油橄榄叶提取物的化感作用(1)——对5种植物种子萌发的影响

周 轩，王维香*，陈祥贵，严庆海

(1.西华大学食品与生物工程学院，四川成都 610039;2.四川省农业科学院核技术研究所，四川成都 610066)

化感作用(Allelopathy)是植物的一种自卫方式，其分泌的次级代谢产物会对周围作物、昆虫或微生物产生有利或不利的影响［1］。利用植物间的相克作用，可以在防治杂草或病虫害上减少化学除草剂或农药的使用，同时在作物耕种上还要注意防止连作［2］。油橄榄(Olive)属于木犀科(Oleaceae)，是一种速生、高产、长寿，果实含油率高的木本油料树种，是地中海最古老的栽培果树之一。自1964年以来，我国开始陆续引种油橄榄品种100多个，现在分布在四川、甘肃、云南等地［3］。油橄榄从栽培种植到收获果实一般要4 a～5 a，期间多数油橄榄种植者会间作其它作物。现在国内很多的油橄榄叶或丢弃在田里，或当燃料使用。丢弃在田里的油橄榄叶被土壤吸收，其成分会不会对其它种子萌发和生长产生影响?本文以油橄榄叶的水提物和醇提物为研究对象，研究其对不同种子萌发生长的影响，为油橄榄的栽培管理及其它作物的轮作、间作和覆盖等的栽培措施提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

油橄榄(Olea europaea L.)叶:4 a生，采于凉山州会理县油橄榄种植基地，自然晾干;番茄(Lycopersicon esculentum)种子(合作903大红番茄一代交配超大果型):上海番茄研究所，上海长征良种实验场;小麦(Triticum aestivuml)、玉米(Zeamays)、牧草(Medicago sativa L.)和草坪种子(Cynodon dactylon):成都郫县种子公司。

1.2 实验方法

1.2.1 油橄榄叶提取物的制备

油橄榄叶水提取物或醇提取物的制备［4］:称取油橄榄叶粉末100 g，用500 ml ddH2O或80%乙醇在70℃提取两次，每次3.5 h，合并滤液，40℃真空浓缩，残留物即油橄榄叶水提取物或醇提取物。

油橄榄叶去碱水提取物或去碱醇提取物的制备［5］:用9倍提取物质量的pH 5的盐酸分别冲洗水提物和醇提物，4 000 r·min-1离心30 min，弃上清液，重复两次，再用pH 5的柠檬酸洗3次，用ddH2O洗3次，干燥，得去碱水提物或去碱醇提物。

1.2.2 种子处理

挑选色、型相似的种子，0.1%高锰酸钾溶液浸泡15 min，ddH2O冲洗干净后，28℃浸种4 h，然后点播于培养皿内，白天28℃(小麦25℃)，晚上22℃，每天光照培养10 h萌发和生长。在实验期间分别添加不同浓度梯度的油橄榄叶提取液，以ddH2O为对照，重复3次，培养3 d后测定发芽势，7 d后统计发芽率［6］。种子发芽率测定后，每个浓度选取15棵具代表性的种苗，用滤纸吸干后，分别测量其根长和茎长。然后，测量15棵种苗的总根重和总茎重，重复3次。

2 结果

2.1 油橄榄叶提取物对种子萌发的茎长和根长的影响

2.1.1 对番茄种子萌发茎长和根长的影响

从图1可以看出:油橄榄叶提取物未去碱时，随油橄榄叶水提取物浓度增大，种子萌发的茎长和根长受到抑制程度增大，醇提取物对种子萌发的茎长和根长具有相似的抑制作用，并且抑制效应大于水提取物。但去碱后醇提物对种子的抑制效应小于去碱后水提物的。去碱后油橄榄叶对番茄种子萌发的抑制效应明显减小，其中去碱后醇提物的抑制作用明显小于去碱后水提物的抑制效应。醇提物中可能含有生物碱，对种子萌发起抑制作用。

图1 油橄榄叶提取物对番茄种子萌发茎长和根长的影响

与对照相比，未去碱水提物、未去碱醇提物和去碱水提物处理的番茄种子萌发的根长，随着提取物浓度增大而降低，而去碱醇提物处理的番茄种子萌发的根长和其它处理的番茄种子萌发的茎长随提取物浓度增大无变化或变化不大，但去碱醇提物处理的种子的根长比去碱水提取物、未去碱水提物和未去碱醇提物处理的种子的根长都短，表明番茄种子的根生长受到油橄榄叶提取物的抑制，并且有浓度效应。

