盐肤木对不同品种紫花苜蓿的化感作用

朱旺生(1.皖西学院 生物与制药工程学院,安徽 六安 237012； 2.皖西学院 农业工程设计与技术服务中心,安徽 六安 237012)

盐肤木对不同品种紫花苜蓿的化感作用

朱旺生1,2
(1.皖西学院 生物与制药工程学院,安徽 六安 237012； 2.皖西学院 农业工程设计与技术服务中心,安徽 六安 237012)

为明确盐肤木对不同紫花苜蓿品种的化感作用，以盐肤木(RhuschinensisM.)为供体,以紫花苜蓿(MedicagosativaL.) 寒苜一号、超人、楷模、南方、皇后、赛特、德宝7个品种为受体,采用室内生物检测法研究盐肤木叶水浸提液对受体种子发芽、幼苗生长及生理生化指标的影响。结果显示，与对照(蒸馏水)相比，受体紫花苜蓿各品种均受到供体的化感抑制作用，其中，寒苜一号和超人各指标值的变化幅度较大，其种子发芽率、发芽指数分别显著下降60.7%、61.8%和55.1%、68.1%，苗高、苗干质量、根长、根干质量分别显著下降23.3%、31.7%、35.3%、50.5%和21.5%、28.0%、31.9%、43.7%，叶绿素含量、根系活力、SOD活性分别显著下降26.1%、47.1%、72.0%和25.3%、41.8%、64.5%，MDA含量分别显著提高360.6%和322.8%；而皇后、南方受到供体化感抑制作用较弱，其各相应指标均无显著变化。综上，供体盐肤木水浸提液对受体紫花苜蓿各品种均具有抑制作用，但抑制程度各品种间存在明显的差异，由强到弱的大致顺序为寒苜一号、超人>楷模、德宝、赛特>南方、皇后。

盐肤木； 紫花苜蓿； 品种； 幼苗； 化感作用

盐肤木(RhuschinensisMill.)为漆树科(Anacardiaceae)、盐肤木属(Rhus)落叶植物，以产五倍子而著称[1]。盐肤木核果红色、近扁圆形，不仅具有观赏价值，而且其核果种子和果柄含有丰富的油脂，还是一种很好的新木本油料资源[2]。作为重要经济树种之一，盐肤木规模化、产业化种植正处于快速发展时期[3]。然而，盐肤木人工林地由于地表裸露常常引起水土流失，长期的清耕也会造成林地土壤退化、地力下降，继而引起生产效率降低。在林地间作、套种草本植物或牧草，能够充分利用自然资源，提高初级产品的转化率和利用率，发挥复合系统的生态效益，在实现可持续发展方面有巨大的潜力[4-5]。紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是一种优质的豆科牧草，具有蛋白质含量高、营养价值丰富等优点，号称“牧草之王”[6]。在盐肤木人工林地间种优质豆科牧草紫花苜蓿，不仅可以提高林地覆盖率、减少水土流失、提高土壤肥力，而且还可延长林下产业链，发展草食畜牧业，具有重要的生态、经济和社会效益[7]。然而，相关研究表明，盐肤木植株不同器官中含有丰富的酚酸类物质，表现出较强的化感潜力[8-9]。魏科梁等[10]从种间关系角度研究了盐肤木对紫花苜蓿的化感作用，但未对紫花苜蓿不同品种化感作用进行研究 。为深入探索盐肤木人工林高效经营利用技术，本研究以盐肤木为供体，以不同品种紫花苜蓿为受体，研究盐肤木对不同品种紫花苜蓿化感效应及差异，以筛选盐肤木林地宜间种的紫花苜蓿品种，优化盐肤木紫花苜蓿林草间作系统物种结构、避免或降低种间不利影响，旨在为盐肤木人工林紫花苜蓿高效生产提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

以盐肤木为供体，寒苜一号(Hanmo No.1)、超人(Superman)、楷模(Gaimu)、南方(Southern type)、皇后(Alfaqueen)、赛特(Sitel)、德宝(Derby)7个品种紫花苜蓿为受体。供体盐肤木叶片采自皖西学院植物园，受体寒苜一号、超人、楷模、南方4个品种紫花苜蓿种子均购自北京金大地农业科技研究所，皇后、赛特、德宝3个品种紫花苜蓿种子购自百绿集团。

