黄花菜根水浸提液对大白菜化感作用的初步研究
2016-05-17宋光桃刘飞渡
范 适, 宋光桃, 刘飞渡, 郭 锐
(湖南环境生物职业技术学院 园林学院,湖南 衡阳 421005)
黄花菜根水浸提液对大白菜化感作用的初步研究
范适, 宋光桃,刘飞渡,郭锐
(湖南环境生物职业技术学院 园林学院,湖南 衡阳 421005)
摘要：以黄花菜根为试材，研究不同浓度水浸提液对不同品种大白菜种子萌发和幼苗生长的影响，对黄花菜根化感物质的作用进行研究.试验结果表明：不同浓度黄花菜根水浸提液对不同品种大白菜(精选83-1和迷你黄)种子萌发和幼苗生长的作用效果不同.当浓度为10 mg/mL，15 mg/mL，20 mg/mL时，对于精选83-1和迷你黄的化感作用不同，有的表现为促进作用，有的表现抑制作用.高浓度(25 mg/mL)对于精选83-1和迷你黄则全部表现为抑制作用，且浓度越高抑制作用越明显.图5,表2，参12.
关键词：黄花菜；化感作用；大白菜
植物化感作用(Allelopathy)在1937年由德国科学家Molish首次提出.它是指植物通过挥发、淋溶、根系分泌和残体分解向环境中释放化学物质，从而对周围其他植物(包括微生物)或自身产生直接或间接的有害或有利的作用[1-3].充分利用植物化感作用的原理机制和应用研究上的潜力，对促进农业生态系统的良性循环，减少有害化学制剂的投入，提高农业可持续发展都拥有着极为重大的意义和应用前景[4].蔬菜作物的化感作用研究在辣椒、石蒜等蔬菜以及杂草对蔬菜作物的化感作用已有进展[5-8].例如：候永侠[9]等就辣椒根系分泌物的化感作用进行研究；徐桂芳[10]、王瀚[3]等就农田杂草水提液中的化感物质进行研究已初见成果.本文旨在对黄花菜根水浸提液对不同品种大白菜(迷精选83-1和迷你黄)的化感作用进行研究.研究黄花菜的化感作用有利于揭示植物化感作用的本质，并且对确定合理的栽培措施具有理论意义和时间价值.本次实验是针对蔬菜之间的相互促进或抑制作用的研究，讨论百合科萱草属植物黄花菜根部不同浓度水浸提液对不同品种大白菜(精选83-1和迷你黄)种子萌发和幼苗生长的影响，以期逐步揭示黄花菜根的化感作用.
1材料与方法
1.1材料
试验黄花菜根采取自湖南省祁东县，精选83-1、迷你黄均购自云南省昆明春乐种业有限公司.
1.2实验方法
(1)黄花菜根水浸提取液的制备.取干制的黄花菜植株地下根茎部分40 g，剪成小段后粉碎，加入1 000 ml的蒸馏水定容，在常温下浸提48 h后过滤.过滤所得溶液为供试母液40 mg/mL.试验时用蒸馏水将母液稀释成10 mg/mL、15 mg/mL、20 mg/mL、25 mg/mL四个浓度.
(2)受体种子预处理.选择籽粒饱满的精选83-1和迷你黄种子，用纱布包扎好放入浓度为75%的酒精中消毒5～6 s，再用蒸馏水漂洗3次，每次1 min，放入培养皿中供试验用.
(3)水浸提液对种子发芽影响.在干净、干燥的培养皿中铺垫双层的滤纸，加入不同浓度的黄花菜根浸提液，以蒸馏水设置为对照(CK)，选取饱满的精选83-1和迷你黄种子放入培养皿中，每个培养皿中放入50粒种子，在常温下进行常规培养.种子萌发过程中，要保持滤纸的湿润.每天观察记录发芽数，统计种子萌发率.
(4)水浸提液对幼苗生长影响.选70～80粒精选83-1和迷你黄种子在清水中催芽，当发芽率达到80%时，每个培养皿中选取萌发发芽种子10粒，在培养皿中垫上滤纸常温下进行培养.每个培养皿中加入不同浓度的黄花菜根浸提液，以蒸馏水设置为对照(CK),进行为期一周的常温下常规培养，在此期间保持滤纸的湿润.一周后将幼苗取出，随机抽取出七株，用吸水纸将其根部的残留水分吸干，测量幼苗的苗高和根长，用分析天平称量根重和茎重，记录数据.
(5)数据处理.测定项目参照《国际种子检验规程》[11]计算种子萌发的以下指标：发芽率=总发芽种子数/供试种子数×100%；发芽势=自发芽至发芽最高峰时的发芽种子数/供试种子数×100%；发芽指数=∑(Gt/Dt)：Gt为第t天的发芽数，Dt为相应的发芽天数.
