羅勒浸提液對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的影響

唐明明 董 楠 梁增輝 張?zhí)旌?李淑梅*

（1信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院農(nóng)學(xué)院/信陽(yáng)市小麥栽培與生理生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南信陽(yáng) 464000；2信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院林學(xué)院，河南信陽(yáng) 464000）

植物化感，即植物化學(xué)他感作用，植物可以通過(guò)產(chǎn)生特定的化學(xué)物質(zhì)來(lái)刺激或抑制其他植物的生長(zhǎng)。這種植物相互作用的方式對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了巨大的影響[1]?；形镔|(zhì)主要通過(guò)根系分泌、植物殘?bào)w分解、揮發(fā)、淋溶等方式[2]釋放到環(huán)境中去，從而影響周圍其他植物的生長(zhǎng)。

近幾年，利用植物的化感作用來(lái)進(jìn)行雜草的生物防除成為防除雜草領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。芳香類植物是一類具有大量次生代謝產(chǎn)物的植物類群，可以通過(guò)空氣揮發(fā)、雨水淋溶、植株殘?bào)w分解的方式來(lái)改變伴生物種的生長(zhǎng)微環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)種子萌發(fā)或生長(zhǎng)的抑制。目前，已開展了較多試驗(yàn)來(lái)研究不同種類芳香類植物的化感效應(yīng)，以此作為防除雜草的主要途徑。如銀葉鼠尾草產(chǎn)生揮發(fā)性萜類物質(zhì)抑制周圍雜草生長(zhǎng)[3]，亞洲百里香莖葉水浸液顯著抑制狗尾草的萌發(fā)和生長(zhǎng)[4]，牛至、香蜂花的粉末覆蓋物能夠抑制田間雜草馬齒莧、蒺藜、灰菜的生物發(fā)生量。植物的化感物質(zhì)通常是植物的次生代謝物，毒性低、效率高、易分解，基本上不會(huì)對(duì)環(huán)境和人體造成傷害[3]。羅勒為唇形科羅勒屬一年生草本芳香植物[5]，是一種既具有食用和藥用價(jià)值又具有觀賞價(jià)值的芳香植物，原產(chǎn)于亞洲熱帶地區(qū)，品種有甜羅勒、紫葉羅勒、肉桂羅勒、檸檬羅勒及非洲藍(lán)羅勒等[6]。研究表明，羅勒浸提液對(duì)青麻、灰菜和矢車菊的生長(zhǎng)具有抑制作用[7]，具有開發(fā)新型生物除草劑的潛力。姜男等[8]開展了芳香植物浸提液對(duì)雜草種子萌發(fā)的化感抵制試驗(yàn)，結(jié)果顯示，羅勒浸提液對(duì)雜草有明顯的抑制作用。本試驗(yàn)選用羅勒作為材料，探究芳香類植物的化感作用對(duì)雜草的抑制作用以及對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的影響，以期為生物源除草劑的研制提供試驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

羅勒購(gòu)自網(wǎng)上并經(jīng)鑒定合格。購(gòu)買回來(lái)后對(duì)羅勒表面的泥土和雜物進(jìn)行清除，然后放置于陰涼處陰干備用。小麥品種為白麥207。

