望春玉兰果皮对小白菜种子的萌发和幼苗生长的影响

朱雅红

摘要 本研究以望春玉兰果皮清水浸提液为试验材料，小白菜为受体植物，依据小白菜种子的发芽性状以及幼苗生长的性状对望春玉兰果皮浸提液的化感活性进行测定。结果表明，不同浓度梯度（0.02～0.16 g/mL）的望春玉兰果皮浸取液对小白菜种子的发芽率、发芽势、根长以及茎长均有抑制作用，低浓度的浸提液（0.02 g/mL）对小白菜种子的发芽率、发芽势、根长以及茎长抑制作用不明显，但是高浓度的浸提液（0.16 g/mL）很强地抑制了小白菜种子的萌发。研究结果表明，望春玉兰果皮的不同浓度的浸提液对小白菜存在着不同程度的化感作用，能一定程度上影响小白菜种子的生长，且小白菜种子的发芽率、发芽势、胚根、茎长、干重和鲜重随着浸提液浓度的升高受到的抑制作用变强。

关键词 望春玉兰果皮；化感作用；小白菜

中图分类号 F321.1 文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2023）14-0034-05

望春玉兰（Yulania biondii），又名望春花、迎春树，是木兰科木兰属的一种多年生落叶乔木树种，花梗顶端膨大，长约1 cm，具3苞片脱落痕；花被9枚，两輪花被片近匙形，上部白色，外面基部紫红色，长4～5 cm[1]。望春玉兰花香气浓郁、颜色素净，且树干光滑，枝叶茂密[2]，可以作为行道树、园林观赏树、庭院树等[3]。同时，望春玉兰是可药用、可当香料用、可观赏的珍贵树种，以花蕾（常被称作“辛夷”）入药，可以散风寒、降压、镇痛，也可以用来治疗鼻炎、肺炎、支气管炎等[4-5]。研究表明，望春玉兰的花蕾中存在18个木脂素类化合物[6-7]，望春玉兰花蕾的抗炎、抗衰老等作用都与这些化合物的活性有关[8-9]，但是由于栽培技术难、种植条件苛刻[10-12]，以及望春玉兰自身生长特性等原因，易出现产量少、病害、供不应求等状况[13-16]。

化感作用是植物生态学的分支学科生态生化学（Ecological Biochemistry）研究的部分内容[17-19]，即植物在生长过程中将自身分泌的化感物质向空气中释放，由此影响到附近的植物[20-22]。目前，关于植物化感作用的研究关注以化学物质为媒介、以植物为中心的一切有机体的化学相互作用，通过对植物产生的部分效应和对植物器官浸取液的研究，可以推断其是否有化感作用[23-25]，赵利琴[26]在对望春玉兰萜类成分以及生物活性的研究中，发现望春玉兰中含有单萜、倍半萜及其含氧衍生物，其中很有可能存在可影响植物化感作用的衍生物。化感作用在园林植物的配置中也扮演着重要的角色，可以利用植物相克的化感作用抑制杂草生长[27]，当然，也存在与植物互惠共生的化感作用[28]，该作用可促进植物的生长。因此，现代园林为追求生物群落多样性，可以利用好化感作用，实现整个园林植物群落的稳定与园林景观的维系[29]。

目前，关于望春玉兰化感作用的研究较少，主要集中于望春玉兰的种质资源和栽培种植的研究，有关望春玉兰化感作用的数据资料较缺乏。分析现有研究成果可知，化感效应会增强望春玉兰对周围植物的影响，产生增产或者抑制植物生长等效应，所以搭配种植在配置适宜的情况下会提高作物产量、促进植物生长或产生其他有益于人类的效果。本研究采用培养皿滤纸法，在适宜的温度、光照的条件下培养小白菜种子，观察其发芽率、发芽势，测量小白菜种子的根长以及茎长，通过分析望春玉兰果皮对小白菜种子的萌发和幼苗生长的影响，了解望春玉兰果皮是否含有化感物质及该物质对小白菜的生长是否产生促进、抑制作用，旨在为望春玉兰的栽植培育及其在园林中更好地应用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

