橡胶根水浸提液对4种植物的化感作用

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(1.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室，　宁夏 银川 750002；2.海南省气象局，　海口 570203；　3.琼台师范学院，　海南 海口 571100；4.海南出入境检验检疫局，　海口 570311；　5.海南大学热带农林学院，　海口 570228)

橡胶(Heveabrasiliensis)属大戟科(Euphorbiaceae)橡胶属，原产于南美洲，所产天然橡胶与钢铁、煤矿和石油并称为世界四大重要工业原料[1]，同时也是重要的战略性物资，用途非常广泛[2]。截止2014年，中国天然橡胶种植面积已达108.13万hm2，干胶产量为84.01万t[3]，其种植面积和产量分别位居世界第3位和第4位[4]。海南是我国天然橡胶的主要生产基地，其植胶区属热带季风气候区，范围涵盖全省18个县市，面积占全国橡胶种植面积的46%，是中国光照和热量条件最好的天然橡胶生产基地[5]。橡胶是多年生热带经济作物，其非生产期7～8年，且胶林行间距离大，在前几年胶林郁闭度小，可间作多种短期作物，这一复合种植模式，能提高土地和光资源利用率，并创造良好的经济和生态效益[6]。本项目组前期研究了橡胶叶及根系土壤对玉米、花生、南瓜、黄豆、稗草和马唐的化感作用，现以萝卜、白菜、绿豆和柱花草为受体植物，研究橡胶根水浸提液对受体植物种子萌发和幼苗生长的影响，旨在为建立合理的种植模式提供参考依据，并进一步探讨橡胶其他部位的化感作用。

1　材料与方法

1.1　供试材料

供体植物橡胶(Heveabrasilensis)根采于海南大学环境与植物保护学院教学基地。

受体植物萝卜(RaphanussativusL.)、白菜(BrassicarapaL.)和绿豆(Vignaradiata(Linn.) Wilczek)种子均购于海南大学儋州校区菜市场，柱花草(StylosanthesguianensiasSW.)种子购于中国热带农业科学院品种与资源研究所。

1.2　试验方法

1.2.1浸提液制备

先将新鲜橡胶须根洗净后测得其含水量为69.6%，剪成1 cm左右小段后磨碎，称取100 g于三角瓶中，加入蒸馏水400 mL后置于(27±1)℃、160 r/min的振荡培养箱中振荡提取，24 h后用3层纱布过滤。再往须根滤渣中分别加入208 mL蒸馏水后再次振荡提取24 h，3层纱布过滤后将前后2次滤液混合即得浓度为0.05 g/mL的母液，用蒸馏水稀释后得0.03，0.01 g/mL和0.005 g/mL 4个浓度，放4 ℃冷藏备用。

1.2.2试验设计

种子萌发试验：选取饱满均一的种子用75%酒精消毒处理3 min后放入垫有2层滤纸、直径为9 cm的培养皿中，每皿30粒，分别加入4个浓度的浸提液各5 mL，以蒸馏水作对照，每个处理重复3次。将培养皿放入温度25 ℃、湿度70%、光周期为4 000 lx/0 lx(12 h/12 h)的人工气候箱中培养，每天适当补充相应浓度的浸提液以保持滤纸湿润，每天记录种子萌发数。萝卜、白菜和绿豆种子5 d后结束试验，柱花草种子9 d后结束试验。

幼苗生长试验：将催芽露白的种子放置在垫有2层滤纸、直径为12 cm的培养皿中，分别加4个浓度的水浸提液10 mL，对照、重复数和培养条件同种子萌发试验。8 d后每皿随机抽取20株幼苗检查测定根长、苗长以及20株总鲜重。

1.2.3计算公式

各项指标计算公式如下：

发芽率(%)=处理相对萌发率/对照相对萌发率×100%；

化感效应指数(RI)=1-C/T(T≥C)或RI=T/C-1(T0为促进作用，RI<0为抑制作用，其绝对值大小反映化感作用的强弱[7]；化感综合效应为各项化感效应指数的算术平均值[8]。

1.3　数据处理

采用SPSS 13.0软件对试验结果进行单因数方差分析，LSD检验各处理间的差异显著性，用Excel 2003软件做图。

2　结果与分析

2.1　橡胶根水浸提液对受体植物种子萌发的影响

由表1可见，除绿豆外，所有浓度的橡胶根水浸提液对其他受体种子萌发率都表现出抑制作用，且随浓度增大抑制作用增强，即表现出“浓度效应”；与ck相比，40 g/mL浓度浸提液对所有受体种子萌发率都表现出极显著的抑制作用。

表1橡胶根水浸提液对受体植物种子萌发率的影响

浓度(g/mL)萝卜(%)白菜(%)绿豆(%)柱花草(%)ck86.67eE92.22dD100.00bC30.00bB0.00582.22dD89.00cC100.00bC43.89dD0.0175.55cC84.43bB98.89bBC35.56cC0.0370.00bB82.23aA96.67aAB28.89bB0.0563.33aA80.00aA95.56aA15.56aA

注：不同英文大小写字母分别表示各处理在0.01和0.05水平上的差异显著性。下同。

2.2　橡胶根水浸提液对受体植物幼苗根长的影响

由图1可知，0.005 g/mL和0.01 g/mL浓度的橡胶根水浸提液对萝卜和白菜幼苗的根长表现出了显著的促进作用；所有浓度的浸提液对绿豆和柱花草幼苗的根长都表现出抑制作用；0.03 g/mL和0.05 g/mL浓度的浸提液对所有受体植物幼苗根长都表现出显著的抑制作用。

