李 培，鄭崇蘭，龍 麗，黃 慶，劉永安*

（1涼山彝族自治州林業(yè)草原科學(xué)研究院，四川西昌 615000；2涼山彝族自治州張林國(guó)有林場(chǎng)，四川西昌 615000；3野生植物四川省科技資源共享服務(wù)平臺(tái)，四川成都 610041）

泡核桃（）廣泛分布于云、貴、川、藏?。▍^(qū)），是集果用、油料、材用和綠化于一身的經(jīng)濟(jì)林樹種，許多地區(qū)將核桃產(chǎn)業(yè)列入林業(yè)產(chǎn)業(yè)的支柱。植物化感作用是指植物通過向外界環(huán)境中釋放特定的代謝產(chǎn)物，對(duì)周圍其他植物或微生物產(chǎn)生的促進(jìn)或抑制作用。合理利用植物之間的化感作用，對(duì)農(nóng)業(yè)以及農(nóng)林復(fù)合種植模式中具有重要作用及應(yīng)用前景?；鞋F(xiàn)象是植物之間廣泛存在的一種相互作用方式，化感物質(zhì)可促進(jìn)或抑制不同物種種子的萌發(fā)過程，對(duì)于植物的生長(zhǎng)發(fā)育、植物群落的組成與分布以及生態(tài)系統(tǒng)的平衡有著重要影響。核桃葉片內(nèi)所含的醌類、黃酮類、二芳基庚烷類、萜類、多酚類等化感物質(zhì)，對(duì)參試材料生長(zhǎng)發(fā)育有明顯的化感作用。核桃林下種植一些短期作物，或見效快、收益早的作物，具有以短養(yǎng)長(zhǎng)、以耕代撫，提高土地復(fù)種指數(shù)的作用，從而提高核桃種植的經(jīng)濟(jì)效益。種子萌發(fā)是植物生命周期的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，種子發(fā)芽情況和苗期生長(zhǎng)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育影響巨大，研究化感作用對(duì)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響具有重要意義。本文采用泡核桃凋落葉的水浸提液對(duì)白菜、生菜、菜心和辣椒發(fā)芽和生長(zhǎng)的影響，對(duì)核桃林下復(fù)合種植具有重要意義。

1 材料和方法

1.1 材料

泡核桃葉收集于木里縣15 年生泡核桃林下。選擇自然凋落到地表的干凈、未分解的葉片，取回后風(fēng)干，粉碎備用。參試材料分別為生菜，品種為“甜香脆”；白菜，品種為“優(yōu)美快芽203”；菜心，品種為“全年粗條菜心”；辣椒，品種為“海邁3000 斤F1 辣椒”，種子均為西昌市濱河市場(chǎng)購(gòu)買。

1.2 方法

1.2.1 泡核桃凋落葉浸提液的制備

稱取泡核桃葉粉碎樣100g，量取蒸餾水1000 mL混合，將混合物置于25 ℃水浴鍋內(nèi)振蕩48 h，過濾殘?jiān)蟮玫劫|(zhì)量體積比為100 g/L 的水浸提液母液，存放于4 ℃冰箱待用。試驗(yàn)時(shí)將水浸提液母液用蒸餾水分別稀釋為重量體積比10 g/L、20 g/L 和40 g/L 的3 濃度梯度，以蒸餾水為對(duì)照CK。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別選取籽粒飽滿、大小均勻的生菜、白菜、菜心和辣椒種子各50 粒放入鋪墊兩層濾紙的培養(yǎng)皿（直徑11 cm）內(nèi)，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別加入10 g/L、20 g/L和40 g/L 的3 個(gè)濃度泡核桃水浸提液和蒸餾水將濾紙濕潤(rùn)，以不淹過種子為準(zhǔn)。然后將培養(yǎng)皿放入人工智能培養(yǎng)箱中25 ℃光照4000 Lx（12 h）和15 ℃無光照（12 h）交替培養(yǎng)。試驗(yàn)中適時(shí)補(bǔ)充浸提液或蒸餾水，以保證種子萌發(fā)及正常生長(zhǎng)需要，試驗(yàn)設(shè)3 次重復(fù)。種子發(fā)芽后，將萌發(fā)的種子揀出放在盛有清水的培養(yǎng)皿里繼續(xù)培養(yǎng)，觀察幼苗生長(zhǎng)情況。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

