铁冬青种子浸提液对萝卜和小麦种子的化感试验研究

2021-02-27张森行

现代园艺 2021年3期

张森行

（福建省龙岩市花卉管理办公室 364000）

铁冬青（Ilex rotunda Thunb）是冬青科（Aquifoliaceae）冬青属的常绿乔木，我国长江以南各省均有分布[1]。铁冬青四季常绿，树形古朴，秋后满树红果，鲜艳夺目，具有较高的观赏价值，而且适应性强，是优良的园林观赏树种，近年来在我国南方各省大面积推广种植[2-3]。除观赏外，铁冬青材质坚韧细致，可作细工用料；其果实可提取色素；根、叶、树皮等部位还可入药，有清热利湿、消肿止痛之功效[4]。

1 研究背景

铁冬青种子一般在当年11 月至第2 年1 月份成熟，但由于具有深度休眠的特性，常规播种发芽率低，一般需要贮藏1 年，隔年播种[3-4]。具有深度休眠特性的种子，常含有较多的化感物质，不仅抑制自身种子的萌发，其种子浸提液还能抑制周围竞争植物种子的萌发和幼苗生长[5-7]。

铁冬青的研究目前主要集中在播种育苗[1,4,8]、扦插繁殖[9]方法研究和铁冬青作为药用植物的药理学相关研究[10-11]。铁冬青种子是否具有化感物质，是否可通过层积沙藏手段消除铁冬青种子中的化感物质的影响，目前仍未见报道。本研究以铁冬青种子为研究对象，制取种子浸提液，以萝卜（Raphanus sativus）和小麦（Triticum aestivum）为受试植物，设计试验，测定铁冬青种子浸提液对受试植物种子萌发和幼苗生长的影响，以期为铁冬青播种生产提供理论依据和指导。

2 试验材料与方法

2.1 试验材料

选择龙岩市新罗区鑫林苗圃于2014 年选定的20号优树，分别于2015 年12 月和2016 年12 月，当核果完全变为红色时，采集种子。

2.2 试验方法

2.2.1 铁冬青种子处理。采集后的铁冬青成熟果实，用清水浸泡5d，待果肉软化后，搓揉除去果肉，用清水洗净，阴凉通风处晾干[3,8]。2015 年采集的种子在晾干之后，放置在湿度30%的湿沙中进行低温沙藏处理，每周浇水1～2 次，并保持通风透气，沙藏时间为1 年[2]。2016 年种子不进行沙藏处理，阴干后直接放置在4℃冰箱内备用。

2.2.2 铁冬青种子浸提液制备。2017 年2 月，分别称取2015 年和2016 年的铁冬青种子2、4 和8g，放入锥形瓶中，加入去离子水40mL，配成0.05、0.1 和0.2g FW/mL 浓度溶液，在室温（25℃±2℃）下放置48h（每隔12h 摇动5min），8000rpm 离心10min，得铁冬青种子水浸提液，4℃冰箱中保存备用[11-12]。

2.2.3 化感试验。分别选取籽粒饱满、大小相似的2 种受体植物种子（萝卜、小麦）各100 粒，浸泡在25℃去离子水中8h。浸种处理结束后，将种子置于铺有2 层滤纸的直径90mm 的培养皿中，分别加入不同浓度的铁冬青种子浸提液5mL，放置在人工气候箱（25℃，L/D=12/12，湿度80%）中萌发，每24h 记录种子萌发数量，并补充去离子水，保持培养皿内湿润。对照组只加5mL 去离子水。每个处理设置3 个重复，连续2d 无种子萌发时，结束试验，计算种子萌发数，测量所有幼苗的根长、苗高。在测量结束后，每个重复的所有幼苗放置在牛皮纸袋中，放入烘箱60℃烘干至恒重，记录每个试验重复的干物质重。

2.2.4 数据处理。试验数据通过SPSS 18.0 进行处理，采用单因素方差分析，计算不同处理间的差异显著性。根长和苗高为每个重复中所有萌发幼苗的测量结果平均值，干物质重为一个重复内所有幼苗的总和。由于物种间种子萌发和生长参数差异很大，为便于比较，本实验使用相对值（对照的百分比）表示发芽率、根长和苗高以及幼苗干物质重。

3 试验结果

3.1 2016 年铁冬青种子（未沙藏）试验结果分析

3.1.1 种子萌发率。对萝卜、小麦种子相对萌发率的影响显著。萝卜种子的相对萌发率为对照组的65%～74%，小麦种子的相对萌发率为对照组的92%～94%，

表1 萝卜和小麦种子经铁冬青种子（未沙藏）浸提液处理后的试验结果

3.1.2 幼苗苗高。萝卜幼苗平均苗高虽有下降，但影响不显著。浸提液浓度为0.1 和0.05g FW/mL 时，小麦幼苗平均苗高虽有下降，但影响不显著；浸提液浓度为0.2g FW/mL 时，影响显著，仅为对照组的83%。