图1　橡胶根水浸提液对受体植物幼苗根长的影响

表3橡胶根水浸提液对受体植物的化感效应

受体植物RI0.005g/mL0.01g/mL0.03g/mL0.05g/mL平均值萝卜　发芽率-0.051-0.128-0.192-0.269-0.160　根长0.1400.160-0.048-0.0880.041　苗高0.0350.012-0.090-0.228-0.068　鲜重0.1300.039-0.152-0.254-0.059白菜　发芽率-0.035-0.084-0.108-0.133-0.090　根长0.2070.270-0.143-0.359-0.006　苗高0.1800.236-0.078-0.1850.038　鲜重0.1160.086-0.101-0.250-0.037绿豆　发芽率0.0000.011-0.033-0.044-0.017 　根长-0.016-0.025-0.112-0.295-0.112　苗高-0.060-0.089-0.271-0.309-0.182　鲜重-0.035-0.112-0.159-0.224-0.133柱花草　发芽率0.3160.1560.037-0.4810.007　根长-0.068-0.127-0.215-0.333-0.186　苗高0.0780.039-0.129-0.281-0.073　鲜重0.0640.0170.000-0.0600.005

由图2可见，橡胶根水浸提液对萝卜、白菜和柱花草3种受体植物幼苗的苗高表现出了低浓度促进高浓度抑制的“双重效应”；所有浓度的浸提液对绿豆幼苗的苗高都表现出抑制作用；0.05 g/mL浓度的浸提液对所有受体植物幼苗的苗高都表现出极显著的抑制作用。

由表2可见，0.005 g/mL和0.01 g/mL浓度的橡胶根水浸提液对4种受体植物幼苗鲜重均表现出促进作用；0.05 g/mL浓度的浸提液对4种受体植物幼苗鲜重均表现出抑制作用，且对萝卜、白菜和绿豆表现出极显著的抑制作用；所有浓度的浸提液对柱花草鲜重的影响均不显著。

图2　橡胶根水浸提液对受体植物幼苗苗高的影响

表2橡胶根水浸提液对受体植物幼苗鲜重的影响

浓度(g/mL)萝卜(%)白菜(%)绿豆(%)柱花草(%)ck3.050cB0.660bAB9.327dC0.390aA0.0053.507dC0.747cBC8.997dC0.417aA0.013.173cBC0.817cC8.287cB0.397aA0.032.587bA0.593abA7.847bB0.390aA0.052.277aA0.560aA7.240aA0.367aA

2.3　橡胶根水浸提液对受体植物的化感作用

由表3可见，0.05 g/mL浓度下的橡胶根水浸提液对4种受体植物种子萌发和幼苗生长阶段的化感敏感指数均为负值；绿豆种子萌发和幼苗生长阶段化感敏感指数的平均值均为负值。

由图3可见，0.005 g/mL浓度的橡胶根水浸提液对萝卜、白菜和柱花草的化感综合效应均为正值，即表现出促进作用；0.03 g/mL和0.05 g/mL浓度的浸提液对4种受体植物的化感综合效应均为负值，0.05 g/mL浓度的浸提液对柱花草的化感抑制作用最强；所有浓度的浸提液对绿豆的化感综合效应均为负值。

图3　橡胶根水浸提液对受体植物的化感综合效应

3　讨　论

本试验研究发现，低浓度的橡胶根水浸提液对萝卜种子发芽率表现为低浓度促进高浓度抑制的作用，所有浓度的浸提液对其幼苗根长均表现出抑制作用，这与杨华庚等[9]研究结果一致。

本试验结果显示，橡胶根水浸提液对萝卜、白菜、绿豆和柱花草种子萌发及其幼苗生长有显著或极显著的影响，并且影响各不相同，这也与杨华庚[10]等研究结果一致，这是因为化感物质的浓度是影响化感效应的主要因素，化感作用的性质和活性大小在很大程度上取决于其浓度高低[11-13]。当橡胶根水浸提液浓度为0.05 g/mL时，萝卜、白菜、绿豆和柱花草的综合化感效应指数分别为-0.210、-0.232、-0.218和-0.365，据此推断，4种受体植物对橡胶根水浸提液的化感敏感性大小依次为柱花草>白菜>绿豆>萝卜。本试验仅为室内生测试验结果，在复杂的自然环境中，特别是在土壤微生物作用下能否产生相同的化感效应有待进一步研究。海南岛从11月开始进入旱季，干旱区从西部东方县开始逐渐向东扩展；1—3月全岛均处于干旱状态；从4月开始，干旱区逐步向西退缩；海南岛冬春季节为季节性干旱[14]。目前，干旱条件下的橡胶化感作用在以往的研究几乎未涉及，其化感效应是否会影响其他植物的生长等问题还需要更多的试验研究。

根据测算，我国目前有可间作的胶园面积资源达30万hm2，大部分的幼龄胶园和绝大多数成龄胶园的可间作资源未得到开发利用[14]，在实际生产中应根据“利用化感作用的正向促进效应，避免负向抑制效应”原则，合理安排种植模式。