沈 潔， 孔令凱， 胡 鑫， 邵世光

(1.江蘇師范大學(xué)連云港校區(qū)生命科學(xué)學(xué)院，江蘇連云港 222006； 2.連云港師范高等?？茖W(xué)校生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇連云港 222000)

檉柳(TamarixchinensisLour.)為檉柳科檉柳屬落葉灌木或小喬木，是典型泌鹽鹽生植物，廣泛分布于江蘇沿海灘涂。在沿海鹽堿地改良及沿海灘涂的生態(tài)環(huán)境保護(hù)中起著重要的作用。另因檉柳枝條纖細(xì)，姿態(tài)婆娑，一年可開花3次，得“三春柳”之美名?；ㄉG麗，花小而繁茂，遠(yuǎn)觀如霧，頗為美觀，成為江蘇沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的觀賞植物。在江蘇省連云港市的宋跳高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、大浦工業(yè)園區(qū)以及徐圩經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)均有大量檉柳種植。

近年來，多種植物先后被證實(shí)具有明顯的化感作用[1-5]?；凶饔檬侵钢参锿ㄟ^殘?bào)w分解、揮發(fā)、根分泌和淋溶等方式釋放化學(xué)物質(zhì)，對周圍的植物、動(dòng)物以及微生物產(chǎn)生直接或間接的促進(jìn)或抑制作用[6]，其產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)稱為化感物質(zhì)(allelochemicals)。測定化感物質(zhì)對植物種子發(fā)芽及幼苗生長的影響，是目前化感作用活性研究中較為常用的生物測定方法。對植物種子發(fā)芽的影響一般采用發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)表示，對幼苗生長的影響采用根長、苗長及干物質(zhì)質(zhì)量表示[7]。目前化感作用已被廣泛應(yīng)用于生態(tài)系統(tǒng)、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、綠化生產(chǎn)中[8-10]而關(guān)于檉柳化感作用的研究少有報(bào)道。本試驗(yàn)以檉柳為化感供體材料，以4種常見草坪草(白三葉、黑麥草、早熟禾、高羊茅)為化感受試植物，探討不同濃度的檉柳花水浸液對4種草坪草種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，以期為檉柳適宜綠化搭配草種的確立提供理論依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供體材料為新鮮檉柳花，采于連云港師范高等專科學(xué)校校園，由該校邵世光教授鑒定。受試材料為白三葉、黑麥草、早熟禾、高羊茅4種草坪草種子，均購自連云港市振興花卉市場。

1.2 方法

1.2.1 檉柳花水浸提液的制備 于2017年5月中旬，采集新鮮的檉柳花，清水沖洗并自然晾干后，用托盤天平稱取 150 g，置于750 mL蒸餾水中，在搖床(24 ℃，轉(zhuǎn)速100 r/min)上振蕩24 h后，經(jīng)4層紗布過濾得粗浸提液，此粗浸提液經(jīng)過濾除菌(微孔濾膜孔徑為0.22 μm)后即得濃度為 0.20 g/mL 的檉柳花水浸提液母液，存于4 ℃冰箱待用。使用時(shí)由母液稀釋制成0.04、0.08、0.12、0.16、0.20 g/mL花水浸提液。

1.2.2 種子萌發(fā)試驗(yàn) 采用沙培法進(jìn)行種子萌發(fā)試驗(yàn)。向每個(gè)培養(yǎng)皿中倒入30 g細(xì)沙(已干熱滅菌)，再向每個(gè)培養(yǎng)皿中均勻地放入50粒受試植物種子(采用1%高錳酸鉀溶液浸泡消毒)，要求種子飽滿。各皿分別加入0.04、0.08、0.12、0.16、0.20 g/mL不同濃度的檉柳花浸提液10 mL，每個(gè)濃度處理設(shè)定3個(gè)重復(fù)，并以蒸餾水為對照，于室內(nèi)自然條件下(平均室溫22 ℃)培養(yǎng)，每天加入等量蒸餾水控制水分。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 種子萌發(fā)以胚根突破種皮2 mm為標(biāo)準(zhǔn)，從試驗(yàn)第2天開始，每隔24 h觀察并記錄種子萌發(fā)數(shù)量，待種子萌發(fā)穩(wěn)定后，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率(GR)、計(jì)算化感效應(yīng)指數(shù)(RI)；培養(yǎng)14 d后，每皿隨機(jī)取10株幼苗測量幼苗的苗長、根長和鮮質(zhì)量，分別取平均值。