3.1.3 幼苗苗根长。萝卜幼苗平均根长影响显著，仅为对照组的42%～50%。浸提液浓度为0.05 和0.1g FW/mL 时，小麦幼苗平均根长虽有下降，但影响不显著；浸提液浓度为0.2g FW/mL 时，影响显著，仅为对照组的76%。

3.1.4 幼苗干物质。浸提液浓度为0.05 和0.1g FW/mL时，萝卜幼苗干物质平均重虽有下降，但影响不显著；浸提液浓度为0.2g FW/mL 时，影响显著，仅为对照组的80%。浸提液浓度为0.05g FW/mL 时，小麦幼苗干物质平均重虽有下降，但影响不显著；浸提液浓度为0.1和0.2g FW/mL 时，影响显著，仅为对照组的91%和92%。

3.2 2015 年铁冬青种子（沙藏1 年）试验结果分析

表2 萝卜和小麦种子经沙藏1 年铁冬青种子浸提液处理后的试验结果

3.2.1 种子萌发率。对萝卜、小麦种子相对萌发率的影响不显著。

3.2.2 幼苗苗高。对萝卜幼苗平均苗高的影响不显著。浸提液浓度为0.05g FW/mL 时，小麦幼苗的平均苗高显著性增加，达到对照组的109%；浸提液浓度为0.1和0.2g FW/mL 时，小麦幼苗平均苗高的影响不显著。

3.2.3 幼苗苗根长。对萝卜、小麦幼苗平均根长的影响不显著。

3.2.4 幼苗干物质。浸提液浓度为0.05g FW/mL 时，萝卜幼苗干物质的平均重增加，影响显著，是对照组的115%；浸提液浓度为0.1 和0.2g FW/mL 时，幼苗干物质的平均重有增加，但影响不显著。小麦幼苗干物质平均重有增加，但影响不显著。

4 分析与讨论

试验结果表明，铁冬青种子中存在化感物质，会抑制萝卜和小麦种子的萌发和幼苗的生长，通过沙藏处理可消除化感作用。

在环境资源有限的恶劣生境中，植物会通过释放化感物质，抑制周围竞争植物的萌发和生长，确保自身的生存优势[5-7]。例如生长在荒漠地区的油蒿（Artemisia ordosica）就存在强烈的化感作用，可释放小分子量的酚酸类和萜类物质，抑制周围伴生植物种子的萌发[6,13]。本研究结果证明，未经沙藏处理的铁冬青种子同样存在化感作用，即便是0.05g FW/mL 的低浓度浸提液，对萝卜和小麦种子萌发也存在显著的抑制作用（表1）。而经过1 年的沙藏处理后，铁冬青种子的化感作用明显减弱，3 个浓度的浸提液均不显著影响受试植物种子的萌发（表2）。

除了抑制植物种子萌发外，化感物质还会抑制植物根系对氮和矿质元素钾的吸收，从而抑制植物生长[12-13]。高浓度的无沙藏处理的铁冬青种子浸提液处理后，萝卜幼苗根长生长均受到显著抑制，说明铁冬青种子中存在抑制植物根系生长的化感物质（表1）。小麦幼苗根长在低浓度浸提液处理时无显著性下降，这可能是由物种差异引起的。在其他研究中，同为禾本科的狗尾草（Setaria viridis）也表现出较强的抵御化感物质的能力[12-13]。而当铁冬青种子经过1 年的沙藏处理后，其浸提液对受试植物幼苗根长生长的抑制作用完全消失（表2），说明沙藏处理可消除铁冬青种子中化感作用。

相对于种子萌发和根系的生长，植物化感作用对植物幼苗苗高生长和干物质重的累积影响较小[13-14]。未经沙藏处理的铁冬青种子的低浓度浸提液（0.05g FW/mL）处理过后，萝卜和小麦幼苗的干物质重虽然出现下降，但未达到显著性差异；而当浸提液浓度达到0.2g FW/mL 时，2 种受试植物幼苗的干物质重均出现显著性下降（表1），说明未沙藏的铁冬青种子存在化感物质，抑制植物幼苗干物质重的累积。萝卜和小麦幼苗的苗高在经过未经沙藏处理的铁冬青种子浸提液处理后，均出现下降，但只有0.2g FW/mL 的浸提液会显著抑制小麦苗高的生长（表1），说明铁冬青种子中的化感作用对植物幼苗苗高生长的影响较弱，但也会存在一定的抑制作用。

化感物质在低剂量范围内对植物的生长是有一定的促进作用，这种毒物效应在动植物上都已有试验证据证明[13,15]。经过沙藏处理后的铁冬青种子浸提液对萝卜和小麦幼苗干物质的累积有促进作用，在低浓度（0.5g FW/mL）时，对萝卜幼苗干物质重的累积有显著的促进作用（表2）。这种毒物效应也再次证明，沙藏处理能引起铁冬青种子内化感物质的降解，消除其对植物生长的抑制作用。