罗勒浸提液对小麦幼苗生长的影响

唐明明 董 楠 梁增辉 张天海 李淑梅*

（1信阳农林学院农学院/信阳市小麦栽培与生理生态重点实验室，河南信阳 464000；2信阳农林学院林学院，河南信阳 464000）

植物化感，即植物化学他感作用，植物可以通过产生特定的化学物质来刺激或抑制其他植物的生长。这种植物相互作用的方式对生态系统产生了巨大的影响[1]。化感物质主要通过根系分泌、植物残体分解、挥发、淋溶等方式[2]释放到环境中去，从而影响周围其他植物的生长。

近几年，利用植物的化感作用来进行杂草的生物防除成为防除杂草领域的研究热点。芳香类植物是一类具有大量次生代谢产物的植物类群，可以通过空气挥发、雨水淋溶、植株残体分解的方式来改变伴生物种的生长微环境，实现对种子萌发或生长的抑制。目前，已开展了较多试验来研究不同种类芳香类植物的化感效应，以此作为防除杂草的主要途径。如银叶鼠尾草产生挥发性萜类物质抑制周围杂草生长[3]，亚洲百里香茎叶水浸液显著抑制狗尾草的萌发和生长[4]，牛至、香蜂花的粉末覆盖物能够抑制田间杂草马齿苋、蒺藜、灰菜的生物发生量。植物的化感物质通常是植物的次生代谢物，毒性低、效率高、易分解，基本上不会对环境和人体造成伤害[3]。罗勒为唇形科罗勒属一年生草本芳香植物[5]，是一种既具有食用和药用价值又具有观赏价值的芳香植物，原产于亚洲热带地区，品种有甜罗勒、紫叶罗勒、肉桂罗勒、柠檬罗勒及非洲蓝罗勒等[6]。研究表明，罗勒浸提液对青麻、灰菜和矢车菊的生长具有抑制作用[7]，具有开发新型生物除草剂的潜力。姜男等[8]开展了芳香植物浸提液对杂草种子萌发的化感抵制试验，结果显示，罗勒浸提液对杂草有明显的抑制作用。本试验选用罗勒作为材料，探究芳香类植物的化感作用对杂草的抑制作用以及对小麦幼苗生长的影响，以期为生物源除草剂的研制提供试验基础。

1 材料和方法

1.1 供试材料

罗勒购自网上并经鉴定合格。购买回来后对罗勒表面的泥土和杂物进行清除，然后放置于阴凉处阴干备用。小麦品种为白麦207。

1.2 试验方法

采用水浸提取法提取罗勒浸提液，设置0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5% 5 个质量浓度梯度。用不同浓度的罗勒浸提液处理小麦种子，每种浓度的处理进行3次重复，每次重复50粒种子，以蒸馏水作为对照。将被处理过的种子置于25 ℃培养箱中进行12 h光照、12 h黑暗交替培养，发芽过程中适当补充对应处理液以保持相对湿度，每天定时定量加入相应浓度的浸提液保持种子的生长需求。培养7 d后，每个重复各随机选择10株幼苗进行指标测定。

1.3 测定指标

1.3.1SOD 活性值测定采用淡蓝四唑（NBT）法[9]。取0.05 mol/L 的PBS（pH 7.8）1.50 mL 放入10.00 mL的离心管中，分别依次加入蒸馏水0.25 mL、核黄素0.30 mL、Met 0.30 mL、NBT 0.30 mL、EDTANa20.30 mL，一共2.95 mL；向其中2个离心管中加入0.05 mL（V1）PBS（pH 7.8），一支离心管放入暗室（A1），另一支进行光照（A2）；向其余的离心管中加入0.05 mL（V1）的原始纯酶溶液（A3），并进行光照（时间15～20 min、温度25～30 ℃、功率15 W 荧光灯）；当溶液由透明变成蓝色后停止光照。然后在560 nm 波长下测定。用（A1）对分光光度计进行调零校正，A2为试验对照，根据以下公式计算。

1.3.2POD 活性值测定采用愈创木酚法测定POD 活性[9]。取5.00 mL（V）PBS（pH6.0）加入28 uL愈创木酚，然后水浴加热搅拌加速充分溶解，等冷却到室温25 ℃后，加入0.019 mL 30%的H2O2，均匀混合后放置在棕色瓶中（避光），保存在冰箱中（温度4 ℃）备用；取2 只石英比色皿，一只比色皿加入2.95 mL反应液和0.05 mL（V1）原酶液，另一只比色皿中加入2.95 mL 反应液和0.05 mL（V1）PBS（pH 6.0）作为对照；在470 nm波长下测定3 min（t），时间间隔为20 s/次，根据以下公式计算。

式（2）中：ΔA470为3 min内吸光度的变化。

1.3.3地上部生物量测定用尺子测量每株小麦幼苗的高度，尺子的精度为1 mm；秤完鲜重后，将其置于烘箱中150 ℃杀青30 min，再将温度切换到75 ℃下直到恒重后称取干重。

1.4 数据统计与分析

使用Excel 2010 进行作图和作表，利用SPSS 23.0软件对指标数据进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度罗勒浸提液对小麦苗高的影响