種子發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%。

(1)

根據(jù)得出的種子發(fā)芽率以及幼苗根長、苗長、鮮質(zhì)量，計(jì)算出4個(gè)指標(biāo)在檉柳花水浸提液處理下各自的化感效應(yīng)指數(shù)(RI)，計(jì)算公式為

RI=T/C-1(T

(2)

式中：C為對照組的值，T為處理值。當(dāng)RI>0時(shí)，表示浸提液對受試植物起促進(jìn)作用；當(dāng)RI<0時(shí)，表示浸提液對受試植物起抑制作用，RI的絕對值表示化感作用的強(qiáng)度。

綜合化感效應(yīng)(SE)是指同一受試植物在同一處理下各測試指標(biāo)的RI算術(shù)平均值。本試驗(yàn)相關(guān)計(jì)算公式為

SE=(RI種子發(fā)芽率+RI幼苗苗長+RI幼苗根長+RI幼苗鮮質(zhì)量)/4。

(3)

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 利用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，選用非參數(shù)檢驗(yàn)法(Mann-Whitney U秩和檢驗(yàn))將各處理組數(shù)據(jù)與對照組數(shù)據(jù)在0.05水平上進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。所有數(shù)值均表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，采用Excel作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 檉柳花水浸提液對4種受試草坪草種子發(fā)芽率的影響

由圖1可知，當(dāng)檉柳花水浸提液濃度為0.04 g/mL時(shí)，受試植物種子的發(fā)芽率與各自對照均有一定差異，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。當(dāng)浸提液濃度為0.08 g/mL時(shí)，白三葉種子、高羊茅種子的發(fā)芽率與對照差異顯著，分別比對照下降8.00、14.00百分點(diǎn)(P<0.05)；此濃度處理下的黑麥草種子、早熟禾種子的發(fā)芽率分別低于對照10、8.67百分點(diǎn)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。當(dāng)浸提液濃度為0.12、0.16、0.20 g/mL時(shí)，4種受試植物種子的發(fā)芽率與對照差異顯著(P<0.05)，其中黑麥草、白三葉種子的發(fā)芽率隨著浸提液濃度的升高而下降，當(dāng)浸提液濃度達(dá)到最大(0.20 g/mL)時(shí)，種子發(fā)芽率的降幅也達(dá)最大，分別較對照下降了23.34、20.00百分點(diǎn)；高羊茅、早熟禾種子發(fā)芽率的降幅則在0.16 g/mL浸提液處理下達(dá)到最大，分別為24.66、20.66百分點(diǎn)。結(jié)果說明，不同濃度的檉柳花水浸提液對受試植物種子發(fā)芽率的影響不同。受試植物種子的發(fā)芽率總體上隨浸提液濃度的升高呈下降趨勢，當(dāng)浸提液濃度達(dá)0.12 g/mL時(shí)，4種受試植物種子的發(fā)芽率均顯著低于對照(P<0.05)；不同受試植物種子對檉柳花水浸體液的敏感程度不同，白三葉種子和高羊茅種子相對比較敏感，在浸提液濃度為0.08 g/mL時(shí)，其發(fā)芽率即與對照處理差異顯著(P<0.05)。

