蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物種子萌發(fā)和幼苗生長的化感作用

收稿日期：2024-03-05；修回日期：2024-04-27

基金項目：國家高層次人才項目資助

作者簡介：

宋歌（1998-），女，漢族，內蒙古呼倫貝爾人，碩士研究生，主要從事森林保護方面研究，E-mail：656771875@qq.com；*通信作者Author for correspondence，E-mail：yanshanchun@126.com

摘要：開展蒙古櫟（Quercus mongolica）枯落葉揮發(fā)油的化感研究，可為天然綠色除草劑的開發(fā)提供參考。本研究以紫花苜蓿（Medicago sativa）、紅三葉（Trifolium pratense）、多年生黑麥草（Lolium perenne）、葦狀羊茅（Festuca arundinacea）為受體材料，采用培養(yǎng)皿濾紙法研究不同濃度的蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物種子萌發(fā)、幼苗生長及生理生化指標的影響。結果表明：蒙古櫟揮發(fā)油濃度越高，其對4種草本植物種子萌發(fā)和幼苗生長的抑制作用越強。1600 μg·mL^-1揮發(fā)油處理使4種草本植物的發(fā)芽率、發(fā)芽指數、根長均顯著降低（Plt;0.05）；紅三葉、黑麥草和葦狀羊茅的苗高顯著降低（Plt;0.05）；4種草本植物的葉綠素含量、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性均不同程度地降低；且紫花苜蓿幼苗的丙二醛含量顯著降低（Plt;0.05），而紅三葉、黑麥草、葦狀羊茅幼苗的丙二醛含量顯著升高（Plt;0.05）。因此，蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物種子萌發(fā)和幼苗生長有抑制作用。

關鍵詞：蒙古櫟；枯落葉揮發(fā)油；草本植物；種子萌發(fā)；幼苗生長；化感作用

中圖分類號：S792.186""" 文獻標識碼：A"""" 文章編號：1007-0435（2024）11-3522-08

Allelopathic Effects of Essential Oil from Quercus mongolica Deciduous

Leaves on Seed Germination and Seedling Growth of Four Herbaceous Plants

SONG Ge， DENG Ya-nan， LI Ya-ning， YUE Fu-sen， YAN Xue， YAN Shan-chun*

（School of Forestry， Northeast Forestry University， Key Laboratory of Sustainable Forest Ecosystem Management of

Ministry of Education， Harbin， Heilongjiang Province 150040， China）

Abstract：Understanding the allelopathy of essential oil from Q.mongolica fallen leaves might provide new lead for the development of natural green herbicides. In this study，we used Medicago sativa， Trifolium pratense， Lolium perenne and Festuca arundinacea as acceptor material and cultured with petri dish filter paper method to study the effects of different concentrations of the essential oil on seed germination and seedling growth of four herbaceous plants，as well as its effects on chlorophyll and malondialdehyde contents and antioxidant enzyme activity of the seedlings were studied. The results showed that the essential oil exhibited inhibitory effects on seed germination and seedling growth of the four herbaceous plants in a dose-dependent manner. The inhibitory effect was the strongest when the concentration of essential oil was at 1600 μg·mL^-1，resulting in significantly reductions in the germination rate，germination index and root length of the four herbaceous plants （Plt;0.05）. The seedling height of Trifolium pratense，Lolium perenne and Festuca arundinacea also decreased significantly （Plt;0.05）;At the same essential oil concentration，the chlorophyll content of the four herbaceous plants showed a decreasing trend，but only the content in Lolium perenne seedlings decreased significantly （Plt;0.05）. The effects on malondialdehyde content in the four herbaceous plants varied，with its content in Medicago sativa seedlings being significantly reduced（Plt;0.05），and that in Trifolium pratense，Lolium perenne and Festuca arundinacea seedlings being increased significantly（Plt;0.05）;The activities of superoxide dismutase （SOD），peroxidase （POD） and catalase （CAT） in all the seedlings decreased to varying degrees. Thus，the essential oil of Q.mongolica fallen leaves showed inhibitory effects on the seed germination and seedling growth of the four herbaceous plants.

