魚腥草浸提液對兩種作物種子萌發(fā)及幼苗化感作用影響

楊傅嵩，郎闖，鄭琳昕，肖佳偉，張博，李麗

(佳木斯大學生命科學學院，黑龍江 佳木斯 154007)

化感作用是指植物通過自身分泌某些次生代謝產物即化感物質，并將其釋放在自身生長環(huán)境中，從而影響同一土地中的臨近植物的生長發(fā)育[1-2]。大多數(shù)植物的品質與產量，會因化感物質的積累而產生影響[3]。前學術界已經(jīng)對植物的化感效應進行了深入研究并取得了一系列研究成果[4-6]。魚腥草為三百草科，蕺菜屬野生植物，是認證的藥食兼用植物[7]，也是我國傳承千年的中藥材[8]。魚腥草具有耐陰性強，適應性強等特點[9]。可以與短日照植物進行套種模式。目前，報道了魚腥草浸提液刺激列當種子萌發(fā)的研究[10]，證明了魚腥草浸提液中含有化感刺激物質，也報道了對綠豆種子萌發(fā)及幼苗生長產生化感影響，其中綠豆萌發(fā)與生長過程中表現(xiàn)出不同程度的化感抑制與促進作用[8]。李春英等[11]以玉米為受體研究了苘麻揮發(fā)油的化感作用，結果表明：苘麻揮發(fā)油對玉米幼苗的生長等有一定的抑制作用。余虹欣等[12]的結論表明:黑豆同樣可以受到化感抑制和化感促進的兩方面的影響。付金晶等[13]的實驗得出:國槐和山桃浸提液對黑豆存在化感促進的作用，該作用體現(xiàn)于根長、鮮重、干重等方面。然而，魚腥草對玉米、黑豆的化感影響未見報道。本課題通過研究魚腥草對玉米、黑豆種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，討論魚腥草與玉米、黑豆之間的化感效應，為魚腥草與玉米、黑豆之間建立有好的套種模式提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗用魚腥草購于佳木斯新瑪特超市，玉米、黑豆種子購于佳木斯市種子公司。

1.2 魚腥草浸提液的制備

將鮮魚腥草去除根須，沖洗干凈，濾干、切割成小段，置在研缽中研成勻漿。并與蒸餾水按1∶10質量比配。超聲提取30 min,用紗布過濾，過濾后以1700轉速離心7 min，取上清液。用蒸餾水將供體母液分別稀釋為0%(蒸餾水，對照組CK)，20%，40%，60%，80%的魚腥草浸提液，供實驗使用。將浸提液放置于4 ℃的冰箱中。

1.3 實驗設計

將供試種子與0.15%濃度的高錳酸鉀溶液混合浸泡30 min消毒，用蒸餾水多次沖洗直至無明顯的高錳酸鉀殘留溶液，濾干。

在15 cm培養(yǎng)皿上平鋪2張濾紙，依次用魚腥草浸提液潤濕濾紙，最后將密度適宜的供試種子，均勻的擺放在培養(yǎng)皿中。以蒸餾水為CK組，加蓋培養(yǎng)。種子出芽后，記錄數(shù)據(jù)檢測發(fā)芽率、發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)。并分別在出芽第7、12 d檢測玉米、黑豆幼苗的株高、鮮重、丙二醛含量及葉綠素含量。

1.4 測定項目、方法與數(shù)據(jù)統(tǒng)計

測量各處理后的供試種子的鮮重，株高。測定幼苗葉片中葉綠素含量與丙二醇含量。葉片中丙二醇的測定參考硫代巴比妥酸法[14]，葉綠素含量的測定采用乙醇提取分光光度計法測定[15]。