1.2 試驗(yàn)方法

采用水浸提取法提取羅勒浸提液，設(shè)置0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5% 5 個(gè)質(zhì)量濃度梯度。用不同濃度的羅勒浸提液處理小麥種子，每種濃度的處理進(jìn)行3次重復(fù)，每次重復(fù)50粒種子，以蒸餾水作為對(duì)照。將被處理過(guò)的種子置于25 ℃培養(yǎng)箱中進(jìn)行12 h光照、12 h黑暗交替培養(yǎng)，發(fā)芽過(guò)程中適當(dāng)補(bǔ)充對(duì)應(yīng)處理液以保持相對(duì)濕度，每天定時(shí)定量加入相應(yīng)濃度的浸提液保持種子的生長(zhǎng)需求。培養(yǎng)7 d后，每個(gè)重復(fù)各隨機(jī)選擇10株幼苗進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1SOD 活性值測(cè)定采用淡藍(lán)四唑（NBT）法[9]。取0.05 mol/L 的PBS（pH 7.8）1.50 mL 放入10.00 mL的離心管中，分別依次加入蒸餾水0.25 mL、核黃素0.30 mL、Met 0.30 mL、NBT 0.30 mL、EDTANa20.30 mL，一共2.95 mL；向其中2個(gè)離心管中加入0.05 mL（V1）PBS（pH 7.8），一支離心管放入暗室（A1），另一支進(jìn)行光照（A2）；向其余的離心管中加入0.05 mL（V1）的原始純酶溶液（A3），并進(jìn)行光照（時(shí)間15～20 min、溫度25～30 ℃、功率15 W 熒光燈）；當(dāng)溶液由透明變成藍(lán)色后停止光照。然后在560 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定。用（A1）對(duì)分光光度計(jì)進(jìn)行調(diào)零校正，A2為試驗(yàn)對(duì)照，根據(jù)以下公式計(jì)算。

1.3.2POD 活性值測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定POD 活性[9]。取5.00 mL（V）PBS（pH6.0）加入28 uL愈創(chuàng)木酚，然后水浴加熱攪拌加速充分溶解，等冷卻到室溫25 ℃后，加入0.019 mL 30%的H2O2，均勻混合后放置在棕色瓶中（避光），保存在冰箱中（溫度4 ℃）備用；取2 只石英比色皿，一只比色皿加入2.95 mL反應(yīng)液和0.05 mL（V1）原酶液，另一只比色皿中加入2.95 mL 反應(yīng)液和0.05 mL（V1）PBS（pH 6.0）作為對(duì)照；在470 nm波長(zhǎng)下測(cè)定3 min（t），時(shí)間間隔為20 s/次，根據(jù)以下公式計(jì)算。

式（2）中：ΔA470為3 min內(nèi)吸光度的變化。

1.3.3地上部生物量測(cè)定用尺子測(cè)量每株小麥幼苗的高度，尺子的精度為1 mm；秤完鮮重后，將其置于烘箱中150 ℃殺青30 min，再將溫度切換到75 ℃下直到恒重后稱取干重。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

使用Excel 2010 進(jìn)行作圖和作表，利用SPSS 23.0軟件對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度羅勒浸提液對(duì)小麥苗高的影響

隨著羅勒浸提液濃度升高，小麥苗高的生長(zhǎng)呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)（圖1）。與清水對(duì)照處理相比，2.5%的羅勒浸提液顯著降低了小麥苗高34.3%（P＜0.05）；0.5%和1.0%低濃度的羅勒浸提液對(duì)小麥苗高有促進(jìn)作用但差異不顯著；1.5%和2.0%的羅勒浸提液處理下小麥苗高雖有降低趨勢(shì)但與對(duì)照差異不顯著。1.0%羅勒浸提液處理下小麥苗高顯著高于1.5%、2.0%和2.5%羅勒浸提液處理的小麥苗高，分別提高了25.1%、42.7%和64.2%（P＜0.05）。

圖1 不同濃度羅勒浸提液對(duì)小麥苗高的影響

2.2 不同濃度羅勒浸提液對(duì)小麥苗鮮重的影響

低濃度的羅勒浸提液能夠促進(jìn)小麥幼苗的鮮重積累（圖2）。與清水對(duì)照處理相比，0.5%、1.0%和1.5%的羅勒浸提液處理小麥種子，對(duì)小麥苗鮮重積累產(chǎn)生促進(jìn)作用，尤其是1.0%羅勒浸提液處理下的小麥幼苗鮮重達(dá)到最大值，顯著增加了36.1%（P＜0.05）；2.0%和2.5%羅勒浸提液對(duì)小麥幼苗鮮重積累產(chǎn)生了抑制作用，但無(wú)明顯差異。1.0%羅勒浸提液處理的小麥幼苗鮮重顯著高于2.0%和2.5%羅勒浸提液處理的小麥幼苗鮮重，分別提高了53.3%和78.3%（P＜0.05）。

