3种植物浸提液对柏木种子萌发的影响

杨和平，曹举英，陈开惠

(1.四川省阿坝州汶川县国有林保护局，四川 汶川 623099；2.大熊猫国家公园彭州管护总站,四川 彭州 611930； 3.四川省彭州市规划和自然局，四川 彭州 611930)

柏木(Cupressusfunebris)是柏科(Cupressaceae)柏木属(Cupressus)乔木，柏木为中国特有树种，生长快、用途广且适应性强，是长江以南湿暖地区山地的重要造林树种[1]。有关提高种子发芽率的研究已有较多的报道[2]，已有报道研究了在不同温度、光照等因子影响下的柏木发芽基本特征[3]，得出适宜其种子发芽的条件。在众多的研究中，植物浸提液作为影响种子萌发的重要因素，受到广泛重视。在自然环境中，物种间往往以混交生长的形式存在，植物间的化感作用是植物通过根系分泌、茎叶淋溶、地上挥发和枯落物残体分解等途径，向环境释放化学物质(化感物质)，并对周围其他受体植物生长发育产生促进或抑制作用。因此，植物种子掉到地面上以后，其种子的萌发常常受到不同植物根系、枝条、叶片等凋落物经水浸泡后形成的浸提液的影响，这些浸提液中，往往存在大量的化感物质，这些物质产生的化感作用是植物种间相互作用的重要途径，对群落的植物组成、分布及其演替过程具有重要作用，是影响森林天然更新的重要因子。

相关研究表明，植物化感作用具有可遗传性，不同物种的化感潜力不同，相同植物所含化感成分的差异往往对种子萌发形成不同的抑制作用。同时，很多植物均含有大量种子萌发抑制物质，且浸提液对其他植物具有明显化感效应，但对于植物凋落物化感物质释放乃至分解进入土壤后是否会影响与其混交植物生长的研究尚未受到重视。为深入了解不同植物浸提液的化感作用，文中以柏木种子为受体，探究女贞、小琴丝竹、巨桉枝叶浸提物对柏木种子萌发的影响，旨在了解柏木种子部分对其他植物的化感作用，为柏木林分改造及合理的经营提供理论依据，研究结果对于提升柏木产业发展具有重要的指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料及处理

选择女贞(Ligustrumlucidum)、小琴丝竹(Bambusamultiplex)、巨桉(Eucalyptusgrandis)3种常见植物，在实验室内将植株分为枝和叶，分别将其枝、叶剪成1～2cm的小块。102℃杀青30min，在60℃烘箱中烘干至恒重，分别称取植物枝、叶，分别取枝、叶样品300g加入10倍鲜重的蒸馏水，室温条件下浸提48h后倒出浸提液。用3层纱布过滤2次，滤液4000r/min离心5min，取上清液作为母液，得到水浸提液(以下简称浸提液)原液，浓度为0.100g/mL(鲜重与蒸馏水的比值，即浸提液的浓度以每mL水浸提的植物材料g数表示)。分别量取枝和叶母液25mL，50mL，75mL于100mL于容量瓶中，定容，配制成相当于原枝叶质量浓度为0.025，0.050和0.075g/mL的枝叶浸提液，置于4℃的冰箱备用(各处理浓度及编号见表1)。

表1 试验编号及处理浓度

1.2 种子萌发

种子萌发采用培养皿滤纸法。选取籽粒饱满，大小均匀的受体植物种子。柏木种子经浸种处理后置于铺有2层滤纸的培养皿中，每皿各放30粒种子，分别加入一定量(以淹没种子的1/3为准)各浓度植物枝、叶的浸提液。设置4个浸提液处理浓度，即0.025g/mL，0.050g/mL，0.075g/mL，0.100g/mL，以蒸馏水为对照(0.000g/mL)，每个浓度的处理重复3次。

放置在20℃的光照培养箱中(光照12h/d)培养，3d后记录发芽率。在室温下进行培养，以胚根或胚轴突破种皮1～2mm为种子发芽的标准。每天观察并记录种子的发芽情况，统计发芽颗数，共观察记录28d。

1.3 测定指标

根据记录的数据计算下列参数[4]：

(1)最终发芽率(FG)

FG=发芽种子总数/供试种子总数×100%

(2)发芽速率(GS)

GS=∑(Gt/Nt)

Gt为逐日发芽种子数之和，Nt为相应发芽天数。用每天累计的发芽种子数除以对应天数，再求和。

(3)化感效应敏感指数(RI)

RI=1-C/T(T≥C)

RI=T/1-C(T

C为对照值，T为处理值。当RI<0时为化感抑制作用，RI>0时为化感促进作用。RI的绝对值大小反应化感作用的强弱。

1.4 数据处理

采用Microsoft Office Excel对数据进行处理，利用SPSS19.0软件对处理后的数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 浸提液对种子萌发的影响

