涮涮辣水浸提液对意大利生菜种子萌发与幼苗生长的影响

程宏 李孟娟 吴睿 周慧丹 李平平 张芮豪 吕俊恒 邓明华

(云南农业大学园林园艺学院，云南 昆明 650201)

随着科学研究的不断推进，植物的化感作用已成为学者重点关注对象，现成为一个重要领域，化感作用是一种能够影响植物与其周围环境发生相互作用，从而影响植物与周围环境之间关系的重要途径，在生态学、植物学研究中都有着十分重要的作用。通过对几种植物的化感作用进行初步探讨，说明了化感物质属于植物的次生代谢物质，这些物质主要是从植物中产生并释放出来的，其理论基础是植物的次生代谢[1，2]。此外，化感作用是指某种植物生成的物质对其它植物或同种植物的相互作用[3-7]。运用植物这种化感作用的特点，对各种植物都可能产生有益或有害的影响。具体而言，通过研究发现，化感物质其浓度越高，抑制效果就越强；相反，当化感物质浓度较低时，抑制效果就会变弱[8]。将植物的化感作用运用到可持续发展农业中，在化感作用下，可以在一定程度上，通过植物的自身调节，使土壤中的营养元素重新分配，从而对四周环境中的有害物质起到一定的抑制效果，在增加农作物产量和品质方面、进行病虫害生物防治开发无公害农药以及注意作物的自毒作用[9-11]都有很大的帮助。此外，轮作技术的正确应用也能够有效促进农业的可持续发展。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

该试验于2022年在云南农业大学园林园艺学院进行。

1.2 试验材料

意大利生菜种子，培养皿，吸水纸，研钵，研杵，剪刀，镊子，纱布，烧杯，容量瓶，注射器等。

1.3 试验方法

1.3.1 涮涮辣水浸提液的制备

称取125g涮涮辣植株，用剪刀剪短，放入研钵中研磨成泥状，将其放入到已消过毒且洗净的容量瓶中定容到250mL，将其密封放置在室温环境下24h，然后将涮涮辣研磨液用滤纸过滤，即得到0.5g·mL-1供试母液，放入冰箱中冷藏备用。

1.3.2 试验处理

将涮涮辣水浸提液按照不同浓度进行稀释，将其稀释成4个浓度，依次为0.1g·mL-1、0.02g·mL-1、0.004g·mL-1、0.0008g·mL-1，然后准备15个培养皿和吸水纸，将吸水纸放置到培养皿内，吸取少量化感溶液到吸水纸上，然后将种子放到培养皿内，每个培养皿放20粒种子，3次重复，用清水作为对照，在室温下进行培养，每日观察种子的发芽情况，直到对照培养皿大部分种子已经发芽，并将相关数据记录下来以备分析。

1.3.3 出苗统计

重新准备1个培养皿，放入吸水纸，再加入适量清水，把事先数好的200粒意大利生菜种子放入培养皿内，待其发芽后继续实验操作。

准备15个洁净的培养皿和吸水纸，将吸水纸放入到培养皿内，用注射器吸取少量化感溶液到吸水纸上，观察发芽状态一致的5粒种子，并将其放到培养皿内，每个浓度3次重复，再利用清水作为对照组，继续培养。等到对照苗长约3cm时，测量每个培养皿内幼苗的平均根长、平均苗长、平均根重、平均苗重。

1.3.4 数据处理

测定项目参照《国际种子检验规程》[11]计算种子萌发的各项指标。

1.3.4.1 发芽率

发芽率计算公式：

发芽率(c/k)=发芽种子总数/供试种子总数×100%

1.3.4.2 发芽势

发芽势计算公式：

发芽势=自发芽至发芽最高峰时的发芽种子数/供试种子数×100%

1.3.4.3 发芽指数

发芽指数越高，其生命力就越强，可以更好地抵御外界环境，公式：

发芽指数=∑(Gt/Dt)

式中，Gt表示为第t天的发芽数；Dt表示为相应的发芽天数。

1.3.4.4 化感作用效应指数(RI)

