油茶葉、果殼浸提液對大豆、花生種子的化感作用

黃瞇 陳凱 雷小林 孫穎

摘要：以花生、大豆為試驗(yàn)對象，研究油茶葉、油茶果殼水浸提液對花生、大豆種子萌發(fā)及生長是否具化感作用，從而在植物化感作用方面為油茶林地套種作物提供依據(jù)。結(jié)果表明，不同濃度的試劑對大豆和花生的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)都表現(xiàn)為化感抑制作用，油茶葉水浸提液的抑制作用高于油茶果殼水浸提液。油茶果殼對花生的生長指標(biāo)既有促進(jìn)作用又有抑制作用，濃度為0.01 g/mL時(shí)花生的胚根長、下胚軸長、鮮質(zhì)量值最大，隨著濃度的升高而逐漸下降，整體呈現(xiàn)出低濃度促進(jìn)、高濃度抑制的趨勢。本試驗(yàn)僅從大豆、花生種子的發(fā)芽和生長情況來判斷油茶樹體器官水浸提液對花生、大豆是否有化感作用，具體的化感成分還需進(jìn)一步鑒定。

關(guān)鍵詞：油茶葉片;油茶果殼;浸提液;農(nóng)作物;化感作用

中圖分類號：S344.3;S311 ??文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）17-0108-05

油茶（Camellia oleifera）別稱茶子樹，是山茶科山茶屬中種子含油率較高，具有一定的栽培面積和栽培價(jià)值的一類植物的總稱[1-2]。研究證實(shí)，在油茶林地中套種作物不僅能改善土壤環(huán)境還能提高油茶產(chǎn)量，“油茶樹+農(nóng)作物”組合的新模式成為油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)[3-4]?；凶饔檬侵参镞m應(yīng)外界環(huán)境變化的一種響應(yīng)機(jī)制，普遍存在于自然界[5-9]。目前，油茶葉片、凋落物浸提液在前人的研究中發(fā)現(xiàn)具有化感作用[10]，但油茶果殼對林下作物的化感作用研究較少?；ㄉ⒋蠖故浅Ｒ姷挠筒枇值靥追N作物[11-13]，但油茶化感作用對花生、大豆種子的發(fā)芽及生長情況研究鮮見報(bào)道。本試驗(yàn)以油茶葉片水提取液和油茶果殼水提液為研究對象，分析不同濃度的2種水提液對油茶林常見間作農(nóng)作物（大豆、花生）的種子發(fā)芽、生長的影響，從而在植物化感作用方面為油茶林地套種作物提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

油茶葉片采自江西省林業(yè)科學(xué)院山茶園內(nèi)8年生油茶樹，品種為贛無2，油茶果殼為2018年贛無系列油茶果殼。植物種子（太谷縣農(nóng)業(yè)科技市場購入）：大豆品種為中黃13，花生品種為四粒紅。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于8月7日開始，8月14日結(jié)束，歷時(shí)7 d，采用培養(yǎng)皿濾紙法進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)處理見表1，每個(gè)處理3次重復(fù)，試驗(yàn)步驟參考李建波等的研究[14]。

1.2.2 試劑制備 試劑A：油茶葉用蒸餾水清洗后放入烘干機(jī)內(nèi)80 ℃烘干24 h至恒質(zhì)量，用粉碎機(jī)打成粉末保存?zhèn)溆?，按? 000 mL蒸餾水40 g干物質(zhì)的比例室溫下浸提48 h（每8 h用玻璃棒攪拌1次），用雙層紗布過濾2次，得到濃度為 0.04 g/mL 的油茶葉水浸提液母液，然后將一部分母液用蒸餾水分別稀釋成濃度為0.02、0.01 g/mL 的葉、殼提取液，置于4 ℃ 冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩Ｔ噭〣：將油茶葉換成油茶果殼，制備方法與試劑A方法相同。

