松针浸提液和土壤浸提液对五指毛桃种子萌发的化感作用

陈英之，莫心怡，李良波，甘凤琼，黄荣韶

(1.广西大学 农学院，广西 南宁 530004； 2.广西中医药大学 药学院，广西 南宁 530200)

林药种植是根据林下不同环境条件，将适宜林下生长的药用植物移到自然环境下进行半野生化栽培[1]。林药种植充分利用林地资源，同时使野生药用资源得到恢复，解决了林木生产周期长、见效慢、收益低的难题，实现以短养长、长短结合的良性循环[2-3]。化感作用指植物通过向周边环境释放化学物质对周围和自身植物产生的不利或者有利的效应[4]。化感物质可以存在于植物任何器官中，通过淋溶、挥发、残留物分解和根分泌等途径向环境释放[5-6]。土壤是植物生存依赖的环境，也是植物产生化感作用的媒介，植物以地上部淋溶、残留物腐解和根系分泌物等形式将化感物质释放到土壤中，化感物质经过一系列的转化、滞留、迁移等途径富集，到达受体植物并维持一定的浓度和活性，从而产生化感作用[7]。

五指毛桃为桑科榕属植物粗叶榕(FicushirtaVahl)的根，具有健脾补肺、化温舒筋之功，用于脾虚浮肿、食少无力、肺痨咳嗽、盗汗、风湿痹痛、产后无乳等症[8]。五指毛桃是地道的民族药材，多生于海拔500～1 000 m的灌丛山谷、林缘、疏林、山坡林边或村寨附近旷地，湿润温暖的地方[9]。目前，五指毛桃林下种植研究比较少。松树是广西主要的造林树种，种植面积达231.6万hm2。如果能在松树林下种植五指毛桃，既可以增加林下生物多样性，又可以增加林业附加值。因此，本研究通过分析松针浸提液，以及松树与白及、桃金娘、牛耳枫、赤苍藤、五指毛桃5种不同药材立体种植的根际土壤浸提液对五指毛桃种子萌发、幼苗生长的影响，探讨松树、松树+白及、松树+桃金娘、松树+牛耳枫、松树+赤苍藤、松树+五指毛桃等对五指毛桃种子和幼苗的化感效应，为科学开展五指毛桃复合种植提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

松树松针、松树土壤、松树+白及土壤、松树+桃金娘土壤、松树+牛耳枫土壤、松树+赤苍藤土壤、松树+五指毛桃土壤于2019年3月采集于南宁市邕宁区那楼镇广泽健康产业种植基地。白及、牛耳枫、赤苍藤、五指毛桃于2017年3月人工移栽于松树林中，桃金娘为松树林下野生药材。

五指毛桃种子于2019年7月20日采自南宁市邕宁区那楼镇广泽健康产业种植基地。取无病虫害、生长健壮且成熟的五指毛桃果实，搓烂果肉，取出种子。

1.2 方法

1.2.1 松针水浸提液的制备

采集新鲜松针，用蒸馏水冲洗干净，自然晾干表面水分后用剪刀剪成1 cm左右的小段，称取10 g叶片浸泡于100 mL蒸馏水中，静置24 h后过滤，将滤液经旋转蒸发浓缩仪减压浓缩，最后得到松针水浸提液母液，置于冰箱4 ℃保存备用。试验中将所得的母液用蒸馏水稀释成4个浓度梯度：0.100 0、0.050 0、0.025 0和0.012 5 mg·mL-1，以蒸馏水为对照(CK)，一共5个处理。

1.2.2 土壤水浸提液的制备

采用5点取样法采集根系耕作层30 cm左右深度的土样，将土壤样品带回实验室，通风阴干，除去石块和植物残体等杂质，过2 mm筛，混匀后分别称取50 g用100 mL蒸馏水在室温下浸提24 h，24 ℃ 362.19g离心10 min，取上清液过滤，接着将滤液经过旋转蒸发浓缩仪减压浓缩，最后将水浸提液定容配制成土壤水浸提液母液，置于冰箱4 ℃保存备用。将所得的母液用蒸馏水稀释成4个浓度梯度：0.5、0.25、0.125和0.062 5 mg·mL-1，以蒸馏水为对照(CK)，每种浸提液一共5个处理。

1.2.3 种子萌发与幼苗生长试验

试验所用的新鲜五指毛桃种子用3% NaClO溶液表面处理10 min，无菌水反复冲洗3～5次。选取50粒饱满的种子，放在铺有2层滤纸的灭菌培养皿中，分别加入10 mL配制好的上述不同类型不同浓度的浸提液，以蒸馏水作空白对照，每处理3次重复。将培养皿置于室内，每日光培养12 h。每天观察种子发芽情况，及时按需补充相应的浸提液和蒸馏水，使滤纸保持湿润。从首粒种子发芽开始每日统计发芽数。