以WilliamsonGB的化感作用效应指数(RI)为依据，对其进行计算。

当T≥C时：

RI=1-C/T

当T

RI=T/C-1

式中，C表示对照值；T表示处理值；RI表示化感效应指数。RI>0代表促进作用，RI<0代表抑制作用；绝对值大小与作用强度一致。

1.3.5 测定与分析

将意大利生菜的根茎用小刀片切下，使用直尺测量根长(cm)、苗长(cm)，电子天平秤根重(g)、苗重(g)，并将测量结果记录下来，进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜种子萌发的影响

从表1、表2可以看出，在涮涮辣水浸提液浓度不同的情况下，所表现出来的化感效应也不尽相同，具体呈现出了低浓度促进种子萌发、高浓度抑制种子萌发的双重作用。在低浓度条件下，涮涮辣水浸提液的化感效应会明显增加，而在高浓度条件下，这种化感效应则会有所降低，当溶液浓度为0.0008g·mL-1时，意大利生菜种子的发芽率表现出促进作用，提高了4%；浓度为0.1g·mL-1、0.02g·mL-1、0.004g·mL-1均为抑制作用，分别降低了85%、18%、2%。

表1 不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜种子的发芽率、发芽势及发芽指数的影响

表2 不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜种子发芽的化感效应指数

由表1、表2可以看出，当溶液浓度为0.0008g·mL-1时意大利生菜种子的发芽势高于对照组，其呈现出了促进作用，提高了8%，其化感效应为0.08。当溶液浓度从0.1g·mL-1到0.02g·mL-1再到0.004g·mL-1时，意大利生菜种子的发芽势都表现为抑制作用，分别降低了83%、31%、6%，其中浓度为0.004g·mL-1时无明显变化。

由表1、表2可以看出，意大利生菜发芽指数为0.07时浓度为0.0008g·mL-1，表现为促进作用；化感效应指数为-0.04时浓度为0.004g·mL-1，呈现出了促进作用，但效果不明显；而当化感指数为-0.84、-0.23时所对应的浓度为0.1g·mL-1、0.02g·mL-1，表现为抑制作用。发芽指数随着浓度的增加而不断减少，推断出只有浓度在0.0008g·mL-1时为促进作用，而当浓度超过这一范围时，其他浓度均显示出抑制作用，而在浓度继续增加时，抑制作用会更加显著。

2.2 不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜根长、根重的影响

2.2.1 不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜根长的影响

由表3、表4可以看出，在较高的浓度下，生菜的种子发芽和幼苗的生长受到了一定的影响，均产生了抑制作用，而低浓度下促进作用较明显。高浓度下其抑制作用随浓度的增大而显著增强，而低浓度下随着浓度不断增加其抑制效果不太明显。意大利生菜的根长在低浓度为0.0008g·mL-1时，其呈现出了促进作用，且根长提高了16%，当浓度变更为0.004g·mL-1时，根长化感效应为-0.02，其抑制效果不太明显，随着浓度的不断增大，抑制作用逐渐加强，特别是在浓度达到0.1g·mL-1时，抑制作用更加显著，降低了88%，甚至出现根枯萎的现象。

表3 不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜根长、根重、苗长、苗重的影响

表4 不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜根长、根重、苗长、苗重的化感作用效应

2.2.2 不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜根重的影响

由表3、表4可知，在各种不同的浓度、不同的根重条件下，化感物质对根重的作用是不一样的。在0.1g·mL-1、0.02g·mL-1、0.004g·mL-1的浓度下，根重的化感效应分别为-0.72、-0.34、-0.13时，出现了抑制现象，根重分别降低了72%、34%、13%，且根系的重量随着浓度的升高而减小，只有在浓度为0.0008g·mL-1时表现出促进作用，提高了53%，化感效应为0.35。

2.3 不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜苗长、苗重的影响

2.3.1 不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜苗长的影响

由表3、表4可知，不同浓度对苗长的影响是不同的，当浓度增大时，开始出现抑制效应，在浓度为0.004g·mL-1时出现促进作用，但促进效果不太明显，最后均表现出抑制作用，且抑制作用加强。

2.3.2 不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜苗重的影响

由表3、表4可知，当浓度>0.02g·mL-1的情况下，苗的重量不断受到抑制，呈现下降的趋势，当浓度<0.02g·mL-1的情况下，苗重均受到促进作用，化感效应大不相同，浓度0.004g·mL-1、0.0008g·mL-1对应的化感效应指数为0.17、0.14。