2.2 檉柳花水浸提液對4種受試草坪草幼苗生長的影響

2.2.1 檉柳花水浸提液對4種受試植物幼苗苗長的影響 由圖2可知，低濃度(0.04、0.08 g/mL)檉柳花水浸提液，對4種受試植物幼苗苗長的影響無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；在 0.12 g/mL 浸提液處理下，高羊茅、早熟禾幼苗的苗長分別顯著低于各自對照17.08%、10.76%(P<0.05)；待浸提液濃度提高至0.16 g/mL時(shí)，白三葉幼苗的苗長與對照相比顯著下降21.78%(P<0.05)；待浸提液濃度上升至最大(0.20 g/mL)時(shí)，高羊茅、早熟禾、白三葉3種受試植物幼苗的苗長與對照差異顯著(P<0.05)，降幅分別達(dá)29.39%、27.64%、31.89%。本試驗(yàn)設(shè)置的浸提液濃度梯度對黑麥草幼苗的苗長無顯著影響(P>0.05)。由此得出，中高濃度(≥0.12 g/mL)浸提液對高羊茅、早熟禾、白三葉3種受試植物幼苗的苗長抑制作用顯著(P<0.05)，且整體上浸提液濃度越高，受試植物幼苗苗長降幅越大；低濃度浸提液對受試植物幼苗苗長影響不顯著(P>0.05)。

2.2.2 檉柳花水浸提液對4種受試植物幼苗根長的影響 由圖3可知，在0.04 g/mL浸提液處理下，4種受試植物幼苗根長與對照差異不顯著(P>0.05)。黑麥草幼苗根長在0.08、0.12、0.16、0.20 g/mL 浸提液處理下，均顯著低于對照(P<0.05)，降幅分別為25.10%、38.55%、38.26%、 40.54%。高羊茅和早熟禾幼苗根長則在0.12、0.16、0.20 g/mL 3個(gè)浸提液濃度處理下與對照差異顯著(P<0.05)，分別較對照下降21.67%、31.55%、37.67%和46.15%、50.08%、58.92%。而白三葉幼苗根長在本試驗(yàn)設(shè)置的浸提液濃度梯度處理下，均與對照無顯著差異(P>0.05)。說明檉柳花水浸提液對受試植物(白三葉除外)幼苗根長的影響表現(xiàn)出明顯的濃度差異，隨著處理濃度升高，對幼苗根長的影響愈見顯著，在0.05水平差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。當(dāng)浸提液濃度上升至最大(0.20 g/mL)時(shí)，黑麥草、高羊茅和早熟禾3種受試植物幼苗根長的降幅均達(dá)到最大，其中早熟禾較為突出，降幅達(dá)到58.92%。

2.2.3 檉柳花水浸提液對4種受試植物幼苗鮮質(zhì)量的影響 從圖4可以看出，本試驗(yàn)中不同濃度浸提液處理下的黑麥草和早熟禾幼苗的鮮質(zhì)量均與對照有一定的差異，只有 0.20 g/mL 高濃度浸提液處理的早熟禾幼苗鮮質(zhì)量較對照減少了18.96%，差異顯著(P<0.05)，其余處理與對照之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。低濃度(≤0.08 g/mL)浸提液處理對白三葉幼苗鮮質(zhì)量的影響不顯著(P>0.05)；中高濃度(0.12、0.16、0.20 g/mL)浸提液處理使得白三葉幼苗鮮質(zhì)量分別較對照顯著減少16.84%、34.00%、51.80%(P<0.05)。同樣0.04 g/mL低濃度浸提液對高羊茅幼苗鮮質(zhì)量的影響不顯著(P>0.05)；在0.08、0.12、0.16、0.20 g/mL 浸提液處理下，高羊茅幼苗鮮質(zhì)量與對照相比分別降低10.80%、17.07%、32.52%、41.57%，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)?？梢姡嵋簼舛鹊纳邔κ茉囍参锇兹~和高羊茅幼苗鮮質(zhì)量的影響更加顯著。

2.3 檉柳花水浸提液對4種草坪草的綜合化感效應(yīng)

