松針浸提液和土壤浸提液對五指毛桃種子萌發(fā)的化感作用

陳英之，莫心怡，李良波，甘鳳瓊，黃榮韶

(1.廣西大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，廣西 南寧 530004； 2.廣西中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，廣西 南寧 530200)

林藥種植是根據(jù)林下不同環(huán)境條件，將適宜林下生長的藥用植物移到自然環(huán)境下進(jìn)行半野生化栽培[1]。林藥種植充分利用林地資源，同時使野生藥用資源得到恢復(fù)，解決了林木生產(chǎn)周期長、見效慢、收益低的難題，實現(xiàn)以短養(yǎng)長、長短結(jié)合的良性循環(huán)[2-3]?；凶饔弥钢参锿ㄟ^向周邊環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)對周圍和自身植物產(chǎn)生的不利或者有利的效應(yīng)[4]?；形镔|(zhì)可以存在于植物任何器官中，通過淋溶、揮發(fā)、殘留物分解和根分泌等途徑向環(huán)境釋放[5-6]。土壤是植物生存依賴的環(huán)境，也是植物產(chǎn)生化感作用的媒介，植物以地上部淋溶、殘留物腐解和根系分泌物等形式將化感物質(zhì)釋放到土壤中，化感物質(zhì)經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)化、滯留、遷移等途徑富集，到達(dá)受體植物并維持一定的濃度和活性，從而產(chǎn)生化感作用[7]。

五指毛桃為?？崎艑僦参锎秩~榕(FicushirtaVahl)的根，具有健脾補肺、化溫舒筋之功，用于脾虛浮腫、食少無力、肺癆咳嗽、盜汗、風(fēng)濕痹痛、產(chǎn)后無乳等癥[8]。五指毛桃是地道的民族藥材，多生于海拔500～1 000 m的灌叢山谷、林緣、疏林、山坡林邊或村寨附近曠地，濕潤溫暖的地方[9]。目前，五指毛桃林下種植研究比較少。松樹是廣西主要的造林樹種，種植面積達(dá)231.6萬hm2。如果能在松樹林下種植五指毛桃，既可以增加林下生物多樣性，又可以增加林業(yè)附加值。因此，本研究通過分析松針浸提液，以及松樹與白及、桃金娘、牛耳楓、赤蒼藤、五指毛桃5種不同藥材立體種植的根際土壤浸提液對五指毛桃種子萌發(fā)、幼苗生長的影響，探討松樹、松樹+白及、松樹+桃金娘、松樹+牛耳楓、松樹+赤蒼藤、松樹+五指毛桃等對五指毛桃種子和幼苗的化感效應(yīng)，為科學(xué)開展五指毛桃復(fù)合種植提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

松樹松針、松樹土壤、松樹+白及土壤、松樹+桃金娘土壤、松樹+牛耳楓土壤、松樹+赤蒼藤土壤、松樹+五指毛桃土壤于2019年3月采集于南寧市邕寧區(qū)那樓鎮(zhèn)廣澤健康產(chǎn)業(yè)種植基地。白及、牛耳楓、赤蒼藤、五指毛桃于2017年3月人工移栽于松樹林中，桃金娘為松樹林下野生藥材。

五指毛桃種子于2019年7月20日采自南寧市邕寧區(qū)那樓鎮(zhèn)廣澤健康產(chǎn)業(yè)種植基地。取無病蟲害、生長健壯且成熟的五指毛桃果實，搓爛果肉，取出種子。

1.2 方法

1.2.1 松針?biāo)嵋旱闹苽?/p>

采集新鮮松針，用蒸餾水沖洗干凈，自然晾干表面水分后用剪刀剪成1 cm左右的小段，稱取10 g葉片浸泡于100 mL蒸餾水中，靜置24 h后過濾，將濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮儀減壓濃縮，最后得到松針?biāo)嵋耗敢海糜诒? ℃保存?zhèn)溆?。試驗中將所得的母液用蒸餾水稀釋成4個濃度梯度：0.100 0、0.050 0、0.025 0和0.012 5 mg·mL-1，以蒸餾水為對照(CK)，一共5個處理。

