藏茴香水提液对青稞种子萌发及幼苗生长的影响

沈宁东 关海云 韦梅琴

摘要：采用实验室生物测定的方式，研究藏茴香水提液对14个不同青稞品种种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明，藏茴香水提液对供试的14个青稞品种的种子萌发和幼苗生长均有一定的抑制作用，但不同青稞品种间存在差异性。以效应指数为化感作用评价指标，结合聚类分析和叶绿素、丙二醛含量，将14个青稞品种分为6组，其中藏茴香水提液对青稞品种北青8号的化感抑制作用最弱，对青稞品种藏青25号的化感抑制作用最强，总体结果说明，藏茴香不适合与青稞进行倒茬栽培或混种。

关键词：藏茴香;青稞;化感作用;种子萌发;幼苗生长

中图分类号：Q945.3   文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）07-0092-03

藏茴香（Carum carvi L.）又称葛缕子，属伞形科（Umbelliferae）葛缕子属（Carum）二年生或多年生草本植物，常生于路旁、草原、山沟、河滩及山坡等处，分布于东北、华北、西北、四川、西藏等地[1]。藏茴香兼具食用、香料用及药用价值，具有很高的经济价值和开发潜力[2]。但对于藏茴香的研究主要集中在挥发油的提取[3]、藏茴香中葛缕酮含量的测定[4-6]以及各种藏药药材的研制[7-9]。关于藏茴香的人工栽培鲜有报道，要进行藏茴香的人工栽培，茬口的选择是必须要考虑的问题，其中植物间的化感作用是影响茬口选择的主要因素。因此，本试验拟研究藏茴香水提液对多个青稞栽培品种种子萌发及幼苗生长的影响，旨在评价不同青稞栽培品种与藏茴香化感作用的强弱，为藏茴香人工栽培的茬口选择提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供体材料是采于青海省海东市互助县威远镇卓扎沟乡的藏茴香种子，受体材料为青海省栽培的14个青稞品种（表1）。

1.2 试验方法

1.2.1 供体材料的种植及其水提液的制备 将供体材料藏茴香的种子于2015年4月12日以撒播方式种植于青海大学农牧学院试验地，10月初采集藏茴香全株，用清水洗净后自然风干，用粉碎机粉碎，过0.25 mm孔径筛，称取100 g放入 1 000 mL 蒸馏水中，25 ℃下浸提24 h，5 000 r/min离心 15 min，再经过滤得到干质量浓度为0.1 g/mL的提取液，贮存在4 ℃冰箱中备用。

1.2.2 受体材料的处理 将不同品种的青稞种子用0.5%的KMnO4消毒5 min，用蒸馏水冲洗3次，备用。

1.3 培养与指标测定

挑选各个青稞品种中大小一致的种子均匀摆放在铺有2层滤纸的培养皿中，每个培养皿摆放30粒，加入15 mL提取液（对照组加15 mL蒸馏水），每个处理3次重复。将培养皿置于温度、光照周期为25 ℃、12 h—20 ℃、12 h的人工气候箱中培养，种子萌发以胚根突破种皮达到1/2种子长度为标准，每天补充适量提取液以保持培养皿内滤纸的湿度（对照组补充蒸馏水）。每天观察，从种子萌发试验当天开始统计并记录种子发芽数。

7 d后统计种子的发芽率，并挑选第7天萌发的种子幼苗10株，测定其根长、苗高、根鲜质量、苗鲜质量，并计算发芽指数和活力指数。其中各项指标的计算方法如下：

发芽率=（第7天正常发芽的种子数/供试种子总数）×100%;

发芽势=（第3天正常发芽的种子数/供试种子总数）×100%;

发芽指数=∑Gt/Dt（Gt代表在第t天种子的发芽数;Dt代表相应的发芽时间）;

活力指数=GI×S（GI为发芽指数;S为第7天测得的整株幼苗鲜质量）。

培养到第7天时，选取各个培养皿中生长一致的青稞幼苗，采集其叶片，测定叶绿素和丙二醛含量。叶绿素含量测定采用乙醇提取法[10];丙二醛含量测定采用硫代巴比妥酸法[10]。

1.4 数据处理

所得数据用DPS 12.5处理软件进行处理分析，用Williamson提出的化感效应指数（RI）来衡量藏茴香水提液对不同品种青稞的各项测试指标的影响：当T>C时，RI=（1-C/T）×100%;当T 2 结果与分析

2.1 藏茴香水提液对青稞种子萌发的影响

由表2可见，藏茴香水提液对不同青稞品种种子的萌发均有一定的抑制作用。就发芽率而言，藏茴香水提液对不同青稞品种的抑制率在1.47%～44.68%间，其中对编号为2、11、13青稞品种的抑制率较低，在10.00%以内，对编号为14品种的抑制率最高，达44.68%。就发芽势而言，藏茴香水提液对不同青稞品种的抑制率在2.44%～40.63%间，其中对编号为2、5、8品种的抑制率较低，在10.00%以内，对编号为14品种的抑制率最高，达40.63%。从发芽指数来看，藏茴香水提液对不同青稞品种的抑制率在3.72%～49.38%间，其中对编号为1、2、5、8、10品种的抑制率较低，在20.00%以内，对编号为14品种的抑制率最高，达49.38%。在活力指数方面，藏茴香水提液对不同青稞品种的抑制率在6.49%～85.67%间，其中对编号为2、11品种的抑制率较低，在20.00%以内，对编号为14品种的抑制率最高，达85.67%。