无论去碱与否或无论是水作为溶剂还是乙醇作为溶剂，油橄榄叶提取物对番茄种子萌发的茎生长影响没有差异。未去碱水提物处理的根长与未去碱醇提物处理的根长没有差异，去碱醇提取物处理的根长比去碱水提取物处理的根长短。

2.1.2 对牧草种子萌发茎长和根长的影响

从图2可以看出:(1)与对照相比，未去碱油橄榄叶提取物，无论水提物或醇提物，随着提取物浓度增大，对牧草茎长和根长没有显著影响(图2中曲线1，2，3，4)，牧草种子的根和茎生长对未去碱油橄榄叶提取物不敏感;(2)与对照相比，去碱水提物和去碱醇提物对牧草茎长(图2中曲线5和7)生长有一定促进作用，但对根长(图2中曲线6和8)生长有一定抑制作用;(3)分别比较去碱和未去碱水提物处理的茎长(图2中曲线1和5)以及根长(图2中曲线2和6)，以及去碱和未去碱醇提物处理的茎长(图2中曲线3和7)以及根长(图2中曲线4和8)，发现去碱处理比未去碱处理的都短，油橄榄叶中的生物碱可能对牧草茎长和根长生长有一定刺激作用。

图2 油橄榄叶提取物对牧草种子萌发茎长和根长的影响

2.1.3 对玉米种子萌发茎长和根长的影响

由图3可知，(1)与对照相比，未去碱油橄榄叶水提取物和醇提取物处理对玉米种子茎长生长(图3中曲线1和3)没有影响，但对根长生长(图3中的曲线2和4)有一定影响，水提取物浓度在小于0.1 mg·mL-1时，醇提取物浓度在小于0.3 mg·mL-1时，有促进玉米根生长作用，随浓度进一步增大，促进作用逐步降低进而出现抑制作用，因而未去碱油橄榄叶提取物在低浓度时促进玉米根生长，高浓度时抑制玉米根生长;(2)与对照相比，去碱油橄榄叶水提物浓度在小于0.3 mg·mL-1时，对玉米茎和根生长有促进作用，随浓度进一步增大，促进作用逐步降低(图3中曲线5和6)，去碱油橄榄叶醇提物对玉米茎和根的生长也有类似的促进作用(图3中曲线7和8);(3)分别比较去碱和未去碱水提物处理的茎长(图3中曲线1和5)以及根长(图3中曲线2和6)，以及去碱和未去碱醇提物处理的茎长(图3中曲线3和7)以及根长(图3中曲线4和8)，可以发现，去碱处理比未去碱处理的都短，油橄榄叶中的生物碱可能对玉米种子茎和根的生长有一定刺激作用;(4)水提物和醇提物之间的处理没有差异。

图3 油橄榄叶提取物对玉米种子萌发茎长和根长的影响

2.1.4 对小麦种子萌发茎长和根长的影响

如图4所示:(1)与对照相比，未去碱和去碱油橄榄叶水提取物和醇提取物对小麦茎和根生长都有抑制作用;(2)分别比较去碱和未去碱水提物处理对小麦茎和根生长的影响，发现在提取物浓度分别小于2.5 mg·mL-1(图4中曲线1和5)和小于2 mg·mL-1(图4中曲线2和6)时，未去碱水提物的茎长和根长比去碱水提物处理的长，表明水提物中的生物碱对小麦茎和根生长有抑制作用;未去碱醇提物处理的茎长比去碱的长(图4中曲线3和7)，而未去碱醇提物处理的根长比去碱的短(图4中曲线4和8)，表明醇提物中的生物碱对小麦茎和根生长影响不同，醇提物中的生物碱对茎生长有刺激作用，而对根生长有抑制作用。

