松针浸提液对甘草种子萌发的影响

高 静,成 希，胡本祥，颜永刚，祝昕怡，张亚丽，张鼎岳

(1. 陕西中医药大学 药学院/陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心，陕西 咸阳 712000；2. 甘肃中医药大学 药学院，甘肃 兰州 730000)

化感作用是指自然界中的植物通过挥发、分泌、淋溶、残茬分解等释放自身的化学物质分散到空气或土壤中，从而影响周围植物生长的现象[1]。植物化感作用在生物复合群落、土壤物质循环、生物入侵、作物生产和病虫害防治方面具有广阔的应用前景[2]。松针是松树的自然凋落物，已有研究表明松针是一种化感作用很强的物质，其提取物在抑制病原菌方面有较大的开发潜力。植物凋落物对种子萌发、土壤理化性质、幼苗生长、群落演替及物质循环等方面有重要影响。

甘草Glycyrrhiza uralensis Fisch.为豆科多年生草本植物，有“国老”之称，始载于《神农本草经》，被列为上品。随着中医药产业的不断发展，甘草的使用量大大增加，导致过度采挖，从而使野生环境遭到破坏，资源分布量急剧减少，人工栽培的甘草逐渐增多，但甘草种子种皮紧实，自然条件下萌发率很低，在种植前必须对种子进行处理[3]。种子萌发及幼苗早期形成过程是植物生活史中最敏感的阶段，因此，研究松针凋落物对甘草种子萌发和幼苗生长的影响，有助于理解凋落物的生态功能，对甘草生态种植栽培技术提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 实验材料及试剂

甘草种子购于安国市万草同源苗木花卉有限公司，松针采集于陕西中医药大学校园内种植的白皮松、雪松、油松的松针。高锰酸钾购于上海源叶生物技术有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 松针浸提液的制备 采集新鲜的雪松、白皮松、油松的松针，去除杂质和枯黄枝叶，洗净，阴干，粉碎。将粉碎后的松针装入烧杯中，加入40倍的蒸馏水，转移至超声仪中处理30 min，取出后3 000 r·min-1离心10 min，取上清液作为25 g·L-1的母液[4]，4℃下保存于冰箱中备用。

1.2.2 种子萌发实验 取干净的培养皿，每个培养皿里面铺2层滤纸，再分别加入10、15、20、25 g·L-1浓度的松针浸提液，以蒸馏水为对照组。选取大小一致饱满无虫蛀的乌拉尔甘草种子，用0.1%高锰酸钾溶液消毒15 min，取出用水冲洗干净。放入上述处理好的培养皿中，每皿放入25粒种子，每个处理重复3次，放入人工气候箱中(12 h光照/12 h黑暗，温度25℃)进行发芽试验，每天进行观察记录发芽种子数，并补充水或相应浸提液。幼苗生长8 d后, 分别测量胚根长、胚轴长及胚芽长。

1.3 种子萌发指标的相关计算公式

发芽率(%)=发芽种子总数/供试所有种子数×100%；

发芽势(%)=规定时间内的发芽数/供试所有种子数×100%；

平均发芽时间(d)=∑(Gt/Dt)/∑Gt，式中Gt为在不同时间的发芽数，Dt为与Gt对应的发芽日数；

化感效应指数(RI)的计算与分析：RI=1-C/T(T>C)；RI=T/C-1(T≤C)，式中T为处理值，C为对照值，当RI为正数时，表示促进作用，当RI为负数时，表现抑制作用[5]。

1.4 数据处理

使用 Spss 13.0 软件进行数据分析，所有数据图均由Origin8.0完成。

2 结果

2.1 不同松针浸提液对甘草种子萌发的影响

由图1可知，对照组的发芽率为87.99%，3种松针浸提液均提高了甘草种子的发芽率，低浓度下促进作用明显，高浓度下促进作用减弱，最高值为10 g·L-1油松松针浸提液处理组。由图2可知，与对照组相比，3种松针浸提液均提高了甘草种子的发芽势，最高值为25 g·L-1油松松针浸提液处理组。由图3可知，与对照组相比，15 、25 g·L-1的雪松松针浸提液能缩短平均发芽时间，加快发芽速度，其他处理组对甘草种子平均发芽时间影响无明显差异。

