白千層對2種草本植物的化感作用

向亞林　余細紅　林信釔　李思維

摘要 [目的]探討白千層對2種草本植物的化感作用。[方法]以不同濃度（0、10、100、1 000、10 000 mg/L）白千層樹皮乙醇浸提物為供試材料，以黑麥草、苜蓿種子為受體材料，采用室內(nèi)培養(yǎng)皿生物測定方法研究白千層樹皮的化感效應(yīng)。[結(jié)果]白千層浸提物對黑麥草和苜蓿的種子萌發(fā)及幼苗生長均有化感效應(yīng)，在10 mg/L濃度下對黑麥草、苜蓿種子的萌發(fā)起促進作用，且能促進根和芽的生長；隨著濃度的升高，促進作用減弱，化感抑制作用增強，表現(xiàn)出濃度效應(yīng)，濃度越高抑制作用越明顯。[結(jié)論]該研究結(jié)果為飼草種植、草坪建植以及白千層的綠化種植區(qū)域分布提供了參考。

關(guān)鍵詞 白千層；草本植物；化感作用

中圖分類號 S476 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）18-0113-03

Allelopathic Effects of Melaleuca leucadendron L. on Two Herbaceous Plants

XIANG Yalin， YU Xihong， LIN Xinyi et al

（Jieyang Vocational and Technical College，Jieyang， Guangdong 522000）

Abstract [Objective] The aim was to explore allelopathic effects of Melaleuca leucadendron L. on two herbaceous plants. [Method] The allelopathic effects of different concentrations （0， 10， 100， 1 000， 10 000 mg/L） ethanoll extracts of peeling bark of Melaleuca leucadendron L. on Perennial ryeqrass and Alfalfa were studied by adopting indoor Petri dish bioassay methods. [Result] The ethanol extracts of Melaleuca leucadendron L. had allelopathic effects on seed germination and seedling growth of Perennial ryegrass and Alfalfa. Under the low concentration （10 mg/L）， the extracts had promoting effect on Perennial ryegrass and Alfalfa seed germination， and could promote the growth of root length， shoot length. With the increase of concentration， stimulative effect weakened and inhibitive effect enhanced， which showed that the concentration effect， the higher the concentration was， the more obvious the inhibitive effect was. [Conclusion] The result provides reference for forage grass planting， lawn planting and green planting area distribution of Melaleuca leucadendron L..

Key words Melaleuca leucadendron L.；Herbaceous plants；Allelopathy

白千層（Melaleuca leucadendron L.），又名茶樹、脫皮樹、千層皮、玉樹等，屬于桃金娘科（Myrtaceae）白千層屬（Melaleuca L.）的一種植物，原產(chǎn)于澳大利亞新南威爾士北海岸[1]。我國廣東、廣西、云南等地從1993年起先后成功引種白千層，其枝葉可提煉出茶樹油，具有抗菌、殺蟲、消毒、止癢、防腐等作用[2-7]，其種子有較好的抑藻作用[8]，其枝葉醇提取物對橘小實蠅具有較強的產(chǎn)卵拒避作用[9]以及有一定的藥理作用[10]，但白千層對植物生長發(fā)育的影響卻少見報道。白千層也是校園常見的綠化樹種[11]，筆者在揭陽職業(yè)技術(shù)學院的白千層綠化區(qū)域觀察發(fā)現(xiàn)幾乎無其他草本植物覆蓋，白千層與草本植物之間除可能存在對陽光、水分、養(yǎng)分以及生長空間的競爭外，推測白千層植株在生長過程中產(chǎn)生的次生化合物也會對其他植物的生長和發(fā)育產(chǎn)生化感作用。林草復(fù)合栽種是開發(fā)利用土地資源、增加綠化面積的重要途徑，為避免具有相克或者排斥作用的物種搭配，植物間的化感作用也是研究的主要方向。高等植物間化感作用一般是通過室內(nèi)生物檢測法研究供體化感物質(zhì)對受體植物種子萌發(fā)和幼苗生長的影響。筆者以白千層乙醇提取液為供試材料，以黑麥草和苜蓿這2種兼有牧草和草坪草功能的植物為受體材料，采用室內(nèi)種子萌發(fā)法，研究了白千層乙醇提取物在不同濃度下對2種植物種子萌發(fā)和幼苗生長的化感作用，旨在為飼草種植、草坪建植以及白千層的綠化種植區(qū)域分布提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