參照龍春麗等的方法，播種次日開始每天定時(shí)觀察并記錄種子萌發(fā)情況，以胚根突破種皮露白作為種子萌發(fā)的標(biāo)志。種子發(fā)芽第7 d 計(jì)算發(fā)芽勢(shì)（Germination energy，GE），以第11 d 發(fā)芽的種子數(shù)計(jì)算發(fā)芽率（Germination percentage，GP）和發(fā)芽指數(shù)（Germination index，G）I。

在第21 d，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取出7 株幼苗，分別測(cè)定主根長(zhǎng)、苗高、莖粗，并烘干至恒重，測(cè)量其干重。發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)公式如下：

用化感指數(shù)（R）I 表示化感作用強(qiáng)弱，化感指數(shù)采用Williamson 等的方法計(jì)算：當(dāng)T≥C 時(shí)，RI=1-C/T；當(dāng)T＜C 時(shí)，RI=T/C-1。其中，C 為對(duì)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(duì)值的大小與作用強(qiáng)度一致。

由于試驗(yàn)涉及4 種參試材料的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)2 個(gè)階段，各指標(biāo)RI 值不同，很難全面和定量的評(píng)價(jià)化感作用，故將供體對(duì)4 種參試材料種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、苗高、根長(zhǎng)、莖粗和干重的RI 求算術(shù)平均值，所得結(jié)果用SE 表示，SE＞0為促進(jìn)作用，SE＜0 為抑制作用，絕對(duì)值的大小與化感作用強(qiáng)度一致，用于評(píng)價(jià)參試材料對(duì)化感作用敏感性或供體植物的化感效應(yīng)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0（SPSS Inc.，USA）軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA）。用Excel 2007 制表，SigmPlot 14.0 繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)參試材料種子發(fā)芽率的影響

泡核桃葉水浸提液對(duì)4 種參試材料種子的發(fā)芽率的影響均表現(xiàn)為“低促高抑”，但在不同濃度浸提液中的發(fā)芽率不同（表1，圖1）。在3 個(gè)不同濃度浸提液處理下，白菜和菜心的種子發(fā)芽率與對(duì)照無顯著差異（＞0.05），RI 分別在0.01，-0.02，-0.08和0.01，-0.01，-0.07 間。高濃度浸提液處理的生菜種子的發(fā)芽率顯著低于對(duì)照和處理10 g/L（＜0.05），浸提液對(duì)生菜種子發(fā)芽率的RI 分別達(dá)到了0.02、-0.44 和-0.68。3 個(gè)浸提液濃度對(duì)辣椒種子發(fā)芽率的影響表現(xiàn)出隨濃度增加而增加，均顯著高于對(duì)照（＜0.05），RI 分別為0.26、0.27 和0.27，濃度為20 g/L 和40 g/L 的浸提液處理的種子發(fā)芽率相同。

圖1 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料種子RI 的影響

2.2 對(duì)參試材料種子發(fā)芽勢(shì)的影響

泡核桃葉水浸提液對(duì)4 種參試材料的發(fā)芽勢(shì)的化感效應(yīng)不同（表1，圖2）。隨浸提液濃度升高，辣椒和白菜種子的發(fā)芽勢(shì)先升高后下降，辣椒種子的發(fā)芽勢(shì)以20 g/L 為最高（89.33%），RI 達(dá)到0.34，3 個(gè)處理均顯著高于對(duì)照（＜0.05），但3 種濃度間無顯著差異（＞0.05），白菜種子的發(fā)芽勢(shì)以10 g/L 為最高，RI 分別為0.01、-0.03、-0.13，但各處理均無顯著差異（＞0.05）。生菜和菜心種子的發(fā)芽勢(shì)隨浸提液濃度的增加均呈下降趨勢(shì)，生菜種子的發(fā)芽勢(shì)下降幅度最大（74.67%），RI 達(dá)到了-0.9，且各處理均與對(duì)照差異顯著（＜0.05）。菜心種子發(fā)芽勢(shì)的變幅較?。?5.33%），RI 達(dá)到了-0.3，且僅40 g/L 處理下的種子發(fā)芽勢(shì)與其它處理間有顯著差異（＜0.05）。