发芽指数是种子的活力指标。本试验中，3种植物枝和叶浸提液对柏木种子萌发影响的结果如图1所示，女贞和巨桉的枝和叶均不同程度地提高了柏木种子的发芽率，其中，以巨桉枝浸提液T4浓度下，柏木种子的发芽率最高达80%，以小琴丝竹的叶浸提液T1浓度下发芽率最低，为36.67%，整体分析来看，小琴丝竹的叶浸提液T1和T2、枝浸提液T1降低了柏木种子的发芽率。对3类植物比较分析来看，巨桉枝叶浸提液对柏木种子发芽率的促进作用较女贞高，小琴丝竹则表现最低，且部分浓度呈现出一定的抑制作用。同时各植物枝和叶浸提液总体表现出枝浸提液柏木种子的发芽率高于相应浓度的叶浸提液，低浓度的枝叶浸提液总体上促进柏木种子的发芽率，高浓度浸提液抑制柏木种子的发芽率。

图1 植物浸提液对柏木种子发芽率的影响

2.2 化感效应敏感指数特征

化感作用是植物通过淋溶、挥发、枯落物分解和根系分泌等方式向周围环境释放化学物质，从而影响邻近植物种子萌发和幼苗生长，一般采用化感效应敏感指数来分析凋落物浸提液对植物种质萌发的促进和抑制作用。

试验对3种植物枝叶浸提液对柏木种子萌发过程中的化感效应敏感指数进行计算分析后如图2所示。结果显示，3种植物中仅小琴丝竹叶浸提液T1和T2浓度、枝浸提液的T1浓度下表现出对柏木种子萌发的抑制作用。其中，叶浸提液T1的抑制作用最强，其敏感指数为-0.27，枝浸提液T2次之，其敏感指数为-0.20，叶浸提液T2最低，其敏感指数为-0.07。其余枝叶浸提液均表现出一定的促进作用，其中，以巨桉枝浸提液T4浓度的促进作用最强，其敏感指数为0.60，巨桉叶浸提液T4和枝浸提液T1的促进作用次之，其敏感指数为0.53，小琴丝竹枝浸提液T2初级作用最低，其敏感指数为0.00。同时，整理上来看，巨桉和女贞的化感效应敏感指数均高于小琴丝竹，同时，巨桉化感效应敏感指数高于女贞，表明小琴丝竹浸提液总体上不利于柏木种子的萌芽。

图2 植物浸提液对柏木种子化感效应敏感指数特征

2.3 浸提液对种子发芽速率的影响

发芽速率是衡量其发芽快慢的一个指标。发芽速率测定，是反映种子活力的有效方法，种子活力是高发芽率种子在田间表现的差异，由此可见，种子活力是比发芽率更敏感的指标，与田间出苗率更具有正相关性。

3种植物枝叶浸提液对柏木种子发芽速率的影响(图3)，柏木种子在小琴丝竹和巨桉枝叶浸提液中的发芽速率显著提高，而女贞枝叶浸提液对其发芽速率的影响不大。其中，以小琴丝竹叶浸提液T3和巨桉浸提液T4处理下，柏木种子萌芽速率最高，均为1.71粒/d，小琴丝竹和巨桉浸提液处理下，柏木种子发芽速率基本高于1.00粒/d，女贞浸提液处理下，柏木种子发芽速率均低于1.00粒/d。同时，从枝叶浸提液中发现，柏木种子发芽速率随着小琴丝竹枝叶浸提液浓度的升高呈现出先上升后下降的变化趋势，总体表现出“抛物线”的变化趋势，而柏木种子发芽速率随着巨桉浸提液浓度升高呈现出先后下降上升的变化趋势，表现出“U”形的变化趋势。

图3 植物浸提液对柏木种子发芽速率的影响

3 结论

关于植物浸提液化感效应的研究已有很多报道[5-6]，相关研究表明，茶树凋落叶浸提液会对发芽期菘蓝的生理生化和基因表达产生影响，总体上呈现“低浓度促进，高浓度抑制”的浓度效应[7]，洋葱对丹参种子的萌发率、根长和干重在低浓度时为促进作用，高浓度时为抑制作用[8]，水杉叶浸提液对银杏具有一定的化感作用，表现为中高浓度下促进，低浓度下抑制[9]。

本研究结果表明，3类植物枝叶浸提液总体上能促进柏木种子的发芽率和发芽速率，除了少数处理外，3种植物的枝叶浸提液的化感作用总体上对柏木种子发芽具有促进作用。同时，从不同植物种类来看，巨桉枝叶浸提液对柏木种子的发芽率、发芽速率具有较高的促进，而小琴丝竹枝叶浸提液在一定程度上抑制了柏木种子的萌发。在自然界中，通过雨水淋洗进入土壤的浸提物是少而慢的，其作用应该类似与本实验的低浓度处理。在柏木人工林的混交改造过程中，其营造也要充分考虑化感作用的影响。以植物化感作用原理为指导，充分发挥其相生作用、互补作用，从而实现柏木生态系统的高质量发展。

因此，在实际生产中，可以适当利用巨桉浸提液对柏木种子进行萌芽。由于本试验仅对柏木种子进行了28d的萌芽试验，而种子的萌芽及后期的发育生长是一个长期的过程，因此，有必要继续开展更长时间的观测和试验，以充分了解植物浸提液与种子萌芽的关系，为生产实际提供科学支撑。