Key words：Quercus mongolica;Essential oil from fallen leaves;Herbaceous plant;Seed germination;Seedling growth;Allelopathic effect

蒙古櫟（Quercus mongolica）為殼斗科（Fagaceae）落葉喬木，樹干挺直，樹形優(yōu)美，且具有極強的耐寒耐干旱和耐瘠薄的特點，是城市園林景觀的常用樹種，也用于建造防風林及防火林^［1］。蒙古櫟廣泛分布于我國東北、華北、西北，總蓄積量5.8億m3，占全國森林資源總蓄積量的3.41%，對國民經濟和生態(tài)環(huán)境都具有很高的價值^［2］。但在蒙古櫟林下植被稀疏，鮮有其它草本植物生長。

植物化感作用是受體植物與供體植物間相互影響的一種方式，植物化感中發(fā)揮作用的天然化合物被稱為化感物質^［3］。化感物質可以對植物種子萌發(fā)、幼苗生長產生促進或抑制作用，此類物質在植物揮發(fā)油中含量較為豐富，極具開發(fā)潛力^［4］。已有研究表明，百里香（Thymus mongolicu）揮發(fā)油可顯著降低藥西瓜（Citrullus colocynthis）、英菜（Lepidium sativum）和胡盧巴（Trigonella foenum-graecum）的發(fā)芽率；大翅薊（Onpordum acanthium）揮發(fā)油可抑制反枝莧（Amaranthus retroflexus）和早熟禾（Poa annua）種子萌發(fā)；白蒿草（Artemisia herba-alba）揮發(fā)油可抑制種子萌發(fā)^［5-7］。楊柳等^［8］研究表明，蒙古櫟枯葉水浸液對二月蘭（Orychophragmus violaceus）種子的萌發(fā)有抑制作用。開展蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油的化感研究，或可為天然綠色除草劑的開發(fā)提供參考。

本文以蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油為研究對象，研究其對紫花苜蓿、紅三葉、多年生黑麥草、葦狀羊茅4種草本植物種子萌發(fā)和幼苗生長的影響、以及對其幼苗抗氧化酶活性、葉綠素及丙二醛含量的影響。摸清蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油是否具有抑草作用，為研發(fā)天然綠色仿生除草劑奠定基礎，為蒙古櫟枯落葉的開發(fā)利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

植物材料：蒙古櫟枯落葉于2022年10月15日采集自東北林業(yè)大學校園主樓東側，挑選無病蟲害的葉片，粉碎后過60目篩，備用。供試草種為紫花苜蓿（Medicago sativa）（品種名‘驚喜’）、紅三葉（Trifolium pratense）（品種名‘炫麗’）、多年生黑麥草（Lolium perenne）（品種名‘金牌’）、葦狀羊茅（Festuca arundinacea）（品種名‘精華’），均購于北京正道種業(yè)。

試劑：無水硫酸鈉、丙酮、正己烷（色譜純）、無水乙醇、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、愈創(chuàng)木酚、磷酸緩沖液（0.2 mol·L^-1，PH7.4）均購于上海麥克林生化科技有限公司，超氧化物歧化酶（SOD）WST-8法活性測定試劑盒、過氧化氫酶（CAT）活性測定試劑盒購于蘇州格銳思生物科技有限公司。