綜合化感效應(yīng)是對不同濃度水浸提液化感作用的綜合評(píng)價(jià)。由表1可知，本試驗(yàn)中檉柳花水浸提液對4種受試植物的綜合化感效應(yīng)，均表現(xiàn)出化感抑制作用，且隨著浸提液濃度的升高，化感抑制作用程度增強(qiáng)。4種受試植物在2個(gè)低濃度浸提液(0.04、0.08 g/mL)處理之間、2個(gè)中高濃度浸提液(0.12、0.16 g/mL)處理之間、2個(gè)高濃度浸提液(0.16、 0.20 g/mL)處理之間均無顯著差異。白三葉在3個(gè)中高濃度浸提液處理與2個(gè)低濃度浸提液處理間均存在顯著差異；早熟禾在2個(gè)高濃度處理與最低濃度處理間有顯著差異；黑麥草、高羊茅在最高濃度處理與低濃度處理之間存在顯著差異。4種受試植物在0.04、0.08、0.12 g/mL 3個(gè)濃度浸提液處理下，白三葉的SE均為最小，其次是高羊茅。

表1 檉柳花水浸提液對4種草坪草的綜合化感效應(yīng)

注：同列數(shù)據(jù)后的不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。

3 討論

本試驗(yàn)中，檉柳花水浸提液對白三葉、黑麥草、早熟禾、高羊茅4種草坪草種子的萌發(fā)和幼苗生長主要表現(xiàn)為化感抑制作用，且隨著浸提液濃度的升高，抑制作用呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢。其中，0.12～0.20 g/mL浸提液處理下的4種受試植物種子的發(fā)芽率均與對照差異顯著；0.12～0.20 g/mL浸提液處理下的3種受試植物(白三葉除外)的根長均與對照差異顯著；0.16～0.20 g/mL浸提液處理下的3種受試植物(黑麥草除外)的苗長均與對照差異顯著；0.12～0.20 g/mL浸提液處理下白三葉幼苗的鮮質(zhì)量與對照差異顯著，0.08、0.12、0.16、0.20 g/mL浸提液處理下高羊茅幼苗的鮮質(zhì)量與對照差異顯著，0.20 g/mL浸提液處理下早熟禾幼苗的鮮質(zhì)量與對照差異顯著。這表明檉柳花中含有較強(qiáng)活性和穩(wěn)定性的化感物質(zhì)，對其周圍草本植物的生長和分布具有一定的影響，該結(jié)果與傅藎儀等的研究報(bào)道[11]一致。

本試驗(yàn)中不同濃度檉柳花水浸提液的綜合化感效應(yīng)均表現(xiàn)為明顯的抑制作用，且綜合化感效應(yīng)隨浸提液濃度的升高而增強(qiáng)，浸提液濃度達(dá)0.20 g/mL時(shí)，綜合化感效應(yīng)最強(qiáng)。4種受試植物在0.04、0.08、0.12 g/mL浸提液處理下，白三葉的SE均為最小，其次是高羊茅。說明檉柳花水浸體液對不同種類草坪草的化感作用強(qiáng)度不同。

自然環(huán)境中的化感物質(zhì)主要通過揮發(fā)、淋溶、根系分泌以及殘?bào)w分解后釋放等途徑進(jìn)入環(huán)境，從而影響周圍生境中植物和微生物的生長和分布[12]。隨著對化感作用的深入研究，其成果在園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用日趨廣泛，尤其對園林植物配置時(shí)植物的選擇和搭配有直接指導(dǎo)意義[13-16]。檉柳花中的化感物質(zhì)主要通過雨霧淋溶、落花分解的方式進(jìn)入土壤，在土壤中積累到一定濃度后，影響周圍伴生植物的種子萌發(fā)和幼苗生長。因此及時(shí)清除檉柳落花、保持一定的種植距離、選擇檉柳綜合化感效應(yīng)較弱的草種是建植檉柳樹下常綠優(yōu)質(zhì)草坪的有利措施。

本試驗(yàn)主要對檉柳花水浸提液進(jìn)行化感現(xiàn)象研究，至于檉柳花化感物質(zhì)的具體成分、有效作用濃度閾值及綜合利用等研究還有待進(jìn)一步開展科學(xué)試驗(yàn)。