煙草浸提液對煙草種子萌發(fā)的化感作用研究

李安 朱列書 彭妙 昌洪濤 楊超才

摘 要：通過煙草浸提液對野生煙、南肋半曬煙和云煙85的種子的處理分析比較，結(jié)果表明，煙草浸提液對煙草種子具有一定化感效應(yīng)，不同品種煙草化感程度不同，煙草浸提液濃度不同化感程度也不同。在低濃度下煙草的發(fā)芽率和鮮重略有增加，但是濃度增高后對煙草發(fā)芽率和煙草生長表現(xiàn)出顯著抑制作用，隨著煙草浸提液濃度的增加化感效應(yīng)指數(shù)減小。

關(guān)鍵詞：煙草種子；萌發(fā)；化感作用

中圖分類號：S572 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.10.026

Abtract： Comparing with water extract of tobacco on the germination of wild tobacco， nan-lei-ban sun cured tobacco and Yun-yan 85's seeds. The results showed that tobacco water extract have certain allelopathic effects on tobacco seed. Different varieties of tobacco have different allelopathic degree. Different tobacco extract concentrations have different allelopathic degree too. At low concentrations the germination rate and the fresh weight of tobacco increased slightly. But at high concentration the germination rate and the fresh weight of tobacco was significantly inhibited. The allelopathic index decreased with the increase of tobacco extract concentration.

Key words： tobacco seeds； germination； allelopathy

植物化感作用指各植物之間存在的一種化學(xué)相互作用，包括促進(jìn)和抑制兩方面。具有化感作用的物質(zhì)稱為化感物質(zhì)[1]。種子萌發(fā)是植物生活史的重要階段， 化感物質(zhì)可通過影響種子萌發(fā)而影響種群的建立和更新，所有的化感物質(zhì)都對一些植物的種子萌發(fā)產(chǎn)生影響[2]。煙草是一種高敏感的化感植物，進(jìn)年來對煙草的化感作用研究較多，主要以根系分泌物，煙草葉片浸提物，葉片腐解液等為研究材料[3-5]。對化感作用對煙草后續(xù)作物的影響如水稻，萵苣[6]等有一定研究。目前，我國煙草連作是一個比較嚴(yán)重的現(xiàn)象。研究煙草的化感自毒作用是克服煙草連作障礙的一個重要研究方向。目前煙草化感物質(zhì)對水稻[5]和萵苣[7]等作物種子萌發(fā)，其他雜草化感物質(zhì)對煙草種子萌發(fā)[8]有一定研究。本研究通過采用不同濃度的煙草浸提液對煙草種子的萌發(fā)情況進(jìn)行分析，為煙草的育苗及克服煙草化感自毒作用提供一定參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

煙草種子由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)提供，選取3種類型煙草（野生煙、曬煙：南肋半曬煙、烤煙：云煙85）裸種。

浸提液制備：取煙草品種k 326葉片置于60 ℃的烘箱中烘干，取50.0 g葉片干樣，將其粉碎。在1 L蒸餾水中震蕩，同時(shí)浸泡24 h。隨后過濾，制成50 g·L-1水浸液。然后稀釋成不同濃度的水浸液。本試驗(yàn)共設(shè)6個處理，浸提液濃度分別為0，10，20，30，40，50g·L-1。放置于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2016年3月在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)進(jìn)行。將培養(yǎng)皿，定性濾紙及脫脂棉高溫滅菌，將選取的3種煙草種子用次氯酸鈉浸泡10 min。用無菌水漂洗去除劣質(zhì)種子，選取顆粒飽滿的煙草種子。每個培養(yǎng)皿下墊一定厚度脫脂棉及一層定性濾紙。在無菌條件下，分別將上述浸提液（0，10，20，30，40，50 g·L-1）共6個處理，每個處理取5 mL浸提液加入培養(yǎng)皿。分別將選取的煙草種子（野生煙、南肋半曬煙、云煙85）各50顆分別播入不同處理培養(yǎng)皿中。將培養(yǎng)皿放置于恒溫光照培養(yǎng)箱中（25 ℃，12 h光照，12 h黑暗）。每隔24 h補(bǔ)充1 mL相應(yīng)浸提液。第7天開始測定種子發(fā)芽勢，并且記錄每天發(fā)芽數(shù)變化，第14天測定種子發(fā)芽率，并且隨機(jī)選取10株發(fā)芽的煙苗測定其根長和鮮質(zhì)量。本試驗(yàn)每個處理進(jìn)行3次重復(fù)。