儀器：2500C凌生粉碎機（永康市紅太陽機電有限公司），0.45 μm聚四氟乙烯濾膜（天津市津騰實驗設備有限公司），R-1001 N旋轉蒸發(fā)儀（鄭州長城科工貿有限公司），微波水蒸氣蒸餾裝置參照張博雅等^［9］用P70D20 N1P-G5型號格蘭仕微波爐改造，HPG-400HX光照培養(yǎng)箱（哈爾濱市東聯電子技術開發(fā)有限公司），SuPerMax3100型多功能酶標儀（上海閃譜生物科技有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油的提取 預先在揮發(fā)油測定器中加入3 mL蒸餾水與5 mL正己烷。按液料比10∶1將蒙古櫟枯葉粉末20 g與蒸餾水200 mL共同加入至1000 mL圓底燒瓶中。在540 W微波功率下加熱40 min，待冷卻至室溫，將揮發(fā)油測定器中的液體轉入具塞玻璃試管中，于4℃冷藏。12 h后通過移液管移除冷藏試管中的大部分水分，再向其中加入無水硫酸鈉去除剩余水分。最后用0.45 μm聚四氟乙烯濾膜對試管中的正己烷溶液進行過濾，通過旋轉蒸發(fā)儀除去正己烷，即獲得蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油。

1.2.2 種子處理 因蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油難溶于水添加丙酮作為助溶劑，以體積比為3∶97的丙酮-水溶液將蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油稀釋為3個不同濃度：400 μg·mL^-1（T1），800 μg·mL^-1（T2），1600 μg·mL^-1（T3），在每個培養(yǎng)皿中分別加入5 ml不同濃度的揮發(fā)油處理液。分別挑選4種草本植物大小一致的種子，以3%次氯酸鈉消毒后，在每個培養(yǎng)皿中放入50粒作為一個重復，每個不同濃度的處理液設置3個重復。以蒸餾水（CK）和丙酮-水（SC）為對照。將培養(yǎng)皿置于25℃，50%濕度、光照條件為8 D∶16 L的光照培養(yǎng)箱中，每24 h補充1 mL相應揮發(fā)油處理液。以胚根長度等于種子長度的一半作為種子萌發(fā)的標準，每24 h記錄一次，連續(xù)3 d不出現新萌發(fā)的種子即視為萌發(fā)結束^［10］。

1.2.3 種子萌發(fā)與生長參數的測定 紫花苜蓿萌發(fā)時間為9 d，紅三葉萌發(fā)時間為12 d，黑麥草萌發(fā)時間為15 d，葦狀羊茅萌發(fā)時間為16 d。

（1）種子萌發(fā)參數的統(tǒng)計：

其中發(fā)芽率=發(fā)芽終期正常發(fā)芽種子數/供試種子數×100%，而發(fā)芽指數=∑（Gt/Dt），Gt為第t天的發(fā)芽數，Dt為相應的發(fā)芽天數發(fā)芽率

（2）幼苗株高及根長的測定

4種草本植物萌發(fā)結束后，每個培養(yǎng)皿中隨機取10株長勢良好的幼苗，用電子游標卡尺測量根長、苗高，并求其平均數。測量時，根莖交界處到幼苗葉片頂部為苗高；根莖交界處到主根最底端為根長。

（3）化感響應指數

發(fā)芽率、發(fā)芽指數、根長和苗高的化感響應指數RI=1-C/T（T≥C）或RI=T/C-1（T＜C），RI＜0，表現為抑制；RI＞0，表現為促進。其中，C為對照組CK，T為處理組。RI絕對值大小與作用強度一致。

綜合化感響應指數。即發(fā)芽率、發(fā)芽指數、根長和苗高的化感響應指數的算術平均值^［11］。

1.2.4 幼苗葉綠素和丙二醛含量及抗氧化酶活性測定 用95%乙醇浸提測定葉綠素含量，丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法測定，過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法測定^［12］。超氧化物歧化酶（SOD）活性與過氧化氫酶（CAT）活性采用相應試劑盒測定。

1.3 數據處理

試驗數據采用Excel2010進行記錄與統(tǒng)計分析，運用SPSS26.0對4種草本植物種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數和幼苗的根長、苗高、葉綠素含量、丙二醛含量以及抗氧化酶活性進行單因素方差分析和鄧肯法多重比較，并在0.05水平下進行差異顯著性分析。