圖2 不同濃度羅勒浸提液對(duì)小麥苗鮮重的影響

2.3 不同濃度羅勒浸提液對(duì)小麥苗干重的影響

高濃度的羅勒浸提液會(huì)抑制小麥幼苗的干重積累（圖3）。與清水處理相比，2.0%和2.5%羅勒浸提液顯著抑制小麥苗干重，抑制效果分別達(dá)到27.6%和48.6%（P＜0.05）；而0.5%、1.0%和1.5%濃度的羅勒浸提液對(duì)小麥幼苗干重?zé)o顯著性影響。與2.0%羅勒浸提液處理相比，2.5%羅勒浸提液處理下小麥幼苗干重顯著降低了29.1%（P＜0.05）。

圖3 不同濃度羅勒浸提液處理對(duì)小麥苗干重的影響

2.4 不同濃度羅勒浸提液對(duì)小麥幼苗生理指標(biāo)POD活性的影響

隨著羅勒浸提液濃度升高，小麥幼苗POD 活性呈現(xiàn)先減弱后增強(qiáng)的趨勢(shì)（圖4）。0.5%、1.0%、1.5%羅勒浸提液處理小麥幼苗的POD 活性，與清水處理相比分別下降了16.0%、44.8%和33.6%；2.0%和2.5%羅勒浸提液處理小麥幼苗的POD 活性值分別提升了22.4%和12.8%。與1.0%羅勒浸提液處理相比，2%羅勒浸提液處理下小麥幼苗的POD活性顯著增加121.7%（P＜0.05）。

2.5 不同濃度羅勒浸提液對(duì)小麥幼苗生理指標(biāo)SOD活性的影響

隨著羅勒浸提液濃度升高，小麥幼苗SOD 活性呈現(xiàn)先降低再升高趨勢(shì)（圖5）。與清水處理相比，0.5%和1.0%羅勒浸提液處理小麥幼苗的SOD 活性分別降低了45.6%和46.4%，差異不顯著；1.5%的羅勒浸提液處理小麥幼苗的SOD 活性值增加了46.5%，無(wú)明顯差異；2.0%和2.5%羅勒浸提液處理小麥幼苗的SOD 活性顯著提高了249.6%和270.0%（P＜0.05）。

圖5 不同濃度羅勒浸提液對(duì)SOD活性的影響

3 結(jié)論與討論

不同濃度的羅勒浸提液對(duì)小麥幼苗的苗高、鮮重和干重表現(xiàn)為“低促高抑”效應(yīng)，其中0.5%和1.0%羅勒浸提液對(duì)小麥地上部生物量具有化感促進(jìn)作用，且1.0%的羅勒浸提液的化感促進(jìn)作用最明顯。1.5%、2.0%和2.5%羅勒浸提液對(duì)小麥地上部生物量有不同程度的抑制作用，其中2.5%羅勒浸提液具有最明顯的化感抑制作用，這與前人的研究結(jié)果一致[3，10]。

不同濃度的羅勒浸提液對(duì)小麥幼苗中SOD、POD 活性的影響表現(xiàn)出低濃度下降，高濃度上升的特點(diǎn)。在1.0%羅勒浸提液處理下，小麥幼苗中SOD和POD 的活性均達(dá)到最弱，當(dāng)羅勒浸提液濃度開始逐漸增加后，SOD 和POD 活性也隨之不斷增強(qiáng)。在植物中存在一些化感物質(zhì)會(huì)破壞細(xì)胞膜功能，可能會(huì)影響受體植物的保護(hù)酶，導(dǎo)致活性氧的增加[10-11]。因此，可以推測(cè)羅勒浸體液中可能存在一些多酚類化合物，低濃度時(shí)影響小麥幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中活性氧的產(chǎn)生與消除，導(dǎo)致小麥幼苗中的SOD和POD活性下降；高濃度時(shí)小麥幼苗體內(nèi)的保護(hù)酶活性受到了影響，致使小麥幼苗中活性氧增加，為了保護(hù)自身不受危害，小麥幼苗中的SOD和POD活性升高。這一點(diǎn)還需要進(jìn)一步研究。