秸秆及绿肥浸提液对莴苣种子的化感作用

魏云霞 鲁剑巍 李小坤 薛欣欣 王素萍

（华中农业大学资源与环境学院，湖北武汉 430070）

秸秆及覆盖作物是有机蔬菜生产中主要的、有效的抑制杂草的方法（Kristiansen et al.，2001）；同时，有助于改善田间小气候，提高土壤肥力及蔬菜产量（徐坤，1999；马亚飞 等，2011）。但是秸秆及覆盖物的施用对蔬菜的化感作用不容忽略，有研究指出，玉米、小麦秸秆对蔬菜种子存在低促高抑的化感作用（吴会芹 等，2009），小麦根系分泌物对黄瓜幼苗具有化感促进作用（Wang et al.，2009；马亚飞 等，2011）。

本试验采用室内发芽方法，选取我国南方常见秸秆（稻草、油菜秸秆）及覆盖作物（绿肥）为供体，通过测定不同秸秆及绿肥浸提液对莴苣（Lactuca sativaL.）种子发芽及幼苗生长的影响，研究其对莴苣种子的化感作用，以期为秸秆及覆盖作物在蔬菜上的应用寻找理论和实践依据，从而指导农业生产，促进有机蔬菜的发展。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供体材料为成熟的稻草、油菜秸秆，盛花期的紫云英植株，自然风干，分别剪成1～2 cm小段备用。受体材料为莴苣，品种为宁夏王莴苣，购于壕沟种子站。试验于2011年8月在华中农业大学光照培养室内进行。

1.2 试验方法

1.2.1 浸提液的制备 分别称取稻草、油菜秸秆、紫云英、紫云英+油菜（m∶m=1∶1）小段各50 g，加入1 000 mL 蒸馏水，室温下浸泡48 h，过滤得到50 g·L-1的浸提母液。再分别用蒸馏水将其稀释成5、10、20、40 g·L-1的溶液，冷藏备用。

1.2.2 莴苣种子的处理 选取籽粒饱满、大小一致的莴苣种子，置于铺有2层滤纸的培养皿中，每皿放置50粒，分别加入10 mL 不同种类不同浓度的浸提液，以蒸馏水为对照，在25℃条件下恒温培养，每处理3次重复。种子发芽过程中，适当补充蒸馏水，保持滤纸湿润。以芽长超过种子长度1/2 为发芽标准，从第4 天开始每天统计发芽种子数，至第10天试验结束时每重复随机选取10株幼苗测定苗高、根长，并称量幼苗鲜质量；然后105℃杀青30 min，60℃恒温烘干后称干质量。

1.3 数据处理

根据莴苣种子的发芽数计算种子发芽势、发芽率、发芽指数；并计算各项指标的化感效应指数（RI）（Williamson & Richardson，1988）。

式中，GT为发芽开始后第t日内的发芽数；DT为相应的发芽日数；N为种子总数；T为处理值；C为对照值。当RI＞0时为促进，RI＜0时为抑制，绝对值的大小与化感作用强度一致。

采用综合效应指数（Synthesis effects，SE）作为评价综合化感作用的指标，综合效应是供体对同一 受体各个测试项目的对照抑制百分率的算术平均值（马亚飞 等，2011）。

试验数据采用Excel、SPSS 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度浸提液对莴苣种子发芽的影响

从表1可以看出，莴苣种子的发芽势随稻草、油菜秸秆及紫云英浸提液浓度的增加而显著降低；紫云英+油菜浸提液处理的莴苣种子的发芽势随浸提液浓度的增加先增加后降低，在5～20 g·L-1浓度范围内发芽势均显著高于对照，且浓度为10 g·L-1时发芽势最高，达58.00%，而在40 g·L-1浓度下发芽势为17.33%，较对照显著降低。

莴苣种子的发芽率随稻草及油菜秸秆浸提液浓度的增加而降低，其中油菜秸秆浸提液各浓度处理间差异不显著；紫云英及紫云英+油菜浸提液处理的莴苣种子的发芽率随浸提液浓度的增加先增加后降低，分别在浓度为10 g·L-1、5 g·L-1时发芽率最高，分别为85.33%、84.00%，然而浓度达40 g·L-1时，莴苣种子的发芽率均显著低于对照。

稻草及油菜秸秆浸提液处理对莴苣种子的发芽指数均表现出显著抑制作用，且随着浓度的增加而增强；紫云英及紫云英+油菜浸提液处理的莴苣种子的发芽指数随浸提液浓度的增加先增加后降低，分别在浓度为5 g·L-1和10 g·L-1时最高。

表1 不同浓度浸提液对莴苣种子发芽、幼苗生长及生物量的影响

2.2 不同浓度浸提液对莴苣幼苗生长的影响

由表1可知，各浸提液处理对莴苣幼苗苗高均表现为低促高抑，即苗高随稻草、油菜秸秆、紫云英及紫云英+油菜浸提液浓度的增加先增加后降低，且均在浓度为5 g·L-1时达到最大值，分别为3.89、4.07、4.17、3.97 cm，分别较对照提高8.06%、13.06%、15.83%、10.28%；当浓度达40 g·L-1时，稻草、油菜秸秆、紫云英浸提液处理的莴苣幼苗苗高均较对照显著降低；除紫云英浸提液处理外，其他浸提液处理0～20 g·L-1浓度范围内莴苣幼苗苗高均无显著差异。

各浸提液处理对莴苣幼苗根长总体表现为显著的抑制作用，且随稻草、油菜秸秆、紫云英及紫云英+油菜浸提液浓度的增加抑制作用增强，均在浓度为40 g·L-1时根长最小，分别为2.19、1.37、0.53、2.14 cm，分别较对照降低3 6.89%、60.52%、84.73%、38.33%。