本试验所用望春玉兰种实于2020年10月上旬采摘于河南省南召县；试验所用的小白菜种子生产于浙江省台州市台州翼龙绿色农产品有限公司，纯度95%，净度98%，含水量小于7%，发芽率大于85%；选取的望春玉兰果皮均已经成熟；试验所用水均为纯水。

1.2 试验方法

1.2.1 取样  对采摘下来的果实，先将种子与果皮分离，再选择成熟完整的果皮，用破壁机打碎成粉末，并用直径20 cm的筛子筛去粉末中的大颗粒杂物，取望春玉兰果皮粉末（20、80、120、160 g）用蒸馏水分别制成0.02、0.08、0.12、0.16 g/mL浓度的溶液和清水（CK），形成5组浓度梯度处理组。

1.2.2 振荡  将得到的溶液封口后用振荡机振荡。将锥形瓶放在振荡盘弹簧中，再将调速旋钮逆时钟旋至最低速位置，随后打开电源开关，当电源指示灯亮了之后，将调速旋钮顺时针旋至所需速度，振荡48 h。

1.2.3 过滤  将准备好的滤纸折2次成圆锥状紧贴漏斗壁，再用水湿润且将气泡排除，将需要过滤的液体用玻璃棒引流至漏斗中，玻璃棒在过滤时倾斜轻置在3层滤纸一边，过滤完全即可得到望春玉兰果皮浸提液。

1.2.4 发芽试验  将所得望春玉兰果皮浸提液不同浓度梯度均设置3个重复组。先准备好15个直径为9 cm的培养皿，在培养皿的底部铺上厚度均匀的棉花，再在铺好的棉花上放上大小合适的2层滤纸。将浸提液取适量缓慢倒入培养皿中直至将滤纸浸透，再在每个培养皿放上100粒经过挑选的新鲜小白菜种子。最后将其放入温度25 ℃、光照12 h、75%湿度和4 000 lx人工气候箱中培养，随后记录第24、48、72 h的发芽情况（即发芽率、发芽势），每天补充适量溶液，保证种子生长环境湿润，72 h后统计胚根长、茎长、鲜重及干重，胚根长和茎长精确到0.01 mm，鲜重及干重精确到0.01 g。种子发芽试验共进行3 d，在48 h时日发芽种子数达到最高峰。最后基于得到的数据，分析望春玉兰果皮不同浓度浸提液对小白菜的化感作用。

1.3 性状测定

1.3.1 计算发芽率、发芽势  发芽率、发芽势的计算公式如下[30]：

发芽率（%）=（发芽终期种子发芽数/测试种子总数）×100；

发芽势（%）=（48 h后种子发芽数/测试种子总数）×100。

1.3.2 计算化感指数  采用Williamson提出的化感响应指数（RI）为衡量化感作用指标[31]；

化感响应指数（RI）=处理值/对照值-1

其中，RI>0表示促进作用，RI<0表示抑制作用，绝对值越大则表示化感作用越强。

1.4 数据处理

使用SPSS 17.0进行方差分析，使用LSD法进行多重比较，采用Excel 2010对数据进行记录、统计并分析。

2 结果与分析

2.1 望春玉兰果皮对白菜种子萌发的影响

2.1.1 对发芽率的影响  由表1可知，望春玉兰果皮浸提液对小白菜种子具有明显的抑制效应，不同浓度的浸提液对小白菜种子的萌发存在不同程度的影响。

当浸提液浓度≤0.02 g/mL时，抑制作用随着浓度的增大而减小，浓度为0.02 g/mL时的抑制作用最弱，与对照组差异不显著，发芽率为83.33%。当浸提液浓度≤0.08 g/mL时，发芽率为80%，与清水组的平均发芽率94.33%接近，差异不显著。但是当望春玉兰果皮浸提液浓度≥0.12 g/mL时，化感指数为-0.187 2，与对照组相比差异显著，当溶液浓度为0.16 g/mL，小白菜平均发芽率和化感指数分别为61.33%和-0.349 8。方差分析结果表明，0.02 g/mL的浸提液浓度下小白菜种子发芽率与对照组相比无明显差别，抑制效果不明显。因此，低浓度的望春玉兰果皮浸提液对小白菜种子的发芽有抑制作用，高浓度提取液则能明显抑制小白菜种子的发芽。

