煙草葉片水浸提液對水稻種子萌發的化感效應研究

摘要：以水稻種子作為試驗材料，研究不同濃度（10、30、60、90 g/L）的煙草葉片水浸提液對水稻種子萌發和幼苗生長的影響。選取子粒飽滿、大小均一、經2%次氯酸鈉溶液消毒的水稻種子，每100粒種子裝于鋪有兩層濾紙的90 mm培養皿中，分別加入濃度為10、30、60、90 g/L的煙草葉片水浸提液，以去離子水處理的作為對照，在光照培養箱內進行發芽試驗。結果表明，隨煙草葉片水浸提液濃度的增大；其對水稻種子萌發、苗高和根長的化感抑制作用增強。但是，低濃度煙草葉片水浸提液對水稻種子幼苗鮮重具有促進作用，高濃度表現出抑制作用。POD活性隨煙草葉片水浸提液濃度增加呈現出先上升后下降的變化。煙草對水稻生長的影響隨煙草釋放的化感物質量的增多其影響作用增強，主要表現出抑制作用，但對水稻幼苗鮮重的影響呈現出低促高抑的雙重效應，對其POD活性也造成影響。

關鍵詞：煙草；水浸提液；水稻；化感效應

中圖分類號：S184 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）19-4658-03

化感作用（Allelopathy）是生態系統中生物之間普遍存在的關系。它是植物通過淋溶、揮發、殘體分解和根系分泌向環境中釋放化學物質，而對周圍植物（包括微生物）產生間接或直接的有害或有利的作用。植物化感作用的理論研究和實踐應用對于建立合理的耕作制度、實現農林業的持續發展具有重要意義[1，2]。煙稻輪作是我國南方丘陵山區一種重要的經濟作物與糧食作物輪作方式[3]。烤煙與水稻輪作可改良土壤結構，增強土壤肥力，改善土壤通透性，減少煙、稻病蟲基數，減少雜草，提高土地復種指數，充分利用豐富的日照和溫度資源，增加農民收入。目前，關于煙草與水稻之間化感作用的研究較少，明確兩者之間的化感作用有利于克服水稻受到的化感物質影響。當土壤中存在一定濃度的化感物質可能會對下茬作物的細胞分裂、伸長和亞顯微結構，植物激素分布、運輸及活性，酶功能和活性，K+、Ca2+、HPO42-等離子和水分吸收，呼吸作用和光合作用，蛋白質合成和基因表達等方面產生影響[4]。本試驗研究了不同濃度煙草葉片水浸提液對水稻種子萌發和幼苗生長的化感作用，為深入研究煙草化感作用和煙稻輪作栽培模式的大力發展提供了科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供體材料為煙草植株新鮮葉片，采自四川農業大學成都校區實驗基地。受體材料為水稻種子（品種為岡優188），購自成都溫江城區種子經營店。

1.2 方法

2 結果與分析

2.1 煙草葉片水浸提液對水稻種子萌發的影響

不同濃度的煙草葉片的水浸提液對水稻種子的萌發產生化感作用，隨著浸提液濃度的逐漸升高，水稻種子的發芽勢和發芽率與對照相比差異達到顯著或極顯著水平（表1）。化感效應隨水浸提液濃度增大而增強。當煙草葉片水浸提液濃度大于60 g/L時，其化感作用抑制率明顯升高。由表1可知，不同濃度下的煙草葉片水浸液都表現出對水稻種子發芽勢的化感抑制作用強于對發芽率的化感抑制作用。表明煙草葉片的水浸液在一定程度上能夠推遲水稻種子的萌發。

2.2 煙草葉片水浸提液對水稻種子幼苗的影響

煙草葉片水浸提液同樣也對水稻種子幼苗產生影響。由表2可知，煙草葉片水浸提液濃度在0～30 g/L時，對苗高的抑制作用在0.05水平和0.01水平上差異均達顯著，而濃度大于60 g/L時，對苗高的抑制作用只在0.05水平上顯著。在根長方面，隨煙草葉片水浸提液濃度的增大，均表現出極顯著的差異，對根系的生長產生不利作用。在低濃度下（10 g/L）時，煙草葉片水浸提液對苗高的化感作用比對根長的化感作用強；隨濃度增大到30 g/L及其以上時，煙草葉片水浸提液對根長的化感抑制作用大于對苗高的化感抑制作用。表明低濃度的煙草葉片水浸提液對水稻地上部分的株高生長具有一定的抑制作用，而對水稻地下部分根長生長的影響小于地上部分。

煙草葉片水浸提液對水稻種子幼苗鮮重的影響與萌發、苗高和根長的影響不同。由表3可知，隨煙草葉片水浸提液濃度的增大，化感效應對水稻種子幼苗鮮重的影響效果由顯著達極顯著。當濃度為10 g/L時，水浸提液對幼苗鮮重表現促進作用。當濃度為30 g/L時，水浸提液對幼苗鮮重產生抑制作用，表現出幼苗鮮重的降低，且這種化感抑制作用隨煙草葉片水浸提液濃度的增大而增強。表明低濃度浸提液對幼苗鮮重有促進作用，高濃度浸提液對幼苗鮮重產生抑制作用。

煙草葉片水浸提液對水稻種子幼苗POD活性產生影響。POD是植物清除自由基酶促防御系統的關鍵酶[10]。它能清除和減少植物體內活性氧自由基，防止細胞內過量自由基對生物大分子和質膜的破壞并可以催化有毒物質氧化分解。由圖1可知，在0～60 g/L時POD活性隨水浸液濃度的增大而增大，60 g/L時達到最大，此后隨濃度的增加其POD活性降低。幼苗的POD酶為了抵御外界的不良環境，其分泌量增加，至達到最大值，此后隨著煙草葉片水浸提液濃度增加，幼苗POD酶活性下降，若是濃度持續增加，將會引起幼苗的死亡。

3 小結與討論

煙草葉片不同濃度的水浸提液對水稻種子萌發及幼苗生長存在不同程度的化感抑制效應，其中在同一濃度下發芽勢受到的化感抑制作用大于發芽率。低濃度下幼苗苗高受到的化感抑制作用大于幼苗根長，而高濃度下幼苗根長受到的化感抑制作用大于幼苗苗高。水稻幼苗鮮重方面，10 g/L的煙草葉片水浸提液對其具有促進作用，30 g/L及其以上則表現出抑制作用。表現出低促高抑的雙重效應。與前人研究證實的化感物質具有低濃度促進高濃度抑制相符[11]。生理方面，不同濃度的水浸提液均對水稻幼苗POD活性產生影響，在較低濃度范圍內，隨濃度的提高POD活性增大，當達到最大值時，再增加濃度，POD活性則逐漸降低。煙草葉片水浸提液對水稻種子的化感效應研究為煙稻輪作過程中進一步提高水稻產量的研究提供了依據，由于煙草葉片的低濃度水浸提液對水稻苗高具有抑制作用，且抑制作用不強，這對水稻合理改變株型，降低株高，提高抗倒伏的能力具有重要意義。化感物質不僅可以直接作用于相鄰作物，還通過土壤作為介質來影響相鄰和下茬作物。針對煙稻的輪作方式，要進一步探究煙草對水稻的化感效應還需要通過盆栽或田間試驗來研究煙草釋放出的化感物質對水稻各種生理生化指標的影響。

參考文獻：

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