1.3 測定方法及計(jì)算公式

用游標(biāo)卡尺測定種子胚根長、下胚軸長，電子分析天平稱量種子鮮質(zhì)量，每個(gè)處理隨機(jī)選取20粒種子，取平均值。發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)計(jì)算方法參考彭曉邦的方法[15]，化感作用效應(yīng)指數(shù)參照Williamson等的計(jì)算方法[16]。當(dāng)T（對照值）≥C（處理值） 時(shí)，化感效應(yīng)指數(shù)（RI） = 1-C/T;當(dāng) T0為促進(jìn)作用，RI<0為抑制作用，絕對值的大小即為化感作用的強(qiáng)度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 20處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度試劑對大豆種子發(fā)芽的影響

由表1可知，不同處理對大豆的發(fā)芽情況具有明顯的化感抑制效應(yīng)，隨著試劑濃度的升高，大豆發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)逐漸下降。試劑A、B處理后發(fā)芽率大小順序依次為處理7>處理5>處理4>處理6>處理1>處理2>處理3，種子的發(fā)芽速度和整齊度用發(fā)芽勢來表示，處理5的發(fā)芽率大于處理4，但是發(fā)芽勢卻比處理4低，說明試劑B在0.02 g/mL時(shí)延遲了發(fā)芽速度。發(fā)芽指數(shù)反映的是種子的活力，表格中不同處理的發(fā)芽指數(shù)顯著小于CK1，表明試劑A、B對種子活力具有顯著的抑制作用，試劑A濃度為0.04 g/mL時(shí)（處理3）的種子活力最低，受抑制作用最強(qiáng)，此時(shí)的化感效應(yīng)指數(shù)絕對值最大。試劑B使發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)分別下降了14.00～18.00百分點(diǎn)、4.67～32.00百分點(diǎn)、10.09～28.88百分點(diǎn)，受抑制作用顯著。大豆各個(gè)萌發(fā)指標(biāo)對試劑B化感作用的敏感程度不同，其中敏感程度最高的是發(fā)芽指數(shù)，發(fā)芽勢次之，發(fā)芽率最小，3個(gè)濃度處理發(fā)芽率均與CK1無顯著性差異。

2.2 不同濃度試劑對花生種子發(fā)芽的影響

從表3可知，試劑A、B處理的花生種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢以及發(fā)芽指數(shù)的化感效應(yīng)指數(shù)均為負(fù)數(shù)，可以得出試劑A、B對花生的發(fā)芽具有抑制作用。試劑A使花生發(fā)芽率降低了14.00～18.67百分點(diǎn)，與CK2具有顯著性差異，其中處理8的花生發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢最低，此時(shí)種子活力受抑制作用最強(qiáng);試劑B使花生的發(fā)芽率下降了4.67～7.34百分點(diǎn)，與CK2差異不顯著。發(fā)芽指數(shù)與對照差異顯著，處理13的發(fā)芽指數(shù)比CK2低出23.97，種子活力最低。

2.3 不同處理對大豆生長的影響

2.3.1 試劑A對大豆生長的影響 由圖1、圖2可知，大豆種子胚根、下胚軸長隨著試劑A濃度的升高而降低，胚根、下胚軸長與CK1差異顯著。不同濃度試劑A處理過的大豆胚根長度較CK1降低了9.29～18.10 mm，其中濃度從0 g/mL（CK1）升高到0.01 g/mL（處理1）時(shí)，胚根長度下降最快，下降了9.29 mm。濃度為0.01 g/mL（處理1）時(shí)大豆的下胚軸長約為CK1 的1/2， 當(dāng)濃度提高到0.04 g/mL（處理3）時(shí)的下胚軸長則降為CK1的1/3左右，各處理差異顯著。試劑A對大豆的鮮質(zhì)量有促進(jìn)作用，使大豆的鮮質(zhì)量較CK1增長了0～0.23g。除了濃度為 0.02 g/mL （處理2）大豆鮮質(zhì)量與CK1相等，無顯著差異之外，其余2個(gè)處理鮮質(zhì)量均高于CK1，0.04 g/mL（處理3）大豆鮮質(zhì)量值最高，為 0.96 g，具有顯著的促進(jìn)作用。