2 結果分析

2.1 蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物種子萌發(fā)的影響

在蒙古櫟枯落葉不同濃度揮發(fā)油作用下，紫花苜蓿、紅三葉、黑麥草、葦狀羊茅的種子發(fā)芽率均低于CK和SC，且發(fā)芽率隨揮發(fā)油濃度升高而降低。其中，紫花苜蓿種子的發(fā)芽率只在T3顯著低于CK與SC（Plt;0.05）；黑麥草種子的發(fā)芽率只在T1與CK與SC的差異不顯著；紅三葉和葦狀羊茅種子的發(fā)芽率與CK與SC相比差異均顯著（Plt;0.05）（表1）。CK與SC組4種草本植物的發(fā)芽率差異不顯著，說明丙酮對4種草本植物種子的發(fā)芽率沒有顯著影響。由表2可見，在蒙古櫟枯落葉不同濃度揮發(fā)油作用下，4種草本植物的發(fā)芽指數均顯著低于CK與SC，且隨揮發(fā)油濃度增大而降低。CK與SC的發(fā)芽指數，在紅三葉和葦狀羊茅處理組差異不顯著，在紫花苜蓿和黑麥草處理組SC顯著低于CK（Plt;0.05），說明丙酮對不同草本植物的發(fā)芽指數有不同的影響。

2.2 蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物根長和苗高的影響

蒙古櫟枯落葉不同濃度揮發(fā)油使紫花苜蓿、紅三葉、黑麥草和葦狀羊茅4種草本植物幼苗的根長與苗高均有不同程度的降低（表3、表4）。在各濃度揮發(fā)油處理下，4種草本植物的根長均低于CK與SC，紫花苜蓿的根長僅在T3組降低顯著（Plt;0.05）；紅三葉、黑麥草和葦狀羊茅的根長在T1組就顯著低于CK與SC（Plt;0.05）；T3組抑制作用最強，此處理濃度下紫花苜蓿、紅三葉、黑麥草和葦狀羊茅的根長分別為CK的39.22%，4.9%，1.91%和4.09%（Plt;0.05）。在各濃度揮發(fā)油處理下，4種草本植物的苗高均低于CK與SC，且抑制作用隨揮發(fā)油濃度升高而增強。但紫花苜蓿苗高降低在各處理組均不顯著；紅三葉的苗高在T2處理組即顯著低于CK與SC（Plt;0.05）；黑麥草和葦狀羊茅的苗高在T1處理組即顯著低于CK與SC（Plt;0.05）。T3組抑制作用最強，此處理濃度下紫花苜蓿、紅三葉、黑麥草和葦狀羊茅的苗高分別為CK的79.27%、17.5%、65.83%和52.24%。由此可見，與地上部分相比，幼苗根部對蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油更敏感。由表3可見，4種草本植物在兩個對照處理組的根長，SC均低于CK，但只有葦狀羊茅的SC與CK差異顯著（Plt;0.05），說明丙酮對不同草本植物的根長有不同程度的抑制作用。由表4可見，4種草本植物CK與SC組的苗高差異均不顯著，說明丙酮對4種草本植物的苗高無顯著影響。

2.3 蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物的綜合化感效應

在蒙古櫟枯落葉不同濃度揮發(fā)油處理下，對4種草本植物的綜合化感響應指數見圖1。蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物的抑制作用隨濃度升高而增強，其中揮發(fā)油對紅三葉的抑制作用最強，其次為葦狀羊茅和黑麥草，對紫花苜蓿的抑制作用最弱。