1.2 方法

1.2.1 供体水浸提液样品制备 采用水溶液浸提法提取盐肤木叶片化感物质。取盐肤木新鲜叶片100 g，剪成大小为1 cm的碎片，加800～900 mL蒸馏水浸泡48 h后，滴加蒸馏水至1 000 mL，分别经双层纱布和滤元单位为0.45 μm的滤膜过滤，获得质量浓度为0.1 g/mL浸提液，保存于4 ℃的冰箱中备用。

1.2.2 供体对不同苜蓿品种种子萌发和幼苗生长影响的测定 分别挑选颗粒饱满、大小均匀的各品种紫花苜蓿健康种子100粒，经1% NaClO消毒后，均匀播种于装有石英砂的培养皿中，浇供体叶片水浸提液15 mL (对照组浇15 mL蒸馏水)，于24 ℃光照培养箱光照培养12 h。不同处理3次重复。每天记录各处理组和对照组种子发芽数目，7 d后统计发芽率和发芽指数。

发芽率=T2/T1×100%；发芽指数=∑Gt/Dt

式中，T2为发芽终期正常发芽的种子数，T1为供试种子总数，Gt为第t日发芽的种子数，Dt为相应的发芽天数。

待幼苗长出真叶后，在每个培养皿内随机取10株幼苗，测量其苗高、根长平均值。之后先在105 ℃下杀青30 min，然后降至70 ℃烘至恒质量，求其质量平均值。计算种子萌发和幼苗生长化感效应指数(RI)。

RI=1-C/T(T≥C)，RI=T/C-1(T

式中，C为对照值，T为处理值，RI>0 或RI<0分别表示为促进或抑制作用，RI绝对值越大，表示化感作用的促进或抑制强度越大[11]。

各培养皿随机挑选10株幼苗后，其余的幼苗继续保留在装有石英砂的培养皿中培养，作为第2天生理生化指标测定的备用幼苗。

1.2.3 供体对不同苜蓿品种生理生化指标影响的测定 取上述各处理组和对照组石英砂培养备用新鲜幼苗，先用自来水冲洗，再用蒸馏水冲洗，然后用吸水纸擦干。挑选完全展开的真叶，除去叶柄和主脉，称0.2 g于冰浴中研磨均匀，用99%丙酮和95%乙醇(1∶1)混合液定容至100 mL,于黑暗处保存，待真叶完全变白后测每克真叶中含有的总叶绿素量[12]；根系活力以单位时间内根系酶的质量分数表示，称幼根0.2 g，冰浴中研磨均匀，用0.4% TTC显色，乙酸乙酯提取，测定根系酶的质量分数[13]；称幼苗各1 g,剪碎后于冰浴中研磨均匀，参照郝建军等[14]的方法分别测定每克幼苗中的丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性。以上各处理3个重复。

1.3 数据处理

应用SPSS 13.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 供体水浸提液对受体紫花苜蓿种子萌发的影响

由表1可见，，各受体种子发芽率、发芽指数均低于对照，不同受体种子发芽率、发芽指数的化感效应指数均为负值，表明供体盐肤木对受体紫花苜蓿种子萌发的化感效应表现为抑制效应。与对照相比，紫花苜蓿品种寒苜一号、超人、楷模、德宝、赛特的种子发芽率、发芽指数均显著降低，南方、皇后也降低， 但差异不显著。从供体盐肤木对不同品种受体紫花苜蓿化感抑制程度看，寒苜一号、超人种子受到的化感抑制程度较强，其发芽率分别比对照降低60.7%(P<0.05)、55.1%(P<0.05)，发芽指数分别降低61.8%(P<0.05)、68.1%(P<0.05)； 皇后、南方种子发芽率分别比对照降低6.7%(P>0.05)、8.9%(P>0.05)，发芽指数分别降低5.9%(P>0.05)、7.2%(P>0.05)，受到的化感抑制效应较弱。可见，供体浸提液处理对不同受体紫花苜蓿种子萌发均具有抑制作用，各品种紫花苜蓿种子萌发受到供体化感抑制作用由强到弱大致顺序为寒苜一号、超人>楷模、德宝、赛特>南方、皇后。