2.2 不同松针浸提液对甘草种子幼苗的影响

由图4可知，与对照组相比，3种松针浸提液均抑制了甘草幼苗胚轴的生长，随着浓度的增加，抑制效果越显著。由图5可知，与对照组相比，雪松松针浸提液对甘草幼苗胚芽的生长影响不大，20、25 g·L-1油松松针浸提液及10、15、25 g·L-1白皮松松针浸提液增加了胚芽长。由图6可知，10 g·L-1白皮松松针浸提液处理组的胚根最长，为2.58 cm，其余处理组与对照相比均抑制了甘草幼苗胚根的生长。

2.3 不同松针浸提液对甘草的化感效应

由表1、表2、表3可知，3种松针浸提液对甘草种子的发芽率和发芽势的化感效应均为正值，即为化感促进作用，其中对发芽率促进效果最显著的为10 g·L-1油松松针浸提液，对发芽势促进效果最显著的为25 g·L-1油松松针浸提液。3种松针浸提液对甘草幼苗胚轴长的化感效应均为负值，即为化感抑制作用，其中抑制效果最显著的为20 g·L-1雪松松针浸提液。由表1可知，15 g·L-1雪松松针浸提液对甘草幼苗胚芽生长为化感促进作用，其余浓度雪松松针浸提液对甘草幼苗胚芽生长均为化感抑制作用。由表2可知，15 g·L-1油松松针浸提液对甘草幼苗胚芽生长为化感抑制作用，其余浓度油松松针浸提液对甘草幼苗胚芽生长均为化感促进作用。由表1、表2可知，雪松和油松松针浸提液对甘草幼苗胚根生长为化感抑制作用。由表3可知，低浓度白皮松松针浸提液对甘草幼苗胚根生长为化感促进作用，高浓度为化感抑制作用。

表1 雪松松针浸提液对甘草种子发芽的化感效应指数

表2 油松松针浸提液对甘草种子发芽的化感效应指数

表3 白皮松松针浸提液对甘草种子发芽的化感效应指数

3 讨论

在农业实践中，种子萌发是一个非常重要的环节，植物间的化感作用对农作物生产和农业管理有重要意义，大量研究表明不同植物不同部位的浸提液都能影响同种或异种植物种子萌发和幼苗生长。花椒叶浸提液对草地早熟禾、高丹草、苜蓿、白三叶草的发芽率和发芽势有抑制作用，但高浓度的花椒叶浸提液能促进草地早熟禾和苜蓿的根、茎生长[5]。滇重楼种子浸提液能影响绿豆、白菜、小麦叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性，并对其发芽率、苗高、根长及鲜重表现出低促高抑的现象[6]。此外，低浓度红花酢浆草榨取液对狗牙根种子的萌发有显著促进作用[7]。孔雀草水浸提液对石竹、二月兰、鸡冠花种子萌发和石竹幼苗生长均表现为抑制作用，孔雀草和苍耳低浓度的水浸提液对千叶蓍种子则表现为一定的促进作用[8,9]。可见，植物浸提液可能通过化感物质影响保护酶系统和激素水平，进而对种子萌发具有一定的影响。

松树作为一种主要造林树种，种植面积大，蕴藏量丰富。有研究表明，用落叶松枯落针叶作为覆土材料进行覆盖，可以促进播种后种子萌发，但也有实验证明落叶松枯落针叶水浸液对白菜种子的萌发具有抑制作用，这说明不同松针浸提液对不同植物种子萌发和幼苗生长的影响存在差异性[10]。在笔者研究中，雪松、油松、白皮松的松针浸提液不同程度的促进了受试植物甘草种子的发芽率、发芽势，随着浓度的升高，促进的作用有一定的减弱。但对甘草幼苗根长、茎长作用效果不太明显，甚至一定浓度下产生抑制作用。综上所述，雪松、油松、白皮松的松针浸提液对乌拉尔甘草种子的萌发有一定的化感促进作用，能加快萌发过程，有利于出苗，但不利于苗期甘草生长。