随着罗勒浸提液浓度升高，小麦苗高的生长呈现先增加后降低的趋势（图1）。与清水对照处理相比，2.5%的罗勒浸提液显著降低了小麦苗高34.3%（P＜0.05）；0.5%和1.0%低浓度的罗勒浸提液对小麦苗高有促进作用但差异不显著；1.5%和2.0%的罗勒浸提液处理下小麦苗高虽有降低趋势但与对照差异不显著。1.0%罗勒浸提液处理下小麦苗高显著高于1.5%、2.0%和2.5%罗勒浸提液处理的小麦苗高，分别提高了25.1%、42.7%和64.2%（P＜0.05）。

图1 不同浓度罗勒浸提液对小麦苗高的影响

2.2 不同浓度罗勒浸提液对小麦苗鲜重的影响

低浓度的罗勒浸提液能够促进小麦幼苗的鲜重积累（图2）。与清水对照处理相比，0.5%、1.0%和1.5%的罗勒浸提液处理小麦种子，对小麦苗鲜重积累产生促进作用，尤其是1.0%罗勒浸提液处理下的小麦幼苗鲜重达到最大值，显著增加了36.1%（P＜0.05）；2.0%和2.5%罗勒浸提液对小麦幼苗鲜重积累产生了抑制作用，但无明显差异。1.0%罗勒浸提液处理的小麦幼苗鲜重显著高于2.0%和2.5%罗勒浸提液处理的小麦幼苗鲜重，分别提高了53.3%和78.3%（P＜0.05）。

图2 不同浓度罗勒浸提液对小麦苗鲜重的影响

2.3 不同浓度罗勒浸提液对小麦苗干重的影响

高浓度的罗勒浸提液会抑制小麦幼苗的干重积累（图3）。与清水处理相比，2.0%和2.5%罗勒浸提液显著抑制小麦苗干重，抑制效果分别达到27.6%和48.6%（P＜0.05）；而0.5%、1.0%和1.5%浓度的罗勒浸提液对小麦幼苗干重无显著性影响。与2.0%罗勒浸提液处理相比，2.5%罗勒浸提液处理下小麦幼苗干重显著降低了29.1%（P＜0.05）。

图3 不同浓度罗勒浸提液处理对小麦苗干重的影响

2.4 不同浓度罗勒浸提液对小麦幼苗生理指标POD活性的影响

随着罗勒浸提液浓度升高，小麦幼苗POD 活性呈现先减弱后增强的趋势（图4）。0.5%、1.0%、1.5%罗勒浸提液处理小麦幼苗的POD 活性，与清水处理相比分别下降了16.0%、44.8%和33.6%；2.0%和2.5%罗勒浸提液处理小麦幼苗的POD 活性值分别提升了22.4%和12.8%。与1.0%罗勒浸提液处理相比，2%罗勒浸提液处理下小麦幼苗的POD活性显著增加121.7%（P＜0.05）。

2.5 不同浓度罗勒浸提液对小麦幼苗生理指标SOD活性的影响

随着罗勒浸提液浓度升高，小麦幼苗SOD 活性呈现先降低再升高趋势（图5）。与清水处理相比，0.5%和1.0%罗勒浸提液处理小麦幼苗的SOD 活性分别降低了45.6%和46.4%，差异不显著；1.5%的罗勒浸提液处理小麦幼苗的SOD 活性值增加了46.5%，无明显差异；2.0%和2.5%罗勒浸提液处理小麦幼苗的SOD 活性显著提高了249.6%和270.0%（P＜0.05）。

图5 不同浓度罗勒浸提液对SOD活性的影响

3 结论与讨论

不同浓度的罗勒浸提液对小麦幼苗的苗高、鲜重和干重表现为“低促高抑”效应，其中0.5%和1.0%罗勒浸提液对小麦地上部生物量具有化感促进作用，且1.0%的罗勒浸提液的化感促进作用最明显。1.5%、2.0%和2.5%罗勒浸提液对小麦地上部生物量有不同程度的抑制作用，其中2.5%罗勒浸提液具有最明显的化感抑制作用，这与前人的研究结果一致[3，10]。

不同浓度的罗勒浸提液对小麦幼苗中SOD、POD 活性的影响表现出低浓度下降，高浓度上升的特点。在1.0%罗勒浸提液处理下，小麦幼苗中SOD和POD 的活性均达到最弱，当罗勒浸提液浓度开始逐渐增加后，SOD 和POD 活性也随之不断增强。在植物中存在一些化感物质会破坏细胞膜功能，可能会影响受体植物的保护酶，导致活性氧的增加[10-11]。因此，可以推测罗勒浸体液中可能存在一些多酚类化合物，低浓度时影响小麦幼苗生长过程中活性氧的产生与消除，导致小麦幼苗中的SOD和POD活性下降；高浓度时小麦幼苗体内的保护酶活性受到了影响，致使小麦幼苗中活性氧增加，为了保护自身不受危害，小麦幼苗中的SOD和POD活性升高。这一点还需要进一步研究。