1.3 測定項(xiàng)目和方法

根長用游標(biāo)卡尺測量，煙苗鮮質(zhì)量用千分之一天平稱質(zhì)量。

發(fā)芽勢=播種后第7天的種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽率=播種后第14天的種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)（GI）= ∑（Gt/Dt）

Dt：發(fā)芽日數(shù)，Gt：與Dt相對應(yīng)的每天發(fā)芽種子數(shù)與發(fā)芽日數(shù)。

化感效應(yīng)指數(shù)（RI）：RI = T/C - 1，C為對照值，T為處理值。當(dāng)RI > 0時(shí)，表示促進(jìn)作用；當(dāng)RI < 0時(shí)，表示抑制作用。RI絕對值的大小代表化感作用的強(qiáng)度。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)測定的數(shù)值用WPS軟件進(jìn)行處理；數(shù)據(jù)用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度浸提液對煙苗根長和鮮重的影響

如表1、2所示，煙草葉片浸提液對煙草種子產(chǎn)生了化感效應(yīng)，當(dāng)浸提液濃度在10 g·L-1時(shí)，各品種處理根長和鮮重與對照相比略有增加，但差異性只有南肋半曬煙在煙苗鮮質(zhì)量上表現(xiàn)顯著，其他差異性都不顯著。當(dāng)浸提液濃度為20 g·L-1時(shí)，各品種煙草根長及鮮質(zhì)量與對照相比都開始表現(xiàn)出差異性。隨著浸提液濃度的增高，根長變小，鮮質(zhì)量減少。不同品種對不同濃度的浸提液表現(xiàn)有所不同。在根長方面，云煙87在20 g·L-1與30 g·L-1濃度下相互沒有表現(xiàn)出差異性。野生煙和南肋半曬煙在30 g·L-1與40 g·L-1濃度下相互沒有表現(xiàn)出差異性。在鮮質(zhì)量方面，云煙87在20 g·L-1與30 g·L-1濃度下相互沒有表現(xiàn)出差異性。南肋半曬煙在30 g·L-1與40 g·L-1濃度下相互沒有表現(xiàn)出差異性。野生煙在濃度增加到20 g·L-1后，各處理間都表現(xiàn)出差異性。

2.2 不同濃度浸提液下煙草種子發(fā)芽勢比較

處理第7天時(shí)測定種子的發(fā)芽勢。從表3可知，煙草葉片浸提液對種子發(fā)芽有一定影響。總體上看，各品種在10 g·L-1和20 g·L-1濃度下發(fā)芽勢比CK有所上升，在10 g·L-1時(shí)發(fā)芽勢最大。在20 g·L-1濃度之后隨著濃度的上升，發(fā)芽勢下降，在50 g·L-1濃度下最低。表現(xiàn)出低促高抑的影響結(jié)果，說明浸提液處理對煙草種子生命力產(chǎn)生影響。從單個品種分析，云煙87在10 g·L-1和20 g·L-1濃度下與CK相比發(fā)芽勢上升，差異性顯著。云煙87在40 g·L-1和50 g·L-1濃度之間差異性不顯著。野生煙在0～20 g·L-1濃度下差異性不顯著。但是也可以看出發(fā)芽勢有波動。在30～50 g·L-1濃度下發(fā)芽勢下降，差異性顯著。南肋半曬煙在0～30 g·L-1濃度下各處理之間差異性顯著。40 g·L-1和50 g·L-1濃度之間差異性不顯著。且南肋半曬煙受煙草葉片浸提液影響波動相對較小，對化感作用影響相對較大。

