核桃根葉水浸液對(duì)半夏化感效應(yīng)的研究

陳志怡 李金月 李敏

(畢節(jié)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 畢節(jié) 551700)

植物化感作用是指植物化感物質(zhì)對(duì)環(huán)境中其它植物有利或不利的作用，又有人稱之為植物的相生相克或他感作用，其是通過化感物質(zhì)的釋放而得以實(shí)現(xiàn)?；形镔|(zhì)是植物的次生代謝物質(zhì)，是生物體內(nèi)產(chǎn)生的非營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)，能影響其它植物生長(zhǎng)、健康、行為或群體關(guān)系。核桃是最早發(fā)現(xiàn)的化感植物之一，經(jīng)研究核桃根、枝葉以及果皮都具有化感作用，能夠分泌化感物質(zhì)抑制周圍雜草、番茄、苜蓿、小麥等植物的生長(zhǎng)。目前對(duì)核桃化感作用的研究，更多的側(cè)重于核桃與一般農(nóng)作物之間的化感效應(yīng)，且大多表現(xiàn)出抑制效應(yīng)。如,張琴研究了不同濃度核桃葉水浸提液對(duì)棉花種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)及對(duì)棉花枯萎病菌菌絲生長(zhǎng)的化感效應(yīng)，結(jié)果表明，不同濃度核桃葉水浸提液對(duì)棉花種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)及棉花枯萎病菌菌絲生長(zhǎng)均表現(xiàn)出抑制效應(yīng),且抑制作用整體隨著浸提液濃度的增高而逐漸增強(qiáng)[1]。張權(quán)等采用蒸餾水浸提法收集薄殼山核桃葉及青皮化感物質(zhì)，運(yùn)用室內(nèi)生物測(cè)定法檢測(cè)其不同濃度浸提液對(duì)小麥、油菜和綠豆種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明，薄殼山核桃葉及青皮水浸液處理對(duì)3種受體植物的種子萌發(fā)和幼苗的苗高基本上表現(xiàn)為“低促高抑”的雙重濃度效應(yīng)[2]，核桃葉水浸提液對(duì)黃芩幼苗、白術(shù)幼苗也表現(xiàn)出低促高抑的雙重濃度效應(yīng)[3,4]。其他研究表明，核桃枝葉以及果皮、根等的浸提液對(duì)玉米、花生、辣椒、豌豆、黑大豆、黃瓜、小白菜、蘿卜等作物也都表現(xiàn)出不同程度的抑制效應(yīng)[5-7]。關(guān)于核桃有明顯促進(jìn)效應(yīng)的化感作用的研究未見報(bào)道。核桃是畢節(jié)地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)林樹種，有著廣泛的栽培前景，然而在實(shí)踐中,核桃的生長(zhǎng)卻常抑制周圍其它作物的生長(zhǎng)發(fā)育。半夏也是畢節(jié)地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物，關(guān)于核桃與半夏之間化感效應(yīng)研究的例子未見報(bào)道，本文以核桃根、葉為材料，對(duì)其水浸液對(duì)半夏生長(zhǎng)方面的作用進(jìn)行了初步探索，為合理利用核桃的化感作用進(jìn)行混農(nóng)經(jīng)濟(jì)林生態(tài)系統(tǒng)的管理、作物的合理間作套種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 核桃根、葉水浸提液的制備

核桃根、葉采自畢節(jié)市農(nóng)科所內(nèi)十年生核桃樹，根洗凈風(fēng)干備用，葉片采用新鮮葉片。稱取核桃根、葉片樣品進(jìn)行粉碎，分別按以下5個(gè)濃度梯度用水進(jìn)行浸提：100mg·mL-1、50mg·mL-1、25mg·mL-1、10mg·mL-1、2mg·mL-1,浸提24h后取出，分別得到以下水浸液：核桃根水浸液5種，濃度分別為100mg·mL-1、50mg·mL-1、25mg·mL-1、10mg·mL-1、2mg·mL-1，核桃葉水浸液5種，濃度分別為100mg·mL-1、50mg·mL-1、25mg·mL-1、10mg·mL-1、2mg·mL-1。

1.2 半夏球莖處理

用以上核桃根和葉的不同濃度水浸提液分別對(duì)半夏球莖進(jìn)行浸種10h，撈出風(fēng)干24h后種植。對(duì)照用清水做同樣的浸種處理。共以下11個(gè)處理：核桃葉水浸提液處理的半夏YB2、YB10、YB25、YB50、YB100，核桃根水浸液處理的GB2、GB10、GB25、GB50、GB100(其中數(shù)字對(duì)應(yīng)相應(yīng)的浸提液濃度,mg·mL-1)，清水浸種的半夏CK，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，種植3個(gè)小區(qū)，共種植33個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)6m2，種植1.75kg夏球莖。

種植20d半夏出苗后再用核桃根、葉不同濃度水浸提液澆灌相應(yīng)做浸種處理的半夏苗，每小區(qū)澆灌4L浸提液，對(duì)照用等量清水進(jìn)行澆灌。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

