鄭崇蘭黃慶龍麗李培李志超劉永安

(1.涼山彝族自治州林業(yè)草原科學(xué)研究院，四川 涼山 615000；2.涼山彝族自治州張林國有林場，四川 涼山 615000)

泡核桃(Juglans sigillata Dode)是胡桃屬中重要的經(jīng)濟(jì)樹種，在我國西南地區(qū)廣泛分布，是該區(qū)域果用、油料、材用和綠化的經(jīng)濟(jì)林樹種，泡核桃也是涼山地區(qū)主要經(jīng)濟(jì)林木之一，在州各縣市都有種植。植物化感作用是指植物通過向外界環(huán)境中釋放有效的化合物，對自身和相鄰的其他植物(包括微生物)產(chǎn)生的促進(jìn)或抑制作用[1]。研究植物化感作用可為農(nóng)林復(fù)合種植中生物多樣性保護(hù)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論支撐[2]，同時也可對復(fù)種系統(tǒng)中植株種類配置、栽培技術(shù)及耕作制度、病蟲害防治技術(shù)等進(jìn)行優(yōu)化。已有研究表明，核桃葉化感物質(zhì)主要集中于醌類、黃酮類、二芳基庚烷類、萜類、多酚類等[3]，并已證實核桃葉水提液中存在化感物質(zhì)[4,5]。本文用泡核桃凋落葉水浸提液處理幾種蔬菜的種子，對比核桃凋落葉水浸提液對不同蔬菜種子發(fā)芽的影響，探討核桃林下復(fù)合種植的可能性，對核桃林下深入開發(fā)提供理論支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供體泡核桃葉均采于四川省涼山州木里縣泡核桃林中，樹齡為15a。收集時選擇自然凋落到地表且未分解的葉片，葉表干凈、無蟲卵、無病害。采回后自然風(fēng)干，粉碎備用。受體植物為茄子(Solanum melongena)和生菜(Spinacia oleracea),茄子選用“靚烤香”和“萬豐長茄”2個品種，生菜品種為“綠花仙子”。供試種子均在四川省涼山州西昌市濱河市場購買。

1.2 試驗方法

1.2.1 核桃凋落葉浸提液的制備

稱取100g泡核桃凋落葉粉碎干樣與1000mL蒸餾水混合，置于25℃水浴鍋內(nèi)振蕩48h，進(jìn)行過濾后得到質(zhì)量體積比為100mg·mL-1的浸提液母液，封裝存于4℃冰箱待用。

1.2.2 種子萌發(fā)試驗

試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，根據(jù)不同蔬菜品種分為3組，每組按浸提液不同濃度設(shè)3個處理T10(10mg·mL-1)、T20(20mg·mL-1)、T40(40mg·mL-1)，以蒸餾水為對照CK，每處理重復(fù)3次。從3組供試蔬菜種子中，選取籽粒飽滿的種子沖洗干凈，分別在發(fā)芽床上(12cm的培養(yǎng)皿，內(nèi)鋪有2層濕濾紙)均勻排列，每皿各擺50粒種子，播種后按試驗設(shè)計加入適量不同濃度的核桃凋落葉水浸提液，以水浸液不淹過種子為準(zhǔn)。將發(fā)芽床放入人工智能培養(yǎng)箱中，設(shè)置25℃光照4000lx(12h)和15℃無光照(12h)交替培養(yǎng)。從第2天起每日定時統(tǒng)計日發(fā)芽量，并及時補(bǔ)充水浸提液和蒸餾水，始終保持濾紙濕潤。第5天統(tǒng)計發(fā)芽勢(Germination energy，GE)，第10天結(jié)束發(fā)芽，并統(tǒng)計發(fā)芽率(Germination percentage，GP)，并分別計算種子發(fā)芽指數(shù)(Germination index，GI)。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 種子萌發(fā)指標(biāo)

