楊和平，曹舉英，陳開惠

(1.四川省阿壩州汶川縣國有林保護(hù)局，四川 汶川 623099；2.大熊貓國家公園彭州管護(hù)總站,四川 彭州 611930； 3.四川省彭州市規(guī)劃和自然局，四川 彭州 611930)

柏木(Cupressusfunebris)是柏科(Cupressaceae)柏木屬(Cupressus)喬木，柏木為中國特有樹種，生長快、用途廣且適應(yīng)性強(qiáng)，是長江以南濕暖地區(qū)山地的重要造林樹種[1]。有關(guān)提高種子發(fā)芽率的研究已有較多的報道[2]，已有報道研究了在不同溫度、光照等因子影響下的柏木發(fā)芽基本特征[3]，得出適宜其種子發(fā)芽的條件。在眾多的研究中，植物浸提液作為影響種子萌發(fā)的重要因素，受到廣泛重視。在自然環(huán)境中，物種間往往以混交生長的形式存在，植物間的化感作用是植物通過根系分泌、莖葉淋溶、地上揮發(fā)和枯落物殘體分解等途徑，向環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)(化感物質(zhì))，并對周圍其他受體植物生長發(fā)育產(chǎn)生促進(jìn)或抑制作用。因此，植物種子掉到地面上以后，其種子的萌發(fā)常常受到不同植物根系、枝條、葉片等凋落物經(jīng)水浸泡后形成的浸提液的影響，這些浸提液中，往往存在大量的化感物質(zhì)，這些物質(zhì)產(chǎn)生的化感作用是植物種間相互作用的重要途徑，對群落的植物組成、分布及其演替過程具有重要作用，是影響森林天然更新的重要因子。

相關(guān)研究表明，植物化感作用具有可遺傳性，不同物種的化感潛力不同，相同植物所含化感成分的差異往往對種子萌發(fā)形成不同的抑制作用。同時，很多植物均含有大量種子萌發(fā)抑制物質(zhì)，且浸提液對其他植物具有明顯化感效應(yīng)，但對于植物凋落物化感物質(zhì)釋放乃至分解進(jìn)入土壤后是否會影響與其混交植物生長的研究尚未受到重視。為深入了解不同植物浸提液的化感作用，文中以柏木種子為受體，探究女貞、小琴絲竹、巨桉枝葉浸提物對柏木種子萌發(fā)的影響，旨在了解柏木種子部分對其他植物的化感作用，為柏木林分改造及合理的經(jīng)營提供理論依據(jù)，研究結(jié)果對于提升柏木產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及處理

選擇女貞(Ligustrumlucidum)、小琴絲竹(Bambusamultiplex)、巨桉(Eucalyptusgrandis)3種常見植物，在實驗室內(nèi)將植株分為枝和葉，分別將其枝、葉剪成1～2cm的小塊。102℃殺青30min，在60℃烘箱中烘干至恒重，分別稱取植物枝、葉，分別取枝、葉樣品300g加入10倍鮮重的蒸餾水，室溫條件下浸提48h后倒出浸提液。用3層紗布過濾2次，濾液4000r/min離心5min，取上清液作為母液，得到水浸提液(以下簡稱浸提液)原液，濃度為0.100g/mL(鮮重與蒸餾水的比值，即浸提液的濃度以每mL水浸提的植物材料g數(shù)表示)。分別量取枝和葉母液25mL，50mL，75mL于100mL于容量瓶中，定容，配制成相當(dāng)于原枝葉質(zhì)量濃度為0.025，0.050和0.075g/mL的枝葉浸提液，置于4℃的冰箱備用(各處理濃度及編號見表1)。

表1 試驗編號及處理濃度

1.2 種子萌發(fā)

種子萌發(fā)采用培養(yǎng)皿濾紙法。選取籽粒飽滿，大小均勻的受體植物種子。柏木種子經(jīng)浸種處理后置于鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿各放30粒種子，分別加入一定量(以淹沒種子的1/3為準(zhǔn))各濃度植物枝、葉的浸提液。設(shè)置4個浸提液處理濃度，即0.025g/mL，0.050g/mL，0.075g/mL，0.100g/mL，以蒸餾水為對照(0.000g/mL)，每個濃度的處理重復(fù)3次。

