长叶车前草浸提液对4种牧草种子萌发的影响

孙赵龙，杨学东，郑玉龙，张明婧，陈秀华，罗玉洁，汪依妮，李 伟，梁显义

(1.贵州省草地技术试验推广站，贵州 贵阳 550006； 2.贵州大学，贵州 贵阳 550006； 3.关岭布依族苗族自治县草地畜牧业发展中心，贵州 关岭 561300)

车前草(PlantagoasiaticaL.)，又名蛤蟆叶、车茶草，为车前科多年生草本药用植物，世界各地均有分布[1-2]。长叶车前草(PlantagolanceolataL.)属车前属，其叶和种子均有药用价值，叶亦可食用和饲用[3-5]。长叶车前草作为新型的中草药饲草备受养殖业青睐，国内外牧场已开始对长叶车前草进行规模化人工栽培种植。

化感作用是植物在长期进化过程中形成的植物及微生物之间相互促进或相互抑制的生物化学现象，某种植物通过分泌、淋洗、挥发、分解及转化等方式对周围其他生物产生有利或不利的影响[6-7]。牧草化感作用普遍存在，研究表明，披针叶黄华浸提液对早熟禾、高羊茅及黑麦草的种子萌发、幼苗生长均有抑制作用[8-10]；紫荆泽兰浸提液对冰草种子萌发有低浓度促进，高浓度抑制现象[9]；随着浓度增加，狼毒浸提液对紫花苜蓿、披碱草和冰草种子萌发、幼苗生长的抑制作用逐渐增强[10]。

化感作用作为植物的一种化学预防机制，对植物的生长和竞争具有重要意义。长叶车前草是一种极具潜力的新型优质、高产牧草，研究长叶车前草种植连作障碍将有助于推动生态畜牧业的发展，但目前关于长叶车前草在种植过程中存在的化感作用研究鲜见报导。鉴于此，以多年生黑麦草(LoliumperenneLinn.)、紫花苜蓿(MedicagosativaL.)、白三叶(Trifoliumrepens)和菊苣(CichoriumlntybusL.)为研究对象，采用培养皿纸上发芽方法研究长叶车前草浸提液对4种牧草种子萌发的化感作用，以期为其作为新型中草药饲草在发展生态畜牧业生产中与其他牧草混播、间作、套种等应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

长叶车前草(品种名为Tonic)，来自新西兰PGW种业在贵州独山的试验基地；菊苣、紫花苜蓿、白三叶和多年生黑麦草种子均由贵州省农业科学院草业研究所提供。

1.2 方法

1.2.1 浸提液制备 将供试样品长叶车前草的枯黄叶剔除，用超纯水冲洗干净后室内晾干，于烘箱60℃烘至恒重，剪植株成1 cm长的小碎段，按100 g干物质1 kg蒸馏水的比例浸泡提取36 h，期间不定时搅拌3～4次，经纱布过滤收集浸提液获得10%质量浓度的母液，放置4℃冰箱冷藏备用。

1.2.2 试验设计 采用双因素试验，因素1为长叶车前草浸提液，设4个浓度，0.1%、0.5%、1%和5%，以蒸馏水为对照；因素2为牧草品种，分别为菊苣、紫花苜蓿、白三叶和多年生黑麦草。试验精选饱满度一致、大小均匀、种皮完整的受试草种，先清水漂洗2遍，再用1%次氯酸钠溶液处理30 min，而后蒸馏水冲洗数次，撒滤纸上自然吸干水分。选用直径10 cm的培养皿，皿底铺2层滤纸，每个培养皿放入100粒处理好的种子，分别加10 mL已配制好的各浓度浸提液，以蒸馏水为对照，3次重复。于光照培养箱培养，培养条件：温度25℃，相对湿度80%，光暗周期12 h。每天观察草种萌发情况，按需求补充浸提液或蒸馏水，并作好记录。

1.2.3 测定指标 参照文献[11-13]的方法，以发芽势、发芽率、发芽指数及活力指数作为衡量种子萌发能力的指标，试验第8天计算发芽指数和发芽活力指数；并在每个培养皿中随机挑出9株受试幼苗分别测定根长。试验直至连续几天无种子发芽为止，计算发芽势、发芽率、发芽指数及活力指数。

发芽势=(n1/N)×100%

发芽率=(n2/N)×100%

发芽指数=∑Gt/Dt

活力指数=GI×S

式中，n1为第4日内的发芽数，N为供试种子数，n2根据各受试品种发芽情况而定；Gt为在不同时间发芽的种子数，Dt为相应发芽时间，GI为发芽指数，S为种子根长。

1.3 数据分析

采用Excel 2013和SPASS 19.0进行数据处理分析，使用Origin 9.1作图。

2 结果与分析

2.1 长叶车前草浸提液处理牧草种子的萌芽特性

发芽率反映植物种子萌发生长成为幼苗的能力，与发芽起止时间同为种子的发芽特征。从图1和图2可知，长叶车前草浸提液浓度为5%时对4种牧草种子的萌发均具有明显抑制作用。浓度为0.1%时可加快白三叶种子的发芽；浓度>0.5%时牧草种子发芽延后1～3 d。浸提液浓度为1%时对菊苣、多年生黑麦草和白三叶种子的发芽率无影响，但可明显降低紫花苜蓿种子的发芽率；5%的高浓度浸提液对4种牧草种子萌发呈不同程度的抑制，其中，白三叶的发芽率仅34.33%，较对照下降65.01%。

注：不同大、小写字母分别表示同一牧草各浓度处理间差异极显著(P<0.01)和差异显著(P<0.05)，下同。

Note: Different capital and lowercase letters indicate significance of difference among different concentrations of the same forage atP<0.01 andP<0.05 level respectively. The same below.