化感效应指数(RI)的测定参照Willanson的方法进行[12].当T≥C时，RI=1-C/T；当T
2结果与分析
2.1不同浓度黄花菜根水浸提液对精选83-1和迷你黄种子发芽率的影响
由图1和表1可以看出，不同浓度的黄花菜根水浸提液对精选83-1和迷你黄种子的发芽率有影响，其化感效应不同.具体表现为低浓度促进，而高度则表现出抑制的双重效应.浓度为10 mg/mL的黄花菜根水浸提取液对精选83-1和迷你黄种子的发芽率均有促进作用，其种子发芽率都为98%，化感作用效应都为0.02.浓度为15 mg/mL的黄花菜根水浸提液对精选83-1和迷你黄种子的发芽率影响差异明显.该浓度对精选83-1的种子发芽率表现为促进作用，种子发芽率为98%,化感作用效应为0.04，对迷你黄的种子发芽率表现为抑制作用，种子发芽率为88%，化感作用效应为-0.08.浓度为20 mg/mL和0.025 g/mL的黄花菜根水浸提液对精选83-1和迷你黄的发芽率均有抑制作用，且浓度25 mg/mL的抑制作用明显强于浓度为20 mg/mL.在浓度为20 mg/mL和25 mg/mL时精选83-1的种子发芽率为94%和80%，化感作用效应为0.00和-0.17，迷你黄的种子发芽率为86%和78%，化感作用效应为-0.10和-0.19.
图1 不同浓度处理液对种子发芽率的影响Fig.1 Effect of different concentration treatment on seed germination rate
2.2不同浓度黄花菜根水浸提液对精选83-1和迷你黄种子发芽势的影响
由图2和表1可以看出，浓度不同的黄花菜根水浸提液对精选83-1和迷你黄种子的发芽势有影响.10 mg/mL，15 mg/mL，20 mg/mL，25 mg/mL浓度的黄花菜根水浸提液对精选83-1和迷你黄种子的发芽势均为抑制作用，且浓度越高抑制作用越明显.不同浓度黄花菜根水浸提液下精选83-1种子发芽势指数分别为82%，78%，74%和32%，其化感作用效应分别为-0.02，-0.07，-0.11和-0.62.迷你黄种子发芽势指数分别为70%，42%，40%和36%,其化感作用效应分别为0.00，-0.40，-0.43和-0.49.精选83-1在浓度为25 mg/mL时表现出较为明显的抑制作用，而迷你黄则在浓度为15 mg/mL时表现出较为明显的抑制作用.
图2 不同浓度处理液对种子发芽势的影响Fig.2 Effect of different concentration treatment on seed germination potential
浓度g/mL精选83-1发芽率发芽势发芽指数迷你黄发芽率发芽势发芽指数0.010.02-0.02-0.060.0200.030.0150.04-0.07-0.09-0.08-0.4-0.190.020-0.11-0.21-0.1-0.43-0.30.025-0.17-0.62-0.37-0.19-0.49-0.38
2.3不同浓度黄花菜根水浸提液对精选83-1和迷你黄种子发芽指数的影响
由图3和表1可见，不同浓度的黄花菜根水浸提液对精选83-1和迷你黄种子的发芽指数的影响不同.15 mg/mL，20 mg/mL，25 mg/mL浓度的黄花菜根水浸提液对精选83-1和迷你黄种子的发芽指数均表现为高浓抑制作用，随着浓度升高抑制作用加强.精选83-1种子的发芽指数化感作用效应为-0.09，-0.21和-0.37，迷你黄种子的发芽指数化感效应为-0.19，-0.30和-0.38.而浓度为0.01g/mL的黄花菜根水浸提液对精选83-1种子的发芽指数起到抑制作用，对迷你黄种子的发芽指数则起到促进作用.在浓度为10 mg/mL是精选83-1的发芽指数化感作用效应为-0.06，而迷你黄的发芽指数化感效应0.03.
图3 不同浓度处理液对种子发芽指数的影响Fig.3 Effect of different concentration on the seed germination index
2.4不同浓度黄花菜根水浸提液对精选83-1和迷你黄幼苗苗长、苗重生长情况的影响
由图4和表2可以看出，不同浓度黄花菜根水浸提液对精选83-1和迷你黄的幼苗生长的影响相似，对苗长和苗重的生长都表现为低浓度促进高浓度抑制的双重作用.
图4 不同浓度处理液对幼苗苗长的影响Fig.4 Effect of different concentration of processing on the seedlings seedlings
精选83-1在浓度10 mg/mL时对幼苗的苗长、苗重均表现为促进作用，幼苗的平均苗长为1.9，化感作用效应为0.17，苗重的化感作用效应为0.21.而浓度为15 mg/mL，20 mg/mL，25 mg/mL时对幼苗的苗长、苗重均表现为抑制作用，且浓度越高抑制作用加强.幼苗平均苗长分为1.39 cm,1.03 cm,0.86 cm，苗长化感作用效应为-0.11，-0.34和-0.45，苗重化感效应为-0.01，-0.33和-0.41.
