松針浸提液對(duì)甘草種子萌發(fā)的影響

高 靜,成 希，胡本祥，顏永剛，祝昕怡，張亞麗，張鼎岳

(1. 陜西中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院/陜西省秦嶺中草藥應(yīng)用開發(fā)工程技術(shù)研究中心，陜西 咸陽 712000；2. 甘肅中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，甘肅 蘭州 730000)

化感作用是指自然界中的植物通過揮發(fā)、分泌、淋溶、殘茬分解等釋放自身的化學(xué)物質(zhì)分散到空氣或土壤中，從而影響周圍植物生長的現(xiàn)象[1]。植物化感作用在生物復(fù)合群落、土壤物質(zhì)循環(huán)、生物入侵、作物生產(chǎn)和病蟲害防治方面具有廣闊的應(yīng)用前景[2]。松針是松樹的自然凋落物，已有研究表明松針是一種化感作用很強(qiáng)的物質(zhì)，其提取物在抑制病原菌方面有較大的開發(fā)潛力。植物凋落物對(duì)種子萌發(fā)、土壤理化性質(zhì)、幼苗生長、群落演替及物質(zhì)循環(huán)等方面有重要影響。

甘草Glycyrrhiza uralensis Fisch.為豆科多年生草本植物，有“國老”之稱，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，被列為上品。隨著中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，甘草的使用量大大增加，導(dǎo)致過度采挖，從而使野生環(huán)境遭到破壞，資源分布量急劇減少，人工栽培的甘草逐漸增多，但甘草種子種皮緊實(shí)，自然條件下萌發(fā)率很低，在種植前必須對(duì)種子進(jìn)行處理[3]。種子萌發(fā)及幼苗早期形成過程是植物生活史中最敏感的階段，因此，研究松針凋落物對(duì)甘草種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，有助于理解凋落物的生態(tài)功能，對(duì)甘草生態(tài)種植栽培技術(shù)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及試劑

甘草種子購于安國市萬草同源苗木花卉有限公司，松針采集于陜西中醫(yī)藥大學(xué)校園內(nèi)種植的白皮松、雪松、油松的松針。高錳酸鉀購于上海源葉生物技術(shù)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 松針浸提液的制備 采集新鮮的雪松、白皮松、油松的松針，去除雜質(zhì)和枯黃枝葉，洗凈，陰干，粉碎。將粉碎后的松針裝入燒杯中，加入40倍的蒸餾水，轉(zhuǎn)移至超聲儀中處理30 min，取出后3 000 r·min-1離心10 min，取上清液作為25 g·L-1的母液[4]，4℃下保存于冰箱中備用。

1.2.2 種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn) 取干凈的培養(yǎng)皿，每個(gè)培養(yǎng)皿里面鋪2層濾紙，再分別加入10、15、20、25 g·L-1濃度的松針浸提液，以蒸餾水為對(duì)照組。選取大小一致飽滿無蟲蛀的烏拉爾甘草種子，用0.1%高錳酸鉀溶液消毒15 min，取出用水沖洗干凈。放入上述處理好的培養(yǎng)皿中，每皿放入25粒種子，每個(gè)處理重復(fù)3次，放入人工氣候箱中(12 h光照/12 h黑暗，溫度25℃)進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，每天進(jìn)行觀察記錄發(fā)芽種子數(shù)，并補(bǔ)充水或相應(yīng)浸提液。幼苗生長8 d后, 分別測(cè)量胚根長、胚軸長及胚芽長。

1.3 種子萌發(fā)指標(biāo)的相關(guān)計(jì)算公式

發(fā)芽率(%)=發(fā)芽種子總數(shù)/供試所有種子數(shù)×100%；

發(fā)芽勢(shì)(%)=規(guī)定時(shí)間內(nèi)的發(fā)芽數(shù)/供試所有種子數(shù)×100%；

平均發(fā)芽時(shí)間(d)=∑(Gt/Dt)/∑Gt，式中Gt為在不同時(shí)間的發(fā)芽數(shù)，Dt為與Gt對(duì)應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)；

化感效應(yīng)指數(shù)(RI)的計(jì)算與分析：RI=1-C/T(T>C)；RI=T/C-1(T≤C)，式中T為處理值，C為對(duì)照值，當(dāng)RI為正數(shù)時(shí)，表示促進(jìn)作用，當(dāng)RI為負(fù)數(shù)時(shí)，表現(xiàn)抑制作用[5]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用 Spss 13.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，所有數(shù)據(jù)圖均由Origin8.0完成。

2 結(jié)果

2.1 不同松針浸提液對(duì)甘草種子萌發(fā)的影響

由圖1可知，對(duì)照組的發(fā)芽率為87.99%，3種松針浸提液均提高了甘草種子的發(fā)芽率，低濃度下促進(jìn)作用明顯，高濃度下促進(jìn)作用減弱，最高值為10 g·L-1油松松針浸提液處理組。由圖2可知，與對(duì)照組相比，3種松針浸提液均提高了甘草種子的發(fā)芽勢(shì)，最高值為25 g·L-1油松松針浸提液處理組。由圖3可知，與對(duì)照組相比，15 、25 g·L-1的雪松松針浸提液能縮短平均發(fā)芽時(shí)間，加快發(fā)芽速度，其他處理組對(duì)甘草種子平均發(fā)芽時(shí)間影響無明顯差異。