图2 长叶车前草不同浓度浸提液处理牧草种子的发芽率

Fig.2 Germination rate of four forage seeds treated with different concentration ofP.lanceolataextract

2.2 长叶车前草浸提液处理牧草种子的发芽势

从图3看出，长叶车前草不同浓度浸提液对菊苣、紫花苜蓿、多年生黑麦草和白三叶4种牧草种子的发芽势影响基本一致，其对照的发芽势分别为89.00%、84.66%、79.66%和96.00%，均与浓度5%时对应牧草的发芽势(分别为50.66%、60%、69.33%和27.33%)差异极显著(P<0.01)，但与浓度0.1%～1%时对应牧草的发芽势(87.33%～87.66%、80.66%～85.66%、82.00%～86.33%及97.00%～98.33%)无显著差异(P>0.05)。表明，低浓度长叶车前草浸提液处理4种牧草种子出苗整齐度不受影响，但高浓度(5%)处理可导致各牧草种子的活力降低，发芽速度急剧减慢。

图3 长叶车前草不同浓度浸提液处理牧草种子的发芽势

Fig.3 Germination potential of four forage seeds treated with different concentration ofP.lanceolataextract

2.3 长叶车前草浸提液处理牧草种子的发芽指数

从图4可见，菊苣、紫花苜蓿、多年生黑麦草和白三叶4种牧草种子的发芽指数整体走势与发芽率和发芽势相似，即随着长叶车前草浸提液质量浓度的增高，发芽指数均呈逐渐减小趋势。浸提液浓度为1%时菊苣、紫花苜蓿和白三叶种子的发芽指数明显降低；浓度为5%时，4种牧草种子的发芽指数均与对照差异极显著(P<0.01)，即4种牧草均受最大抑制。其中，白三叶在浓度5%时的发芽指数变化较大，与其他3种牧草相比也最低，说明长叶车前草浸提液在一定浓度后对白三叶的抑制作用较为突出。究其原因：可能是浸提液浓度5%远高于其他几个处理浓度，抑制力也就更强。因此，在浓度5%时4种牧草种子发芽指数均出现大幅下降，其中白三叶对长叶车前草的化感作用相对较敏感。

图4 长叶车前草不同浓度浸提液处理牧草种子的发芽指数

Fig.4 Germination index of four forage seeds treated with different concentration ofP.lanceolataextract

2.4 长叶车前草浸提液处理牧草种子的活力指数

种子活力是草种质量的重要指标，能够全面反映牧草种子发芽情况及幼苗生长的综合潜力。从图5看出，随着处理浓度增加4种牧草种子的活力指数均呈逐渐下降趋势，且浓度超过1%时4种牧草种子的活力指数降幅较大，在浓度5%时均达最低值。紫花苜蓿种子的活力指数对照和0.1%处理与0.5%、1%和5%处理间差异极显著，0.5%、1%与5%处理间差异极显著。菊苣种子的活力指数对照极显著高于0.5%、1%和5%处理，0.1%、0.5%处理与1%、5%处理间差异极显著。多年生黑麦草活力指数对照极显著高于其余处理，0.1%、0.5%和1%处理与5%处理间差异极显著。白三叶种子的活力指数0.1%处理与对照基本持平，与发芽特性关联分析推测，该浓度可能有利于白三叶发芽；白三叶种子的活力指数对照、0.1%处理与1%、5%处理间差异极显著，与0.5%处理间差异不显著，但对照、0.1%处理与0.5%处理均极显著高于5%处理。

图5 长叶车前草不同浓度浸提液处理牧草种子的活力指数

Fig.5 Vigor index of four forage seeds treated with different concentration ofP.lanceolataextract

3 结论与讨论

随着人们对化感作用的深入研究，牧草化感在农业生产上的应用愈来愈广泛，主要包括混合种植模式、开发生物除草剂和恢复生态平衡等应用[7]。研究结果表明，不同质量浓度的长叶车前草浸提液处理4种常规牧草种子，其发芽情况不尽相同。低浓度(0.1%～1%)处理，种子的发芽指数和活力指数均不同程度减小，而发芽率、发芽势受化感影响不明显；高浓度(5%)浸提液可使牧草种子生物活力降低，即对4种牧草种子的正常发芽抑制作用十分显著。因此，把控好长叶车前草与菊苣、紫花苜蓿、多年生黑麦草和白三叶4种牧草间合理混播、轮作的密度，才能更好地发挥其在生态畜牧业发展中药食两用的价值。

目前，关于长叶车前草的研究主要集中在活性化合物分子的药用研发，该试验填补了其在植物化感作用方面的科研空白。研究结果表明，长叶车前草对菊苣、紫花苜蓿及多年生黑麦草明显表现出浓度效应，与大多数植物化感研究“低浓度无明显影响，高浓度显著抑制作用”[14-16]的结论一致；对白三叶则表现低浓度促进发芽，高浓度抑制发芽的作用。究其原因：可能是浓度5%长叶车前草浸提液中某类物质积累到了有效化感浓度从而表现出高度抑制；白三叶“低促高抑”可能是有一类物质对其生长关键酶活性起到调控作用所致[17-18]。长叶车前草浸提液对4种牧草表现出两类效应，其中的化感作用机制还有待进一步深入研究。