表1 盐肤木水浸提液对不同品种紫花苜蓿种子萌发的化感效应

品种发芽率/%化感效应指数发芽指数化感效应指数寒苜一号35±3．61e-0．6117．5±1．56d-0．62超人40±3．12e-0．5514．6±1．49d-0．68楷模58±2．45d-0．3523．3±2．59c-0．49南方81±1．86ab-0．0942．5±1．25a-0．07皇后83±1．73a-0．0743．1±1．31a-0．05赛特68±3．58c-0．2430．1±1．14b-0．34德宝64±2．65cd-0．2828．5±2．20b-0．38对照89±2．64a—45．8±1．43a—

注:表中同列数据后不同字母表示差异显著 (P<0.05)，下同。

2.2 供体水浸提液对受体紫花苜蓿幼苗生长的影响

从表2可以看出，不同苜蓿品种受体植株苗高、苗干质量、根长、根干质量均低于对照，各幼苗生长指标化感效应指数均为负值，表明供体盐肤木对受体紫花苜蓿幼苗生长的化感效应表现为抑制效应。与对照相比，紫花苜蓿品种寒苜一号、超人、楷模、德宝、赛特的苗高、苗干质量、根长、根干质量均显著降低，南方、皇后也降低，但差异不显著。寒苜一号、超人的幼苗生长受到的化感抑制效应较强，其植株苗高分别比对照显著下降23.3%、21.5%，苗干质量分别显著下降31.7%、28.0%，根长分别显著下降35.3%、31.9%，根干质量分别下降50.5%、43.7%；皇后、南方幼苗生长受到的化感抑制效应则较弱，其植株苗高与对照比分别下降2.4%、4.2%，苗干质量分别下降2.1%、3.7%，根长分别下降5.6%、4.3%，根干质量分别下降4.9%、9.7%，与对照组差异均不显著。可见，供体浸提液处理对不同受体紫花苜蓿幼苗生长均具有抑制效应，且对受体抑制效应表现出明显的品种间差异，各品种紫花苜蓿幼苗生长受到供体化感抑制作用由强到弱大致顺序为寒苜一号、超人>楷模、德宝、赛特>南方、皇后。

表2 盐肤木水浸提液对不同品种紫花苜蓿幼苗生长的化感效应

2.3 供体水浸提液对受体紫花苜蓿幼苗生理生化指标的影响

由表3可见，供体浸提液处理对不同受体紫花苜蓿幼苗总叶绿素含量、根系活力、SOD活性的抑制效应，与对不同品种受体种子萌发、幼苗生长的影响基本一致。受体紫花苜蓿不同品种幼苗总叶绿素含量、根系活力、SOD活性均低于对照；而供体浸提液处理对不同受体紫花苜蓿幼苗MDA产生具有促进作用，不同处理组受体幼苗MDA含量均高于对照。由于MDA是膜脂过氧化产物之一，其含量越高，表明受体幼苗受到的化感抑制效应愈强。比较供体对不同受体幼苗生理生化指标影响差异，紫花苜蓿品种寒苜一号、超人、楷模、德宝、赛特的生理生化指标值均与对照差异显著，南方、皇后与对照差异不显著，其中寒苜一号、超人受到的影响较强，其总叶绿素含量分别比对照显著下降26.1%、25.3%，根系活力分别显著下降47.1%、41.8%，SOD活性分别显著下降72.0%、64.5%，MDA含量分别显著提高360.6%、322.8%；品种皇后、南方受到的影响较弱，其总叶绿素含量分别比对照下降3.4%、1.7%，根系活力分别下降2.7%、5.8%，SOD活性分别下降11.1%、20.3%，MDA含量分别提高24.4%、28.3%，与对照差异均不显著。供体对不同受体幼苗生理生化指标影响由强到弱大致顺序为寒苜一号、超人>楷模、德宝、赛特>南方、皇后。

表3 盐肤木水浸提液对不同品种紫花苜蓿幼苗生理生化指标的影响

3 结论与讨论

高等植物间的化感作用主要表现为化感抑制或促进2个方面。化感抑制或促进效应通常应用室内生物检测法分析供体浸提液对受体种子萌发和幼苗生长的影响而评价[15-17]。供体浸提液对受体种子萌发和幼苗生长相关指标的化感效应指数若为正值，则表示供体对受体主要表现出化感促进效应，反之则表示为化感抑制效应，化感效应指数绝对值越大，表示化感抑制或促进效应愈强[11]。本研究结果表明，供体盐肤木对受体紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长化感效应指数均为负值,因此，供体盐肤木对受体紫花苜蓿主要表现出化感抑制效应。由于紫花苜蓿不同品种性能各异，对供体盐肤木叶浸提液中化感物质胁迫生长响应差异明显，其种子萌发和幼苗生长指标化感效应指数明显不同，因而盐肤木对紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长化感抑制效应表现出明显的品种间差异，其中紫花苜蓿品种寒苜一号、超人受到供体化感抑制作用较强，品种皇后、南方受到供体化感抑制作用较弱。

