核桃根叶水浸液对半夏化感效应的研究

陈志怡 李金月 李敏

(毕节职业技术学院，贵州 毕节 551700)

植物化感作用是指植物化感物质对环境中其它植物有利或不利的作用，又有人称之为植物的相生相克或他感作用，其是通过化感物质的释放而得以实现。化感物质是植物的次生代谢物质，是生物体内产生的非营养性物质，能影响其它植物生长、健康、行为或群体关系。核桃是最早发现的化感植物之一，经研究核桃根、枝叶以及果皮都具有化感作用，能够分泌化感物质抑制周围杂草、番茄、苜蓿、小麦等植物的生长。目前对核桃化感作用的研究，更多的侧重于核桃与一般农作物之间的化感效应，且大多表现出抑制效应。如,张琴研究了不同浓度核桃叶水浸提液对棉花种子萌发、幼苗生长及对棉花枯萎病菌菌丝生长的化感效应，结果表明，不同浓度核桃叶水浸提液对棉花种子萌发、幼苗生长及棉花枯萎病菌菌丝生长均表现出抑制效应,且抑制作用整体随着浸提液浓度的增高而逐渐增强[1]。张权等采用蒸馏水浸提法收集薄壳山核桃叶及青皮化感物质，运用室内生物测定法检测其不同浓度浸提液对小麦、油菜和绿豆种子萌发和幼苗生长的影响，结果表明，薄壳山核桃叶及青皮水浸液处理对3种受体植物的种子萌发和幼苗的苗高基本上表现为“低促高抑”的双重浓度效应[2]，核桃叶水浸提液对黄芩幼苗、白术幼苗也表现出低促高抑的双重浓度效应[3,4]。其他研究表明，核桃枝叶以及果皮、根等的浸提液对玉米、花生、辣椒、豌豆、黑大豆、黄瓜、小白菜、萝卜等作物也都表现出不同程度的抑制效应[5-7]。关于核桃有明显促进效应的化感作用的研究未见报道。核桃是毕节地区重要的经济林树种，有着广泛的栽培前景，然而在实践中,核桃的生长却常抑制周围其它作物的生长发育。半夏也是毕节地区重要的经济作物，关于核桃与半夏之间化感效应研究的例子未见报道，本文以核桃根、叶为材料，对其水浸液对半夏生长方面的作用进行了初步探索，为合理利用核桃的化感作用进行混农经济林生态系统的管理、作物的合理间作套种提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 核桃根、叶水浸提液的制备

核桃根、叶采自毕节市农科所内十年生核桃树，根洗净风干备用，叶片采用新鲜叶片。称取核桃根、叶片样品进行粉碎，分别按以下5个浓度梯度用水进行浸提：100mg·mL-1、50mg·mL-1、25mg·mL-1、10mg·mL-1、2mg·mL-1,浸提24h后取出，分别得到以下水浸液：核桃根水浸液5种，浓度分别为100mg·mL-1、50mg·mL-1、25mg·mL-1、10mg·mL-1、2mg·mL-1，核桃叶水浸液5种，浓度分别为100mg·mL-1、50mg·mL-1、25mg·mL-1、10mg·mL-1、2mg·mL-1。

1.2 半夏球茎处理

用以上核桃根和叶的不同浓度水浸提液分别对半夏球茎进行浸种10h，捞出风干24h后种植。对照用清水做同样的浸种处理。共以下11个处理：核桃叶水浸提液处理的半夏YB2、YB10、YB25、YB50、YB100，核桃根水浸液处理的GB2、GB10、GB25、GB50、GB100(其中数字对应相应的浸提液浓度,mg·mL-1)，清水浸种的半夏CK，每个处理3个重复，种植3个小区，共种植33个小区。每个小区6m2，种植1.75kg夏球茎。

