柳均 ，周冀衡 *，鄧小剛 ，王科 ，楊虹琦 ，李春林 ，柳立，毛振萍，劉勇

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) a.煙草科學(xué)與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.云南玉溪市煙草公司，云南 玉溪 653101)

化感作用是指植物或微生物向環(huán)境釋放某些化學(xué)物質(zhì)而影響自身及其他有機(jī)體的生長和發(fā)育的一種化學(xué)生態(tài)學(xué)現(xiàn)象[1]，同時也是許多植物產(chǎn)生連作障礙的一個重要原因[2].煙草屬于不耐連作的作物，連作障礙已成為影響和制約中國優(yōu)質(zhì)煙草生產(chǎn)的重要因素[3].有研究[4-8]顯示，引起煙草連作障礙的因素主要有：化感(自毒)作用、土傳病害、土壤肥力不均衡、土壤理化性狀變劣等.有研究[9-13]表明，大部分有效化感物質(zhì)除作物自身根系分泌物和淋洗物外，主要是通過殘體和殘茬腐解釋放.由此可見，植物殘體腐解是產(chǎn)生化感物質(zhì)的主要途徑和來源.煙草生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量廢棄物腐解后是否會在煙田形成化感物質(zhì)及其對煙草生長發(fā)育影響的研究鮮見報道.因此，筆者以對化感物質(zhì)具有高敏感性的萵苣種子作為指示材料，研究了煙草在打頂抹杈后形成的殘體腐解液的化感作用，旨在為進(jìn)一步克服煙草連作障礙提供理論和試驗(yàn)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材 料

供試萵苣種子為莖用萵苣，綿陽市涪陵區(qū)正興種業(yè)公司生產(chǎn).

取湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草工程技術(shù)研究中心煙草種植基地表層0～20 cm土壤，去除雜質(zhì)，風(fēng)干后碾碎，過孔徑為0.25 mm篩，制成土樣備用.采集5株現(xiàn)蕾期K326的新鮮無病害煙株頂芽、腋芽，切碎后隨機(jī)稱取10 g，置于紫外條件下殺菌30 min后，加入相同質(zhì)量的土樣混勻后再加入少許無菌水，置于250 mL三角瓶中，培養(yǎng)箱內(nèi)28 ℃遮光腐解培養(yǎng)，40 d后加入適量的無菌水振蕩提取48 h，抽濾，蒸餾水定容至100 mL，得到質(zhì)量濃度為0.10 g/mL的提取液，取部分提取液，分別稀釋至 0.05、0.02、0.01 g/mL，4 ℃保存?zhèn)溆?

1.2 方 法

種子萌發(fā)試驗(yàn)采用培養(yǎng)皿濾紙法[14].將培養(yǎng)皿及定性濾紙進(jìn)行高溫滅菌，選取飽滿的萵苣種子，用10%的次氯酸鈉溶液殺菌10 min后用無菌水清洗3次，晾干備用.吸取上述各濃度腐解提取液5 mL加入鋪有雙層濾紙的直徑為9 cm培養(yǎng)皿中，每皿均勻放置 25粒上述萵苣種子，以無菌水培養(yǎng)作對照，每處理3次重復(fù)，于光照培養(yǎng)箱內(nèi)(光照度為6 000 lx，每天光照12 h，相對濕度50%，箱溫恒定25 ℃)培養(yǎng).4 d后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢，以子葉露出或胚根長度≥1 mm為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，7 d后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，應(yīng)用Motic光學(xué)數(shù)碼顯微鏡Motic Image Plus2.0軟件測定萌發(fā)種子胚根長，游標(biāo)卡尺測定胚軸長及電子天平(精確到0.001 g)稱量鮮質(zhì)量和干質(zhì)量.

采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，LSD法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn).化感效應(yīng)指數(shù)(RI)采用Williamson[15]的方法計(jì)算：RI=1－C/T(當(dāng) T≥C 時)或RI=T/C－1(當(dāng)T＜C時).式中C為對照值，T為處理值.當(dāng)RI＞0時，表示促進(jìn)作用；當(dāng)RI＜0時，表示抑制作用.RI絕對值的大小代表化感作用強(qiáng)度.

2 結(jié)果與分析

2.1 煙草殘體腐解液對萵苣種子萌發(fā)的影響

從表1可知，煙草殘體腐解液處理的萵苣種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率均明顯低于對照.從發(fā)芽勢來看，除殘體腐解液質(zhì)量濃度為0.05 g/mL處理與對照差異顯著外，其余各濃度處理均與對照差異極顯著.煙草殘體腐解液處理以0.05 g/mL的發(fā)芽勢最高，0.10 g/mL的發(fā)芽勢最低.從發(fā)芽率來看：煙草殘體腐解液0.02 g/mL處理與對照差異不顯著，0.01 g/mL和0.05 g/mL處理與對照差異顯著，0.10 g/mL處理與對照差異極顯著.0.02 g/mL處理的發(fā)芽率最高，0.10 g/mL的發(fā)芽率最低.