2.3.2 試劑B對大豆生長的影響 從圖3、圖4可以看出，經(jīng)過試劑B處理后，大豆的胚根、下胚軸長均下降，下降幅度與濃度成正比。胚根下降的幅度較小，僅下降了2.20～5.37 mm，濃度為0.04 g/mL（處理6）時(shí)胚根長度與CK1差異顯著，其余處理無顯著性差異。大豆下胚軸下降的幅度最大，濃度為0.01 g/mL（處理4）時(shí)下降了10.11 mm，濃度為0.04 g/mL時(shí)（處理6）則下降了17.73 mm，所有濃度處理均與對照呈顯著性差異。大豆鮮質(zhì)量與胚根、下胚軸長的反應(yīng)不同，鮮質(zhì)量增加了0.07～0.11 g，增加速度最快的是0.01 g/mL處理（處理4），之后濃度升高，增長速度下降，濃度由0.02 g/mL上升為0.04 g/mL時(shí)，鮮質(zhì)量僅增加了0.01 g。

2.4 不同處理對花生生長的影響

2.4.1 試劑A對花生生長的影響 從圖5、圖6中可以看出，試劑A對花生胚根長具有促進(jìn)作用，隨著濃度升高而促進(jìn)作用減弱，濃度為0.01 g/mL（處理8）時(shí)花生的胚根長為CK2的1.45倍，濃度為0.02 g/mL（處理9）、0.04 g/mL（處理10）時(shí)，與CK2的胚根長比值下降為1.19、1.003，長度逐漸接近于CK2。下胚軸長受到試劑B的抑制，0.02 g/mL（處理9）時(shí)的下胚軸長受抑制最小，與CK2無顯著差異。濃度為0.01 g/mL（處理8）、0.04 g/mL（處理10）2個(gè)處理之間無顯著差異，但與CK2差異顯著。試劑A對花生鮮質(zhì)量表現(xiàn)為抑制作用。濃度為0.04 g/mL（處理10）時(shí)花生鮮質(zhì)量為各處理中最小，比CK2低0.57 g，濃度為 0.02 g/mL （處理9）時(shí)與CK2無顯著性差異。

2.4.2 試劑B對花生生長的影響 從圖7、圖8中可以看出，試劑B對花生的生長指標(biāo)既有促進(jìn)作用又有抑制作用。濃度為0.01 g/mL（處理11）時(shí)花生的胚根長、下胚軸長、鮮質(zhì)量達(dá)到最大值，分別比CK2高出2.47 mm、1.46 mm、0.14 g，隨著濃度的升高，胚根長、下胚軸長、鮮質(zhì)量下降，整體呈現(xiàn)出低濃度促進(jìn)、高濃度抑制的趨勢。

3 討論與結(jié)論

用植物各部位水浸提液研究植物化感作用是目前最為普遍的方法，在很多樹種上運(yùn)用并被證實(shí)具有可行性[17-19]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，油茶葉片、油茶果殼對大豆、花生種子的發(fā)芽具有化感抑制作用，對種子的生長指標(biāo)既有抑制作用又有促進(jìn)作用。油茶葉片水浸提液處理抑制了大豆的胚根長、下胚軸長和花生下胚軸長、鮮質(zhì)量，提高了大豆鮮質(zhì)量以及花生的胚根長。油茶果殼水浸提液處理抑制了大豆胚根長、下胚軸長，對大豆的鮮質(zhì)量具有促進(jìn)作用，花生的胚根長、下胚軸長及鮮質(zhì)量在濃度為0.01 g/mL時(shí)高于對照，其余濃度下均低于對照。