种植20d半夏出苗后再用核桃根、叶不同浓度水浸提液浇灌相应做浸种处理的半夏苗，每小区浇灌4L浸提液，对照用等量清水进行浇灌。

1.3 测定指标

种植40d后测不同处理半夏出苗率、苗鲜重、干重、苗高。

1.4 数据处理

采用SPSS统计分析软件对试验数据进行方差分析及最小显著差异性检验，用Excel 2010进行数据整理和绘图。

2 结果与分析

2.1 核桃根、叶不同浓度浸提液对半夏出苗情况的影响

如图1所示，除浓度为100mg·mL-1的根浸提液处理的半夏GB100的出苗数与对照CK无差异以外，其他各处理的出苗数均高于对照CK。对照出苗率较低的原因可能是由于一些半夏的种茎上带有能导致半夏球茎腐烂的致病菌，对照是用清水对半夏种茎浸种10h，在此过程中，病原菌借助水环境大量繁殖蔓延，导致其他种茎也染病，种植后，染病的半夏球茎在土中腐烂从而导致出苗率低。而核桃叶和根的水浸提液处理的半夏，由于浸提液对导致半夏种茎腐烂的病原菌有不同程度的抑制作用(100mg·mL-1的根浸提液除外)，种茎染病的较少，所以出苗率均高于对照。从出苗情况来看，核桃叶浸提液处理的半夏，YB50的出苗率最高,说明50mg·mL-1的叶浸提液对半夏病原菌抑制效果最好,其他4个浓度2mg·mL-1、10mg·mL-1、25mg·mL-1、100mg·mL-1的叶浸提液处理的半夏YB2、YB10、YB25、YB100出苗率稍低于50mg·mL-1的叶浸提液处理，但仍明显高于对照CK，说明这4个浓度的核桃叶浸提液对半夏病原菌也有一定的抑制作用。核桃根浸提液处理的半夏，GB25的出苗率最高,说明25mg·mL-1的根浸提液对半夏病原菌抑制效果最好,10mg·mL-1、50mg·mL-12个浓度的根浸提液处理的半夏GB10、GB50出苗率仅次于25mg·mL-1的根浸提液处理的半夏，说明这2个浓度的根浸提液对半夏病原菌的抑菌效果也较好。浓度为2mg·mL-1的根浸提液相对于前面3个浓度抑菌效果有所降低，因为其处理的半夏GB2的出苗数明显下降，但仍高于对照。100mg·mL-1的根浸提液处理的半夏GB100和对照CK出苗数无明显差异，说明该浓度的根浸提液对导致半夏腐烂的病原菌无抑制作用。可以看出，对导致半夏种茎腐烂的病原菌，无论是叶浸提液还是根浸提液，并不是浓度越高抑菌效果越好，中等浓度的浸提液抑菌效果最好，存在最适抑菌浓度，低于或高于最适抑菌浓度，抑菌效果会减弱甚至消失。

图1 半夏出苗情况

2.2 核桃根、叶不同浓度浸提液对半夏苗生长情况的影响

如图2所示，不同浸提液处理的半夏苗高，叶浸提液处理的半夏，50mg·mL-1、100mg·mL-1的叶浸提液处理的半夏YB50、YB100苗高明显高于对照CK,2mg·mL-1、10mg·mL-1、25mg·mL-1的叶浸提液处理的半夏YB2、YB10、YB25苗高与对照CK无明显差异。根浸提液处理的半夏，10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1的根浸提液处理的半夏GB10、GB25、GB50苗高明显高于对照CK,2mg·mL-1、100mg·mL-1的根浸提液处理的半夏GB2、GB100苗高与对照CK无明显差异。说明50mg·mL-1、100mg·mL-1的叶浸提液，10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1的根浸提液不仅能提高半夏出苗率，还能促进半夏的纵向生长。

图2 半夏苗高

如图3所示，不同浸提液处理的半夏鲜重，叶浸提液处理的半夏，100mg·mL-1的叶浸提液处理的半夏YB100鲜重明显高于对CK,2mg·mL-1、10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1的叶浸提液处理的半夏YB2、YB10、YB25、YB50鲜重与对照CK无明显差异。根浸提液处理的半夏，2mg·mL-1的根浸提液处理的半夏GB2鲜重明显高于对照CK,10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1、100mg·mL-1的根浸提液处理的半夏GB10、GB25、GB50、GB100鲜重与对照CK无明显差异。

图3 半夏苗鲜重

如图4所示，不同浸提液处理的半夏干重，叶浸提液处理的半夏，100mg·mL-1的叶浸提液处理的半夏YB100干重明显高于对照CK,2mg·mL-1、10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1的叶浸提液处理的半夏YB2、YB10、YB25、YB50干重与对照CK无明显差异。根浸提液处理的半夏，2mg·mL-1、25mg·mL-1的根浸提液处理的半夏GB2、GB25干重明显高于对照CK,10mg·mL-1、50mg·mL-1、100mg·mL-1的根浸提液处理的半夏GB10、GB50、GB100干重与对照CK无明显差异。

