橡膠根水浸提液對4種植物的化感作用

，　，　　，　　，　　

(1.中國氣象局旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與風險管理重點實驗室，　寧夏 銀川 750002；2.海南省氣象局，　海口 570203；　3.瓊臺師范學院，　海南 ?？?571100；4.海南出入境檢驗檢疫局，　海口 570311；　5.海南大學熱帶農(nóng)林學院，　?？?570228)

橡膠(Heveabrasiliensis)屬大戟科(Euphorbiaceae)橡膠屬，原產(chǎn)于南美洲，所產(chǎn)天然橡膠與鋼鐵、煤礦和石油并稱為世界四大重要工業(yè)原料[1]，同時也是重要的戰(zhàn)略性物資，用途非常廣泛[2]。截止2014年，中國天然橡膠種植面積已達108.13萬hm2，干膠產(chǎn)量為84.01萬t[3]，其種植面積和產(chǎn)量分別位居世界第3位和第4位[4]。海南是我國天然橡膠的主要生產(chǎn)基地，其植膠區(qū)屬熱帶季風氣候區(qū)，范圍涵蓋全省18個縣市，面積占全國橡膠種植面積的46%，是中國光照和熱量條件最好的天然橡膠生產(chǎn)基地[5]。橡膠是多年生熱帶經(jīng)濟作物，其非生產(chǎn)期7～8年，且膠林行間距離大，在前幾年膠林郁閉度小，可間作多種短期作物，這一復(fù)合種植模式，能提高土地和光資源利用率，并創(chuàng)造良好的經(jīng)濟和生態(tài)效益[6]。本項目組前期研究了橡膠葉及根系土壤對玉米、花生、南瓜、黃豆、稗草和馬唐的化感作用，現(xiàn)以蘿卜、白菜、綠豆和柱花草為受體植物，研究橡膠根水浸提液對受體植物種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，旨在為建立合理的種植模式提供參考依據(jù)，并進一步探討橡膠其他部位的化感作用。

1　材料與方法

1.1　供試材料

供體植物橡膠(Heveabrasilensis)根采于海南大學環(huán)境與植物保護學院教學基地。

受體植物蘿卜(RaphanussativusL.)、白菜(BrassicarapaL.)和綠豆(Vignaradiata(Linn.) Wilczek)種子均購于海南大學儋州校區(qū)菜市場，柱花草(StylosanthesguianensiasSW.)種子購于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院品種與資源研究所。

1.2　試驗方法

1.2.1浸提液制備

先將新鮮橡膠須根洗凈后測得其含水量為69.6%，剪成1 cm左右小段后磨碎，稱取100 g于三角瓶中，加入蒸餾水400 mL后置于(27±1)℃、160 r/min的振蕩培養(yǎng)箱中振蕩提取，24 h后用3層紗布過濾。再往須根濾渣中分別加入208 mL蒸餾水后再次振蕩提取24 h，3層紗布過濾后將前后2次濾液混合即得濃度為0.05 g/mL的母液，用蒸餾水稀釋后得0.03，0.01 g/mL和0.005 g/mL 4個濃度，放4 ℃冷藏備用。

1.2.2試驗設(shè)計

種子萌發(fā)試驗：選取飽滿均一的種子用75%酒精消毒處理3 min后放入墊有2層濾紙、直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中，每皿30粒，分別加入4個濃度的浸提液各5 mL，以蒸餾水作對照，每個處理重復(fù)3次。將培養(yǎng)皿放入溫度25 ℃、濕度70%、光周期為4 000 lx/0 lx(12 h/12 h)的人工氣候箱中培養(yǎng)，每天適當補充相應(yīng)濃度的浸提液以保持濾紙濕潤，每天記錄種子萌發(fā)數(shù)。蘿卜、白菜和綠豆種子5 d后結(jié)束試驗，柱花草種子9 d后結(jié)束試驗。