2.2 不同松針浸提液對(duì)甘草種子幼苗的影響

由圖4可知，與對(duì)照組相比，3種松針浸提液均抑制了甘草幼苗胚軸的生長，隨著濃度的增加，抑制效果越顯著。由圖5可知，與對(duì)照組相比，雪松松針浸提液對(duì)甘草幼苗胚芽的生長影響不大，20、25 g·L-1油松松針浸提液及10、15、25 g·L-1白皮松松針浸提液增加了胚芽長。由圖6可知，10 g·L-1白皮松松針浸提液處理組的胚根最長，為2.58 cm，其余處理組與對(duì)照相比均抑制了甘草幼苗胚根的生長。

2.3 不同松針浸提液對(duì)甘草的化感效應(yīng)

由表1、表2、表3可知，3種松針浸提液對(duì)甘草種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的化感效應(yīng)均為正值，即為化感促進(jìn)作用，其中對(duì)發(fā)芽率促進(jìn)效果最顯著的為10 g·L-1油松松針浸提液，對(duì)發(fā)芽勢(shì)促進(jìn)效果最顯著的為25 g·L-1油松松針浸提液。3種松針浸提液對(duì)甘草幼苗胚軸長的化感效應(yīng)均為負(fù)值，即為化感抑制作用，其中抑制效果最顯著的為20 g·L-1雪松松針浸提液。由表1可知，15 g·L-1雪松松針浸提液對(duì)甘草幼苗胚芽生長為化感促進(jìn)作用，其余濃度雪松松針浸提液對(duì)甘草幼苗胚芽生長均為化感抑制作用。由表2可知，15 g·L-1油松松針浸提液對(duì)甘草幼苗胚芽生長為化感抑制作用，其余濃度油松松針浸提液對(duì)甘草幼苗胚芽生長均為化感促進(jìn)作用。由表1、表2可知，雪松和油松松針浸提液對(duì)甘草幼苗胚根生長為化感抑制作用。由表3可知，低濃度白皮松松針浸提液對(duì)甘草幼苗胚根生長為化感促進(jìn)作用，高濃度為化感抑制作用。

表1 雪松松針浸提液對(duì)甘草種子發(fā)芽的化感效應(yīng)指數(shù)

表2 油松松針浸提液對(duì)甘草種子發(fā)芽的化感效應(yīng)指數(shù)

表3 白皮松松針浸提液對(duì)甘草種子發(fā)芽的化感效應(yīng)指數(shù)

3 討論

在農(nóng)業(yè)實(shí)踐中，種子萌發(fā)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，植物間的化感作用對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)管理有重要意義，大量研究表明不同植物不同部位的浸提液都能影響同種或異種植物種子萌發(fā)和幼苗生長?；ń啡~浸提液對(duì)草地早熟禾、高丹草、苜蓿、白三葉草的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)有抑制作用，但高濃度的花椒葉浸提液能促進(jìn)草地早熟禾和苜蓿的根、莖生長[5]。滇重樓種子浸提液能影響綠豆、白菜、小麥葉片中的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性，并對(duì)其發(fā)芽率、苗高、根長及鮮重表現(xiàn)出低促高抑的現(xiàn)象[6]。此外，低濃度紅花酢漿草榨取液對(duì)狗牙根種子的萌發(fā)有顯著促進(jìn)作用[7]?？兹覆菟嵋簩?duì)石竹、二月蘭、雞冠花種子萌發(fā)和石竹幼苗生長均表現(xiàn)為抑制作用，孔雀草和蒼耳低濃度的水浸提液對(duì)千葉蓍種子則表現(xiàn)為一定的促進(jìn)作用[8,9]?？梢姡参锝嵋嚎赡芡ㄟ^化感物質(zhì)影響保護(hù)酶系統(tǒng)和激素水平，進(jìn)而對(duì)種子萌發(fā)具有一定的影響。

松樹作為一種主要造林樹種，種植面積大，蘊(yùn)藏量豐富。有研究表明，用落葉松枯落針葉作為覆土材料進(jìn)行覆蓋，可以促進(jìn)播種后種子萌發(fā)，但也有實(shí)驗(yàn)證明落葉松枯落針葉水浸液對(duì)白菜種子的萌發(fā)具有抑制作用，這說明不同松針浸提液對(duì)不同植物種子萌發(fā)和幼苗生長的影響存在差異性[10]。在筆者研究中，雪松、油松、白皮松的松針浸提液不同程度的促進(jìn)了受試植物甘草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)，隨著濃度的升高，促進(jìn)的作用有一定的減弱。但對(duì)甘草幼苗根長、莖長作用效果不太明顯，甚至一定濃度下產(chǎn)生抑制作用。綜上所述，雪松、油松、白皮松的松針浸提液對(duì)烏拉爾甘草種子的萌發(fā)有一定的化感促進(jìn)作用，能加快萌發(fā)過程，有利于出苗，但不利于苗期甘草生長。