葎草水浸液對(duì)小麥種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

柴夏華　押輝遠(yuǎn)

摘要：為了探討葎草（Humulus scandens）的化感作用，研究了不同濃度葎草水浸液對(duì)小麥種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，低濃度水浸液處理下，小麥種子的萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)情況與對(duì)照組無(wú)差異，高濃度水浸液對(duì)種子的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)具有抑制作用，且隨著濃度的升高，抑制作用在不斷地增強(qiáng)。但當(dāng)濃度為0.200 g/mL時(shí)，其對(duì)小麥幼苗的生長(zhǎng)反而有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：葎草（Humulus scandens）；水浸液；小麥生長(zhǎng)

中圖分類號(hào)：S482.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）09-2240-04

葎草[Humulus scandens（Lour）Merr]俗稱拉拉秧，屬?？浦参铮荒晟葙|(zhì)藤本。主要成分為葎草酮、蛇麻酮、天門冬素、膽堿、木犀草黃素等。具有清熱解毒、利尿、止痢等功能，主治肺結(jié)核、痢疾、潮熱、蛇蟲咬傷、腸癰等。作為農(nóng)田和園林綠化中的重要雜草。葎草在中國(guó)分布廣泛。除新疆、青海外全國(guó)各省均有分布，如能合理利用，變廢為寶，使這一雜草得到有效控制的同時(shí)還可以充分發(fā)揮資源的優(yōu)勢(shì)。然而迄今為止，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)葎草的研究還缺乏廣度和深度，僅有少數(shù)學(xué)者將其應(yīng)用于臨床治療腹瀉等癥。歐紅梅等研究葎草水浸液對(duì)植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)葎草水浸液對(duì)番茄萌發(fā)沒(méi)有明顯影響。對(duì)矮腳黃、萵苣的影響較顯著，說(shuō)明葎草表現(xiàn)出了植物化感的現(xiàn)象。

植物的化感作用（Allelopathy）是指植物通過(guò)向環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)，對(duì)周圍生物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生直接或間接的促進(jìn)或抑制作用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和園林綠化中，盡量避免或減少化學(xué)農(nóng)藥危害。充分發(fā)揮化感物質(zhì)的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用化感植物來(lái)抑制雜草，開(kāi)發(fā)天然農(nóng)藥和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。對(duì)于農(nóng)林業(yè)的持續(xù)發(fā)展、保護(hù)生態(tài)環(huán)境以及有效利用資源具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。陳虹霞等探究不同質(zhì)量濃度銀杏葉聚戊烯醇提取物對(duì)小麥種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，低質(zhì)量濃度的聚戊烯醇（20、50mg/L）能夠促進(jìn)小麥種子的萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，小麥種子的淀粉酶活性增強(qiáng)，根系活力也增強(qiáng)：而高質(zhì)量濃度（100mg/L）時(shí)，效果則相反，淀粉酶活性和根系活力-均降低。為了研究喜旱蓮子草組織水浸液的化感作用，張震等運(yùn)用室內(nèi)培養(yǎng)皿生物測(cè)定法，以喜旱蓮子草地上和地下部組織為供體、黑麥草為受體進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在喜早蓮子草組織水浸液的處理下，黑麥草種子的萌發(fā)受到顯著的抑制，其終萌發(fā)率明顯降低，其根和莖的生長(zhǎng)也受到明顯的抑制。然而，目前關(guān)于葎草在生長(zhǎng)過(guò)程中是否釋放出活性物質(zhì)并影響其他植物的生長(zhǎng)研究得較少。本研究通過(guò)葎草對(duì)小麥種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，探究葎草的化感作用，以期為研發(fā)天然除草劑提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

葎草采自洛陽(yáng)師范學(xué)院校園內(nèi)，處于盛果期。采集健康新鮮的葎草葉子和葉柄洗凈放在-80℃冰箱中保存，次年拿出來(lái)備用。受體種子為小麥（Triticum aestivum L）。品種為洛旱7號(hào)，來(lái)自洛陽(yáng)市農(nóng)林科學(xué)院金谷王種業(yè)公司。