白千層樹皮采自揭陽職業(yè)技術(shù)學院白千層綠化區(qū)。黑麥草和苜蓿種子購自揭陽市農(nóng)產(chǎn)品商店。

1.2 方法

1.2.1 白千層樹皮乙醇浸提物的制備。取采集的完整無蟲蛀的樹皮，拍打去塵。稱取400 g樹皮置于提取器中，加入1 000 mL 98%乙醇，浸提72 h，抽濾獲得浸提液，重復(fù)提取3次，合并提取液后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進行蒸餾濃縮，即得浸膏，將浸膏置于4 ℃冰箱冷藏。試驗時，取膏體配制成10、100、1 000、10 000 mg/L 4個濃度的供試溶液。

1.2.2

試驗方法。采用室內(nèi)種子萌發(fā)法。試驗以蒸餾水為對照組，分別設(shè)定10、100、1 000、10 000 mg/L 4個水平的試驗組；每個試驗組3次重復(fù)。在培養(yǎng)皿內(nèi)鋪設(shè)2張濾紙，放進烘箱（80 ℃）烘烤4 h，冷卻至室溫。挑選大小均勻、顆粒飽滿的黑麥草、苜蓿種子，消毒后用蒸餾水沖洗干凈；每個培養(yǎng)皿分別放入50粒黑麥草、50粒苜蓿種子；試驗組培養(yǎng)皿分別加入5 mL相應(yīng)濃度的浸提物水溶液，對照組加入5 mL蒸餾水，置于培養(yǎng)箱培養(yǎng)[12-13]。

1.2.3

調(diào)查方法。參照曾任森[14]的方法，每隔24 h統(tǒng)計種子的發(fā)芽數(shù)，持續(xù)進行72 h后，用尺子測定所有萌發(fā)種子的根長和芽長。

發(fā)芽率（GP）：72 h內(nèi)萌發(fā)種子數(shù)占試驗種子數(shù)的百分比。

發(fā)芽勢（GE）：在發(fā)芽試驗的最初24 h，萌發(fā)的種子數(shù)占試驗總數(shù)的比例。

幼根、幼芽長度：試驗結(jié)束時，測量各培養(yǎng)皿內(nèi)所有發(fā)芽種子的根長和芽長，取平均值。

化感作用抑制率：IR=（Ti -T0）/T0×100%。式中，Ti為測試項目的處理值；T0為對照值。IR>0表示具有促進作用；IR<0表示具有抑制作用；IR的絕對值越大，其化感作用潛力（促進或抑制作用）越大。

1.2.4 統(tǒng)計分析。采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件對各處理發(fā)芽率、發(fā)芽勢、根長、芽長進行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 白千層樹皮乙醇浸提取物對種子萌發(fā)的影響

由表1可知，白千層樹皮乙醇浸提液對2種種子萌發(fā)的發(fā)芽率、發(fā)芽勢都有一定的影響。黑麥草種子在低濃度（10 mg/L）下的發(fā)芽率達90.0%，比對照略有提高；發(fā)芽勢為52.0%，比對照顯著下降。苜蓿種子的發(fā)芽率較低，對照處理的發(fā)芽率為40.7%，發(fā)芽勢為52.0%，這可能與種子的發(fā)芽特性有關(guān)，低濃度（10 mg/L）的白千層浸提液處理使苜蓿種子的發(fā)芽率提高到44.7%，但發(fā)芽勢顯著下降。從100 mg/L開始，黑麥草和苜蓿種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢隨濃度增大而逐漸下降，在濃度為10 000 mg/L時，黑麥草和苜蓿的發(fā)芽率分別僅為46.0%和11.3%；發(fā)芽勢分別為6.7%和6.0%。

由表2可知，白千層樹皮乙醇浸提液對2種種子萌發(fā)的發(fā)芽率、發(fā)芽勢表現(xiàn)出了一定的化感作用?；凶饔靡种坡剩↖R）是衡量化感作用強度的重要指標，10 mg/L白千層浸提液對黑麥草、苜蓿發(fā)芽率的IR分別為3.45%和9.82%，表現(xiàn)出促進作用；但隨著濃度的升高，IR為負值，表現(xiàn)出抑制作用，濃度為10 000 mg/L時，對黑麥草的IR為-47.13%，對苜蓿的IR為-72.24%。白千層浸提液對發(fā)芽勢的IR影響總體來說呈現(xiàn)濃度效應(yīng)，隨著濃度的升高，抑制作用越來越強烈，在濃度為10 000 mg/L時，IR分別達-90.69%和-88.46%。

