì)幼苗鮮重產(chǎn)生抑制作用，表現(xiàn)出幼苗鮮重的降低，且這種化感抑制作用隨煙草葉片水浸提液濃度的增大而增強(qiáng)。表明低濃度浸提液對(duì)幼苗鮮重有促進(jìn)作用，高濃度浸提液對(duì)幼苗鮮重產(chǎn)生抑制作用。

煙草葉片水浸提液對(duì)水稻種子幼苗POD活性產(chǎn)生影響。POD是植物清除自由基酶促防御系統(tǒng)的關(guān)鍵酶[10]。它能清除和減少植物體內(nèi)活性氧自由基，防止細(xì)胞內(nèi)過(guò)量自由基對(duì)生物大分子和質(zhì)膜的破壞并可以催化有毒物質(zhì)氧化分解。由圖1可知，在0～60 g/L時(shí)POD活性隨水浸液濃度的增大而增大，60 g/L時(shí)達(dá)到最大，此后隨濃度的增加其POD活性降低。幼苗的POD酶為了抵御外界的不良環(huán)境，其分泌量增加，至達(dá)到最大值，此后隨著煙草葉片水浸提液濃度增加，幼苗POD酶活性下降，若是濃度持續(xù)增加，將會(huì)引起幼苗的死亡。

3 小結(jié)與討論

煙草葉片不同濃度的水浸提液對(duì)水稻種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)存在不同程度的化感抑制效應(yīng)，其中在同一濃度下發(fā)芽勢(shì)受到的化感抑制作用大于發(fā)芽率。低濃度下幼苗苗高受到的化感抑制作用大于幼苗根長(zhǎng)，而高濃度下幼苗根長(zhǎng)受到的化感抑制作用大于幼苗苗高。水稻幼苗鮮重方面，10 g/L的煙草葉片水浸提液對(duì)其具有促進(jìn)作用，30 g/L及其以上則表現(xiàn)出抑制作用。表現(xiàn)出低促高抑的雙重效應(yīng)。與前人研究證實(shí)的化感物質(zhì)具有低濃度促進(jìn)高濃度抑制相符[11]。生理方面，不同濃度的水浸提液均對(duì)水稻幼苗POD活性產(chǎn)生影響，在較低濃度范圍內(nèi)，隨濃度的提高POD活性增大，當(dāng)達(dá)到最大值時(shí)，再增加濃度，POD活性則逐漸降低。煙草葉片水浸提液對(duì)水稻種子的化感效應(yīng)研究為煙稻輪作過(guò)程中進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量的研究提供了依據(jù)，由于煙草葉片的低濃度水浸提液對(duì)水稻苗高具有抑制作用，且抑制作用不強(qiáng)，這對(duì)水稻合理改變株型，降低株高，提高抗倒伏的能力具有重要意義?；形镔|(zhì)不僅可以直接作用于相鄰作物，還通過(guò)土壤作為介質(zhì)來(lái)影響相鄰和下茬作物。針對(duì)煙稻的輪作方式，要進(jìn)一步探究煙草對(duì)水稻的化感效應(yīng)還需要通過(guò)盆栽或田間試驗(yàn)來(lái)研究煙草釋放出的化感物質(zhì)對(duì)水稻各種生理生化指標(biāo)的影響。

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