發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽種子數(shù)/實驗種子總數(shù))×100

種子發(fā)芽勢(%)=(規(guī)定天數(shù)內發(fā)芽種子數(shù)/實驗種子總數(shù))×100

種子及幼苗的生長數(shù)據(jù)通過Excel工作表格軟件進行記錄。

2 結果與分析

2.1 魚腥草浸提液對玉米、黑豆種子萌發(fā)的影響

由表1可知，較低濃度的魚腥草浸提液處理的玉米種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢明顯高于對照組，起促進作用，發(fā)芽率與發(fā)芽勢在40%濃度時，數(shù)值最大分別為90%、70%。較高濃度的魚腥草浸提液對玉米種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢明顯低于對照組，呈現(xiàn)出抑制作用。不同濃度魚腥草浸提液對玉米發(fā)芽率與發(fā)芽勢的影響呈現(xiàn)出現(xiàn)促進后抑制的現(xiàn)象。不同濃度的魚腥草浸提液處理的黑豆種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢明顯低于對照組，且呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。在濃度為80%時，發(fā)芽率與發(fā)芽勢最小，分別為74.19%與64.52%。暗示魚腥草對玉米、黑豆種子萌發(fā)存在化感影響，玉米種子在低濃度下為化感促進作用，在高濃度下為化感抑制作用。而對于黑豆，受到了不同濃度浸提液的化感抑制作用。

表1 魚腥草浸提液對玉米、黑豆種子萌發(fā)的影響 %

2.2 魚腥草浸提液對玉米、黑豆幼苗株高的影響

由表2可知，低濃度魚腥草浸提液處理后的玉米幼苗的株高明顯高于對照組，在40%濃度下株高最高為5.560 cm。隨著濃度的升高，玉米幼苗株高低于對照組。在高濃度魚腥草浸提液的處理下，玉米幼苗株高呈現(xiàn)抑制作用。不同濃度的魚腥草浸提液對黑豆的株高與對照組對比呈現(xiàn)出明顯的抑制作用，且隨著濃度的上升，這種抑制作用更加明顯。在80%時，株高最短為3.430 cm。暗示了，魚腥草浸提液對玉米、黑豆的株高存在化感作用。對玉米的化感作用呈現(xiàn)低濃度化感促進，高濃度化感抑制的變化，不同濃度的魚腥草浸提液對黑豆均存在化感抑制作用。

表2 魚腥草浸提液對玉米、黑豆幼苗株高的影響

2.3 魚腥草浸提液對玉米、黑豆鮮重的影響

由表3可知，玉米的鮮重隨著魚腥草浸提液濃度的上升，呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。在20%～40%濃度時玉米鮮重受到浸提液的促進效應，在40%濃度處理下玉米鮮重最重，為0.866 g，60%濃度與對照組持平，80%濃度明顯低于對照組，鮮重最下，僅為0.645 g。不同濃度魚腥草浸提液處理下，黑豆鮮重隨著魚腥草浸提液濃度的升高呈現(xiàn)逐漸降低的現(xiàn)象。在濃度最高即80%處理下，黑豆鮮重最小，0.36 g。暗示了，魚腥草對玉米、黑豆的鮮重存在著一定的化感作用，玉米的化感效應呈現(xiàn)低促高抑的現(xiàn)象，而黑豆隨著濃度的上升逐漸加深抑制效應。

表3 魚腥草浸提液對玉米、黑豆鮮重的影響

2.4 魚腥草浸提液對玉米、黑豆幼苗葉綠素含量的影響

由表4可知，在不同濃度的魚腥草浸提液處理下，玉米幼苗的葉綠素含量小幅度升高而后降低。在40%浸提液濃度處理下的玉米幼苗葉綠素含量高于對照組，為0.367 μmol/L。當浸提液濃度升高至60%與80%時，玉米幼苗葉綠素含量小于對照組，受到抑制。黑豆幼苗中的葉綠素含量受到不同濃度魚腥草浸提液的化感抑制作用，在20%～40%濃度時，黑豆幼苗葉綠素含量有小幅度上升，但仍低于對照組。暗示，魚腥草對玉米葉綠素含量存在低濃度化感促進，高濃度化感抑制的現(xiàn)象。魚腥草浸提液對黑豆幼苗葉綠素含量存在化感抑制作用