總的看來，在低濃度下白千層浸提液對黑麥草和苜蓿種子萌發(fā)的抑制作用不顯著，甚至有促進作用，隨著濃度的增加其抑制作用逐漸增強。

2.2 白千層樹皮乙醇浸提物對幼苗生長的影響

2.2.1 對幼根生長的影響。由圖1可知，黑麥草在濃度為10 mg/L時，黑麥草的平均根長比對照組增加了4.8 mm，出現(xiàn)促進幼根生長的作用；100、1 000 mg/L濃度下與對照組平均根長差異不顯著；10 000 mg/L濃度下平均根長表現(xiàn)為顯著下降，與對照組相比平均根長縮短近18 mm，對幼根的生長表現(xiàn)出明顯的抑制作用。在10、100 mg/L濃度下，苜蓿幼根生長與對照組差異不顯著；在1 000、10 000 mg/L 2個濃度下，苜蓿平均根長與對照組差異顯著，且濃度越高抑制效果越明顯。

2.2.2

對幼芽生長的影響。由圖2可知，在濃度為10 mg/L時，白千層樹皮乙醇浸提液對2種植物幼芽生長具有顯著促進作用，黑麥草和苜蓿的幼芽長較對照組分別增長2.3和1.3 mm。1 000、10 000 mg/L 2個濃度能顯著抑制黑麥草幼芽生長，且濃度越大抑制作用越強，10 000 mg/L濃度下黑麥草芽長比對照組縮短5.00 mm。苜蓿幼芽在100、 1 000、10 000 mg/L 3個濃度下均表現(xiàn)出明顯的抑制生長現(xiàn)象，與對照組相比，苜蓿芽長在10 000 mg/L濃度下縮短2.28 mm。

3 結(jié)論與討論

化感作用是指某種植物通過向環(huán)境釋放化學物質(zhì)而對其他植物（包括微生物）所產(chǎn)生的有益的或有害的作用[14]，一直是近年來生態(tài)學研究的熱點之一?；欣碚摽梢灾笇е参镞M行合理的輪作、間作、套作等高效種植模式。目前，已發(fā)現(xiàn)許多林木對草本植物具有較強的化感作用，如白櫟樹、紅櫟[15]、藍桉[16]、檳榔、橡膠[17]、胡椒、芒果、黃皮[18]、巨桉[19]、核桃[20]、木豆[21]、紅葉李[22]、鹽膚木[23]等，并且來自林木的化感物質(zhì)因其濃度不同對草本植物的作用效果也是不同的。眾多研究發(fā)現(xiàn)，高濃度的化感物質(zhì)抑制植物生長，低濃度的化感物質(zhì)不影響或促進植物生長。化感物質(zhì)的濃度是影響化感效應(yīng)的主要因素，化感作用的性質(zhì)和強度取決于化感物質(zhì)的濃度大小。該研究表明，白千層樹皮乙醇提取液對黑麥草、苜蓿種子的萌發(fā)和幼苗生長存在一定的化感作用。在低濃度下，黑麥草、苜蓿種子的發(fā)芽率會升高，但是發(fā)芽勢已經(jīng)開始受到抑制；在高濃度下，對上述2種植物種子萌發(fā)起抑制作用，且濃度越高，化感抑制作用越明顯，表明隨著種子萌發(fā)，其對提取物的適應(yīng)度增加。白千層樹皮乙醇浸提液對黑麥草、苜蓿幼苗根和莖的生長也表現(xiàn)出了低促高抑的現(xiàn)象。該研究通過測試白千層提取液對受體萌發(fā)和生長影響的一些形態(tài)學指標的影響，初步表明白千層樹皮中含有對黑麥草和苜蓿種子萌發(fā)、根芽生長起化感作用的次生化合物，希望能為飼草種植、草坪建植以及白千層在園林植物綠化配置提供依據(jù)。但該研究僅以測試白千層的某一組織的浸提液對受試植物種子發(fā)芽和幼苗生長的影響為主，未涉及化感物質(zhì)的篩選和濃度測定。至于白千層其他組織是否具有化感作用及其化感作用的生理生化機制，有待于進一步研究。

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