國槐與山桃化感物質(zhì)對(duì)幾種豆科植物的影響

付金晶，楊靜慧，龐志蕊，黃 妍，李 冰，劉艷軍

（1.天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300384；2.天津市農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，天津300384）

化感作用是植物之間相互交流信息的一種方式，是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)普遍存在的現(xiàn)象，幾乎所有植物都能產(chǎn)生含有化感作用的物質(zhì)成分，并能對(duì)其他物種產(chǎn)生不同程度的影響。植物或微生物分泌某些化學(xué)物質(zhì)到環(huán)境中，影響自身和其他植物的生長發(fā)育。目前，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)在濕地、森林以及淡水等生態(tài)系統(tǒng)中廣泛開展了關(guān)于植物化感作用的研究，明確提出化感作用在植物自然更新、種群結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)、種群演替、環(huán)境脅迫抵御、生物入侵以及重要化學(xué)信息傳遞等關(guān)鍵過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。近年來，農(nóng)學(xué)工作者也對(duì)植物的化感作用開展了廣泛研究，主要包括植物浸提液對(duì)種子萌發(fā)及生長發(fā)育的影響等，以尋求更合理的混植方案，實(shí)行農(nóng)林混合種植。

國槐為北方常見喬木，用作行道樹，抗逆性強(qiáng)；山桃為北方常見觀賞灌木，耐寒性好，適應(yīng)性強(qiáng)，抗旱且耐鹽堿。目前缺乏對(duì)這兩種植物與間作豆科作物化感作用關(guān)系的研究。因此，本研究對(duì)國槐和山桃2種北方常見樹木的化感物質(zhì)對(duì)幾種豆科作物的影響進(jìn)行研究，為2種植物混植提供參考。

1 材料和方法

1.1 供試材料

綠豆、黑豆、黃豆種子，由天津農(nóng)學(xué)院園林植物實(shí)驗(yàn)室提供。

國槐與山桃浸提液，由筆者制備。

1.2 試驗(yàn)方法

將國槐與山桃落葉剪碎，按10 g·（100 mL）-1的比例用蒸餾水浸泡24 h，經(jīng)濾紙過濾后，再經(jīng)針式過濾器過濾，放入AutoclaveSM52高壓消毒鍋中消毒，制成浸提液。選取大小均勻一致、顆粒飽滿的綠豆、黑豆、黃豆種子，洗凈，用次氯酸鈉消毒清洗，接種到鋪有兩層濾紙的無菌培養(yǎng)瓶中。綠豆每瓶均勻放置15粒，黑豆、黃豆每瓶各放置10粒。每瓶分別滴入1 mL無菌水、國槐浸提液、山桃浸提液。每個(gè)處理重復(fù)3次，放置在25 ℃，在自然光照下培養(yǎng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)豆科植物發(fā)芽率的影響

用蒸餾水（對(duì)照）、國槐浸提液、山桃浸提液處理的綠豆、黑豆和黃豆種子均于第2天開始發(fā)芽，第3天后發(fā)芽率均為100%。由此看出2種浸提液對(duì)3種豆科植物發(fā)芽率沒有差異。

2.2 對(duì)豆科植物胚軸長的影響

如圖1所示，國槐與山桃浸提液處理的綠豆和黑豆胚軸長顯著高于對(duì)照，與對(duì)照比較，國槐和山桃浸提液處理的綠豆胚軸長分別增加了75%和50%，黑豆胚軸長分別增加了35%和38%，各處理對(duì)黃豆胚軸長無顯著影響。表明國槐和山桃的化感物質(zhì)對(duì)綠豆和黑豆的胚軸生長有顯著的促進(jìn)作用。

圖1 不同溶液中3中豆科植物胚軸長

2.3 對(duì)豆科植物根長的影響

圖2顯示，國槐與山桃浸提液處理的綠豆根長均比對(duì)照增加60%左右，黑豆根長增加90%左右；國槐浸提液處理的黃豆根長比對(duì)照增加了1倍，而經(jīng)山桃浸提液處理的黃豆根長與對(duì)照差異不顯著。

圖2 不同溶液中3種豆科植物根長

2.4 對(duì)豆科植物鮮重的影響

圖3表明，國槐與山桃浸提液處理的綠豆和黑豆鮮重顯著大于對(duì)照，與對(duì)照比較，綠豆鮮重分別增加了80%和100%，黑豆鮮重分別增加了26%和16%。國槐浸提液處理的黃豆鮮重比對(duì)照增加36%，而山桃浸提液處理的黃豆鮮重與對(duì)照差異不顯著。

圖3 不同溶液中3種豆科植物鮮重

2.5 對(duì)豆科植物干重的影響

圖4表明，國槐與山桃浸提液處理的綠豆干重比對(duì)照增加了23%～40%，國槐浸提液處理的黑豆干重比對(duì)照增加了36%，而山桃浸提液處理的黑豆干重與對(duì)照差異不顯著；國槐浸提液處理的黃豆干重比對(duì)照增加了35%，而山桃浸提液處理的黃豆干重與對(duì)照差異不顯著。

圖4 不同溶液中3種豆科植物干重

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)表明，國槐與山桃化感物質(zhì)對(duì)綠豆和黑豆的生長有促進(jìn)作用；國槐化感物質(zhì)對(duì)黃豆生長有促進(jìn)作用，而山桃化感物質(zhì)對(duì)其無影響。

本試驗(yàn)中的光、溫度和水分條件一致，避免了自然條件下各種因素的干擾，理論上能較好地反映國槐和山桃化感物質(zhì)對(duì)3種豆科植物的影響。但自然條件下，化感作用極其復(fù)雜，除受溫度、水分、養(yǎng)分和太陽輻射等環(huán)境因子錯(cuò)綜復(fù)雜的影響外，植株間競爭效應(yīng)也會(huì)對(duì)化感作用產(chǎn)生重要影響，因此需要將實(shí)驗(yàn)室得出的結(jié)論在野外環(huán)境下進(jìn)行檢驗(yàn)驗(yàn)證。