图4 半夏苗干重

综合半夏苗高和干重2项指标分析，浓度为50mg·mL-1的叶浸提液处理的半夏YB50,以及浓度为10mg·mL-1、50mg·mL-1的根浸提液处理的半夏GB10、GB50苗高虽高于对照，但干重与对照无明显差异，说明这几个浸提液虽然有助于半夏的纵向生长，但对干物质的积累无明显促进作用。浓度为100mg·mL-1的叶浸提液以及浓度为2mg·mL-1、25mg·mL-1的根浸提液既能促进半夏的纵向生长，也能促进半夏干物质的积累。

3 讨论

化感物质几乎存在于植物的所有器宫中，通过淋溶、挥发、根分泌和残体分解等途径向环境释放，从而促进或抑制周围植物的生长和发育,研究中药材的化感作用己有很多报道[3]。本研究结果显示，除100mg·mL-1的根浸提液外，其他各浓度的核桃根、叶水浸提液处理的半夏出苗数均高于对照，初步推测是由于对照用清水浸种10h，导致部分半夏种茎所带的病原微生物滋生蔓延，传染给其他种茎，感病种茎播种后在土壤中腐烂未出苗，因此对照出苗率较低，而核桃根、叶水浸提液由于对导致半夏种茎腐烂的病原菌有不同程度的抑制作用，因此出苗率高于对照。但具体是何种病原微生物导致了半夏种茎的腐烂，核桃根、叶水浸提液是否真对此种病原微生物有抑制作用，需进行进一步的研究，从感病半夏种茎中纯化培养病原微生物后，用不同浓度的核桃根、叶水浸提液对病原菌直接做毒力测定实验，观察其抑制率，才能最终确定核桃根、叶水浸提液能否用于半夏相关病害的防治。在用同样的核桃根、叶水浸液处理魔芋的过程中也发现了类似的情况，对照清水浸种10h的魔芋均全部腐烂，出苗率为0，而不同浓度的核桃根、叶浸提液浸种10h的魔芋均不同程度的出苗，有的出苗率甚至达到98%。半夏和魔芋都属于天南星科植物，都易患软腐病，在本实验中出现的魔芋、半夏种茎腐烂未出苗的病征和软腐病很像，若能证明核桃根、叶水浸液对半夏、魔芋软腐病有防治效果，将其开发为一种生物农药，这将对生态农业的发展具有及其重要的意义，因为核桃根、叶的分泌物是天然的产物，作为农药使用能被土壤中微生物所降解，无残留，将是一种很好的生物防治技术。其他研究也有发现核桃对植物病原微生物有抑制作用的报道，如尹向田等在核桃青皮汁中添加硼、锌微量元素制成核桃青皮抑菌剂，并检测其抑菌活性，结果表明,稀释5倍的核桃青皮抑菌剂对葡萄白腐病菌菌丝生长抑制率为100%，不同稀释倍数的核桃青皮抑菌剂对葡萄离体果实发病的防治效果均可达88%以上。菌丝生长结果表明，该抑菌剂对葡萄白腐病菌等10种植物病原菌具有良好的拮抗作用，可见，核桃青皮抑菌剂具有良好的抑菌活性，抑菌谱较广，可为葡萄白腐病的生物防治提供新资源[8]。张卫星等发现,核桃青皮提取物对意大利青霉菌、柑橘绿霉菌及辣椒疫霉菌的有抑制作用[9]，王天淼等采用牛津杯法研究核桃楸叶和外果皮丙酮提取物对木材腐朽菌的抑菌效果，结果表明,核桃楸叶和外果皮丙酮提取物对木材褐腐菌密粘褶菌和白腐菌彩绒革盖菌均有抑菌活性[10]。

目前根据本研究的结果，能初步断定在核桃地里种植半夏，可以提高半夏出苗率，核桃叶和根分泌的化学物质对半夏无抑制作用，且特定浓度的叶浸提液以及根浸提液还可以促进半夏的生长，因此在核桃地里间作半夏从化感方面而言是可行的，但由于实际生产中核桃叶被雨水淋溶后进入土壤中的浸提液浓度以及根系被地下水浸提后进入土壤中的浸提液浓度的情况较复杂，且根据目前的研究结果，浸提液浓度也影响半夏生长情况，所以实际生产中进行核桃、半夏间作，具体能多大程度的提高出苗率和促进其生长需进一步进行相关田间实验确定。