圖2 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料種子RI 的影響

2.3 對(duì)參試材料種子萌發(fā)的影響

泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料的種子萌發(fā)的影響存在差異即有促進(jìn)作用，也有抑制作用。由表1，圖3 可看出，參試材料在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，辣椒種子以對(duì)照的發(fā)芽指數(shù)最低（＜0.05），隨著濃度的增加辣椒的發(fā)芽指數(shù)呈降低的趨勢(shì)。與對(duì)照相比，水浸提液的化感效應(yīng)均表現(xiàn)出促進(jìn)作用，以濃度10 g/L的發(fā)芽指數(shù)最高（14.14），浸提液對(duì)辣椒種子發(fā)芽指數(shù)的RI 達(dá)到0.44；在濃度為40 g/L 時(shí)，浸提液對(duì)辣椒種子的發(fā)芽指數(shù)為13.72，與對(duì)照相比仍增長(zhǎng)了73.5%。對(duì)其余3 種參試材料的發(fā)芽指數(shù)均表現(xiàn)為下降，其中白菜種子發(fā)芽指數(shù)降幅最大，從45.82 下降到15.01，浸提液對(duì)白菜種子發(fā)芽指數(shù)的RI 為-0.67，且各處理與對(duì)照均有顯著差異（＜0.05）；對(duì)生菜種子的抑制作用最強(qiáng)，當(dāng)濃度為40 g/L 時(shí)，浸提液對(duì)生菜種子的發(fā)芽指數(shù)為1.94，抑制率達(dá)到93.1%，浸提液對(duì)生菜種子發(fā)芽指數(shù)的RI 為-0.93，且各處理與對(duì)照差異顯著（＜0.05）。

圖3 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料種子RI 的影響

表1 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料種子GR、GE 及GI 的影響

2.4 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料幼苗苗高的影響

不同濃度浸提液對(duì)參試材料的苗高的化感效應(yīng)呈先升高后降低趨勢(shì)（表2，圖4），生菜和白菜幼苗在濃度為10 g/L 時(shí)對(duì)苗高促進(jìn)作用最強(qiáng)，分別為1.25 cm 和1.67 cm，較對(duì)照增長(zhǎng)了2.46% 和42.74%，浸提液對(duì)生菜和白菜幼苗苗高的RI 分別為0.02 和0.30，各處理無顯著差異（＞0.05）。菜心和辣椒幼苗在濃度為20 g/L 時(shí)對(duì)苗高促進(jìn)作用最強(qiáng)，分別為2.65 cm 和2.26 cm，較對(duì)照增長(zhǎng)了28.02%和76.56%，浸提液對(duì)菜心和辣椒幼苗苗高的RI 分別為0.22 和0.43，且與對(duì)照有顯著差異（＜0.05）。當(dāng)濃度為20 g/L 和40 g/L 時(shí)對(duì)生菜幼苗的苗高有抑制作用，不同水浸提液濃度對(duì)白菜、菜心、辣椒幼苗苗高較對(duì)照均有促進(jìn)作用。

圖4 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料幼苗苗高RI 的影響

2.5 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料幼苗根長(zhǎng)的影響

不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)辣椒、白菜和菜心幼苗最大根長(zhǎng)的影響表現(xiàn)為“低促高抑”，對(duì)生菜幼苗表現(xiàn)為持續(xù)抑制（表2，圖5）。對(duì)生菜幼苗的最大根長(zhǎng)抑制作用最強(qiáng)，其次菜心和白菜幼苗，辣椒最弱。具體表現(xiàn)為辣椒幼苗的最大根長(zhǎng)出現(xiàn)在泡核桃凋落葉濃度為20 g/L，達(dá)到1.85 cm，最小根長(zhǎng)為泡核桃凋落葉濃度40 g/L，達(dá)1.37 cm，且與各處理均存在顯著差異（＜0.05），浸提液對(duì)辣椒幼苗根長(zhǎng)的RI 達(dá)到-0.2。白菜和菜心幼苗在濃度為10 g/L的主根長(zhǎng)達(dá)到最大，分別為6.37cm 和4.11cm，濃度為40 g/L 的主根長(zhǎng)最短，浸提液對(duì)白菜和菜心幼苗根長(zhǎng)的RI 分別達(dá)到-0.48 和-0.63，且與其它處理無顯著差異（＞0.05）。而生菜幼苗的最大根長(zhǎng)隨著泡核桃水浸提液濃度的升高表現(xiàn)出持續(xù)抑制（＞0.05）。