表4 魚腥草浸提液對玉米、黑豆幼苗葉綠素含量的影響

2.5 魚腥草浸提液對玉米、黑豆幼苗丙二醇(MDA)含量的影響

丙二醇(MDA)是植物受到外界傷害時膜脂過氧化反應的最終分解產物，因此MDA的含量可以反應植物在逆境中受到的傷害輕重[16]。由表5可知，在20%～60%魚腥草浸提液的處理下，玉米幼苗中MDA含量持續(xù)下降，在60%濃度處理下最低0.01636 μmol/l。在80%濃度處理下玉米幼苗MDA含量高于對照組。黑豆幼苗中MDA含量隨著魚腥草浸提液濃度的升高不斷升高，呈現(xiàn)出促進趨勢。暗示魚腥草與玉米、黑豆幼苗MDA含量存在化感效應，低濃度魚腥草浸提液對玉米幼苗MDA有化感抑制現(xiàn)象，高濃度魚腥草浸提液對玉米幼苗MDA存在化感促進效應。不同濃度魚腥草浸提液對黑豆幼苗MDA含量均存在化感促進效應。

表5 魚腥草浸提液對玉米、黑豆幼苗丙二醇(MDA)影響

3 討論與結論

3.1 魚腥草浸提液對玉米、黑豆種子萌發(fā)與幼苗生長的化感效應

發(fā)芽勢作為評價種子萌發(fā)的重要指標，體現(xiàn)在種子的生活能力，發(fā)芽是否整齊，出苗是否一致等方面。低濃度魚腥草浸提液對玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、株高、鮮重、存在化感促進現(xiàn)象，高濃度魚腥草浸提液對玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、株高、鮮重、存在化感抑制作用?？傮w來說，魚腥草浸提液對玉米種子的萌發(fā)與幼苗的生長存在化感效應，且這種化感效應存在低濃度為化感促進，高濃度為化感抑制的規(guī)律。而不同濃度的魚腥草浸提液對黑豆種子萌發(fā)與幼苗生長的各項指標，即，發(fā)芽勢、發(fā)芽率、鮮重、株高存在化感抑制作用。當魚腥草浸提液濃度在40%左右時，就有對玉米種子萌發(fā)與幼苗生長的化感物質濃度。說明在魚腥草與玉米套種模式中，魚腥草體內的化感物質通淋溶等方式釋放到土壤中，會促進玉米的生長。

3.2 魚腥草浸提液對玉米、黑豆幼苗光合作用系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)的化感效應

丙二醇是植物過氧化時的產物，丙二醇的含量越低說明植物的氧化越不明顯，暗示植物生長狀況越好。葉綠素的含量可以直接影響植物的光合作用，從而影響植物的生長。魚腥草的化感物質也影響來玉米、黑豆體內的代謝過程，從而影響玉米、黑豆的生長。低濃度的魚腥草浸提液對玉米葉綠素含量存在化感促進作用，對MDA 含量則存在化感抑制現(xiàn)象。高濃度魚腥草浸提液對玉米幼苗葉綠素含量存在化感抑制效應，對MDA含量存在著化感促進作用。不同濃度的魚腥草浸提液對黑豆幼苗體內的葉綠素與MDA含量均存在化感抑制作用。

綜合分析可以得出魚腥草對玉米種子萌發(fā)及幼苗的生長，存在化感作用，低濃度呈現(xiàn)化感促進作用，高濃度呈現(xiàn)化感抑制作用；對黑豆種子萌發(fā)及幼苗的生長呈現(xiàn)不同情況的化感抑制作用。暗示魚腥草可以和玉米建立起有好的套種模式，而與黑豆則不能。本研究為魚腥草與玉米、黑豆的化感作用建立研究基礎，也為魚腥草與兩種作物進行套種等友好耕種模式提供理論基礎與技術支持。