楊傅嵩，郎闖，鄭琳昕，肖佳偉，張博，李麗

(佳木斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

化感作用是指植物通過(guò)自身分泌某些次生代謝產(chǎn)物即化感物質(zhì)，并將其釋放在自身生長(zhǎng)環(huán)境中，從而影響同一土地中的臨近植物的生長(zhǎng)發(fā)育[1-2]。大多數(shù)植物的品質(zhì)與產(chǎn)量，會(huì)因化感物質(zhì)的積累而產(chǎn)生影響[3]。前學(xué)術(shù)界已經(jīng)對(duì)植物的化感效應(yīng)進(jìn)行了深入研究并取得了一系列研究成果[4-6]。魚(yú)腥草為三百草科，蕺菜屬野生植物，是認(rèn)證的藥食兼用植物[7]，也是我國(guó)傳承千年的中藥材[8]。魚(yú)腥草具有耐陰性強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)[9]?？梢耘c短日照植物進(jìn)行套種模式。目前，報(bào)道了魚(yú)腥草浸提液刺激列當(dāng)種子萌發(fā)的研究[10]，證明了魚(yú)腥草浸提液中含有化感刺激物質(zhì)，也報(bào)道了對(duì)綠豆種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生化感影響，其中綠豆萌發(fā)與生長(zhǎng)過(guò)程中表現(xiàn)出不同程度的化感抑制與促進(jìn)作用[8]。李春英等[11]以玉米為受體研究了苘麻揮發(fā)油的化感作用，結(jié)果表明：苘麻揮發(fā)油對(duì)玉米幼苗的生長(zhǎng)等有一定的抑制作用。余虹欣等[12]的結(jié)論表明:黑豆同樣可以受到化感抑制和化感促進(jìn)的兩方面的影響。付金晶等[13]的實(shí)驗(yàn)得出:國(guó)槐和山桃浸提液對(duì)黑豆存在化感促進(jìn)的作用，該作用體現(xiàn)于根長(zhǎng)、鮮重、干重等方面。然而，魚(yú)腥草對(duì)玉米、黑豆的化感影響未見(jiàn)報(bào)道。本課題通過(guò)研究魚(yú)腥草對(duì)玉米、黑豆種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，討論魚(yú)腥草與玉米、黑豆之間的化感效應(yīng)，為魚(yú)腥草與玉米、黑豆之間建立有好的套種模式提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)用魚(yú)腥草購(gòu)于佳木斯新瑪特超市，玉米、黑豆種子購(gòu)于佳木斯市種子公司。

1.2 魚(yú)腥草浸提液的制備

將鮮魚(yú)腥草去除根須，沖洗干凈，濾干、切割成小段，置在研缽中研成勻漿。并與蒸餾水按1∶10質(zhì)量比配。超聲提取30 min,用紗布過(guò)濾，過(guò)濾后以1700轉(zhuǎn)速離心7 min，取上清液。用蒸餾水將供體母液分別稀釋為0%(蒸餾水，對(duì)照組CK)，20%，40%，60%，80%的魚(yú)腥草浸提液，供實(shí)驗(yàn)使用。將浸提液放置于4 ℃的冰箱中。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

將供試種子與0.15%濃度的高錳酸鉀溶液混合浸泡30 min消毒，用蒸餾水多次沖洗直至無(wú)明顯的高錳酸鉀殘留溶液，濾干。

在15 cm培養(yǎng)皿上平鋪2張濾紙，依次用魚(yú)腥草浸提液潤(rùn)濕濾紙，最后將密度適宜的供試種子，均勻的擺放在培養(yǎng)皿中。以蒸餾水為CK組，加蓋培養(yǎng)。種子出芽后，記錄數(shù)據(jù)檢測(cè)發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽指數(shù)。并分別在出芽第7、12 d檢測(cè)玉米、黑豆幼苗的株高、鮮重、丙二醛含量及葉綠素含量。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目、方法與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

測(cè)量各處理后的供試種子的鮮重，株高。測(cè)定幼苗葉片中葉綠素含量與丙二醇含量。葉片中丙二醇的測(cè)定參考硫代巴比妥酸法[14]，葉綠素含量的測(cè)定采用乙醇提取分光光度計(jì)法測(cè)定[15]。

發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽種子數(shù)/實(shí)驗(yàn)種子總數(shù))×100