發(fā)芽率(GR)=(規(guī)定時間內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%

發(fā)芽勢(GE)=(第3天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%

發(fā)芽指數(shù)(GI)=Σ(Gt/Dt)

式中，Gt為第t天的發(fā)芽數(shù)；Dt為相應(yīng)發(fā)芽天數(shù)。

1.3.2 化感指數(shù)

化感指數(shù)采用Williamson等[1]的計算方法。

當(dāng)T≥C時：

RI=1-C/T

當(dāng)T

RI=T/C-1

式中，C為對照值；T為處理值；RI為化感指數(shù)，RI≥0表示促進(jìn)作用，RI<0表示抑制作用，絕對值的大小與作用強(qiáng)度一致。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2007制表，采用SPSS 19.0(SPSSInc.，USA)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA，如果差異顯著(P<0.05)，再用最小顯著差數(shù)法(LSD法)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 浸提液對發(fā)芽率的影響

不同濃度的核桃葉水浸提液對3種不同基因型植物的影響不同，對2種茄子(“靚烤香”和“萬豐長茄”)的發(fā)芽率隨著浸提液濃度的提高而降低(P<0.05)。當(dāng)核桃葉水浸提液濃度從0mg·mL-1增加到40mg·mL-1時，“靚烤香”茄子的發(fā)芽率從85.33%下降到54.00%，下降了36.72%，而“萬豐長茄”下降了45.56%。在3種浸提液濃度下，“靚烤香”和“萬豐長茄”與對照相比，其RI值均為負(fù)值?！熬G花仙子”生菜發(fā)芽率表現(xiàn)為隨著浸提液濃度增加，先升高后下降，且均高于CK，浸提液濃度為20mg·mL-1時，發(fā)芽率最高，達(dá)66.67%，比對照高出19.05%。在3種浸提液濃度下，其RI分別為0.06、0.21和0.071，表現(xiàn)為促進(jìn)作用。

2.2 浸提液對發(fā)芽勢的影響

由表2可以看出，正常條件下3種蔬菜發(fā)芽勢表現(xiàn)出顯著差異，“靚烤香”發(fā)芽勢最高，達(dá)55.33%，“萬豐長茄”發(fā)芽勢最低，僅為6.00%，而不同浸提液濃度對3種蔬菜種子發(fā)芽勢的影響均表現(xiàn)為隨浸提液濃度提高而降低。在10mg·mL-1、20mg·mL-1和40mg·mL-1濃度下，“靚烤香”的發(fā)芽勢下降程度最大，較CK分別下降了4.7%，6.7%和40%，但僅在處理濃度達(dá)40mg·mL-1時與對照表現(xiàn)出顯著差異，RI分別為-0.084、-0.12和-0.723；“萬豐長茄”的發(fā)芽勢由CK的6.00%下降至4.00%，但處理間差異不顯著，RI分別為-0.137、-0.216和-0.353?！熬G花仙子”生菜的發(fā)芽勢分別下降4.7%、7.4%和12%，僅在CK與T40相比表現(xiàn)出顯著差異,RI分別為-0.14、-0.22和-0.35。

表1 核桃凋落葉水浸提液對供試種子發(fā)芽率的影響

表2 核桃凋落葉水浸提液對供試種子發(fā)芽勢的影響

2.3 浸提液對發(fā)芽指數(shù)的影響

如表3所示，供試種子的發(fā)芽指數(shù)均表現(xiàn)為隨著核桃葉水浸提液濃度的提高而降低，“靚烤香”下降幅度最大，由此可見，泡核桃凋落葉浸提液對種子活力影響較大?！办n烤香”種子在10mg·mL-1、20mg·mL-1濃度下表現(xiàn)出活力下降的趨勢，但與對照無顯著差異，直到浸提液濃度達(dá)40mg·mL-1時才表現(xiàn)出顯著下降；“萬豐長茄”在試驗濃度范圍內(nèi)均變現(xiàn)出下降趨勢，但與對照無顯著差異；“綠花仙子”則在浸提液濃度達(dá)20mg·mL-1時即表現(xiàn)出種子活力顯著下降，浸提液濃度20mg·mL-1和40mg·mL-1處理間無顯著差異。

