凋落物浸提液对高羊茅种子萌发的影响

2023-05-16罗子豪张先言陈倩黄琳曦辛培尧汪琼

农业与技术 2023年9期

罗子豪张先言陈倩黄琳曦辛培尧，2，3 汪琼，2，3

(1.西南林业大学园林园艺学院，云南昆明 650224；2.国家林业和草原局西南风景园林工程技术研究中心，云南昆明 650224；3.云南省功能性花卉资源及产业化技术工程研究中心，云南昆明 650224)

在自然界中，一直以来化感效应都普遍存在，化感效应是自然界中的植物为了生存而自然产生的一种对环境的适应过程的机制，化感效应可直观反映植物之间的种间关系。一般来说，化感效应的主要表现为，一种植物可以通过释放化感物质来抑制与其相邻的植物的种子萌发以及后续生长情况，从而导致一个完整的群落关系的组成和分布都会受到其影响。目前，国内研究者对化感效应的关注主要集中于讨论植物群落中某种植物产生的化感物质对其他植物的种子萌发产生的影响等方面[1]。不同植物的凋落叶所含有的化感物质的数量及其种类都有所不同，导致不同植物群落之间的化感作用也存在一定的差异。泡核桃凋落物水浸提液能显著降低茄子种子发芽率[3]，水杉叶浸提液对银杏苗具化感效应[4]，不同浓度梯度的油茶叶片凋落物浸提液对紫苏的种子萌发具显著化感作用[5]。

银杏(Ginkgo biloba L.)又被国人称作为“植物大熊猫”，也有人因为银杏结出的果子表面覆盖有一层白粉而将其称之为白果树。银杏是一种落叶大乔木，成年后的银杏树干表皮粗糙龟裂，给人一种古朴的感觉。银杏作为迄今为止人类发现的最为古老的树种之一，在世界上都享受盛名，银杏因其寿命悠久且生命力顽强，常被世界各地人民奉为神树。在我国，由于银杏的寿命极其悠长，经常出现“爷爷种树，孙子吃果”的现象，因此，我国古时候银杏就常常被人们种植在宗族祠堂周边，以表达香火延续、家族人丁兴旺的美好愿景。据史料记载，银杏树浑身是宝，如银杏叶具有通经活络、活血化瘀的功效；银杏果是一种名贵中草药，可降血脂血压，保护心肝肺，同时银杏果通过炒制又可以作为传统美食享用；银杏树干可以作为名贵木材打造家具或房梁。但是，银杏种子切记不可食用过多，容易中毒。银杏在园林应用中使用较多，多是用于孤植于庭院一角，又或是作为行道树种列植于道路两侧。夏天，因银杏树叶呈扇形且叶面积普遍偏大，在夏风吹拂中摇摆，显得郁郁葱葱。秋天，树叶金黄，观赏性极佳。在我国东南、西南中部和东北部都有银杏的广泛分布，更是在成都等城市成为了市树。银杏在园林园艺界的地位极高，“园林三宝”指的就是银杏、牡丹和兰花。

鸡爪槭(Acer palmatum Thunb.)属于槭树科槭树属植物。全球槭树植物约200余种，广泛分布于亚欧非等地区。想要构成园林景观，园林植物是基础。鸡爪槭作为著名的彩色叶植物，在园林绿化中得到越来越多的应用，并且如今已然是构成园林景观不可或缺的一种植物。彩色叶的鸡爪槭树种可以弥补行道树种颜色单调、千篇一律的问题，并且鸡爪槭树叶茂密，具有较好的遮荫能力。所以，讨论彩色叶鸡爪槭或其他品种鸡爪槭在园林绿化中的应用就势在必行，而鸡爪槭在园林中与其他植物的化感效应的研究也非常有必要。

目前，我国是拥有槭树品种最多的国家，大部分鸡爪槭及其品种都生长在长江流域周边地区及南方各地。鸡爪槭在我国庭院中的使用由来已久，西晋时候便有“庭树槭以洒落”等诗句，由此可见，西晋时槭树就已经被广泛应用于园林植物搭配之中。在现代园林中，对于鸡爪槭的应用也非常普遍，庐山植物园作为国内最早建立的一批植物园，建园之初便引入了10种鸡爪槭作为观叶树种；上海植物园则引进了78种鸡爪槭；中山植物引进了20种。

银杏(Ginkgo biloba L.)树在园林景观设计中常常与鸡爪槭(Acer palmatum Thunb.)等小乔木相互搭配从而升级景观效果。但因银杏树冠浓郁广阔且遮荫面积巨大，导致银杏林下的植物群落结构过于简单，因此，银杏与树下的植物间是否存在化感作用尚不可知。目前对于银杏和鸡爪槭的化感作用研究较少，仅练华山等研究发现不同浓度的银杏凋落物水浸液可以抑制白菜生长[6]。

高羊茅(Festuca arundinacea)作为一种常用的冷季型草种被广泛应用于公共绿地、公园的草坪中。一般在园林植物造景时草坪多选择绿色为底，随着植物展叶、落叶等季节变化，构成色彩丰富的季相特色，但秋季落叶树种的落叶会大面积覆盖草坪，影响草坪草的生长发育。因此，本研究以高羊茅为试材，探讨银杏和鸡爪槭凋落物浸提液对其种子萌发的影响。