種子發(fā)芽勢(shì)(%)=(規(guī)定天數(shù)內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/實(shí)驗(yàn)種子總數(shù))×100

種子及幼苗的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)Excel工作表格軟件進(jìn)行記錄。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米、黑豆種子萌發(fā)的影響

由表1可知，較低濃度的魚(yú)腥草浸提液處理的玉米種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)明顯高于對(duì)照組，起促進(jìn)作用，發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)在40%濃度時(shí)，數(shù)值最大分別為90%、70%。較高濃度的魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)明顯低于對(duì)照組，呈現(xiàn)出抑制作用。不同濃度魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)的影響呈現(xiàn)出現(xiàn)促進(jìn)后抑制的現(xiàn)象。不同濃度的魚(yú)腥草浸提液處理的黑豆種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)明顯低于對(duì)照組，且呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。在濃度為80%時(shí)，發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)最小，分別為74.19%與64.52%。暗示魚(yú)腥草對(duì)玉米、黑豆種子萌發(fā)存在化感影響，玉米種子在低濃度下為化感促進(jìn)作用，在高濃度下為化感抑制作用。而對(duì)于黑豆，受到了不同濃度浸提液的化感抑制作用。

表1 魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米、黑豆種子萌發(fā)的影響 %

2.2 魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米、黑豆幼苗株高的影響

由表2可知，低濃度魚(yú)腥草浸提液處理后的玉米幼苗的株高明顯高于對(duì)照組，在40%濃度下株高最高為5.560 cm。隨著濃度的升高，玉米幼苗株高低于對(duì)照組。在高濃度魚(yú)腥草浸提液的處理下，玉米幼苗株高呈現(xiàn)抑制作用。不同濃度的魚(yú)腥草浸提液對(duì)黑豆的株高與對(duì)照組對(duì)比呈現(xiàn)出明顯的抑制作用，且隨著濃度的上升，這種抑制作用更加明顯。在80%時(shí)，株高最短為3.430 cm。暗示了，魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米、黑豆的株高存在化感作用。對(duì)玉米的化感作用呈現(xiàn)低濃度化感促進(jìn)，高濃度化感抑制的變化，不同濃度的魚(yú)腥草浸提液對(duì)黑豆均存在化感抑制作用。

表2 魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米、黑豆幼苗株高的影響

2.3 魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米、黑豆鮮重的影響

由表3可知，玉米的鮮重隨著魚(yú)腥草浸提液濃度的上升，呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。在20%～40%濃度時(shí)玉米鮮重受到浸提液的促進(jìn)效應(yīng)，在40%濃度處理下玉米鮮重最重，為0.866 g，60%濃度與對(duì)照組持平，80%濃度明顯低于對(duì)照組，鮮重最下，僅為0.645 g。不同濃度魚(yú)腥草浸提液處理下，黑豆鮮重隨著魚(yú)腥草浸提液濃度的升高呈現(xiàn)逐漸降低的現(xiàn)象。在濃度最高即80%處理下，黑豆鮮重最小，0.36 g。暗示了，魚(yú)腥草對(duì)玉米、黑豆的鮮重存在著一定的化感作用，玉米的化感效應(yīng)呈現(xiàn)低促高抑的現(xiàn)象，而黑豆隨著濃度的上升逐漸加深抑制效應(yīng)。

表3 魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米、黑豆鮮重的影響

2.4 魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米、黑豆幼苗葉綠素含量的影響

由表4可知，在不同濃度的魚(yú)腥草浸提液處理下，玉米幼苗的葉綠素含量小幅度升高而后降低。在40%浸提液濃度處理下的玉米幼苗葉綠素含量高于對(duì)照組，為0.367 μmol/L。當(dāng)浸提液濃度升高至60%與80%時(shí)，玉米幼苗葉綠素含量小于對(duì)照組，受到抑制。黑豆幼苗中的葉綠素含量受到不同濃度魚(yú)腥草浸提液的化感抑制作用，在20%～40%濃度時(shí)，黑豆幼苗葉綠素含量有小幅度上升，但仍低于對(duì)照組。暗示，魚(yú)腥草對(duì)玉米葉綠素含量存在低濃度化感促進(jìn)，高濃度化感抑制的現(xiàn)象。魚(yú)腥草浸提液對(duì)黑豆幼苗葉綠素含量存在化感抑制作用