試驗(yàn)儀器主要有ZWY-2102 incubator shaker、LDZX-40KB立式壓力蒸汽滅菌鍋、DK-98-1型電熱恒溫水浴鍋、SW-CJ-2F型雙人雙面凈化工作臺(tái)、Thermo Scientific超低溫冰箱、POX多段人工氣候箱（寧波萊?？萍加邢薰旧a(chǎn)）、TCL冰箱、恒平電子天平MP1100B。

1.2 方法

1.2.1 制備浸液 稱取葎草葉和葉柄500g，用研缽將其研碎，加入4000mL去離子水，在搖床中充分搖勻，浸泡48h，在60℃水浴鍋中濃縮并用6層紗布過(guò)濾制成濃縮液，定義其相對(duì)質(zhì)量濃度為10.000g/mL。最后用去離子水稀釋制成濃度梯度為0.025、0.050、0.075、0.100、0.200、0.500、1.000g/mL的水浸液，置于4℃冰箱中備用。

1.2.2 小麥種子萌發(fā) 采用恒溫箱培養(yǎng)法進(jìn)行種子萌發(fā)試驗(yàn)。選擇飽滿均勻、大小適中、無(wú)病蟲害的小麥種子。75%乙醇消毒5min，無(wú)菌水清洗3次，每次1min。將與培養(yǎng)皿內(nèi)徑（直徑為9cm）相同的兩個(gè)濾紙放入培養(yǎng)皿中作為發(fā)芽床，分別加入50粒小麥種子作為受體種子。取10mL不同濃度葎草水浸液分別加入培養(yǎng)皿中，每個(gè)處理重復(fù)3次，結(jié)果取其平均值。小麥種子在23℃、濕度75%的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天澆水（加水量以濾紙表面無(wú)水，手壓現(xiàn)水為準(zhǔn)）。為了使空氣流通，要經(jīng)常翻動(dòng)小麥種子。每24h觀察并記錄發(fā)芽數(shù)目，種子發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn)是胚根突破種皮1～2mm。第7天將測(cè)定的數(shù)據(jù)取平均數(shù)，計(jì)算種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、苗高等生理指標(biāo)。

1.2.3 生理指標(biāo)測(cè)定 根據(jù)《國(guó)際種子發(fā)芽規(guī)程》的規(guī)定，當(dāng)胚根突出種皮的長(zhǎng)度為種子長(zhǎng)度的一半即為發(fā)芽的種子。將小麥種子在培養(yǎng)期間的發(fā)芽及生長(zhǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)根據(jù)以下公式計(jì)算小麥種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)。

發(fā)芽勢(shì)：前3d內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/培養(yǎng)皿中供試種子數(shù)×100%：

發(fā)芽率=前7d內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/培養(yǎng)皿中供試種子數(shù)×100%：

發(fā)芽指數(shù)（MGi）=∑MGt/Dt，MGt為在測(cè)定時(shí)間內(nèi)正常發(fā)芽種子數(shù)，Dt為相應(yīng)時(shí)間的發(fā)芽天數(shù)。

活力指數(shù)（Vi）=發(fā)芽指數(shù)×苗長(zhǎng)度。

將測(cè)定的各項(xiàng)生理指標(biāo)取其平均值并利用Ex-cel軟件進(jìn)行分析比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 葎草水浸液對(duì)種子萌發(fā)的影響

2.1.1 發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率

由圖1和圖2可知，較高濃度的葎草水浸液對(duì)小麥種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率有明顯的抑制作用，且濃度越高，抑制作用越強(qiáng)。當(dāng)質(zhì)量濃度為10.000g/mL時(shí)，處理組與對(duì)照組（0g/mL）差異極顯著。葎草水浸液完全抑制了種子的萌發(fā)。

2.1.2 發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù) 由圖3和圖4可知，整體來(lái)說(shuō)，葎草水浸液對(duì)小麥種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)具有抑制作用。隨著濃度的升高，抑制作用也在變強(qiáng)。但當(dāng)質(zhì)量濃度為0.200g/mL時(shí)，葎草水浸液對(duì)活力指數(shù)有一定的促進(jìn)作用，質(zhì)量濃度再升高，則又表現(xiàn)出極顯著的抑制作用。