3 讨论

3.1 涮涮辣植株化感作用的浓度效应

植物化感作用这一概念最早由德国科学家H.Molish于1937年提出，Molish把化感作用界定为各种植物(含微生物)间生物化学物质间的相互作用。这种相互作用分为有害与有利之分，有人还称化感作用是植物相生相克的作用[13-15]。大量试验证明，植物化感作用表现为促进与抑制作用；该试验结果表明，低浓度为促进、高浓度为抑制双重作用，而且在意大利生菜的种子萌发和幼苗的生长过程中，呈现出了强烈的浓度作用。当植物的化感溶液的浓度越高时，抑制作用就会随之增强，从而也可以更好地说明自然界中存在着化感作用。

利用水浸提法研究农作物的化感作用是一个非常重要的研究方向，近些年来，有很多相关报道，其中大部分会呈现出低浓度的促进生长和高浓度的抑制生长效果。在本试验中，使用了不同浓度的涮涮辣水浸提液处理意大利生菜种子，并比较了不同浓度下涮涮辣水浸提液对意大利生菜种子的化感作用，得出结论：涮涮辣水浸提液对部分受体意大利生菜种子萌发与幼苗生长表现出低促高抑的双重浓度效应，这一结论与王广印等[16]相关研究中的结果基本相符。

3.2 不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜种子幼苗根长和苗长的影响

在农业用途中，植物的早期生长发育过程是极其重要的，涉及到种子的萌发、幼苗的生长、叶片的形成，直接影响着植物的生长状况。因此，判断植物是否能健康、良好的生长，最关键的是看其根和苗的长度、走势是否良好。只有当根和苗长度、走势良好时，植物才能健康成长。根系是植物最重要的器官，可以从土壤中吸收水分、汲取养分；根系也不能太发达，否则会阻碍其他器官生长，影响植物的正常发育。通过本试验发现，在低浓度的涮涮辣水浸提液条件下，意大利生菜种子幼苗的根长和苗长都受到了促进作用，这一点被应用到农业生产中，可以大大提高植物根系的活力，提高幼苗的生长速度。此外，低浓度涮涮辣水浸提液能够有效解决植物根系不发达、苗长不健全等问题，为植物提供足够的营养，促进根系发育，让植株长势更加健康。

由试验数据可以看出，不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜的根长和苗长均有影响，都会出现双重效应现象，但对于意大利生菜根的影响要比苗的影响要大，这一结果与蔡明等[17]研究结果一致，出现这种结果的原因可能是根直接接触到涮涮辣水浸提液，且接触的面积较大，释放的物质对根的生长产生抑制作用，而茎则是通过根间接吸收，因此，受到影响的范围相对较小。

3.3 不同浓度涮涮辣水浸提液对意大利生菜种子幼苗根重和苗重的影响

在日常生活中，经常会遇到可食用植物的根和茎干发育不健全，所含的营养物质较少的问题，无法满足人们对营养物质的需求。为了解决这一问题，可以采用化感作用的优势。化感作用可以通过促进植物根部和茎干的发育，增加营养物质的含量，提高可食用植物的生长发育状况。从本试验的结果可以看出，在低浓度0.0008g·mL-1时，根重表现促进作用，后期将出现根系肥大的趋势，在浓度在<0.02g·mL-1的条件下，意大利生菜的苗重表现促进作用，使得后期植株的茎干变得更加健壮，从而大大改善了生菜的营养物质，能够满足不断增长的消费者需求，使得生活更加便利。将化感作用运用到国际贸易当中，能够产生更大的经济效应，获得更多的收益。

从本试验数据可以看出，在低浓度下0.0008g·mL-1根重具有一定的促进作用，而苗重在低浓度条件下，都表现出了促进作用，但促进作用先增后减，在浓度0.004g·mL-1时出现峰值，这一结论和范适等[18]研究结果不尽一致，出现这种可能的因素是不同水浸提液对意大利生菜苗重的化感效应敏感程度有所差异。具体来说，由于植株本身的生长特性和外界浓度的感染量有一定的关联，因此，不同水浸提液对意大利生菜苗重的化感效应敏感程度也有所不同，进而影响到最终结果。