1.2.2 土壤水浸提液的制備

采用5點取樣法采集根系耕作層30 cm左右深度的土樣，將土壤樣品帶回實驗室，通風(fēng)陰干，除去石塊和植物殘體等雜質(zhì)，過2 mm篩，混勻后分別稱取50 g用100 mL蒸餾水在室溫下浸提24 h，24 ℃ 362.19g離心10 min，取上清液過濾，接著將濾液經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮儀減壓濃縮，最后將水浸提液定容配制成土壤水浸提液母液，置于冰箱4 ℃保存?zhèn)溆谩⑺玫哪敢河谜麴s水稀釋成4個濃度梯度：0.5、0.25、0.125和0.062 5 mg·mL-1，以蒸餾水為對照(CK)，每種浸提液一共5個處理。

1.2.3 種子萌發(fā)與幼苗生長試驗

試驗所用的新鮮五指毛桃種子用3% NaClO溶液表面處理10 min，無菌水反復(fù)沖洗3～5次。選取50粒飽滿的種子，放在鋪有2層濾紙的滅菌培養(yǎng)皿中，分別加入10 mL配制好的上述不同類型不同濃度的浸提液，以蒸餾水作空白對照，每處理3次重復(fù)。將培養(yǎng)皿置于室內(nèi)，每日光培養(yǎng)12 h。每天觀察種子發(fā)芽情況，及時按需補充相應(yīng)的浸提液和蒸餾水，使濾紙保持濕潤。從首粒種子發(fā)芽開始每日統(tǒng)計發(fā)芽數(shù)。

定期觀察30 d，統(tǒng)計種子發(fā)芽情況、發(fā)芽勢和發(fā)芽率[10]。測定幼苗生長指標(biāo)，每皿隨機選擇10株幼苗，測其根長和苗長，計算平均值。

1.2.4 化感效應(yīng)指數(shù)計算

以化感效應(yīng)指數(shù)(RI，簡稱化感指數(shù))衡量化感作用的強度，參照Williamson等[11]的方法進(jìn)行化感作用評價。

RI=1-C/T(T≥C)；RI=T/C-1(T

式中：C為對照值，T為處理值。RI>0表示促進(jìn)作用，RI<0表示抑制作用，RI的絕對值代表化感作用的強度，設(shè)定對照的RI值為0。用Microsoft Excel 2007和SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 松針浸提液對五指毛桃種子萌發(fā)與幼苗生長的影響

從表1可以看出，松針浸提液為0.012 5～0.100 0 mg·mL-1時，對五指毛桃種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、根長和苗長都有促進(jìn)作用(RI>0)。松針浸提液濃度越低，對五指毛桃種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、根長和苗長的化感效應(yīng)指數(shù)越大，化感效應(yīng)越強，但發(fā)芽勢和發(fā)芽率與對照差異不顯著，根長和苗長與對照差異達(dá)顯著水平，說明松針浸提液對受體發(fā)芽勢和發(fā)芽率影響較弱，化感促進(jìn)作用不明顯；對根長和苗長影響較強，化感促進(jìn)作用明顯。當(dāng)松針浸提液為0.012 5 mg·mL-1時，對受體促進(jìn)作用最強，根長和苗長的化感效應(yīng)指數(shù)分別為0.24和0.17，此時有利于五指毛桃種子的萌發(fā)和生長。

表1 松針浸提液對五指毛桃種子萌發(fā)與幼苗生長的影響

2.2 土壤浸提液對五指毛桃種子萌發(fā)與幼苗生長的影響

從表2可以看出，白及土壤浸提液為0.062 5～0.500 0 mg·mL-1時，對五指毛桃發(fā)芽勢和發(fā)芽率有抑制作用(RI<0)，對根長有促進(jìn)作用(RI>0)，濃度變化對五指毛桃發(fā)芽勢、發(fā)芽率、根長和苗長的影響存在差異，化感強度變化沒有規(guī)律。

