愈創(chuàng)木酚不同作用途徑對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響

肖　磊，班戰(zhàn)軍，劉紅耀，史明山

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東　廣州　510642；2.邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北　邯鄲　056001）

愈創(chuàng)木酚不同作用途徑對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響

肖磊1，2，班戰(zhàn)軍2，劉紅耀2，史明山2

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東廣州510642；2.邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北邯鄲056001）

將愈創(chuàng)木酚分別以水溶態(tài)、附著殘留物和揮發(fā)態(tài)的形式作用于蘿卜幼苗，研究了3種作用方式對(duì)幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)（根長(zhǎng)、苗高、干重）的影響。結(jié)果表明：愈創(chuàng)木酚通過(guò)溶于水、附著于濾紙上以及蒸汽的形式均可對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，其中，水溶態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響依賴(lài)于濃度效應(yīng)，高濃度時(shí)主要表現(xiàn)為抑制作用，低濃度時(shí)則表現(xiàn)為促進(jìn)作用；附著于濾紙上和揮發(fā)態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響均表現(xiàn)為抑制作用，且抑制效果隨著附著量的增多和暴露在其中時(shí)間的延長(zhǎng)而提高。

愈創(chuàng)木酚；蘿卜；作用方式；生長(zhǎng)指標(biāo)

依據(jù)沸點(diǎn)的不同，酚類(lèi)化合物可分為非揮發(fā)酚和揮發(fā)酚2種，其中，揮發(fā)酚沸點(diǎn)通常低于230℃［1］，具有致癌、致畸、致突變等危害性［2～4］。其在濃度較高時(shí)，也會(huì)阻礙作物的正常生長(zhǎng)，影響作物產(chǎn)量，甚至導(dǎo)致作物死亡［5］。揮發(fā)酚的危害已經(jīng)引起了全球的廣泛關(guān)注，成為評(píng)價(jià)環(huán)境污染的重要指標(biāo)之一。1977年美國(guó)環(huán)保局（Environmental Protection Agency，EPA）率先把包括苯酚在內(nèi)的6種揮發(fā)酚列入“環(huán)境優(yōu)先控制污染物黑名單”。1989年我國(guó)環(huán)保局篩選出了68種優(yōu)先控制環(huán)境污染物，其中就包括苯酚、3-甲基酚和2，4-二氯酚3種揮發(fā)酚［1］。

2-甲氧基苯酚，又叫愈創(chuàng)木酚，沸點(diǎn)205℃，為苯酚的衍生物，主要應(yīng)用在醫(yī)藥、香料和染料合成等方面。因此，其可以通過(guò)多種途徑而對(duì)植物體產(chǎn)生影響，如，用含酚的廢水灌溉對(duì)植物產(chǎn)生影響；以蒸汽的形式，經(jīng)空氣傳播直接作用于植物體；附著于植物生存的介質(zhì)上對(duì)植物產(chǎn)生影響。

有關(guān)揮發(fā)酚影響植物的研究已有報(bào)道，但多集中在植物體內(nèi)揮發(fā)酚的含量和富集規(guī)律等方面［6～9］，而關(guān)于揮發(fā)酚對(duì)植物影響途徑的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。十字花科的蘿卜萌發(fā)較快，對(duì)化學(xué)物質(zhì)敏感［10，11］，是評(píng)價(jià)化學(xué)污染物的理想植物。因此，作者以蘿卜為試材，探討了愈創(chuàng)木酚不同作用途徑對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響，以期為揮發(fā)酚毒害途徑的研究提供參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

參試蘿卜品種為短葉13號(hào)，種子購(gòu)自廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院。

所用儀器有多段光照培養(yǎng)箱（FPG型，購(gòu)自寧波萊福科技有限公司）、電子天平（購(gòu)自沈陽(yáng)龍騰電子稱(chēng)量?jī)x器有限公司）；試劑有正己烷（分析純）和2-甲氧基苯酚（純度＞98%），購(gòu)于廣州天河精科化玻儀器批發(fā)部。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別將愈創(chuàng)木酚以水溶態(tài)、吸附在濾紙上、揮發(fā)態(tài)3種形式處理蘿卜種子，研究愈創(chuàng)木酚不同作用途徑對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響。

1.2.1.1水溶態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響。用水做溶劑，分別將愈創(chuàng)木酚配成濃度為1.0×10-4mg/mL（處理A）、2.0×10-5mg/mL（處理B）和1.0×10-5mg/mL（處理C）的處理液。在每個(gè)培養(yǎng)皿（直徑9 cm，有蓋）的濾紙上均勻放入事先已消毒的種子10粒，然后加入處理液5 mL。試驗(yàn)設(shè)A、B、C處理液3個(gè)處理，以加入5 mL蒸餾水的處理作為對(duì)照。每皿1個(gè)處理，3次重復(fù)。將培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)箱〔溫度27℃，每天500 μmol/（m2·s）光照培養(yǎng)12 h、黑暗培養(yǎng)12 h〕中培養(yǎng)，5 d后測(cè)定蘿卜幼苗的根長(zhǎng)、苗高及干重。