2.3 不同浓度浸提液对莴苣幼苗生物量的影响

由表1可知，莴苣幼苗鲜质量及干质量均随浸提液浓度的增加先增加后降低，与苗高的变化趋势相似。其中，稻草、油 菜秸秆、紫云英及紫云英+油菜浸提液处理分别在浓度为20 g·L-1、20 g·L-1、5 g·L-1、20 g·L-1时鲜质量最大，分别较对照提高27.33%、27.52%、1.28%、19.24%，且油菜秸秆及紫云英浸提液处理分别在浓度为40 g·L-1、20～40 g·L-1时显著降低幼苗鲜质量；稻草、油菜秸秆、紫云英及紫云英+油菜浸提液处理分别在浓度为20 g·L-1、20 g·L-1、0～5 g·L-1、5 g·L-1时干质量最大，紫云英浸提液浓度为20～40 g·L-1时显著降低幼苗干质量。

2.4 不同浸提液种类及浓度对莴苣的化感交互作用

表2结果表明，不同浸提液种类对除莴苣种子发芽率以外的各项指标的化感作用均达到了极显著水平；浸提液浓度及浸提液种类与浸提液浓度的交互作用对莴苣各项指标的化感作用均达极显著水平。进一步分析发现，在5～20 g·L-1浓度范围内紫云英+油菜浸提液处理的各项发芽指标及根长均明显高于其他浸提液处理。

表2 不同浸提液种类及浓度对莴苣的化感交互作用

2.5 浸提液浓度对莴苣综合效应指数的影响

由表3可知，稻草、紫云英浸提液对莴苣的化感综合效应表现为抑制作用，且随浓度增加抑制效应呈增强趋势；油菜秸秆及紫云英+油菜浸提液对莴苣的化感综合效应表现为低促高抑，在5～20 g·L-1浓度范围内综合效应指数为正值，表现为促进作用，在浓度为40 g·L-1时表现为抑制作用，且分别在浓度为20 g·L-1、10 g·L-1时综合效应指数最高，分别 为6.30%、23.58%。不同浓度下紫云英+油菜浸提液对莴苣的综合效应指数均大于紫云英浸提液和油菜浸提液，即不同浓度下紫云英+油菜浸提液对莴苣的化感促进作用强于紫云英浸提液和油菜浸提液，抑制效应低于紫云英浸提液和油菜浸提液。

表3 浸提液浓度对莴苣化感作用的综合效应指数

3 结论与讨论

本试验结果表明，除油菜秸秆浸提液对莴苣种子发芽率无显著影响外，其他浸提液处理对发芽率存在低促高抑或显著抑制的作用，且会延迟种子发芽。郑阳霞等（2011）研究指出，西瓜根、茎叶水浸提液对西瓜种子发芽及幼苗生长表现出低促高抑的化感作用。本试验中各秸秆浸提液对莴苣幼苗苗高均表现为低促高抑，而对根长表现为显著的抑制作用，且对根长的抑制作用强于对苗高的抑制作用，与前人的研究结果一致（王艳平 等，2003；吴会芹 等，2009）。分析原因，可能是因为根系直接接触浸提液，浓度较高所致。油菜秸秆及紫云英浸提液在较高浓度下会对莴苣幼苗鲜质量、干质量产生抑制作用，而稻草、紫云英+油菜浸提液对鲜质量、干质量无显著负面影响。不同种类不同浓度浸提液对莴苣种子的化感作用存在一定差异，可能是由于化感作用的具体作用类型及强度与 供体种类、浓度等有关（林文雄 等，2001；Jefferson &Pennacchio，2003；吴会芹 等，2009）。

综合分析各项指标可以得出，各浓度下稻草、紫云英浸提液对莴苣的化感综合效应均为抑制；而油菜秸秆及紫云英+油菜在5～20 g·L-1浓度范围内表现为促进作用，在浓度为40 g·L-1时表现为抑制作用。当紫云英与油菜秸秆以1∶1（m∶m）混合得到紫云英+油菜浸提液后，各浓度对莴苣的化感效应强度与油菜秸秆浸提液相比促进作用增强，抑制作用减弱；与紫云英浸提液相比抑制作用转为促进作用或抑制作用减弱，这也许是绿肥混播的一项优势。王璞和赵秀琴（2001）指出，当几种化感物质相互组合作用于种子时，抑制棉花种子萌发所需的浓度降低；孙芳（2007）研究表明solamargine、solasonine 单独对黄瓜、叶用莴苣的化感作用形式及强度与二者按不同比例混合后对黄瓜、叶用莴苣所表现出的化感作用发生了明显变化。类推得出，紫云英与油菜混合之后可能会使化感物质发生很大的变化，进而引起化感作用的显著变化。关于不同秸秆或绿肥混合利用对受体或后作的化感作用机理需进一步研究。

本试验结果表明，各秸秆及绿肥浸提液较低浓度下均不会对莴苣种子发芽率产生负面影响，浓度过高则不利于种子发芽，且浸提液会延迟种子发芽速度。因此，在进行秸秆及绿肥覆盖时应注意把握覆盖时间，避免覆盖时间与播种时间相隔太短而延迟发芽；同时，应掌握适宜的覆盖量及覆盖方式。本试验结果还表明，紫云英与油菜混合施用效果优于单施。可见，在实际生产中可考虑采用不同秸秆或绿肥混和覆盖，改善化感作用效果，从而合理利用资源及化感作用。

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