1 材料和方法

1.1 试验材料

高羊茅种子购于云南省昆明市盘龙区华森生物有限公司。

1.2 研究方法

1.2.1 浸提液制备

取新采集的银杏和鸡爪槭凋落物用清水洗净后，于80℃烘箱中24h，然后用粉碎机粉碎，再过20目筛。取银杏和鸡爪槭粉末各100g，置于500mL去离子水中，摇匀。放置72h，分别过滤，用旋转蒸发仪浓缩至25mL作为母液，用纯水稀释成浓度为10g·L-1、40g·L-1、80g·L-1的浸提液。

1.2.2 室内种子萌发试验

选取颗粒大小相似的高羊茅种子，用浓度为0.1%的升汞(HgCl2)溶液消毒高羊茅种子1min。使用培养皿当发芽床并在其中放2层滤纸，后均匀放置50粒已经消毒的高羊茅种子后，再分别加入5mL水(对照)或5mL不同浓度的浸提液润湿滤纸，用塑料薄膜封口保持湿润，将培养皿置于25℃恒温箱中进行常规催芽，每个处理设置3个重复。

1.3 测定指标与方法

自试验第2天起记录，每隔24h统计发芽种子的数量。胚根大于2mm开始测量，连续5d无种子继续萌发则视作种子发芽阶段结束。各处理3次重复。

发芽率=(发芽种子数/供试种子数)×100%[7]

发芽指数(GI)=Σ(Gt/Dt)

式中，Gt为不同发芽时间t的萌发数；Dt为相应的发芽日[8]。

用Willamson等[9]提出的化感效应指数(RI)表示银杏和鸡爪槭凋落物浸提液对高羊茅的化感效应。即：

RI=1-C/T(当T≥C时)或RI=T/C-1(当T

式中，T/C为处理值/对照值；RI的取值范围为[-1，1]，正值表示促进作用，负值表示化感抑制，RI的绝对值即为化感作用强度的大小。

1.4 数据处理

用SPSS 19.0软件处理数据。

2 结果与分析

2.1 2种植物凋落物浸提液对高羊茅种子萌发的影响

2种植物凋落物浸提液对高羊茅种子萌发特性的影响基本表现为“低促高抑”的规律。当鸡爪槭和银杏凋落物浸提液浓度为80g·L-1时，高羊茅种子发芽率分别较对照降低21.28%和44.44%；发芽指数分别较对照显著降低39.75%和66.28%；当浓度在80g·L-1梯度时，银杏和鸡爪槭叶片凋落物浸提液能够显著的抑制高羊茅种子萌发，银杏和鸡爪槭的叶片凋落物浸提液RI值分别为-0.44和-0.21；当浓度处于10g·L-1梯度时，银杏叶片凋落物浸提液不影响种子发芽，RI值为0.00，鸡爪槭叶片凋落物浸提液促进高羊茅种子萌发，RI值为0.03；发芽率的化感效应指数(RI)均为负值，见表1。

2.2 2种植物凋落物浸提液对高羊茅种子萌发的相关性分析

对2种植物凋落物浸提液浓度和高羊茅种子萌发指标进行相关性分析，结果见表2。

由表2可知，鸡爪槭凋落叶处理高羊茅种子，高羊茅发芽率、发芽指数与浸提液浓度呈负相关，即不同浓度鸡爪槭浸提液对高羊茅种子萌发具有抑制作用。用银杏凋落叶浸提液处理高羊茅种子，其发芽率、发芽指数与浸提液浓度呈显著负相关(P<0.05)。

表1 不同浓度的凋落物浸提液对高羊茅种子萌发的影响

表2 凋落物浸提液与高羊茅种子萌发指标的相关性分析

3 讨论

目前，国内研究者针对园林观赏植物种间和群落间普遍存在的化感效应的研究较少[10，11]。在进行园林植物配置时，设计者通常使用乔灌草结合的立体、多景观配置模式，但不同种群间的化学生态关系—化感效应会明显影响种植模式的稳定性。高羊茅作为生长韧性较强且外观较佳的草坪草品种，一直以来都大规模应用在园林规划设计中，以求做到园林景观黄土不露天。

植物的种子萌发对植物的整个生长发育周期来说都至关重要。种子萌发率低会导致其早期生长竞争能力差，幼苗的生长环境更加恶劣，从而影响植物在生态群落里的总体地位和数量。有前人研究发现，不同品种的油松叶片凋落物浸提液对高羊茅种子产生化感效应，其中生活叶凋落物浸提液的效果最明显，而凋落物的腐解物效果最差[12]。对于小麦的种子萌发而言，火炬树叶片凋落物浸提液对其的化感作用要明显强于根，不同浓度杉木叶片凋落物浸提液对其种子萌发起低促高抑的作用[13]。冯剑等[14]研究发现，采用浓度梯度为125g·L-1的3种凋落物浸提液处理榄仁树幼苗60d后可以显著降低其幼苗存活率。张云德等通过研究巨桉凋落物浸提液对4种种子萌发的影响发现，4种种子的萌发率随着巨桉凋落物浸提液浓度梯度的升高而降低[15]。本研究利用2种落叶乔木凋落物浸提液处理高羊茅时发现，不同浓度鸡爪槭、银杏凋落物浸提液对高羊茅种子的萌发呈“低促高抑”的规律，与前人研究结果较为一致，2种凋落物浸提液中银杏的化感抑制作用更强。