表1 腐解液處理萵苣種子萌發(fā)指標(biāo)的差異Table 1 Difference in effects of decomposing tobacco residues on lettuce seed germination by index

從煙草殘體腐解液處理種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率與對照的差異性比較可知：殘體腐解液0.01 g/mL和0.02 g/mL處理前期對種子萌發(fā)有較強(qiáng)的抑制作用，但到后期有所緩解.總體來看，煙草殘體腐解液處理對萵苣種子萌發(fā)有顯著的抑制作用.綜上可知：本研究條件下煙草殘體腐解液的各濃度處理，萵苣種子的發(fā)芽勢及發(fā)芽率均低于對照，以 0.10 g/mL處理抑制作用最為顯著.

2.2 煙草殘體腐解液對萵苣幼苗生長的影響

試驗(yàn)中觀察到0.10 g/mL處理的萵苣幼苗胚根、胚軸生長受到嚴(yán)重抑制，均未伸長生長，在整個試驗(yàn)過程中僅露出淡黃綠色子葉，而其他較低濃度處理的萵苣幼苗的胚根、胚軸生長基本正常，子葉濃綠，以0.05 g/mL處理子葉展開度最好.

由表2可知，不同質(zhì)量濃度煙草殘體腐解液對萵苣幼苗生長有不同程度的抑制或促進(jìn)作用.胚軸長從大到小依次為：0.05 g/mL處理、0.02 g/mL處理、CK、0.01 g/mL處理、0.10 g/mL處理.煙草殘體腐解液0.10 g/mL處理因萵苣種子萌發(fā)受阻，同樣抑制了幼苗的胚軸生長，與對照差異極顯著，殘體腐解液0.01 g/mL處理與對照差異顯著，其他均與對照無差異.殘體腐解液在低質(zhì)量濃度(0.01～0.05 g/mL)條件下隨質(zhì)量濃度的增加而促進(jìn)胚軸生長，達(dá)到一定質(zhì)量濃度(0.10 g/mL)后則顯著抑制胚軸生長.不同質(zhì)量濃度殘體腐解液處理胚根長的大小規(guī)律與胚軸長相同.殘體腐解液0.10 g/mL處理抑制胚根生長，與對照差異極顯著；殘體腐解液 0.05 g/mL處理促進(jìn)胚根生長，與對照差異顯著；其他處理均與對照差異不顯著.殘體腐解液對胚根長的影響和胚軸長一樣，存在低濃度促進(jìn)、高濃度抑制的雙重濃度效應(yīng)[15-16].另外，殘體腐解液對萵苣苗長的影響規(guī)律也與胚根、胚軸相同.

從各化感指數(shù)來看：煙草殘體腐解液0.05 g/mL和0.02 g/mL處理對胚軸長、胚根長和苗長均有促進(jìn)作用，其他處理均對胚根、胚軸及苗長有抑制作用，其中以0.10 g/mL處理的抑制作用最顯著.

表2 腐解液處理萵苣幼苗各生長指標(biāo)的差異Table 2 Index differences in effects of decomposing tobacco residues on lettuce seedling growth

煙草殘體腐解液對萵苣幼苗的鮮、干質(zhì)量的影響見表 3.各質(zhì)量濃度煙草殘體腐解液處理萵苣幼苗鮮質(zhì)量從大到小依次為：0.05 g/mL處理、CK、0.02 g/mL處理、0.01 g/mL處理、0.10 g/mL處理，其中0.10 g/mL處理與對照差異極顯著，0.05 g/mL處理與對照差異顯著，其他處理均與對照差異不顯著.從萵苣幼苗干質(zhì)量來看，0.10 g/mL處理萵苣幼苗干質(zhì)量最低，其他處理相差不大.化感指數(shù)顯示：煙草殘體腐解液0.05 g/mL處理對萵苣鮮質(zhì)量有促進(jìn)作用，其他處理均有不同程度的抑制作用.

表3 煙草殘體腐解液對萵苣幼苗物質(zhì)積累的影響Table 3 Effect of decomposing of tobacco residues on matter accumulation of lettuce seedling

3 小 結(jié)

煙草殘體腐解液各質(zhì)量濃度處理對種子發(fā)芽勢及發(fā)芽率均有不同程度的抑制作用，以0.10 g/mL處理抑制作用最顯著；對萵苣幼苗生長指標(biāo)及鮮質(zhì)量的影響存在低濃度促進(jìn)、高濃度抑制的雙重濃度效應(yīng)，0.10 g/mL處理嚴(yán)重抑制萵苣幼苗的生長，除0.05 g/mL處理對萵苣鮮質(zhì)量有促進(jìn)作用外，其他處理均有不同程度的抑制作用.說明在煙草殘體腐解液中可能存在多種化感物質(zhì)，其中部分化感物質(zhì)具有促進(jìn)生長的作用，部分化感物質(zhì)具有抑制生長的作用.

由于試驗(yàn)材料為現(xiàn)蕾期煙草頂、腋芽，是煙草生長最為旺盛的部分，同時也是植物產(chǎn)生激素類物質(zhì)的主要部位[17]，因此存在相關(guān)激素類物質(zhì)及其前體或代謝產(chǎn)物.關(guān)于這類物質(zhì)在腐解過程中如何變化，以及腐解后是否存在作用，存在怎樣的作用，目前尚未知曉.另外，作為煙草廢棄物的頂、腋芽占整株煙草的比重較大，如不處理好這類廢棄物，將會對煙草生長產(chǎn)生自毒作用，進(jìn)而造成連作障礙.

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