2.1.2 对发芽势的影响  由表1可知，当望春玉兰果皮浸提液浓度≤0.02 g/mL时，实验组的小白菜种子的发芽势为92.33%，有抑制效应。浸提液浓度0.08 g/mL时，抑制作用较弱，发芽势较对照组差异不显著。浸提液浓度在0.02～0.16 g/mL之间，抑制作用先减弱再增强，浓度为0.12 g/mL时，发芽势为59.67%，化感指数-0.353 7，与对照组差异不显著。当浸提液浓度为0.16 g/mL时，种子的发芽势为34.33%，抑制作用较浓度0.12 g/mL时差异显著。因此，不同浓度的望春玉兰果皮浸提液对大白菜的发芽势均有抑制作用，在浸提液浓度增加时抑制作用先减弱再增强，在浓度0.16 g/mL时发芽势最低，化感指数最大，对小白菜种子的发芽势抑制显著。

2.2 望春玉兰果皮对幼苗生长的影响

2.2.1 对根生长的影响  由表2可知，望春玉兰的果皮提取液对小白菜幼苗根系生长有明显的抑制效应，清水处理组的根长为31.25 mm，比其他各浓度的胚根都要长。

在浓度为0.02 g/mL条件下，抑制效果明显，此时小白菜根长大于8.13 mm，化感指数为-0.739 8，相较于对照组差异显著，有很强的抑制作用；当浓度为0.08 g/mL时，根长为7.17 mm，化感指数为-0.770 6，此时的抑制作用比上一浓度差异不显著，并且各浓度梯度的根长均小于10 mm。浓度为0.12 g/mL时，根长6.46 mm，化感指数的绝对值为0.793 4，随着浓度的增加，抑制效果增强。在0.16 g/mL的条件下，抑制效果最好，化感指数为-0.836 5，对小白菜的胚根生长有明显的抑制，造成种子胚根生长不良。根据分析可知，望春玉兰果皮提取液各浓度梯度对根系长生长影响较大，与对照组差异均达到显著水平，即望春玉兰果皮浸提液对根系生长，抑制作用极大，且浓度0.02 g/mL与0.16 g/mL相比差异不显著。

2.2.2 对茎生长的影响  由表2可知，对照组小白菜幼苗茎长最长为23.27 mm。当望春玉兰果皮提取液浓度为0.02 g/mL时茎长为11.36 mm，此时的化感指数为-0.511 8，对小白菜幼苗茎长的生长抑制作用较强。在浓度为0.08 g/mL时，化感指数为-0.309 8，整体上呈现抑制作用。在浓度为0.12 g/mL时，小白菜幼苗茎长为9.31 mm，较对照组的根长下降了13.96 mm。浓度为0.16 g/mL时，小白菜幼苗茎长为9.86 mm，与对照组差异显著，此时抑制效果最好。因此，望春玉兰果皮不同浓度浸提液对小白菜幼苗的茎长生长均有抑制作用，且在浓度为0.08 g/mL时抑制作用明显减小。故望春玉兰果皮浸提液对小白菜种子茎长整体呈抑制作用，但浸提液浓度0.08 g/mL时抑制作用略有减小。