幼苗生長試驗：將催芽露白的種子放置在墊有2層濾紙、直徑為12 cm的培養(yǎng)皿中，分別加4個濃度的水浸提液10 mL，對照、重復(fù)數(shù)和培養(yǎng)條件同種子萌發(fā)試驗。8 d后每皿隨機抽取20株幼苗檢查測定根長、苗長以及20株總鮮重。

1.2.3計算公式

各項指標計算公式如下：

發(fā)芽率(%)=處理相對萌發(fā)率/對照相對萌發(fā)率×100%；

化感效應(yīng)指數(shù)(RI)=1-C/T(T≥C)或RI=T/C-1(T0為促進作用，RI<0為抑制作用，其絕對值大小反映化感作用的強弱[7]；化感綜合效應(yīng)為各項化感效應(yīng)指數(shù)的算術(shù)平均值[8]。

1.3　數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 13.0軟件對試驗結(jié)果進行單因數(shù)方差分析，LSD檢驗各處理間的差異顯著性，用Excel 2003軟件做圖。

2　結(jié)果與分析

2.1　橡膠根水浸提液對受體植物種子萌發(fā)的影響

由表1可見，除綠豆外，所有濃度的橡膠根水浸提液對其他受體種子萌發(fā)率都表現(xiàn)出抑制作用，且隨濃度增大抑制作用增強，即表現(xiàn)出“濃度效應(yīng)”；與ck相比，40 g/mL濃度浸提液對所有受體種子萌發(fā)率都表現(xiàn)出極顯著的抑制作用。

表1橡膠根水浸提液對受體植物種子萌發(fā)率的影響

濃度(g/mL)蘿卜(%)白菜(%)綠豆(%)柱花草(%)ck86.67eE92.22dD100.00bC30.00bB0.00582.22dD89.00cC100.00bC43.89dD0.0175.55cC84.43bB98.89bBC35.56cC0.0370.00bB82.23aA96.67aAB28.89bB0.0563.33aA80.00aA95.56aA15.56aA

注：不同英文大小寫字母分別表示各處理在0.01和0.05水平上的差異顯著性。下同。

2.2　橡膠根水浸提液對受體植物幼苗根長的影響

由圖1可知，0.005 g/mL和0.01 g/mL濃度的橡膠根水浸提液對蘿卜和白菜幼苗的根長表現(xiàn)出了顯著的促進作用；所有濃度的浸提液對綠豆和柱花草幼苗的根長都表現(xiàn)出抑制作用；0.03 g/mL和0.05 g/mL濃度的浸提液對所有受體植物幼苗根長都表現(xiàn)出顯著的抑制作用。

圖1　橡膠根水浸提液對受體植物幼苗根長的影響

表3橡膠根水浸提液對受體植物的化感效應(yīng)

受體植物RI0.005g/mL0.01g/mL0.03g/mL0.05g/mL平均值蘿卜　發(fā)芽率-0.051-0.128-0.192-0.269-0.160　根長0.1400.160-0.048-0.0880.041　苗高0.0350.012-0.090-0.228-0.068　鮮重0.1300.039-0.152-0.254-0.059白菜　發(fā)芽率-0.035-0.084-0.108-0.133-0.090　根長0.2070.270-0.143-0.359-0.006　苗高0.1800.236-0.078-0.1850.038　鮮重0.1160.086-0.101-0.250-0.037綠豆　發(fā)芽率0.0000.011-0.033-0.044-0.017 　根長-0.016-0.025-0.112-0.295-0.112　苗高-0.060-0.089-0.271-0.309-0.182　鮮重-0.035-0.112-0.159-0.224-0.133柱花草　發(fā)芽率0.3160.1560.037-0.4810.007　根長-0.068-0.127-0.215-0.333-0.186　苗高0.0780.039-0.129-0.281-0.073　鮮重0.0640.0170.000-0.0600.005

由圖2可見，橡膠根水浸提液對蘿卜、白菜和柱花草3種受體植物幼苗的苗高表現(xiàn)出了低濃度促進高濃度抑制的“雙重效應(yīng)”；所有濃度的浸提液對綠豆幼苗的苗高都表現(xiàn)出抑制作用；0.05 g/mL濃度的浸提液對所有受體植物幼苗的苗高都表現(xiàn)出極顯著的抑制作用。