2.4 蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物幼苗葉綠素和丙二醛含量的影響

在蒙古櫟枯落葉不同濃度揮發(fā)油作用下，紫花苜蓿、紅三葉和葦狀羊茅幼苗的葉綠素含量均有降低，但與CK和SC組相比差異不顯著（表5）。黑麥草幼苗的葉綠素含量在T2和T3組顯著降低（Plt;0.05），T3僅為CK的68.09%（Plt;0.05）。蒙古櫟枯落葉不同濃度揮發(fā)油對4種草本植物的丙二醛含量的影響不同（表6）。其中，紫花苜蓿幼苗的丙二醛含量隨揮發(fā)油濃度升高而降低，但只有T3降低顯著（Plt;0.05）。紅三葉、黑麥草、葦狀羊茅幼苗的丙二醛含量隨著揮發(fā)油濃度升高而升高，黑麥草幼苗的丙二醛含量在T2和T3組顯著升高（Plt;0.05），紅三葉和葦狀羊茅幼苗的丙二醛含量僅在T3組顯著升高（Plt;0.05）。CK與SC組4種草本植物幼苗的葉綠素和丙二醛含量差異不顯著。

2.5 蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物幼苗抗氧化酶活性的影響

2.5.1 蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物幼苗過氧化物酶POD活性的影響 在蒙古櫟枯落葉不同濃度揮發(fā)油作用下，紫花苜蓿、紅三葉、葦狀羊茅幼苗的POD活性先升高再降低，黑麥草幼苗的POD活性降低（表7）。T1組中，紫花苜蓿、紅三葉、葦狀羊茅幼苗的POD活性顯著升高（Plt;0.05），黑麥草幼苗POD活性降低但不顯著。T2組中，紫花苜蓿和葦狀羊茅幼苗POD活性顯著高于CK和SC（Plt;0.05），黑麥草幼苗POD活性顯著低于CK和SC（Plt;0.05），紅三葉幼苗POD活性與CK和SC差異不顯著。T2組紫花苜蓿、紅三葉、葦狀羊茅幼苗POD活性顯著低于T1組。T3組紫花苜蓿、紅三葉、黑麥草、葦狀羊茅幼苗中的POD活性均低于CK和SC，分別為CK的92.07%，82.48%，84.17%，99.84%，其中紫花苜蓿和葦狀羊茅與CK和SC相比差異不顯著，紅三葉和黑麥草與CK和SC相比差異顯著（Plt;0.05）。4種草本植物幼苗POD活性在CK與SC組差異不顯著。

2.5.2 蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物幼苗超氧化物歧化酶SOD活性的影響 蒙古櫟枯落葉不同濃度揮發(fā)油使紫花苜蓿、黑麥草和葦狀羊茅幼苗的SOD活性降低，使紅三葉幼苗的SOD活性先升高再降低（表8）。紫花苜蓿和黑麥草幼苗SOD活性在各濃度揮發(fā)油處理下均低于CK和SC，但差異不顯著。葦狀羊茅幼苗SOD活性僅在T3降低顯著，為CK的23.673%（Plt;0.05）。紅三葉幼苗的SOD活性在T1組顯著升高（Plt;0.05），為CK的116.66%，而后隨著揮發(fā)油濃度升高而降低，在T3組活性最低，為CK的39.93%（Plt;0.05）。4種草本植物幼苗SOD活性在CK與SC組差異不顯著。

2.5.3 蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物幼苗過氧化氫酶CAT活性的影響 紫花苜蓿、紅三葉、黑麥草和葦狀羊茅幼苗的CAT活性隨蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油濃度升高而降低（表9）。紫花苜蓿和紅三葉幼苗的CAT活性在各濃度處理組均顯著低于CK和SC（Plt;0.05），黑麥草和葦狀羊茅幼苗的CAT活性在T1與CK和SC差異不顯著，在其它濃度時顯著降低（Plt;0.05）。紫花苜蓿、紅三葉、黑麥草和葦狀羊茅幼苗的CAT活性均在T3組最低，均顯著低于CK和SC（Plt;0.05），分別為CK的48.74%，21.58%，69%，58.35%（Plt;0.05）。CK與SC組4種草本植物幼苗CAT活性差異不顯著。

3 討論

長期施用化學除草劑會使雜草的抗藥性增強，導致化學除草難度增加，還會破壞農田的生態(tài)環(huán)境^［13］。因此，研發(fā)綠色環(huán)保、易降解的植物源除草劑為生產實踐所亟需。本研究發(fā)現蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對紫花苜蓿、紅三葉、黑麥草、葦狀羊茅的種子萌發(fā)與幼苗生長均具有抑制作用，其高濃度揮發(fā)油會使4種草本植物的葉綠素含量降低，并擾亂其抗氧化生理。

蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油的濃度越高，其對4種草本植物的種子萌發(fā)與幼苗生長的抑制作用就越強，這與牛瓊梅等^［14］試驗中，多年生黑麥草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數以及幼苗的根長、苗高隨著大狼毒根浸提液濃度升高而降低的結果相似。與CK和SC相比，4種草本植物的發(fā)芽率與發(fā)芽指數均有不同程度的降低，且有濃度負相關效應，該結果與黑麥草、葦狀羊茅和白三葉對火炬樹浸提液的響應結果一致^［15］。有研究表明，有些化感物質能夠通過抑制植物體內生長素和細胞分裂素等激素的產生，間接限制植物根系與莖干的生長^［16］。蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物幼苗的根長與苗高具有抑制作用，抑制作用與揮發(fā)油濃度正相關，并且對其根長的抑制作用比對苗高的更強。出現這種情況的原因可能是植物根部接觸的揮發(fā)油濃度相對較高，揮發(fā)油在草本植物中由根傳輸到地上部分時濃度降低，因此地上部分受揮發(fā)油影響較少。蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物的抑制作用強度不同。由綜合化感效應指數可知，紅三葉對蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油最敏感，其次是葦狀羊茅、黑麥草和紫花苜蓿。李春英等^［17］在研究中也發(fā)現，苘麻揮發(fā)油對小麥的抑制作用比對玉米和大豆更強，表明同一化感物質對不同植物的化感作用不同。

葉綠素對植物光合有重要作用，其含量是反映植物光合能力的重要指標之一，光合作用減弱會影響植物健康生長^［18］。本研究中，蒙古櫟枯落葉不同濃度揮發(fā)油均使4種草本植物幼苗的葉綠素含量降低，但只有黑麥草幼苗的葉綠素含量在高濃度蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油作用下降低顯著（Plt;0.05），這與郇兆蔚等^［19］研究中，三種天然二萜對黑麥草葉綠素含量的抑制作用比對萵苣更強相似。Wang等^［20］的研究表明，化感物質可以通過影響基因表達和破壞葉綠體結構來降低植物中的葉綠素含量，從而降低光合速率抑制植物生長。本研究中4種草本植物幼苗葉綠素含量降低的原因是否如此有待進一步研究。

植物中活性氧的產生與清除是動態(tài)平衡的，但在化感物質脅迫下，這種平衡會被打破，造成植物體內大量堆積活性氧；過量的活性氧與細胞膜的磷脂雙分子層發(fā)生反應導致膜脂質過氧化，破壞細胞膜結構^［21］。丙二醛含量可以用來表示細胞膜脂質過氧化程度^［22］。本研究中，紫花苜蓿幼苗的丙二醛含量隨著揮發(fā)油濃度升高而降低，與呼木吉勒圖等^［23］的研究結果相似，即紫花苜蓿幼苗中的丙二醛含量隨冷蒿浸提液濃度升高而降低。而紅三葉、黑麥草、葦狀羊茅幼苗中的丙二醛含量隨蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油濃度升高而升高，這與Poonpaiboonpipat等^［24］的研究中稗草丙二醛含量隨香茅精油濃度升高而升高的結果一致。4種草本植物的丙二醛含量變化趨勢不同，這一現象再次證明了同一化感物質對不同植物的化感作用可能不同。