2.3 不同濃度浸提液對煙草種子發(fā)芽率的影響

處理第14天時(shí)測定種子的發(fā)芽率。從表4可知，種子發(fā)芽率與發(fā)芽勢表現(xiàn)類似?？傮w上，與CK相比種子在10 g·L-1和20 g·L-1濃度下發(fā)芽率上升表現(xiàn)出促進(jìn)作用，在30～50 g·L-1濃度下發(fā)芽率下降表現(xiàn)出抑制作用。在10 g·L-1濃度下達(dá)到最大，在50 g·L-1濃度下最小。各品種均表現(xiàn)出了差異性，表現(xiàn)出低促高抑的影響結(jié)果。說明煙草葉片浸提液影響了種子的活力。通過各品種發(fā)芽率與發(fā)芽勢相比較，可以發(fā)現(xiàn)煙草葉片浸提液對延緩種子發(fā)芽有一定影響，在高濃度下抑制更加明顯。

2.4 不同濃度浸提液對煙草種子發(fā)芽指數(shù)的影響

從表5可知，各品種發(fā)芽指數(shù)與對照相比均表現(xiàn)出了差異性。在0～10 g·L-1之間發(fā)芽指數(shù)上升。在10 g·L-1時(shí)達(dá)到最大，隨后隨著濃度的上升發(fā)芽指數(shù)開始下降，在50 g·L-1時(shí)達(dá)到最低。從各品種處理梯度上來看，云煙87，南肋半曬煙總體表現(xiàn)出差異，但相鄰梯度之間差異性并不顯著。野生煙各梯度之間差異性均顯著。發(fā)芽指數(shù)能表明種子發(fā)芽時(shí)的活力。試驗(yàn)表明，不同濃度煙草葉片浸提液對煙草種子活力有低促高抑的影響。

2.5 不同濃度浸提液對煙草種子化感效應(yīng)指數(shù)的影響

化感效應(yīng)指數(shù)是衡量植物受到化感效應(yīng)程度的指數(shù)。從表6可知，各品種在10 g·L-1濃度下化感效應(yīng)最大，在10～20 g·L-1濃度下呈現(xiàn)正相關(guān)，在50 g·L-1濃度下最低，在30～50 g·L-1濃度下呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。其中野生煙受化感效應(yīng)影響最大，最為敏感，在50 g·L-1濃度下有較大抑制作用。南肋半曬煙在低濃度下受到化感效應(yīng)促進(jìn)較小，相對來說，在高濃度下抑制作用更為明顯。云煙87各濃度下化感效應(yīng)有較明顯梯度。試驗(yàn)結(jié)果表明煙草葉片浸提液對煙草有明顯化感作用。隨著濃度增加化感作用更加明顯，影響更大。

3 結(jié)論與討論

通過煙草葉片浸提液對煙草種子萌發(fā)的化感作用分析表明，煙草浸提液對煙草種子的萌發(fā)有一定的化感作用，對不同品種煙草種子的鮮質(zhì)量、根長、發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均表現(xiàn)出顯著差異，總體表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)，高濃度抑制，說明煙草浸提液中存在化感物質(zhì)。不同品種對于化感作用的化感程度不一樣。同一品種在同一濃度處理下不同性狀化感作用表現(xiàn)也不一樣。煙草種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢在20 g·L-1濃度下表現(xiàn)為促進(jìn)。但是其根長和鮮質(zhì)量表現(xiàn)為抑制。相比于對發(fā)芽率的影響，煙草浸提液對煙草鮮質(zhì)量和根的生長化感效應(yīng)更加明顯。

總的來說，煙草浸提液在低濃度時(shí)對煙草種子的萌發(fā)和幼苗的生長表現(xiàn)出一定的促進(jìn)作用。而濃度升高后表現(xiàn)出明顯的抑制作用。發(fā)芽率降低，阻礙煙草幼苗的生長。在高濃度條件下，煙草種子難以發(fā)芽并且幼苗生長困難。煙草浸提液對煙草種子萌發(fā)的化感作用，對不同品種的化感效應(yīng)敏感度不同，化感效應(yīng)指數(shù)表現(xiàn)有所差異，但是總體趨勢表現(xiàn)一致。

本研究是對煙草化感效應(yīng)的初步探索。由于目前國內(nèi)煙草連作現(xiàn)象嚴(yán)重，研究煙草的化感效應(yīng)，克服煙草連作障礙，選育抗雜草或煙田前期作物的化感效應(yīng)的新品種煙草，是一種趨勢。

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