本試驗(yàn)中大豆種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢、胚根長、下胚軸長隨著試劑濃度的上升而下降，試劑A濃度為0.04 g/mL時(shí)大豆胚根長、下胚軸長比濃度為0.01 g/mL時(shí)分別下降了8.81、12.00 mm，差異顯著。張新葉等發(fā)現(xiàn)，油茶水浸提液對紫蘇的化感抑制作用隨著浸提液濃度的增加，化感效應(yīng)的強(qiáng)度越大，抑制效果越明顯，油茶葉浸提液濃度為0.04 g/mL時(shí)，紫蘇種子發(fā)芽數(shù)量急劇下降[20]。汪貴慶等的試驗(yàn)證明，油茶水浸提液對紫莖澤蘭的化感作用與濃度成正比，低濃度時(shí)對發(fā)芽率無顯著影響，高濃度（0.03 g/mL）時(shí)發(fā)芽率下降為0，抑制效果顯著[1]。以上研究證實(shí)，油茶的化感作用強(qiáng)弱與試劑（浸提液）濃度有密切關(guān)系。

試劑A、B處理的大豆種子發(fā)芽率在濃度為0.04 g/mL時(shí)分別比對照CK1下降了56、18百分點(diǎn)，同一濃度下試劑A的發(fā)芽率僅為試劑B的發(fā)芽率1/3左右，證明試劑A的化感抑制作用強(qiáng)于試劑B。向福等分別將油茶葉、油茶凋落物水浸提液作為供體，紫蘇作為受體，研究發(fā)現(xiàn)油茶葉、凋落物水浸提液對紫蘇發(fā)芽以及生長具有化感作用，油茶葉的化感抑制作用強(qiáng)于油茶凋落物[21]。本試驗(yàn)中同濃度的油茶葉、油茶果殼水浸提液對花生、大豆種子萌發(fā)具有化感抑制作用，但油茶葉的化感抑制作用比油茶果殼的抑制作用更強(qiáng)，說明化感作用的強(qiáng)弱還與樹體部位有關(guān)。

試劑A在濃度為0.01 g/mL時(shí)對花生的胚根長、下胚軸長表現(xiàn)為促進(jìn)作用，但是同等濃度處理下大豆的胚根長、下胚軸長則受到抑制;試劑B在 0.02 g/mL 時(shí)，花生的鮮質(zhì)量小于CK1，大豆的鮮質(zhì)量則大于CK1。在其他試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)油茶水浸液對桔梗種子發(fā)芽以及根莖生長均具有促進(jìn)作用，對紫莖澤蘭種子的萌發(fā)具有顯著的抑制作用[22];油茶凋落物浸提液對綠豆種子發(fā)芽無抑制作用，但會減少綠豆幼苗的葉綠素含量，增加綠豆幼苗中脯氨酸和丙二醛的含量，從而抑制綠豆幼苗的生長[23];不同濃度油茶葉浸提液處理對猴樟地徑生長均表現(xiàn)出促進(jìn)作用，對猴樟幼苗地上、地下部干質(zhì)量均表現(xiàn)出抑制效應(yīng)。表明油茶浸提液對不同的受體植物產(chǎn)生的化感效應(yīng)會有所不同[24]。在林農(nóng)種植的模式下，林分對農(nóng)作物是否具有化感抑制作用以及抑制作用的大小，直接決定了套種農(nóng)作物品種的選擇。本研究中發(fā)現(xiàn)油茶葉的化感作用大于油茶果殼，各浸提液對花生的抑制作用較小。目前關(guān)于油茶分泌物的成分鑒定主要集中于根系分泌物中。葉思成等鑒定出油茶根系分泌物中含有鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、正十六烷、正十七烷等物質(zhì)[25]。這些物質(zhì)都已經(jīng)被證實(shí)為化感物質(zhì)。本試驗(yàn)只是從種子的發(fā)芽以及生長上去推測油茶葉、果殼中含有化感物質(zhì)，是否含有化感物質(zhì)以及化感物質(zhì)的種類需要進(jìn)一步測定。

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