表3 核桃凋落葉水浸提液對供試種子發(fā)芽指數(shù)的影響

3 結(jié)論與討論

化感作用是植物通過淋溶、殘體分解、揮發(fā)、根系分泌等途徑向周邊環(huán)境中釋放化學(xué)物質(zhì)，從而對自身或其它植物產(chǎn)生間接或直接的有利或有害的作用[6]，開展化感作用研究在發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)以及構(gòu)建農(nóng)林復(fù)種系統(tǒng)中有重要意義。研究結(jié)果表明，植物化感物質(zhì)主要存在于土壤-植物體系中，主要為高分子化合物，成分以脂肪酸類和酚類為主，存在濃度效應(yīng)，即化感強(qiáng)度隨化感物質(zhì)濃度的增加而增加[7]。本試驗研究表明，在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，2個品種的供試茄子種子發(fā)芽率均受到核桃凋落葉水浸提液的抑制，且抑制強(qiáng)度與浸提液濃度正相關(guān)，但2個品種間影響的程度不盡相同，這與核桃葉水浸提液對蘿卜種子和板藍(lán)根種子萌發(fā)的影響[8,9]表現(xiàn)一致。本研究結(jié)果還表明，核桃葉水浸提液對生菜的發(fā)芽率有低促高抑的雙重效應(yīng)，這與李茜等人在研究不同濃度核桃葉浸提液對白術(shù)種子發(fā)芽率的影響[9]表現(xiàn)一致。以上結(jié)果均表明，核桃葉的水浸提液含有某些親水性的物質(zhì)，影響了受體植物種子的萌發(fā)，具有明顯的化感作用，且不同物種對相同化感物質(zhì)反應(yīng)是不同的，并且同一物種的不同品種間(基因型)也存在差異，這可為可持續(xù)農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域以及農(nóng)林復(fù)合種植模式提供參考。

研究表明，植物化感作用對受體作物的影響化感物質(zhì)隨濃度變化[10]，本試驗發(fā)現(xiàn)2個茄子品種的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)的抑制作用均隨水浸提液濃度的升高而增強(qiáng)，但有研究表明，同一作物在不同生長時期對不同濃度的化感物質(zhì)的響應(yīng)往往不同，所以泡核桃葉水浸液對受體作物在其余生長階段的影響還需要進(jìn)一步探索。

本試驗中，用10mg·mL-1、20mg·mL-1、40mg·mL-1水浸提液處理“綠花仙子”生菜時，對其種子發(fā)芽率有促進(jìn)作用，但抑制其種子發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)，這與王蓓等[11]的核桃葉水浸液對不同受體種子萌發(fā)的抑制作用由大到小依次為發(fā)芽勢>發(fā)芽指數(shù)>發(fā)芽率的研究結(jié)果一致。

涼山州山區(qū)經(jīng)濟(jì)滯后，州委州政府倡導(dǎo)全州各縣市積極發(fā)展泡核桃產(chǎn)業(yè)，促經(jīng)濟(jì)發(fā)展，利農(nóng)民增收。在核桃生長前期，林下存在大量空地，積極開展樹下套種可有效提高土地利用效率。核桃生長期間普遍存在降水淋溶現(xiàn)象，顯著影響林下植物生長，但在農(nóng)林復(fù)種系統(tǒng)的研究中，只重視物種搭配、養(yǎng)分利用效率的研究，往往忽略了化感作用的影響，導(dǎo)致農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)[2]。因此，研究核桃葉水浸液的化感作用不僅為農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)的組建、優(yōu)化提供一定的理論依據(jù)，而且對于指導(dǎo)研究區(qū)核桃林下復(fù)合系統(tǒng)的經(jīng)營具有十分重要的現(xiàn)實意義。