放置在20℃的光照培養(yǎng)箱中(光照12h/d)培養(yǎng)，3d后記錄發(fā)芽率。在室溫下進(jìn)行培養(yǎng)，以胚根或胚軸突破種皮1～2mm為種子發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn)。每天觀察并記錄種子的發(fā)芽情況，統(tǒng)計發(fā)芽顆數(shù)，共觀察記錄28d。

1.3 測定指標(biāo)

根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)計算下列參數(shù)[4]：

(1)最終發(fā)芽率(FG)

FG=發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù)×100%

(2)發(fā)芽速率(GS)

GS=∑(Gt/Nt)

Gt為逐日發(fā)芽種子數(shù)之和，Nt為相應(yīng)發(fā)芽天數(shù)。用每天累計的發(fā)芽種子數(shù)除以對應(yīng)天數(shù)，再求和。

(3)化感效應(yīng)敏感指數(shù)(RI)

RI=1-C/T(T≥C)

RI=T/1-C(T

C為對照值，T為處理值。當(dāng)RI<0時為化感抑制作用，RI>0時為化感促進(jìn)作用。RI的絕對值大小反應(yīng)化感作用的強(qiáng)弱。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用SPSS19.0軟件對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 浸提液對種子萌發(fā)的影響

發(fā)芽指數(shù)是種子的活力指標(biāo)。本試驗中，3種植物枝和葉浸提液對柏木種子萌發(fā)影響的結(jié)果如圖1所示，女貞和巨桉的枝和葉均不同程度地提高了柏木種子的發(fā)芽率，其中，以巨桉枝浸提液T4濃度下，柏木種子的發(fā)芽率最高達(dá)80%，以小琴絲竹的葉浸提液T1濃度下發(fā)芽率最低，為36.67%，整體分析來看，小琴絲竹的葉浸提液T1和T2、枝浸提液T1降低了柏木種子的發(fā)芽率。對3類植物比較分析來看，巨桉枝葉浸提液對柏木種子發(fā)芽率的促進(jìn)作用較女貞高，小琴絲竹則表現(xiàn)最低，且部分濃度呈現(xiàn)出一定的抑制作用。同時各植物枝和葉浸提液總體表現(xiàn)出枝浸提液柏木種子的發(fā)芽率高于相應(yīng)濃度的葉浸提液，低濃度的枝葉浸提液總體上促進(jìn)柏木種子的發(fā)芽率，高濃度浸提液抑制柏木種子的發(fā)芽率。

圖1 植物浸提液對柏木種子發(fā)芽率的影響

2.2 化感效應(yīng)敏感指數(shù)特征

化感作用是植物通過淋溶、揮發(fā)、枯落物分解和根系分泌等方式向周圍環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)，從而影響鄰近植物種子萌發(fā)和幼苗生長，一般采用化感效應(yīng)敏感指數(shù)來分析凋落物浸提液對植物種質(zhì)萌發(fā)的促進(jìn)和抑制作用。

試驗對3種植物枝葉浸提液對柏木種子萌發(fā)過程中的化感效應(yīng)敏感指數(shù)進(jìn)行計算分析后如圖2所示。結(jié)果顯示，3種植物中僅小琴絲竹葉浸提液T1和T2濃度、枝浸提液的T1濃度下表現(xiàn)出對柏木種子萌發(fā)的抑制作用。其中，葉浸提液T1的抑制作用最強(qiáng)，其敏感指數(shù)為-0.27，枝浸提液T2次之，其敏感指數(shù)為-0.20，葉浸提液T2最低，其敏感指數(shù)為-0.07。其余枝葉浸提液均表現(xiàn)出一定的促進(jìn)作用，其中，以巨桉枝浸提液T4濃度的促進(jìn)作用最強(qiáng)，其敏感指數(shù)為0.60，巨桉葉浸提液T4和枝浸提液T1的促進(jìn)作用次之，其敏感指數(shù)為0.53，小琴絲竹枝浸提液T2初級作用最低，其敏感指數(shù)為0.00。同時，整理上來看，巨桉和女貞的化感效應(yīng)敏感指數(shù)均高于小琴絲竹，同時，巨桉化感效應(yīng)敏感指數(shù)高于女貞，表明小琴絲竹浸提液總體上不利于柏木種子的萌芽。