種植40d后測(cè)不同處理半夏出苗率、苗鮮重、干重、苗高。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析及最小顯著差異性檢驗(yàn)，用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃根、葉不同濃度浸提液對(duì)半夏出苗情況的影響

如圖1所示，除濃度為100mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB100的出苗數(shù)與對(duì)照CK無差異以外，其他各處理的出苗數(shù)均高于對(duì)照CK。對(duì)照出苗率較低的原因可能是由于一些半夏的種莖上帶有能導(dǎo)致半夏球莖腐爛的致病菌，對(duì)照是用清水對(duì)半夏種莖浸種10h，在此過程中，病原菌借助水環(huán)境大量繁殖蔓延，導(dǎo)致其他種莖也染病，種植后，染病的半夏球莖在土中腐爛從而導(dǎo)致出苗率低。而核桃葉和根的水浸提液處理的半夏，由于浸提液對(duì)導(dǎo)致半夏種莖腐爛的病原菌有不同程度的抑制作用(100mg·mL-1的根浸提液除外)，種莖染病的較少，所以出苗率均高于對(duì)照。從出苗情況來看，核桃葉浸提液處理的半夏，YB50的出苗率最高,說明50mg·mL-1的葉浸提液對(duì)半夏病原菌抑制效果最好,其他4個(gè)濃度2mg·mL-1、10mg·mL-1、25mg·mL-1、100mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB2、YB10、YB25、YB100出苗率稍低于50mg·mL-1的葉浸提液處理，但仍明顯高于對(duì)照CK，說明這4個(gè)濃度的核桃葉浸提液對(duì)半夏病原菌也有一定的抑制作用。核桃根浸提液處理的半夏，GB25的出苗率最高,說明25mg·mL-1的根浸提液對(duì)半夏病原菌抑制效果最好,10mg·mL-1、50mg·mL-12個(gè)濃度的根浸提液處理的半夏GB10、GB50出苗率僅次于25mg·mL-1的根浸提液處理的半夏，說明這2個(gè)濃度的根浸提液對(duì)半夏病原菌的抑菌效果也較好。濃度為2mg·mL-1的根浸提液相對(duì)于前面3個(gè)濃度抑菌效果有所降低，因?yàn)槠涮幚淼陌胂腉B2的出苗數(shù)明顯下降，但仍高于對(duì)照。100mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB100和對(duì)照CK出苗數(shù)無明顯差異，說明該濃度的根浸提液對(duì)導(dǎo)致半夏腐爛的病原菌無抑制作用。可以看出，對(duì)導(dǎo)致半夏種莖腐爛的病原菌，無論是葉浸提液還是根浸提液，并不是濃度越高抑菌效果越好，中等濃度的浸提液抑菌效果最好，存在最適抑菌濃度，低于或高于最適抑菌濃度，抑菌效果會(huì)減弱甚至消失。

圖1 半夏出苗情況

2.2 核桃根、葉不同濃度浸提液對(duì)半夏苗生長(zhǎng)情況的影響

如圖2所示，不同浸提液處理的半夏苗高，葉浸提液處理的半夏，50mg·mL-1、100mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB50、YB100苗高明顯高于對(duì)照CK,2mg·mL-1、10mg·mL-1、25mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB2、YB10、YB25苗高與對(duì)照CK無明顯差異。根浸提液處理的半夏，10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB10、GB25、GB50苗高明顯高于對(duì)照CK,2mg·mL-1、100mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB2、GB100苗高與對(duì)照CK無明顯差異。說明50mg·mL-1、100mg·mL-1的葉浸提液，10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1的根浸提液不僅能提高半夏出苗率，還能促進(jìn)半夏的縱向生長(zhǎng)。

圖2 半夏苗高

如圖3所示，不同浸提液處理的半夏鮮重，葉浸提液處理的半夏，100mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB100鮮重明顯高于對(duì)CK,2mg·mL-1、10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB2、YB10、YB25、YB50鮮重與對(duì)照CK無明顯差異。根浸提液處理的半夏，2mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB2鮮重明顯高于對(duì)照CK,10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1、100mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB10、GB25、GB50、GB100鮮重與對(duì)照CK無明顯差異。

圖3 半夏苗鮮重

如圖4所示，不同浸提液處理的半夏干重，葉浸提液處理的半夏，100mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB100干重明顯高于對(duì)照CK,2mg·mL-1、10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB2、YB10、YB25、YB50干重與對(duì)照CK無明顯差異。根浸提液處理的半夏，2mg·mL-1、25mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB2、GB25干重明顯高于對(duì)照CK,10mg·mL-1、50mg·mL-1、100mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB10、GB50、GB100干重與對(duì)照CK無明顯差異。

圖4 半夏苗干重

綜合半夏苗高和干重2項(xiàng)指標(biāo)分析，濃度為50mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB50,以及濃度為10mg·mL-1、50mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB10、GB50苗高雖高于對(duì)照，但干重與對(duì)照無明顯差異，說明這幾個(gè)浸提液雖然有助于半夏的縱向生長(zhǎng)，但對(duì)干物質(zhì)的積累無明顯促進(jìn)作用。濃度為100mg·mL-1的葉浸提液以及濃度為2mg·mL-1、25mg·mL-1的根浸提液既能促進(jìn)半夏的縱向生長(zhǎng)，也能促進(jìn)半夏干物質(zhì)的積累。