图4 油橄榄叶提取物对小麦种子萌发茎长和根长的影响

2.1.5 对草坪种子萌发茎长和根长的影响

如图5所示，(1)与对照相比，未去碱油橄榄叶水提物和醇提物处理的草坪茎长在小于0.3 mg·mL-1时，促进茎的生长，在大于0.3 mg·mL-1L时，促进作用逐渐下降，直至抑制茎的生长(图5中的曲线1和3);而在小于0.1 mg·mL-1时，促进根的生长，在大于0.1 mg·mL-1时，促进作用逐渐下降，直至抑制根的生长(图5中的曲线2和4);(2)与对照相比，去碱油橄榄叶水提物和醇提物在浓度小于0.1 mg·mL-1时，促进草坪茎和根的生长，在大于0.1 mg·mL-1时，促进作用逐渐下降，直至抑制茎和根的生长(图5中的曲线5和7，6和8);(3)分别比较去碱和未去碱水提物处理对草坪茎和根生长的影响，发现去碱水提物比未去碱水提物处理的草坪种子萌发的茎长要短，表明油橄榄叶水提物中的生物碱对草坪种子茎的生长有刺激作用(图5中曲线1和5)，而去碱水提物比未去碱水提物处理的草坪种子萌发的根要长，表明油橄榄叶水提物中的生物碱对草坪种子根的生长有抑制作用(图5中曲线2和6);(4)分别比较去碱和未去碱醇提物处理对草坪茎和根生长的影响，去碱醇提物的茎长比未去碱醇提物处理的短，表明醇提物中的生物碱对草坪茎生长有刺激作用(图5中曲线3和7);而去碱醇提物处理的根比未去碱醇提物处理的根长，表明醇提物中的生物碱对草坪根生长有抑制作用(图5中曲线4和8)。

图5 油橄榄叶提取物对草坪茎长和根长的影响

2.2 油橄榄叶提取物对种子萌发的茎重和根重的影响

2.2.1 对番茄种子萌发茎重和根重的影响

从图6可知:(1)对于未去碱油橄榄叶提取物处理，与对照比较，水提物和醇提物处理对茎重的影响，在小于0.1 mg·mL-1时，有促进效应，大于0.1 mg·mL-1时，促进效应下降，并逐渐抑制;对根重的影响，在小于0.5 mg·mL-1时，有明显的促进效应，大于0.5 mg·mL-1时，促进效应下降，并逐渐抑制;(2)对于去碱后油橄榄叶提取物处理，水提物和醇提物对茎重的处理与对照相比，没有显著差异;水提物对根重的处理与对照相比，随着提取物浓度的增加，抑制效应显著;醇提物对根重的处理与对照相比，无明显的差异;(3)未去碱水提物和醇提物比去碱处理的茎重和根重都要轻，表明油橄榄叶中的生物碱对番茄种子茎重和根重的增加有抑制作用。

图6 油橄榄叶提取物对番茄种子萌发茎重和根重的影响

2.2.2 对牧草种子萌发茎重和根重的影响

从图7所示:(1)对于未去碱油橄榄叶提取物处理，与对照相比，水提物和醇提物的处理对茎重有一定的抑制作用，对根重无显著差异;(2)对于去碱油橄榄叶提取物处理，与对照相比，水提物处理对茎重无明显差异，醇提物处理在小于0.1 mg·mL-1时，对茎重有明显促进作用，大于0.1 mg·mL-1时，促进效应下降，并逐渐抑制;水提物处理对根重随着浓度的增大，抑制明显，醇提物则无显著差异;(3)未去碱水提物茎重和根重高于去碱水提物茎重和根重，表明油橄榄叶水提物中的生物碱对牧草种子萌发茎重和根重的增加有刺激作用;未去碱醇提物茎重和根重与去碱醇提物茎重和根重没有差异，表明油橄榄叶醇提物中的生物碱对牧草种子萌发茎重和根重没有影响。

图7 油橄榄叶提取物对牧草种子萌发茎重和根重的影响

2.2.3 对玉米种子萌发茎重和根重的影响

如图8所示，(1)未去碱油橄榄叶提取物水提物和醇提物对茎重和根重的处理与对照相比，有抑制作用。(2)去碱后油橄榄叶提取物水提物对茎重的处理与对照相比，在小于0.3 mg·mL-1时，有促进作用，大于0.3 mg·mL-1时，促进作用降低，直至抑制;醇提物对茎重处理与对照相比，在小于0.1 mg·mL-1时，促进作用明显，大于0.1 mg·mL-1时，促进作用降低，直至抑制;水提物和醇提物对根重的影响，在小于0.1 mg·mL-1时，促进效应显著，大于0.1 mg·mL-1时，促进作用降低，直至抑制。(3)未去碱水提物茎重和根重高于去碱水提物茎重和根重，表明油橄榄叶水提物中的生物碱对玉米种子萌发茎重和根重的增加有刺激作用;未去碱水提物和醇提物根重低于去碱水提物根重，表明油橄榄叶水提物和醇提物中的生物碱对玉米种子萌发根重的增加有抑制作用;未去碱醇提物茎重与去碱醇提物茎重没有差异，表明油橄榄叶醇提物中的生物碱对玉米种子萌发茎重没有影响。