圖2 植物浸提液對柏木種子化感效應(yīng)敏感指數(shù)特征

2.3 浸提液對種子發(fā)芽速率的影響

發(fā)芽速率是衡量其發(fā)芽快慢的一個指標(biāo)。發(fā)芽速率測定，是反映種子活力的有效方法，種子活力是高發(fā)芽率種子在田間表現(xiàn)的差異，由此可見，種子活力是比發(fā)芽率更敏感的指標(biāo)，與田間出苗率更具有正相關(guān)性。

3種植物枝葉浸提液對柏木種子發(fā)芽速率的影響(圖3)，柏木種子在小琴絲竹和巨桉枝葉浸提液中的發(fā)芽速率顯著提高，而女貞枝葉浸提液對其發(fā)芽速率的影響不大。其中，以小琴絲竹葉浸提液T3和巨桉浸提液T4處理下，柏木種子萌芽速率最高，均為1.71粒/d，小琴絲竹和巨桉浸提液處理下，柏木種子發(fā)芽速率基本高于1.00粒/d，女貞浸提液處理下，柏木種子發(fā)芽速率均低于1.00粒/d。同時，從枝葉浸提液中發(fā)現(xiàn)，柏木種子發(fā)芽速率隨著小琴絲竹枝葉浸提液濃度的升高呈現(xiàn)出先上升后下降的變化趨勢，總體表現(xiàn)出“拋物線”的變化趨勢，而柏木種子發(fā)芽速率隨著巨桉浸提液濃度升高呈現(xiàn)出先后下降上升的變化趨勢，表現(xiàn)出“U”形的變化趨勢。

圖3 植物浸提液對柏木種子發(fā)芽速率的影響

3 結(jié)論

關(guān)于植物浸提液化感效應(yīng)的研究已有很多報道[5-6]，相關(guān)研究表明，茶樹凋落葉浸提液會對發(fā)芽期菘藍(lán)的生理生化和基因表達(dá)產(chǎn)生影響，總體上呈現(xiàn)“低濃度促進(jìn)，高濃度抑制”的濃度效應(yīng)[7]，洋蔥對丹參種子的萌發(fā)率、根長和干重在低濃度時為促進(jìn)作用，高濃度時為抑制作用[8]，水杉葉浸提液對銀杏具有一定的化感作用，表現(xiàn)為中高濃度下促進(jìn)，低濃度下抑制[9]。

本研究結(jié)果表明，3類植物枝葉浸提液總體上能促進(jìn)柏木種子的發(fā)芽率和發(fā)芽速率，除了少數(shù)處理外，3種植物的枝葉浸提液的化感作用總體上對柏木種子發(fā)芽具有促進(jìn)作用。同時，從不同植物種類來看，巨桉枝葉浸提液對柏木種子的發(fā)芽率、發(fā)芽速率具有較高的促進(jìn)，而小琴絲竹枝葉浸提液在一定程度上抑制了柏木種子的萌發(fā)。在自然界中，通過雨水淋洗進(jìn)入土壤的浸提物是少而慢的，其作用應(yīng)該類似與本實驗的低濃度處理。在柏木人工林的混交改造過程中，其營造也要充分考慮化感作用的影響。以植物化感作用原理為指導(dǎo)，充分發(fā)揮其相生作用、互補(bǔ)作用，從而實現(xiàn)柏木生態(tài)系統(tǒng)的高質(zhì)量發(fā)展。

因此，在實際生產(chǎn)中，可以適當(dāng)利用巨桉浸提液對柏木種子進(jìn)行萌芽。由于本試驗僅對柏木種子進(jìn)行了28d的萌芽試驗，而種子的萌芽及后期的發(fā)育生長是一個長期的過程，因此，有必要繼續(xù)開展更長時間的觀測和試驗，以充分了解植物浸提液與種子萌芽的關(guān)系，為生產(chǎn)實際提供科學(xué)支撐。