2.2 藏茴香水提液对青稞幼苗生长的影响

由表3可见，藏茴香水提液对不同青稞品种幼苗的生长均有一定的抑制作用。就根长而言，藏茴香水提液对不同青稞品种的抑制率在45.09%～79.53%间，其中对编号为3、7青稞品种的抑制率较低，在50.00%以内，对编号为14品种的抑制率最高，达79.53%。从苗高来看，藏茴香水提液对不同青稞品种的抑制率在26.67%～67.90%间，其中对编号为5、7品种的抑制率较低，在30.00%以内，对编号为14品种的抑制率最高，达67.90%。就根鲜質量而言，藏茴香水提液对不同青稞品种的抑制率在5.63%～83.35%间，其中对编号为12、13品种的抑制率较低，在10.00%以内，对编号为14品种的抑制率最高，达 83.35%。就苗鲜质量而言，藏茴香水提液对不同青稞品种的抑制率在4.85%～71.13%，其中对编号为4、5、12品种的抑制率较低，在10.00%以内，对编号为13品种的抑制率最高，达71.13%。

2.3 藏茴香水提液对青稞叶绿素和丙二醛含量的影响

由表4可见，藏茴香水提液对青稞种子萌发所形成幼苗的叶绿素含量影响很大，如可使编号为11青稞品种的叶绿素含量较对照减少36.56%，也可使编号为9品种的叶绿素含量较对照增加71.28%，通过对不同处理的叶绿素含量较对照增加率的绝对值大小排序可知，藏茴香水提液对编号为2青稞品种叶绿素含量的影响最小，对编号为3、9、14品种叶绿素含量的影响都较大。从测定的丙二醛含量可见，编号为2、4、5、6、11、12、13青稞品种幼苗中的丙二醛含量较对照下降，说明这些品种对藏茴香水提液造成的“逆境条件”有良好的抗性，反映其对藏茴香的化感作用较弱;而编号为1、3、7、8、9、10、14青稞品种幼苗中的丙二醛含量较对照明显上升，说明藏茴香水提液对这些品种的细胞膜已造成了损伤，反映了藏茴香对它们的化感作用较强。

2.4 藏茴香对不同青稞品种化感作用的综合评价

以响应指数RI值为指标，采用聚类分析方法对藏茴香水提液对14个青稞品种的化感作用进行综合评价。由图1可以看出，在欧式距离33处，可以将所测试的14个品种分为6组，按照抑制的程度从高到低分为以下几类：第1类为14号品种，藏茴香水提液对其种子萌发、幼苗生长的抑制率最高，平均达到71.58%，即化感作用最强;第2类是9号品种，藏茴香水提液对其抑制率稍低于14号品种，平均抑制率达到61.72%，即化感作用强;第3类13号品种，藏茴香水提液对其种子萌发、幼苗生长的抑制率达到48.61%，即化感作用强;第4类为1、6、8、3、10号品种，藏茴香水提液对种子萌发、幼苗生长的抑制率在43.71%～51.38%之间，平均达到46.80%，即化感作用较弱;第5类为2、4、5、7、12号品种，藏茴香水提液对其抑制率低，在30.78%～33.18%之间，平均达到32.36%，即化感作用弱;第6类是11号品种，藏茴香水提液对其抑制率最低，为21.26%，即化感作用最弱。

从生理指标来看，藏茴香水提液对青稞幼苗叶绿素含量的影响，由小到大的排序是编号2、7、8、1、5、10、4、6、12、11、13、3、14、 9; 藏茴香水提液对青稞幼苗丙二醛含量的影响，由小到大的排序是编号12、13、6、4、7、1、10、11、5、2、8、9、3、14。以上排序与以抑制率为指标形成的综合分类结果基本相符，即对9、14号品种的化感作用强。

3 结论与讨论

3.1 结论

藏茴香水提液对不同青稞品种种子的萌发和幼苗生长均有一定的抑制作用，表现在种子发芽率、发芽势、活力指数、发芽指数和根长、苗高、根鲜质量、苗鲜质量的指标均较对照有所下降。藏茴香水提液对青稞种子萌发所形成幼苗的叶绿素含量和丙二醛含量影响很大，但不同的青稞品种间有一定的差异，其中对编号为11品种（北青8号）的抑制率最低，对编号为14的品种（藏青25号）的抑制率最高。总体而言，藏茴香水提液对供试的14个青稞品种的种子萌发和幼苗生长均有抑制，因此，藏茴香不适合与青稞倒茬栽培或混种。

3.2 讨论

植物化感作用可降低受体植物种子萌发率，发芽率低可能会降低植物在自然群落中的多度，从而抑制植物的生长发育[12]，藏茴香可以通过释放化感物质抑制青稞种子发芽和早期生长，从而严重干扰青稞的正常生长，导致青稞减产和品质降低。同一供体对不同受体的影响存在显著差异，这种差异可能是由不同青稞品种的遗传差异性造成的，这种差异性是筛选不同青稞对藏茴香化感作用强弱的理论依据。

本试验仅提取了水溶性的化感物质，且只做了青稞种子萌发测定的室内试验，与自然状态下的情况存在差异，今后尚需进行盆栽和大田小区种植试验， 进一步探索藏茴香对植物的化感作用。

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