2.2.4 对小麦种子萌发茎重和根重的影响

如图9所示，(1)未去碱油橄榄叶提取物水提物和醇提物处理的茎重和根重与对照相比，随着浓度的增大，抑制作用明显。(2)去碱后油橄榄叶提取物水提物处理的茎重与对照相比，随着浓度的增大，抑制效应明显，醇提物处理的茎重在小于0.8 mg·mL-1时，有促进效应，大于 0.8 mg·mL-1时，促进效应降低并逐步抑制;水提取物处理的根重与对照相比，随着浓度的增大，抑制效应显著，醇提物在小于0.8 mg·mL-1时，促进效应明显，大于0.8 mg·mL-1时，促进效应降低并逐步抑制;(3)未去碱水提物和醇提物茎重和根重高于去碱水提物和醇提物茎重和根重，表明油橄榄叶水提物和醇提物中的生物碱对小麦种子萌发刺激茎重和根重的增加。

图8 油橄榄叶提取物对玉米种子萌发茎重和根重的影响

图9 油橄榄叶提取物对小麦种子萌发茎重和根重的影响

2.2.5 对草坪种子萌发茎重和根重的影响

如图10所示:(1)对于未去碱油橄榄叶水提物处理，水提物处理的草坪种子萌发后的茎重与对照相比，在小于0.1 mg·mL-1时，促进效应明显，大于0.1 mg·mL-1时，促进效应降低并逐步抑制，醇处理的茎重，在小于0.3 mg·mL-1时，促进效应明显，大于0.3 mg·mL-1时，促进效应降低并逐步抑制;水提物和醇提物对根重的影响是随着浓度的增大而降低的;(2)对于去碱油橄榄叶提取物处理，水提物和醇提物处理的草坪种子萌发的茎重和根重与对照相比，是随着提取物浓度的增大，抑制作用显著;(3)未去碱水提物处理和醇提物的根重高于去碱水提物和醇提物的根重，表明油橄榄叶水提物和醇提物中的生物碱对草坪种子萌发能刺激根重增加，而未去碱水提物和醇提物的茎重与去碱水提物和醇提物的茎重没有显著差异，表明油橄榄叶水提物和醇提物中的生物碱对草坪种子萌发茎重没有影响。

图10 油橄榄叶提取物对草坪种子萌发茎重和根重的影响

2.3 去碱油橄榄叶提取物对发芽率和发芽势的影响

2.3.1 对番茄种子萌发发芽势和发芽率的影响

从图11中可以看出，(1)水提取物处理的发芽势与对照相比在小于0.1 mg·mL-1时，有促进作用，大于0.1 mg·mL-1时，有抑制作用，醇处理的发芽势小于0.3 mg·mL-1时，有明显的促进作用，大于0.3 mg·mL-1时，有明显的抑制作用;(2)水提取物处理的发芽率与对照相比在小于0.5 mg·mL-1时，有促进作用，大于 0.5 mg·mL-1时，有抑制作用，醇处理的发芽率在小于0.8 mg·mL-1时，有显著的促进作用，大于0.8 mg·mL-1时，有明显的抑制作用;(3)水提物处理的发芽率和发芽势低于醇提物的。

图11 去碱油橄榄叶提取物对番茄发芽势和发芽率的影响

2.3.2 对牧草种子发芽势和发芽率的影响

从图12中知:(1)水提取物处理的和醇提取物处理的发芽势与对照组相比，无显著差异;(2)水提物处理的发芽率与对照组相比，小于0.5 mg·mL-1时，促进发芽，大于0.5 mg·mL-1时，随着浓度的增加抑制作用明显;醇提物处理的发芽势小于0.3 mg·mL-1时，促进作用明显，大于0.3 mg·mL-1时，抑制作用随着提取物浓度的增加，抑制作用明显;(3)水提物处理的发芽率和发芽势低于醇提物的。

图12 去碱油橄榄叶提取物对牧草发芽势和发芽率的影响

2.3.3 对玉米种子发芽势和发芽率的影响

从图13可以看出:水提物和醇提物对玉米的发芽势和发芽率与对照组相比，伴随着提取物浓度的增加，发芽势和发芽率增大;醇提物处理的发芽率和发芽势低于水提物的。

图13 去碱油橄榄叶提取物对玉米发芽势和发芽率的影响

2.3.4 对小麦种子发芽势和发芽率的影响

从图14可以看出:(1)水提物和醇提物对小麦发芽势和发芽率与对照组相比，在小于0.1 mg·mL-1时，促进作用明显，大于 0.1 mg·mL-1时，促进作用逐渐平缓;(2)醇提物处理的发芽率和发芽势低于水提物的。