定期观察30 d，统计种子发芽情况、发芽势和发芽率[10]。测定幼苗生长指标，每皿随机选择10株幼苗，测其根长和苗长，计算平均值。

1.2.4 化感效应指数计算

以化感效应指数(RI，简称化感指数)衡量化感作用的强度，参照Williamson等[11]的方法进行化感作用评价。

RI=1-C/T(T≥C)；RI=T/C-1(T

式中：C为对照值，T为处理值。RI>0表示促进作用，RI<0表示抑制作用，RI的绝对值代表化感作用的强度，设定对照的RI值为0。用Microsoft Excel 2007和SPSS软件进行数据整理和分析。

2 结果与分析

2.1 松针浸提液对五指毛桃种子萌发与幼苗生长的影响

从表1可以看出，松针浸提液为0.012 5～0.100 0 mg·mL-1时，对五指毛桃种子发芽势、发芽率、根长和苗长都有促进作用(RI>0)。松针浸提液浓度越低，对五指毛桃种子发芽势、发芽率、根长和苗长的化感效应指数越大，化感效应越强，但发芽势和发芽率与对照差异不显著，根长和苗长与对照差异达显著水平，说明松针浸提液对受体发芽势和发芽率影响较弱，化感促进作用不明显；对根长和苗长影响较强，化感促进作用明显。当松针浸提液为0.012 5 mg·mL-1时，对受体促进作用最强，根长和苗长的化感效应指数分别为0.24和0.17，此时有利于五指毛桃种子的萌发和生长。

表1 松针浸提液对五指毛桃种子萌发与幼苗生长的影响

2.2 土壤浸提液对五指毛桃种子萌发与幼苗生长的影响

从表2可以看出，白及土壤浸提液为0.062 5～0.500 0 mg·mL-1时，对五指毛桃发芽势和发芽率有抑制作用(RI<0)，对根长有促进作用(RI>0)，浓度变化对五指毛桃发芽势、发芽率、根长和苗长的影响存在差异，化感强度变化没有规律。

表2 土壤浸提液对五指毛桃种子萌发与幼苗生长的影响

桃金娘土壤浸提液为0.062 5～0.500 0 mg·mL-1时，对五指毛桃的发芽势和根长有促进作用(RI>0)，各处理发芽势与对照差异不显著；浓度越高，对根长的化感促进作用越强，除0.062 5 mg·mL-1处理外，其他浓度处理五指毛桃的根长显著大于对照。桃金娘土壤浸提液浓度变化对发芽率和苗长的影响存在差异，变化没有规律。

牛耳枫土壤浸提液为0.062 5～0.500 0 mg·mL-1时，对五指毛桃的根长和苗长有促进作用(RI>0)，浓度变化对根长和苗长的影响存在差异，变化没有规律；浓度变化对发芽势和发芽率的影响存在差异，变化没有规律。

赤苍藤土壤浸提液为0.062 5～0.500 0 mg·mL-1时，对五指毛桃的根长有促进作用(RI>0)，浓度越高，根长的化感促进作用越强，各浓度处理根长均高于对照；浓度变化对发芽势、发芽率和苗长的影响存在差异，变化没有规律。

松树土壤浸提液和五指毛桃土壤浸提液为0.062 5～0.500 0 mg·mL-1时，对五指毛桃发芽势、发芽率、根长和苗长都有促进作用(RI>0)，浓度越低，对发芽势、发芽率和苗长的化感促进作用越强，但发芽势和发芽率与对照相比差异不显著；浓度越高，对根长的化感效应越强。

3 小结与讨论

化感物质是经自然途径进入环境的化学物质。在自然条件下，水是唯一能够将植物体中化感物质溶解出来的溶剂[12]。本研究用水作为溶剂，以受试种子萌发、幼苗生长为指标进行试验，衡量化感物质的作用活性。不同植物根际土壤中化感物质对同一植物种子萌发的作用效果不同。在试验浓度范围内，白及根际土壤浸提液对受体的萌发具有抑制作用，可能来自白及根际土壤的化感物质影响了种子萌发过程中某些酶的合成或者活性[13-14]；松针浸提液、松树根际土壤浸提液、松树+五指毛桃根际土壤浸提液均对五指毛桃的根长表现出促进作用。松针浸提液浓度越低越有利于根的生长，松树根际土壤浸提液相反，说明松针浸提液和松树根际土壤浸提液影响根长的化感物质不同。

不同腐殖质土壤浸提液对受体植物不同部位生长的影响存在差异，可能是不同的生长部位对化感物质的敏感程度不同。通过对种子发芽势、发芽率、根长和苗长的RI值对比发现，化感效应对不同器官的影响存在差异，五指毛桃幼苗根长对化感物质的敏感性大于种子发芽率和苗长的敏感性。

通过研究松针浸提液和6种植物根际土壤浸提液对五指毛桃种子萌发、幼苗生长的影响，发现松针浸提液、松树和松树+五指毛桃土壤浸提液对五指毛桃种子的发芽率、根长和苗长都有促进作用，说明五指毛桃适合在松树林和已有五指毛桃的松树林下生长，没有连作障碍。