表4 魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米、黑豆幼苗葉綠素含量的影響

2.5 魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米、黑豆幼苗丙二醇(MDA)含量的影響

丙二醇(MDA)是植物受到外界傷害時(shí)膜脂過(guò)氧化反應(yīng)的最終分解產(chǎn)物，因此MDA的含量可以反應(yīng)植物在逆境中受到的傷害輕重[16]。由表5可知，在20%～60%魚(yú)腥草浸提液的處理下，玉米幼苗中MDA含量持續(xù)下降，在60%濃度處理下最低0.01636 μmol/l。在80%濃度處理下玉米幼苗MDA含量高于對(duì)照組。黑豆幼苗中MDA含量隨著魚(yú)腥草浸提液濃度的升高不斷升高，呈現(xiàn)出促進(jìn)趨勢(shì)。暗示魚(yú)腥草與玉米、黑豆幼苗MDA含量存在化感效應(yīng)，低濃度魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米幼苗MDA有化感抑制現(xiàn)象，高濃度魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米幼苗MDA存在化感促進(jìn)效應(yīng)。不同濃度魚(yú)腥草浸提液對(duì)黑豆幼苗MDA含量均存在化感促進(jìn)效應(yīng)。

表5 魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米、黑豆幼苗丙二醇(MDA)影響

3 討論與結(jié)論

3.1 魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米、黑豆種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)的化感效應(yīng)

發(fā)芽勢(shì)作為評(píng)價(jià)種子萌發(fā)的重要指標(biāo)，體現(xiàn)在種子的生活能力，發(fā)芽是否整齊，出苗是否一致等方面。低濃度魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、株高、鮮重、存在化感促進(jìn)現(xiàn)象，高濃度魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、株高、鮮重、存在化感抑制作用?？傮w來(lái)說(shuō)，魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米種子的萌發(fā)與幼苗的生長(zhǎng)存在化感效應(yīng)，且這種化感效應(yīng)存在低濃度為化感促進(jìn)，高濃度為化感抑制的規(guī)律。而不同濃度的魚(yú)腥草浸提液對(duì)黑豆種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)，即，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、鮮重、株高存在化感抑制作用。當(dāng)魚(yú)腥草浸提液濃度在40%左右時(shí)，就有對(duì)玉米種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)的化感物質(zhì)濃度。說(shuō)明在魚(yú)腥草與玉米套種模式中，魚(yú)腥草體內(nèi)的化感物質(zhì)通淋溶等方式釋放到土壤中，會(huì)促進(jìn)玉米的生長(zhǎng)。

3.2 魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米、黑豆幼苗光合作用系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)的化感效應(yīng)

丙二醇是植物過(guò)氧化時(shí)的產(chǎn)物，丙二醇的含量越低說(shuō)明植物的氧化越不明顯，暗示植物生長(zhǎng)狀況越好。葉綠素的含量可以直接影響植物的光合作用，從而影響植物的生長(zhǎng)。魚(yú)腥草的化感物質(zhì)也影響來(lái)玉米、黑豆體內(nèi)的代謝過(guò)程，從而影響玉米、黑豆的生長(zhǎng)。低濃度的魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米葉綠素含量存在化感促進(jìn)作用，對(duì)MDA 含量則存在化感抑制現(xiàn)象。高濃度魚(yú)腥草浸提液對(duì)玉米幼苗葉綠素含量存在化感抑制效應(yīng)，對(duì)MDA含量存在著化感促進(jìn)作用。不同濃度的魚(yú)腥草浸提液對(duì)黑豆幼苗體內(nèi)的葉綠素與MDA含量均存在化感抑制作用。

綜合分析可以得出魚(yú)腥草對(duì)玉米種子萌發(fā)及幼苗的生長(zhǎng)，存在化感作用，低濃度呈現(xiàn)化感促進(jìn)作用，高濃度呈現(xiàn)化感抑制作用；對(duì)黑豆種子萌發(fā)及幼苗的生長(zhǎng)呈現(xiàn)不同情況的化感抑制作用。暗示魚(yú)腥草可以和玉米建立起有好的套種模式，而與黑豆則不能。本研究為魚(yú)腥草與玉米、黑豆的化感作用建立研究基礎(chǔ)，也為魚(yú)腥草與兩種作物進(jìn)行套種等友好耕種模式提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)支持。