表2 土壤浸提液對五指毛桃種子萌發(fā)與幼苗生長的影響

桃金娘土壤浸提液為0.062 5～0.500 0 mg·mL-1時，對五指毛桃的發(fā)芽勢和根長有促進(jìn)作用(RI>0)，各處理發(fā)芽勢與對照差異不顯著；濃度越高，對根長的化感促進(jìn)作用越強，除0.062 5 mg·mL-1處理外，其他濃度處理五指毛桃的根長顯著大于對照。桃金娘土壤浸提液濃度變化對發(fā)芽率和苗長的影響存在差異，變化沒有規(guī)律。

牛耳楓土壤浸提液為0.062 5～0.500 0 mg·mL-1時，對五指毛桃的根長和苗長有促進(jìn)作用(RI>0)，濃度變化對根長和苗長的影響存在差異，變化沒有規(guī)律；濃度變化對發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響存在差異，變化沒有規(guī)律。

赤蒼藤土壤浸提液為0.062 5～0.500 0 mg·mL-1時，對五指毛桃的根長有促進(jìn)作用(RI>0)，濃度越高，根長的化感促進(jìn)作用越強，各濃度處理根長均高于對照；濃度變化對發(fā)芽勢、發(fā)芽率和苗長的影響存在差異，變化沒有規(guī)律。

松樹土壤浸提液和五指毛桃土壤浸提液為0.062 5～0.500 0 mg·mL-1時，對五指毛桃發(fā)芽勢、發(fā)芽率、根長和苗長都有促進(jìn)作用(RI>0)，濃度越低，對發(fā)芽勢、發(fā)芽率和苗長的化感促進(jìn)作用越強，但發(fā)芽勢和發(fā)芽率與對照相比差異不顯著；濃度越高，對根長的化感效應(yīng)越強。

3 小結(jié)與討論

化感物質(zhì)是經(jīng)自然途徑進(jìn)入環(huán)境的化學(xué)物質(zhì)。在自然條件下，水是唯一能夠?qū)⒅参矬w中化感物質(zhì)溶解出來的溶劑[12]。本研究用水作為溶劑，以受試種子萌發(fā)、幼苗生長為指標(biāo)進(jìn)行試驗，衡量化感物質(zhì)的作用活性。不同植物根際土壤中化感物質(zhì)對同一植物種子萌發(fā)的作用效果不同。在試驗濃度范圍內(nèi)，白及根際土壤浸提液對受體的萌發(fā)具有抑制作用，可能來自白及根際土壤的化感物質(zhì)影響了種子萌發(fā)過程中某些酶的合成或者活性[13-14]；松針浸提液、松樹根際土壤浸提液、松樹+五指毛桃根際土壤浸提液均對五指毛桃的根長表現(xiàn)出促進(jìn)作用。松針浸提液濃度越低越有利于根的生長，松樹根際土壤浸提液相反，說明松針浸提液和松樹根際土壤浸提液影響根長的化感物質(zhì)不同。

不同腐殖質(zhì)土壤浸提液對受體植物不同部位生長的影響存在差異，可能是不同的生長部位對化感物質(zhì)的敏感程度不同。通過對種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、根長和苗長的RI值對比發(fā)現(xiàn)，化感效應(yīng)對不同器官的影響存在差異，五指毛桃幼苗根長對化感物質(zhì)的敏感性大于種子發(fā)芽率和苗長的敏感性。

通過研究松針浸提液和6種植物根際土壤浸提液對五指毛桃種子萌發(fā)、幼苗生長的影響，發(fā)現(xiàn)松針浸提液、松樹和松樹+五指毛桃土壤浸提液對五指毛桃種子的發(fā)芽率、根長和苗長都有促進(jìn)作用，說明五指毛桃適合在松樹林和已有五指毛桃的松樹林下生長，沒有連作障礙。