2.2 葎草水浸液對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的影響

2.2.1 根長(zhǎng)和苗高 由圖5和圖6可知，隨著濃度的升高，葎草水浸液不僅顯著抑制了小麥幼苗根的生長(zhǎng)，而且顯著抑制了苗的生長(zhǎng)，并且小麥幼苗的根長(zhǎng)和苗高的變化趨勢(shì)相似。但是，當(dāng)濃度為0.200g/mL時(shí)，則表現(xiàn)出促進(jìn)作用。

由圖7可知，當(dāng)濃度梯度為0、0.025、0.050、0.075、0.100g/mL時(shí)，葎草水浸液對(duì)小麥幼苗的生長(zhǎng)無(wú)明顯影響。整體來(lái)說(shuō)，當(dāng)濃度梯度為0、0.200、0.500、1.000、10.000g/mL時(shí)，葎草水浸液對(duì)小麥幼苗的生長(zhǎng)有明顯的抑制作用。當(dāng)濃度為0.200g/mL時(shí)，葎草水浸液則促進(jìn)小麥幼苗的生長(zhǎng)（圖8）。

2.2.2 根的數(shù)目和平均干重 由圖9和圖10可知，整體來(lái)看，隨著濃度的升高，葎草水浸液對(duì)小麥幼苗根的生長(zhǎng)和小麥干物質(zhì)的積累具有抑制作用，但是當(dāng)濃度為0.200g/mL時(shí)，葎草水浸液有利于提高根的數(shù)目和平均干重。當(dāng)濃度為10.000g/mL時(shí)，則表現(xiàn)為完全抑制。

2.3 律草水浸液對(duì)霉菌的作用

由圖11可知，隨著葎草水浸液濃度的提高，其抑菌作用逐漸增強(qiáng)，種子發(fā)霉率逐漸降低，被污染其對(duì)番茄、矮腳黃、萵苣種子萌發(fā)和幼苗的影響，濃度梯度為0、0.025、0.050、0.075、0.100g/mL，種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)采用的方法是培養(yǎng)皿濾紙法，結(jié)果表明，葎草水浸液對(duì)3種種子萌發(fā)率的影響存在差異，對(duì)番茄萌發(fā)沒(méi)有明顯影響，對(duì)矮腳黃、萵苣的影響較顯著。本研究嚴(yán)格遵循試驗(yàn)的單一變量原則，為了避免自然條件下各種因素的干擾，試驗(yàn)在恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進(jìn)行，光照、水分、溫度條件均保持一致。先進(jìn)行濃度梯度為0、0.025、0.050、0.075、0.100g/mL的低濃度試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，表明這4個(gè)濃度的處理樣本與對(duì)照組差異不顯著。在此基礎(chǔ)上加大濃度。進(jìn)行再試驗(yàn)。結(jié)果表明。整體來(lái)說(shuō)。葎草水浸液對(duì)小麥的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)有抑制作用，且濃度越高，抑制作用越強(qiáng)，但當(dāng)濃度為0.200g/mL時(shí)。其對(duì)小麥種子的活力指數(shù)和小麥幼苗的生長(zhǎng)具有一定的促進(jìn)作用：當(dāng)濃度為10.000g/mL時(shí)。葎草水浸液對(duì)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、根長(zhǎng)、苗高、根的數(shù)目及平均干重均具有極顯著的抑制作用。由此推測(cè)歐紅梅等的研究結(jié)果中，葎草水浸液對(duì)番茄的萌發(fā)沒(méi)有明顯影響的原因可能有兩個(gè)：一是其試驗(yàn)所用的材料濃度較低，二是番茄的耐受性較強(qiáng)。

利用化感物質(zhì)開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)安全的新型除草劑是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的投資重點(diǎn)，也是國(guó)際上雜草防除的研究熱點(diǎn)。基于本研究結(jié)果，可考慮用高濃度葎草水浸液作為綠色除草劑，一方面其成分是純天然的，一段時(shí)間后會(huì)自行降解，對(duì)環(huán)境無(wú)危害：另一方面，高濃度的水浸液可以完全抑制種子的萌發(fā)，并且制作簡(jiǎn)單、使用方便、可直接噴灑、效果良好。