2.2.3 对鲜重的影响  由表3可知，望春玉兰果皮浸提液对小白菜幼苗鲜重有明显的抑制作用，且不同浓度影响程度不同。

当浸提液浓度大于0.02 g/mL时，幼苗鲜重随浓度的增加而继续降低，在0.16 g/mL达到最小值，此时鲜重为0.70 g，与清水组的鲜重1.60 g有显著差异，此时化感指数为-0.562 5，抑制明显，且随着浓度的不断增加抑制作用逐渐增强。并且鲜重在浸提液浓度为0.02、0.12以及0.16 g/mL时几乎一样，说明鲜重最小值为0.70 g。另外，当浸提液浓度为0.08 g/mL时，与清水组相比有差异不显著，但还是呈现出抑制作用，与前后浓度梯度相比，鲜重略高，说明0.08～0.16 g/mL的浸提液濃度对干物质积累存在影响。因此，望春玉兰果皮浸提液各个浓度下对小白菜鲜重的抑制作用十分接近。

2.2.4 对干重的影响  由表3可知，当浸提液浓度为0.02 g/mL时，与清水组小白菜干重0.22 g相比减少了0.04 g，化感指数为-0.181 8，即该浓度浸提液对小白菜干重的积累仍有抑制作用。浓度为0.16 g/mL时，干重为0.26 g，化感指数为-0.181 8，与浓度为0.02 g/mL时差异显著。浓度为0.08 g/mL时，干重和化感指数分别为为0.20 g和-0.090 9。当浓度为0.12 g/mL时，干重为0.19 g，并表现出明显的抑制效应。因此，当浸提液浓度≥0.02 g/mL时，随着浓度升高，对小白菜干重的抑制作用先下降再增强，但是在清水组到0.12 g/mL浓度之间，干重的变化并不大。即不同浓度望春玉兰果皮浸提液对白菜干重的抑制作用随着浓度的增加会下降到最低，随后抑制效果有继续增强的趋势。

3 结论与讨论

当化感物质达到一定的浓度之后，就可以促进种子的发芽，甚至是对周围的植物进行压制，从而增强自己的生存能力[32-35]。此外，不同部位、不同浓度的浸提液化感作用也不同[36]。因此，研究化感物质对植物的生长、生产以及农业生产、森林抚育等方面都具有重要的意义。特别是农业生产中作物多为单一种植，轮作、间作、覆盖、翻埋、重茬种植、除草、杀灭虫害等都需考虑化感作用的影响。如麻风树林下套种生菜可以提高麻风树林的利用率[37]。化感作用的有效应用能够在一定程度上提高作物的产量，甚至能够改变植物内在结构的变化从而提高作物的经济价值[38]。要想提高珍贵树种望春玉兰的产量及其经济价值，可以从化感作用着手，解决生产周期长、产量低等问题，从而实现利益最大化。

由研究结果可知，望春玉兰果皮对小白菜种子的萌发和幼苗生长存在着化感效应，望春玉兰果皮各浓度梯度浸提液对白菜种子的发芽率和发芽势呈抑制作用，并且能明显地抑制白菜的茎长和胚根生长。通过观察根茎生长的状况可知，幼苗的根毛生长受到抑制，且根系生长不良，有一些泛黄；茎生长弯曲，且幼苗缠绕生长在一起，不像对照组一样粗壮。当望春玉兰果皮浸提液浓度≤0.02 g/mL时，对白菜种子的抑制作用不强，且对鲜重和干重的影响并不明显，但此时根长≤8.13 mm，对根长影响较大，抑制作用显著。浸提液浓度为0.08 g/mL时，抑制效果略有增强，并且浓度为0.02～0.12 g/mL时，抑制效果可能会出现减弱的情况。当浓度达到0.16 g/mL时，明显抑制。分析可知，望春玉兰果皮浸提液对白菜幼苗茎长的生长、胚根生长都表现出抑制增强的效果。当浓度≥0.02 g/mL时，浸提液对小白菜鲜重、干物质量的累积有影响；当浓度提升到≥0.08 g/mL时，抑制作用逐渐显现，而达到0.16 g/mL时，干物质积累最多，即望春玉兰果皮的浸提液对小白菜种子以及白菜幼苗的化感作用是随浓度变化而变化的，随着浓度的升高，所受到的抑制作用就越强。

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（责编：张 蓓）