3 討論

化感物質(zhì)幾乎存在于植物的所有器宮中，通過淋溶、揮發(fā)、根分泌和殘?bào)w分解等途徑向環(huán)境釋放，從而促進(jìn)或抑制周圍植物的生長(zhǎng)和發(fā)育,研究中藥材的化感作用己有很多報(bào)道[3]。本研究結(jié)果顯示，除100mg·mL-1的根浸提液外，其他各濃度的核桃根、葉水浸提液處理的半夏出苗數(shù)均高于對(duì)照，初步推測(cè)是由于對(duì)照用清水浸種10h，導(dǎo)致部分半夏種莖所帶的病原微生物滋生蔓延，傳染給其他種莖，感病種莖播種后在土壤中腐爛未出苗，因此對(duì)照出苗率較低，而核桃根、葉水浸提液由于對(duì)導(dǎo)致半夏種莖腐爛的病原菌有不同程度的抑制作用，因此出苗率高于對(duì)照。但具體是何種病原微生物導(dǎo)致了半夏種莖的腐爛，核桃根、葉水浸提液是否真對(duì)此種病原微生物有抑制作用，需進(jìn)行進(jìn)一步的研究，從感病半夏種莖中純化培養(yǎng)病原微生物后，用不同濃度的核桃根、葉水浸提液對(duì)病原菌直接做毒力測(cè)定實(shí)驗(yàn)，觀察其抑制率，才能最終確定核桃根、葉水浸提液能否用于半夏相關(guān)病害的防治。在用同樣的核桃根、葉水浸液處理魔芋的過程中也發(fā)現(xiàn)了類似的情況，對(duì)照清水浸種10h的魔芋均全部腐爛，出苗率為0，而不同濃度的核桃根、葉浸提液浸種10h的魔芋均不同程度的出苗，有的出苗率甚至達(dá)到98%。半夏和魔芋都屬于天南星科植物，都易患軟腐病，在本實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的魔芋、半夏種莖腐爛未出苗的病征和軟腐病很像，若能證明核桃根、葉水浸液對(duì)半夏、魔芋軟腐病有防治效果，將其開發(fā)為一種生物農(nóng)藥，這將對(duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有及其重要的意義，因?yàn)楹颂腋?、葉的分泌物是天然的產(chǎn)物，作為農(nóng)藥使用能被土壤中微生物所降解，無殘留，將是一種很好的生物防治技術(shù)。其他研究也有發(fā)現(xiàn)核桃對(duì)植物病原微生物有抑制作用的報(bào)道，如尹向田等在核桃青皮汁中添加硼、鋅微量元素制成核桃青皮抑菌劑，并檢測(cè)其抑菌活性，結(jié)果表明,稀釋5倍的核桃青皮抑菌劑對(duì)葡萄白腐病菌菌絲生長(zhǎng)抑制率為100%，不同稀釋倍數(shù)的核桃青皮抑菌劑對(duì)葡萄離體果實(shí)發(fā)病的防治效果均可達(dá)88%以上。菌絲生長(zhǎng)結(jié)果表明，該抑菌劑對(duì)葡萄白腐病菌等10種植物病原菌具有良好的拮抗作用，可見，核桃青皮抑菌劑具有良好的抑菌活性，抑菌譜較廣，可為葡萄白腐病的生物防治提供新資源[8]。張衛(wèi)星等發(fā)現(xiàn),核桃青皮提取物對(duì)意大利青霉菌、柑橘綠霉菌及辣椒疫霉菌的有抑制作用[9]，王天淼等采用牛津杯法研究核桃楸葉和外果皮丙酮提取物對(duì)木材腐朽菌的抑菌效果，結(jié)果表明,核桃楸葉和外果皮丙酮提取物對(duì)木材褐腐菌密粘褶菌和白腐菌彩絨革蓋菌均有抑菌活性[10]。

目前根據(jù)本研究的結(jié)果，能初步斷定在核桃地里種植半夏，可以提高半夏出苗率，核桃葉和根分泌的化學(xué)物質(zhì)對(duì)半夏無抑制作用，且特定濃度的葉浸提液以及根浸提液還可以促進(jìn)半夏的生長(zhǎng)，因此在核桃地里間作半夏從化感方面而言是可行的，但由于實(shí)際生產(chǎn)中核桃葉被雨水淋溶后進(jìn)入土壤中的浸提液濃度以及根系被地下水浸提后進(jìn)入土壤中的浸提液濃度的情況較復(fù)雜，且根據(jù)目前的研究結(jié)果，浸提液濃度也影響半夏生長(zhǎng)情況，所以實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行核桃、半夏間作，具體能多大程度的提高出苗率和促進(jìn)其生長(zhǎng)需進(jìn)一步進(jìn)行相關(guān)田間實(shí)驗(yàn)確定。