植物體內的SOD能夠將O^2-還原為H2O2和O2，POD和CAT在葉綠體和細胞壁中進一步將H2O2還原為H2O和O^［25］2。植物為了清除體內因化感物質脅迫而過多產生的活性氧，會調節(jié)體內SOD，POD，CAT等抗氧化酶的活性。本研究結果表明，當揮發(fā)油濃度為400 μg·mL^-1時，紫花苜蓿、紅三葉、葦狀羊茅幼苗中的POD活性顯著升高，紅三葉幼苗中的SOD活性顯著升高，在Pervinder等^［26］的研究中也出現了植物體內的抗氧化酶因茴香精油的抑制作用而升高的現象。當蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油濃度升高至1600 μg·mL^-1時，紫花苜蓿、紅三葉、黑麥草、葦狀羊茅幼苗中的SOD，POD，CAT活性均低于CK和SC，這與陳新棟等^［27］的研究結果相符。草本植物應對氧化脅迫的能力是有閾限的，當高濃度揮發(fā)油造成的氧化脅迫程度超過其相應閾值時，抗氧化酶活性反而降低，無法清除過多累積的活性氧，導致草本植物氧化損傷和生長受抑。

揮發(fā)油一般難溶于水，因此添加丙酮作為助溶劑。本研究的溶劑對照組SC中，僅紫花苜蓿和黑麥草的發(fā)芽指數、葦狀羊茅的根長與蒸餾水對照組CK差異顯著（Plt;0.05），而4種草本植物的發(fā)芽率、苗高、葉綠素和丙二醛含量，以及3種抗氧化酶活性的SC與CK均無顯著差異。說明丙酮對蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油的化感作用影響不大，可以選擇丙酮作為蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油的助溶劑。

4 結論

蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對4種草本植物的種子萌發(fā)和幼苗生長均有抑制作用，隨濃度增加抑制作用隨之增強，4種草本植物中，揮發(fā)油對紅三葉的抑制作用最強，其次為葦狀羊茅和黑麥草，對紫花苜蓿的抑制作用最弱。高濃度揮發(fā)油會降低4種草本植物幼苗的葉綠素含量，并造成其氧化損傷。試驗結果揭示了蒙古櫟枯落葉揮發(fā)油對不同的草本植物化感抑制作用強度不同。

參考文獻

［1］ 李一，潘立本，趙雯，等. 蒙古櫟葉片功能性狀變化特征及影響因素［J］. 東北林業(yè)大學學報，2024，52（3）：10-15

［2］ 殷曉潔，周廣勝，隋興華，等. 蒙古櫟地理分布的主導氣候因子及其閾值［J］. 生態(tài)學報，2013，33（1）：103-109

［3］ 張家迪，劉雙清，鄔臘梅，等. 北美車前提取液對稗草和千金子的化感作用［J］. 草地學報，2024，32（2）：510-516

［4］ 劉海聰，張曉慶，渠暉，等. 草原植物揮發(fā)油在農業(yè)領域應用研究進展［J］. 中國草地學報，2021，43（10）：106-114

［5］ SOLIMAN A，ZATOUT M. Comparative study on composition and allelopathic effect of volatile oils extracted from two Thymus species of the Gebel Akhder in Libya［J］. International Institute of Chemical，Biological amp; Environmental Engineering，2014，1（1）：67-70

［6］ WEI C，ZHOU S，SHI K，et al. Chemical profile and phytotoxic action of Onopordum acanthium essential oil［J］. Scientific Reports，2020（10）：13568

［7］ BENARAB H，FENNI M，LOUADJ Y，et al. Allelopathic activity of essential oil extracts from Artemisia herba-alba Ass On seed and seedling germination of weed and wheat crops ［J］. Acta Scientifica Naturalis，2020，7（1）：86-97

［8］ 楊柳，王新宇，張航，等. 蒙古櫟枯落葉水浸提液對二月蘭的化感作用［J］. 中國農學通報，2021，37（19）：71-76

［9］ 張博雅，徐明，周婧丹，等. 少溶劑微波蒸餾同時萃取神農香菊葉精油［J］. 四川林業(yè)科技，2021，42（5）：77-81

［10］梁薇薇，陳立新，段文標，等. 酚酸物質對紅松種子萌發(fā)及苗木生長和生理特性的影響［J］. 生態(tài)學報，2021，41（4）：1583-1592