图14 去碱油橄榄叶提取物对小麦发芽势和发芽率的影响

2.3.5 对草坪种子发芽势和发芽率的影响

从图15可知:(1)水提物和醇提物对草坪种子发芽势与对照相比在0.1 mg·mL-1时，促进作用明显，大于0.1 mg·mL-1时，显著抑制;对发芽势的促进作用是在小于0.8 mg·mL-1时，之后，抑制作用随着提取物浓度的增加而增加;(2)水提物处理的发芽率和发芽势低于醇提物的。

图15 去碱油橄榄叶提取物对草坪种子发芽势和发芽率的影响

3 讨论

研究了油橄榄叶水提物和醇提物对双子叶植物番茄和牧草，以及单子叶植物玉米、小麦和草坪种子萌发的影响，分别测定了茎长、根长、茎重、根重、发芽率和发芽势。结果表明，油橄榄叶提取物对不同种子萌发影响有差异，与溶剂种类、提取物浓度、种子类型有关;油橄榄叶提取物对根的抑制作用比茎强，低浓度提取物对种子萌发有促进作用，高浓度提取物对种子萌发有抑制作用，油橄榄叶有水溶性生物碱和醇溶性生物碱，分别对种子萌发和幼苗生长表现不同的效应。

种子发芽率和发芽势的结果显示，去碱后水提物处理在低浓度时就对种子萌发有抑制作用，而醇提物处理则在高浓度有抑制作用，说明，醇提物比水提物对种子的萌发促进作用大;番茄种子比牧草种子对去碱后提取物处理敏感;发芽势在低浓度有促进作用，而发芽率在高浓度有促进作用，这说明伴随着种子的萌发，对种子促进作用的提取物浓度增高;玉米种子和小麦种子随着提取物浓度的升高，促进作用明显，而草坪种子只在低浓度时促进，随着提取物浓度的升高，抑制作用增强，这充分说明，草坪种子对提取物的敏感程度大于玉米和小麦种子的;双子叶植物和单子叶植物相比，双子叶植物在提取物低浓度时促进种子萌发，在高浓度时抑制种子萌发，单子叶植物在提取物高浓度抑制，说明双子叶植物比单子叶植物敏感。研究还发现，随着提取物浓度的升高，发芽率在高浓度开始抑制，而发芽势是在低浓度开始抑制，这说明，随着种子的萌发，对提取物适应度增加。

油橄榄叶提取物对双子叶植物番茄和牧草种子茎重和根重的影响有差异，这些差异与提取物的浓度和种类有关，一般在低浓度时促进作用，高浓度时有抑制作用，根重受到的抑制作用比较强。番茄和牧草同属双子叶植物，但它们的抗逆性有很大的差异。从油橄榄叶提取物对番茄和牧草种子茎长和根长的影响结果可以看出，油橄榄叶中的生物碱可能对牧草茎长和根长生长有一定刺激作用。牧草种子有较强的抗逆性，因此表现为对油橄榄叶提取物的敏感性比较低，而番茄种子的抗逆性较弱，因此其根对油橄榄叶提取物的敏感性比较强，生长受到抑制。

玉米、小麦和草坪同属于单子叶植物，但油橄榄叶提取物对它们种子萌发的茎和根的生长影响不同，油橄榄叶中的生物碱对玉米种子茎和根的生长有一定刺激作用，但水提物中的生物碱对小麦茎和根生长有抑制作用，而醇提物中的生物碱对小麦茎生长有刺激作用，而对根生长有抑制作用。其可能原因是作物种子本身之间的差异，玉米种子个体一般比小麦种子个体要大，这将可能增强了前者对提取物的耐受性。油橄榄叶水提物和醇提物中的生物碱对草坪种子茎生长都有刺激作用，而对根生长都有抑制作用。

值得注意的是，本研究只涉及两种杂草，一种是双子叶植物的牧草种子，一种是单子叶植物的草坪种子，研究发现，牧草种子对油橄榄叶提取物有很大的抗逆性，而草坪种子则对其比较敏感，可能的机理有待于进一步研究。

植物的化感作用成分复杂［7］。酚类是一类抗氧化活性物质，对作物的生长有促进作用，而且酚类总量多，易于被雨水和土壤吸收;但是化感作用也有不利因素，植物中的生物碱可通过改变叶绿素含量影响光合作用，也会对生物体内酶的合成和酶活性产生影响［8］，而油橄榄叶中含有丰富的抗氧化性物质［9］，其在化感效应中所起的作用以及对作物生长的叶绿素合成、POD、CAT等酶活性的影响还有待进一步研究。

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