圖5 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料幼苗根長(zhǎng)RI 的影響

2.6 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料幼苗莖粗的影響

不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料的莖粗的化感效應(yīng)除了對(duì)生菜幼苗呈現(xiàn)促進(jìn)作用外，其余均呈先升高后降低趨勢(shì)（表2，圖6）。其中生菜幼苗的莖粗在40 g/L 達(dá)到最大值，較對(duì)照增長(zhǎng)了235.71%，浸提液對(duì)生菜幼苗莖粗的RI 為0.70，白菜和辣椒幼苗在10 g/L 處理的莖粗最大，達(dá)到1.26 cm和0.83 cm，較對(duì)照增長(zhǎng)了72.60%和13.70%，浸提液對(duì)白菜和辣椒幼苗莖粗的RI 分別為0.42 和0.12，菜心幼苗在20 g/L 處理的莖粗最大，達(dá)到0.74 cm，較對(duì)照增長(zhǎng)了4.23%，浸提液對(duì)菜心幼苗莖粗的RI為0.04。4 種參試材料幼苗各處理與對(duì)照差異均不顯著（＞0.05）。

圖6 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料幼苗莖粗RI 的影響

2.7 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料幼苗干重的影響

不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)生菜的干重呈現(xiàn)抑制作用，且泡核桃水浸提液濃度越大抑制作用越強(qiáng)，對(duì)辣椒幼苗的干重呈現(xiàn)促進(jìn)作用，且泡核桃水浸提液濃度越大促進(jìn)作用越強(qiáng)，對(duì)白菜和菜心幼苗的干重隨著泡核桃水浸提液濃度的增加呈先升高后降低（表2，圖7）。其中泡核桃葉水浸提液對(duì)生菜幼苗的干重起到持續(xù)抑制的作用，在40 g/L 的浸提液對(duì)生菜幼苗干重的RI 達(dá)到-0.34，各處理與對(duì)照差異顯著（＜0.05）；辣椒幼苗在40 g/L 處理達(dá)到最大值3.28 mg/ 株，較對(duì)照增長(zhǎng)了33.88%，浸提液對(duì)辣椒幼苗干重的RI 為0.25，在濃度為20 g/L和40 g/L 時(shí)與對(duì)照差異顯著（＜0.05）；白菜和菜心幼苗均在20 g/L 處理的干重達(dá)到最大，為2.62mg/ 株和2.76mg/ 株，較對(duì)照增長(zhǎng)了36.46%和11.29%，浸提液對(duì)白菜和菜心幼苗干重的RI 分別為0.27 和0.10，白菜幼苗在濃度為20 g/L 時(shí)與對(duì)照差異顯著（＜0.05），菜心幼苗各處理無顯著差異（＞0.05）。

圖7 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料幼苗干重RI 的影響

表2 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)參試材料種子幼苗苗高、最大根長(zhǎng)、莖粗及干重的影響

2.8 泡核桃葉水浸提液對(duì)4 種參試材料種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)綜合化感效應(yīng)的影響

由圖8 可見，不同濃度泡核桃葉對(duì)辣椒和白菜種子的綜合化感效應(yīng)指數(shù)為促進(jìn)作用，對(duì)生菜和菜心種子為抑制作用，對(duì)生菜種子的抑制作用最強(qiáng)（SE=-0.30），對(duì)辣椒種子的抑制作用最弱（SE=0.22）。結(jié)果表明，4 種蔬菜參試材料對(duì)泡核桃葉化感作用的敏感性從強(qiáng)到弱依次為生菜＞菜心＞白菜＞辣椒，辣椒種子對(duì)泡核桃葉水浸提液的化感效應(yīng)具有較好的適應(yīng)性。