［11］李琰，楊壹虎，何宇辰，等. 6種香豆素類物質對4種植物種子萌發(fā)和幼苗生長的影響［J］. 草地學報，2023，31（4）：1254-1263

［12］羅欽，馬祖艷，牛瓊梅，等. 大狼毒不同部位浸提液對多年生黑麥草幼苗生長的化感效應及生理機制［J］. 草地學報，2023，31（10）：3212-3219

［13］孟威，孫玉龍，尉士偉，等. 春玉米田3種雜草對硝磺草酮和莠去津敏感性測定［J］. 農藥，2020，59（10）：778-780

［14］牛瓊梅，楊欣，馬祖艷，等. 大狼毒根浸提液對3種優(yōu)良牧草的化感作用研究［J］. 中國草地學報，2024，46（1）：135-142

［15］張曉曦，胡嘉偉，王星，等. 火炬樹根蘗幼苗對3種草坪草種子萌發(fā)和幼苗生長的化感效應［J］. 草業(yè)學報，2024，33（4）：47-59

［16］葛杰克，葉雨蒙，樓雪怡，等. 酚酸化感作用對栝樓生理特性及根際微生態(tài)的影響［J］. 水土保持學報，2023，37（3）：258-266，272

［17］李春英，田瑤，于美婷，等. 苘麻揮發(fā)油對小麥、玉米和大豆萌發(fā)及幼苗生長的化感作用［J］. 應用生態(tài)學報，2020，31（7）：2251-2256

［18］何邦印，樊慧，野起瑞，等. 不同濃度紅棗葉片浸提液對紫花苜蓿種子萌發(fā)及幼苗生長的化感效應研究［J］. 中國草地學報，2023，45（7）：41-48

［19］郇兆蔚，歐巧明，丁蘭. 3種天然二萜的化感作用及機制的研究［J］. 植物研究，2022，42（1）：81-92

［20］WANG X，WANG S，ZHU J，et al. Response mechanisms of sugarcane seedlings to the allelopathic effects of root aqueous extracts from sugarcane ratoons of different ages［J］. Frontiers in Plant Science，2022（13）：1020533

［21］SMIRNOFF N，ARNAUD D. Hydrogen peroxide metabolism and functions in plants［J］. N. Phytol，2019，221（3）：1197-1214

［22］LI J，CHEN H，GUO C，et al. Artemisia argyi essential oil exerts herbicidal activity by inhibiting photosynthesis and causing oxidative damage［J］. Industrial Crops and Products，2023（194）：116258

［23］呼木吉勒圖，吳秀花，郗文，等. 冷蒿及其根際土浸提液對5種紫花苜蓿種子萌發(fā)和幼苗生理的影響［J］. 西部林業(yè)科學，2020，49（3）：74-79

［24］POONPAIBOONPIPAT T，PANGNAKORN U，SUVUNNAMEK U，et al. Phytotoxic effects of essential oil from Cymbopogon citratus and its physiological mechanisms on barnyardgrass （Echinochloa crus-galli）［J］.Industrial Crops and Products，2013，41（1）：403-407

［25］POURESMAEIL M，NOJADEH M，MOVAFEGHI A，et al. Exploring the bio-control efficacy of Artemisia fragrans essential oil on the perennial weed Convolvulus arvensis：Inhibitory effects on the photosynthetic machinery and induction of oxidative stress［J］. Industrial Crops and Products，2020（155）：112785

［26］PERVINDER K，SONALI G，KHUSHWINDER K，et al. Nanoemulsion of Foeniculum vulgare essential oil：A propitious striver against weeds of Triticum aestivum［J］. Industrial Crops and Products，2021（168）：113601

［27］陳新棟，曹文俠，王世林，等. 東祁連山灌叢凋落葉水浸提液對垂穗披堿草種子萌發(fā)和幼苗生長的影響［J］. 生態(tài)學報，2023，43（6）：2524-2534

（責任編輯 彭露茜）