張啟東,張秀珗,萬(wàn) 軍,何 松
(正安縣農(nóng)牧局種子管理站,貴州 遵義 563400)
青蒿素是從復(fù)合花序植物黃花蒿莖葉中提取的有過(guò)氧基團(tuán)的倍半萜內(nèi)酯藥物,由中國(guó)藥學(xué)家屠呦呦于1971年發(fā)現(xiàn)。通過(guò)近幾年的各方研究表明,青蒿素在土壤中含量越高,對(duì)一些植物的生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)起到反作用,可抑制多種野草根莖、胚芽及高度等的生長(zhǎng)[1]。而青蒿素在土壤中的含量濃度在6~24 mg/kg時(shí),就會(huì)導(dǎo)致玉米、小麥、蘿卜、油菜等農(nóng)作物的發(fā)芽率及幼苗的生長(zhǎng)率降低,同時(shí)會(huì)對(duì)土壤中的有益生物,如蚯蚓和綠藻等有滅殺作用,導(dǎo)致主要農(nóng)作物減產(chǎn)[2,3]。通過(guò)對(duì)這種化感作用的研究來(lái)知曉自然環(huán)境中植物種群的演變規(guī)律,減少化感效應(yīng)對(duì)主體作物帶來(lái)的影響。
本試驗(yàn)以4種蔬菜作為試驗(yàn)對(duì)象,以期研究青蒿素對(duì)蔬菜種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)。
試驗(yàn)對(duì)象為蔬菜品種,其中大白菜品種為太原二青、小白菜品種為上海青,由貴州金黔種業(yè)提供;菜豆品種為泰國(guó)無(wú)筋豆、豇豆品種為之豇28-2,由遵義聯(lián)農(nóng)種業(yè)提供;試驗(yàn)使用的青蒿素購(gòu)自酉陽(yáng)富民青蒿科技有限公司生產(chǎn)的98.7%青蒿素產(chǎn)品。
種子經(jīng)凈度測(cè)定后,隨機(jī)選取大小均勻、活力較強(qiáng)、飽滿(mǎn)充分的蔬菜種子,用0.5%的雙氧水對(duì)種子消毒10 min,再用蒸餾水洗凈。使用移液管、量杯、量瓶等儀器及蒸餾水配制相應(yīng)濃度的青蒿素試驗(yàn)液,其濃度分別為 0 mg/L(CK1)、6 mg/L、12 mg/L、24 mg/L、48 mg/L 的溶液,并配制0.01%乙醇溶液(CK2),設(shè)4個(gè)品種6個(gè)處理,利用GZP-300a智能光照培養(yǎng)箱(南京恒裕儀器公司生產(chǎn))在20℃的條件下,對(duì)使用0.01%乙醇溶液、不同濃度的青蒿素溶液進(jìn)行浸泡的4個(gè)品種浸泡至“露白”后,再將試驗(yàn)對(duì)象移出培養(yǎng)箱,分別取菜豆和豇豆種子各200粒(4盒,50粒/盒)、太原二青和上海青種子各取400粒(4盒,100粒/盒),使用規(guī)格12 cm×12 cm(白菜類(lèi),紙上發(fā)芽)、19 cm×13.5 cm(豆類(lèi),紙間發(fā)芽)的發(fā)芽盒,將取得的種子均勻放置于發(fā)芽床上,最后將發(fā)芽盒置于25℃的智能光照培養(yǎng)箱內(nèi),并使用蒸餾水保持培養(yǎng)箱內(nèi)、盒內(nèi)的濕度。
按照《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程GB/T 3543.4》幼苗鑒定總則計(jì)算種子發(fā)芽率。4個(gè)品種初始計(jì)數(shù)時(shí)間為第5天,末次計(jì)數(shù)時(shí)間太原二青和上海青為第7天、之豇28-2為第8天、泰國(guó)無(wú)筋豆為第9天,子葉、初生葉判定標(biāo)準(zhǔn)按“50%規(guī)則”。通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)芽率,并在計(jì)數(shù)末日測(cè)定胚根長(zhǎng)度和苗高。
在Excel表格中建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算方式,并使用DPS 6.5軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,用多重比較法對(duì)差異顯著性進(jìn)行檢驗(yàn),顯著水平值0.05。
如表1所示,在青蒿素溶液浸泡下,隨濃度以6 mg/L為基數(shù)的不斷增加,各種子發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)度以及苗高的檢出值均呈現(xiàn)不斷下降趨勢(shì),表明試驗(yàn)品種幼苗生長(zhǎng)受到抑制。以濃度12 mg/L青蒿素溶液浸種為例,在該試驗(yàn)條件下,各類(lèi)蔬菜種子在發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)度以及苗高上的檢出值均較CK1、CK2下降,其中無(wú)筋豆發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)度以及苗高分別下降41.9%、35.7%和20.7%;之豇28-2發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)度以及苗高分別下降48.8%、31.9%和52.2%;太原二青發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)度以及苗高分別下降38.8%、42.1%和47.4%;上海青發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)度以及苗高分別下降25.2%、75.0%和51.5%。
模擬田間自然狀態(tài),在分別使用純水、0.01%乙醇溶液浸泡下,4個(gè)品種在發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)度、苗高的檢出值上均無(wú)明顯差異,但CK1、CK2與6 mg/L青蒿素溶液浸泡后的種子在發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)度以及苗高比較方面呈顯著差異(見(jiàn)表1)。CK1、CK2與12 mg/L青蒿素溶液浸泡后的種子在發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)度上比較,上海青為顯著差異,太原二青、無(wú)筋豆為極顯著差異;在苗高方面,之豇28-2、上海青的苗高受影響較大,為極顯著差異。在濃度為24~48 mg/L條件下,發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)度、苗高上受抑制的表現(xiàn)與 CK1、CK2比較更明顯,處理 5(24 mg/L)、處理 6(48 mg/L)與12 mg/L處理相比,在發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)度、苗高方面,除上海青、無(wú)筋豆外,其他兩個(gè)品種為顯著差異,表明太原二青、豇豆受青蒿素化感效應(yīng)的影響更大。試驗(yàn)中,青蒿素溶液浸泡后的種子以豇豆種子發(fā)芽率下降率最大,上海青胚根長(zhǎng)度以及苗高下降率最高。
表1 青蒿素對(duì)種子發(fā)芽的影響
本試驗(yàn)說(shuō)明,青蒿素會(huì)抑制蔬菜種子的發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng),還體現(xiàn)出顯著的濃度差異和品種間差異,這可能是因?yàn)榉N子在低碳氮代謝中降低了合成反應(yīng)的速率,致使其幼苗生長(zhǎng)不正常。通過(guò)研究這類(lèi)植物生長(zhǎng)過(guò)程中釋放某些化感物質(zhì)會(huì)對(duì)其他植物產(chǎn)生有弊或危害的這種優(yōu)勝劣汰的自我保護(hù)機(jī)制,對(duì)正安縣多年黃花蒿(俗稱(chēng)苦蒿)種植區(qū)的碧峰、楊興、土坪、廟塘、小雅等鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)一步提高黃花蒿產(chǎn)量具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。
[1]李紅莉.土壤質(zhì)地對(duì)青蒿生長(zhǎng)發(fā)育、生理特性及產(chǎn)量品質(zhì)的影響[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2009.
[2]劉小萌,李俊俊,李雪麗,等.青蒿素對(duì)豌豆種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響[J].園藝與種苗,2016,13(12):12-13.
[3]來(lái)慶捷,佘虹欣,呂建洲,等.青蒿素對(duì)黑麥草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[J].磷肥與復(fù)肥,2017,32(02):27-29.