圖8 不同濃度泡核桃葉水浸提液對(duì)4 種參試材料種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)綜合化感效應(yīng)指數(shù)

3 討論

化感物質(zhì)具有選擇性和專一性，且化感作用與化感物質(zhì)的濃度有關(guān)，不同參試材料的化感作用敏感程度不同。植物的化感作用主要表現(xiàn)在對(duì)受試植物種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，化感物質(zhì)可誘導(dǎo)細(xì)胞膜的過氧化反應(yīng)，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，改變細(xì)胞膜透性，最終導(dǎo)致了細(xì)胞的崩潰死亡?；形镔|(zhì)廣泛存在于植物的各組織器官、根際土壤及林下凋落物中，并通過根系分泌、淋洗、揮發(fā)和植物殘?bào)w分解4 種途徑進(jìn)入環(huán)境。

本試驗(yàn)中，泡核桃葉水浸提液對(duì)4 種參試材料種子萌發(fā)的發(fā)芽率化感作用最弱，不同濃度的泡核桃葉浸提液對(duì)4 種蔬菜種子的發(fā)芽率均表現(xiàn)為“低促高抑”，但不同植物對(duì)相同化感物質(zhì)的耐受不同。辣椒的發(fā)芽率在30 g/L 和40 g/L 時(shí)達(dá)到最大值，未能表現(xiàn)出抑制作用，可能是辣椒的種皮相對(duì)較大且堅(jiān)硬，在萌芽期受到的化感效應(yīng)相對(duì)較小，這與王一峰等人研究中提到籽粒較小且種皮較薄，容易受到浸提液的損傷相一致。

泡核桃葉水浸提液對(duì)4 種蔬菜幼苗形態(tài)特征影響各不相同，浸提液對(duì)白菜和菜心的苗高、最大根長(zhǎng)、莖粗和生物量的影響均表現(xiàn)為“低促高抑”，但最大值出現(xiàn)的浸提液濃度不同，這與前人研究的化感效應(yīng)存在劑量效應(yīng)相一致。生菜對(duì)泡核桃葉水浸提液最為敏感，最大根長(zhǎng)、干重的影響表現(xiàn)為隨浸提液濃度的升高而持續(xù)下降，未能呈現(xiàn)出“低促高抑”的現(xiàn)象，可能與設(shè)置的試驗(yàn)濃度跨過了促進(jìn)的濃度梯度有關(guān)。對(duì)辣椒的苗高、莖粗和干重均表現(xiàn)出促進(jìn)作用，但苗高和莖粗隨著濃度的增加促進(jìn)作用減弱，辣椒干重隨濃度的升高而持續(xù)增加，未能出現(xiàn)“低促高抑”的現(xiàn)象，可能與試驗(yàn)的濃度未能達(dá)到對(duì)辣椒生物量起抑制作用的濃度，浸提液中還是存在有益于植物生長(zhǎng)的物質(zhì)。辣椒植株體內(nèi)也存在化感物質(zhì)，對(duì)泡核桃葉水浸提液具有較好的適應(yīng)性，其體內(nèi)可能存在一套“以毒攻毒”的快速反應(yīng)機(jī)制，使得根系能快速獲得養(yǎng)分以適應(yīng)環(huán)境。浸提液對(duì)幼苗根長(zhǎng)的化感作用最強(qiáng)，可能與其根系直接接觸水浸提液中的化感物質(zhì)，直接受到傷害，只有當(dāng)根系受害達(dá)到一定程度時(shí)，影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和傳遞，進(jìn)而影響參試材料細(xì)胞分裂増殖和伸長(zhǎng)，地上部才表現(xiàn)出受害癥狀，這與前人研究結(jié)果相一致。

綜上所述，泡核桃葉水浸提液對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)均具有不同程度的化感作用，泡核桃葉水浸提液的化感效應(yīng)因參試材料種類的不同而表現(xiàn)出差異性。本研究未考慮到根系分泌、淋洗、植物殘?bào)w分解等環(huán)境因素的影響，對(duì)化感作用的內(nèi)在反應(yīng)機(jī)制都還有待進(jìn)行大田試驗(yàn)進(jìn)一步研究。