相关研究结果显示，植物释放的化感物质可通过影响受体植物的生理生化过程来改变受体种子萌发和幼苗生长[18]。高等植物体内叶绿素含量、根系活力、MDA含量和SOD活性是评定植物生理生化过程的重要指标。植物进行光合作用的能力强弱与其体内叶绿素含量高低密切相关[19]。根系活力是评价植物根系生长情况和活力水平的重要参考依据[20]。SOD能消除植物在新陈代谢过程中产生的有害物质，是衡量植株自我保护能力强弱的重要标志[21]。MDA是膜脂过氧化作用的产物，其含量高低则显示植株受损害的程度[22]。由于受体紫花苜蓿不同品种对供体叶浸提液中化感物质胁迫响应的生理生化指标(叶绿素含量、根系活力、SOD活性、MDA含量)差异，因而导致了受体种子萌发和幼苗生长差异。

对具有化感作用的林木，其林地间种牧草品种的筛选要尽可能选择对林木化感抑制作用不敏感、或化感促进作用敏感的品种，采用合理的种间结构。为充分提高盐肤木林地优质牧草紫花苜蓿生产效率，尽量减少盐肤木紫花苜蓿林草间作模式中林木化感作用的不利影响，依据本研究结果，盐肤木林地紫花苜蓿草种应避免选择对其化感抑制作用较强的品种寒苜一号、超人，可选择对其化感抑制不敏感的品种皇后、南方。

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Allelopathic Effects ofRhuschinensisM.on Different Varieties ofMedicagosativaL.

ZHU Wangsheng1,2
(1.College of Biological and Pharmaceutical Engineering,West Anhui University,Lu’an 237012,China; 2.Agricultural Engineering Design and Technology Service Center,West Anhui University,Lu’an 237012,China)

To clarify allelopathy ofRhuschinensisM.on differentMedicagosativaL.varieties,RhuschinensisM.was used as donor and sevenMedicagosativaL.varieties were used as receptors,including Hanmo No.1,Superman,Gaimu,Southern type,Alfaqueen,Sitel and Derby.Effects ofRhuschinensisM.leaves water extracts on seed germination,seedling growth and physiological and biochemical indices of receptors were studied by using indoor bioassay methods.The results showed that all receptor varieties ofMedicagosativaL.were inhibited by the allelopathy of donor compared with the control(distilled water).All of these receptors varieties the above indexes of Hanmo No.1 and Superman varied widely,and their seed germination rate and germination index significantly decreased by 60.7%,61.8%and 55.1%,68.1%,respectively.Seedling height,dry weight,root length and dry weight respectively significantly decreased by 23.3%,31.7%,35.3%,50.5% and 21.5%,28.0%,31.9%,43.7%,respectively.Chlorophyll content,root activity and SOD activity significantly decreased by 26.1%,47.1%,72.0%and 25.3%,41.8%,64.5%,respectively.MDA content significantly increased by 360.6%,322.8%,respectively.On the contrary,Alfaqueen and Southern type were inhibited by donor to a lesser extent,and there was no significant difference between their above corresponding indexes and the control group.In summary,the donorRhuschinensisM.water extracts had allelopathic inhibiton to all receptor varieties ofMedicagosativaL.,but there was a certain extent difference among each receptor varieties.The sequence of allelopathic inhibition of donor on differentMedicagosativaL.varieties was roughly Hanmo No.1 and Superman>Gaimu and Derby and Sitel>Southern type and Alfaqueen.

RhuschinensisM.;MedicagosativaL.; variety; seedling; allelopathy

2016-01-14

国家林业局公益性林业科研专项(201204312)；安徽省六安市定向委托皖西学院市级重点项目(2012LWB006)

朱旺生(1973-),男,安徽宿松县人，副教授,博士,主要从事园林园艺植物生态与绿地规划设计研究。 E-mail:zhuws@wxc.edu.cn

S816.5

A

1004-3268(2016)08-0095-05