迷你黄在浓度为10 mg/mL，15 mg/mL，20 mg/mL的处理液时对幼苗的苗长、苗重表现为促进作用，但随着浓度的升高促进作用减弱，幼苗平均苗长分别为1.59 cm,1.03 cm,1.01 cm,化感作用效应为0.41，0.09和0.07，苗重化感效应为0.40，0.19，0.17.在浓度为0.025 g/mL时表现为抑制作用，其幼苗的平均苗长为0.90 cm,苗长化感作用效应为-0.04，苗重化感效应为-0.04.
表2 不同浓度处理浸提液对幼苗生长的化感作用效应
2.5不同浓度黄花菜根水浸提液对大白菜和迷你黄幼苗根长、根重生长情况的影响
由图5和表2中可以看出，不同浓度的黄花菜根水浸提取液对精选83-1幼苗根的生长情况均起到抑制作用，且抑制作用随着浓度的升高抑制作用增强.浓度为10 mg/mL，15 mg/mL，20 mg/mL，25 mg/mL时，精选83-1幼苗的平均根长分别为1.41 cm,0.63 cm,0.29 cm和0 cm，化感作用效应分别为-0.34，-0.70，-0.86，-1,幼苗根重的化感作用效应分别为-0.37，-0.64，-0.90，-1.幼苗生长在浓度为0.015 g/mL时受到的抑制作用明显增强.
由图5和表2中可以看出，迷你黄幼苗根的生长情况在不同浓度的黄菜菜根水浸提取液中具体表现为低浓度促进高浓度抑制的作用.在浓度为0.01 g/mL时对幼苗的根长、根重均表现为促进作用，幼苗平均根长为2.40 cm,根长的化感效应为0.30，根重的化感效应为0.50.浓度在0.015 g/mL，0.02 g/mL，0.025 g/mL时对幼苗的根长、根重表现为抑制作用，幼苗平均根长分别为0.96 cm,0.8 cm,0.37 cm，根长的化感效应为-0.43，-0.52，-0.78，根重的化感效应-0.61，-0.75，-0.87.幼苗生长在浓度为0.025 g/mL时受到的抑制作用明显增强.
图5 不同浓度处理液对幼苗根长的影响Fig.5 Effect of different concentration treatment on seedling root length
3结论
实验结果初步表明：黄花菜根水浸提液对精选83-1的种子萌发具有一定的抑制作用，对其幼苗苗长和苗重生长具有低浓度促进高浓度抑制的双重作用，对根长和根重具有明显的抑制作用；但其对迷你黄种子萌发具有低浓度促进高浓度抑制的作用，对其幼苗生长具有低浓度促进高浓度抑制的作用，随着浓度升高促进作用减弱，在一定浓度时抑制作用明显.因此，在蔬菜栽培生产实践中，黄花菜不适宜与精选83-1进行轮作和套作，它们之间的抑制作用明显.而黄花菜可以于迷你黄进行适当合理的轮作与套作.
近年来，对于植物化感作用的研究逐年增加，了解植物间的化感作用对于农业的可持续发展，发展生态农业有着重大意义.合理有效的利用植物间的化感作用，解决现存的植物连作障碍、自毒作用与作物间的抑制作用.植物化感作用的研究可以应用于农业可持续发展方面，如：开发有益的化感物质作为新型的植物生长调节剂，或开发新型无污染、无残留，符合农业可持续发展要求的农药等[4].本文旨在初步研究不同浓度黄花菜根水浸提液对不同品种大白菜(精选83-1和迷你黄)的化感作用，根据试验结果可以初步了解黄花菜根对于大白菜(精选83-1和迷你黄)种子发芽和幼苗生长的作用机制，使其成为生产实践上的理论依据.
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Allelopathic Study on Aqueous Extract From Hemerocalliscis citrina Baroni on Chinese Cabbage
FAN Shi,SONG Guang-tao,LIU Fei-du,GUO Ri
(Landscape Department,Hunan polytechnic of Environment and Biology,Hengyang 421005,China)
Abstract：Effect of different concentration treatment from root of Hemerocalliscis citrina Baroni on seed germination and seedling growth of Chinese Cabbage was studied.Role of allelochemicals on Hemerocalliscis citrina Baron L.roots were studied.Results are as follows: Effect on seed germination and seedling growth of Chinese cabbage (selected 83-1 and mini yellow) varieties of different concentration of aqueous extract from root of Hemerocalliscis citrina Baroni.Allelopathy on Chinese cabbage (selected 83-1 and mini yellow) shows different effect at Concentration of 10 mg/mL,15 mg/mL,20 g/mL,promoting effect or inhibition effect.At high concentration (25 mg/mL),Allelopathy shows inhibition effect all,and the higher the concentration,the stronger the inhibition effect was.5figs.,2tabs.,12refs.
Keywords：Hemerocalliscis citrina Baron L; Chinese cabbage; Allelopathy
中图分类号：S634.1
文献标识码：A
文章编号：2095-7300(2016)01-013-06
作者简介：范适(1969-),男,湖南衡阳人,博士,副教授,研究方向:蔬菜栽培.
基金项目：湖南省教育厅科技计划项目(编号:11C0472)
收稿日期：2015-12-16
Biography：FAN Shi, male, born in 1969, docter degree, associate professor, major in landscape plants.