由表2可見，0.005 g/mL和0.01 g/mL濃度的橡膠根水浸提液對4種受體植物幼苗鮮重均表現(xiàn)出促進作用；0.05 g/mL濃度的浸提液對4種受體植物幼苗鮮重均表現(xiàn)出抑制作用，且對蘿卜、白菜和綠豆表現(xiàn)出極顯著的抑制作用；所有濃度的浸提液對柱花草鮮重的影響均不顯著。

圖2　橡膠根水浸提液對受體植物幼苗苗高的影響

表2橡膠根水浸提液對受體植物幼苗鮮重的影響

濃度(g/mL)蘿卜(%)白菜(%)綠豆(%)柱花草(%)ck3.050cB0.660bAB9.327dC0.390aA0.0053.507dC0.747cBC8.997dC0.417aA0.013.173cBC0.817cC8.287cB0.397aA0.032.587bA0.593abA7.847bB0.390aA0.052.277aA0.560aA7.240aA0.367aA

2.3　橡膠根水浸提液對受體植物的化感作用

由表3可見，0.05 g/mL濃度下的橡膠根水浸提液對4種受體植物種子萌發(fā)和幼苗生長階段的化感敏感指數(shù)均為負值；綠豆種子萌發(fā)和幼苗生長階段化感敏感指數(shù)的平均值均為負值。

由圖3可見，0.005 g/mL濃度的橡膠根水浸提液對蘿卜、白菜和柱花草的化感綜合效應(yīng)均為正值，即表現(xiàn)出促進作用；0.03 g/mL和0.05 g/mL濃度的浸提液對4種受體植物的化感綜合效應(yīng)均為負值，0.05 g/mL濃度的浸提液對柱花草的化感抑制作用最強；所有濃度的浸提液對綠豆的化感綜合效應(yīng)均為負值。

圖3　橡膠根水浸提液對受體植物的化感綜合效應(yīng)

3　討　論

本試驗研究發(fā)現(xiàn)，低濃度的橡膠根水浸提液對蘿卜種子發(fā)芽率表現(xiàn)為低濃度促進高濃度抑制的作用，所有濃度的浸提液對其幼苗根長均表現(xiàn)出抑制作用，這與楊華庚等[9]研究結(jié)果一致。

本試驗結(jié)果顯示，橡膠根水浸提液對蘿卜、白菜、綠豆和柱花草種子萌發(fā)及其幼苗生長有顯著或極顯著的影響，并且影響各不相同，這也與楊華庚[10]等研究結(jié)果一致，這是因為化感物質(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)和活性大小在很大程度上取決于其濃度高低[11-13]。當橡膠根水浸提液濃度為0.05 g/mL時，蘿卜、白菜、綠豆和柱花草的綜合化感效應(yīng)指數(shù)分別為-0.210、-0.232、-0.218和-0.365，據(jù)此推斷，4種受體植物對橡膠根水浸提液的化感敏感性大小依次為柱花草>白菜>綠豆>蘿卜。本試驗僅為室內(nèi)生測試驗結(jié)果，在復(fù)雜的自然環(huán)境中，特別是在土壤微生物作用下能否產(chǎn)生相同的化感效應(yīng)有待進一步研究。海南島從11月開始進入旱季，干旱區(qū)從西部東方縣開始逐漸向東擴展；1—3月全島均處于干旱狀態(tài)；從4月開始，干旱區(qū)逐步向西退縮；海南島冬春季節(jié)為季節(jié)性干旱[14]。目前，干旱條件下的橡膠化感作用在以往的研究幾乎未涉及，其化感效應(yīng)是否會影響其他植物的生長等問題還需要更多的試驗研究。

根據(jù)測算，我國目前有可間作的膠園面積資源達30萬hm2，大部分的幼齡膠園和絕大多數(shù)成齡膠園的可間作資源未得到開發(fā)利用[14]，在實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)“利用化感作用的正向促進效應(yīng)，避免負向抑制效應(yīng)”原則，合理安排種植模式。