1.2.1.2吸附在濾紙上的愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響。選用正己烷做溶劑，分別將愈創(chuàng)木酚配成濃度為10.0×10-4mg/mL（處理a）、2.0×10-4mg/mL（處理b）和1.0×10-4mg/mL（處理c）的處理液，用移液槍分別吸取a、b、c處理液及正己烷（CK）0.5 mL，均勻滴加到濾紙（直徑9 cm）上，在35℃烘箱內(nèi)放置24 h使正己烷揮發(fā)完全。在每個(gè)培養(yǎng)皿的濾紙上均勻放入事先已消毒的種子10粒，然后加入蒸餾水5 mL。每皿1個(gè)處理，3次重復(fù)。將培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)箱〔溫度27℃，每天500 μmol/（m2·s）光照培養(yǎng)12 h、黑暗培養(yǎng)12 h〕中培養(yǎng)，5 d后測(cè)定蘿卜幼苗的根長(zhǎng)、苗高和干重。

1.2.3揮發(fā)態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響蘿卜種子在光照培養(yǎng)箱〔溫度27℃，每天500 μmol/（m2·s）光照培養(yǎng)12 h、黑暗培養(yǎng)12 h〕中萌發(fā)，2 d后選取長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗用愈創(chuàng)木酚進(jìn)行處理（圖1，其中隔板為帶空隔板，棉花上附著愈創(chuàng)木酚0.5 mL）。將蘿卜幼苗置于干燥器內(nèi)，處理時(shí)長(zhǎng)分別為0（CK）、15、30、45和60 min，然后置于培養(yǎng)皿（直徑9 cm，有蓋）中，加入蒸餾水5 mL。每皿1個(gè)處理，3次重復(fù)。將培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)箱〔溫度27℃，每天500 μmol/（m2·s）光照培養(yǎng)12 h、黑暗培養(yǎng)12 h〕中培養(yǎng)，4 d后測(cè)定蘿卜幼苗的根長(zhǎng)、苗高和干重。

圖1　揮發(fā)態(tài)愈創(chuàng)木酚處理蘿卜幼苗的示意圖

1.2.2數(shù)據(jù)處理與分析水溶態(tài)和附著于濾紙上愈創(chuàng)木酚的作用效果，采用響應(yīng)指數(shù)（Response index，RI）來(lái)衡量，即：參照Williamson等［12］方法，將測(cè)定的根長(zhǎng)、苗高及干重?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RI值。RI值計(jì)算公式為：

式中，C為對(duì)照值；T為處理值；RI為化感作用效應(yīng)指數(shù)，其中RI＞0表現(xiàn)為促進(jìn)效應(yīng)、RI＜0表現(xiàn)為抑制效應(yīng)，絕對(duì)值的大小與作用強(qiáng)度一致。

參照《試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法》［13］進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，利用Excel和SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，采用鄧肯氏新復(fù)極差法（P＜0.05）進(jìn)行多重比較。

2　結(jié)果與分析

2.1水溶態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響

圖2　水溶態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響

溶于水的愈創(chuàng)木酚，經(jīng)植物吸收后而發(fā)揮作用。愈創(chuàng)木酚濃度不同，對(duì)蘿卜幼苗根長(zhǎng)、苗高和干重的影響效果也不一樣（圖2），其中，處理A顯著抑制根長(zhǎng)和苗高生長(zhǎng)，而對(duì)干重影響較小；處理B顯著促進(jìn)根長(zhǎng)生長(zhǎng)和干重提高，而抑制苗高生長(zhǎng)，但是其對(duì)苗高的抑制程度＜處理A；處理C顯著促進(jìn)根長(zhǎng)生長(zhǎng)和干重提高，對(duì)苗高作用不顯著。此外，從同一濃度處理對(duì)幼苗不同生長(zhǎng)指標(biāo)的影響看，B和C處理對(duì)幼苗根長(zhǎng)和干重的影響均不顯著。表明水溶態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響依賴(lài)于濃度效應(yīng)，其中，高濃度時(shí)主要表現(xiàn)為抑制作用，低濃度時(shí)則表現(xiàn)為促進(jìn)作用。

2.2附著于濾紙上的愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響

愈創(chuàng)木酚為揮發(fā)性物質(zhì)，其在與物體剛接觸的一段時(shí)間揮發(fā)較快。為避免揮發(fā)態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)植物的影響，本研究通過(guò)使愈創(chuàng)木酚充分揮發(fā)，探討吸附的殘留物對(duì)植物生長(zhǎng)的影響。參試濃度的愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗根長(zhǎng)和苗高生長(zhǎng)以及干重提高均表現(xiàn)出抑制作用，但不同濃度處理的效果差異均不顯著，其中，處理a對(duì)3個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)的影響相對(duì)較強(qiáng)（圖3）。表明愈創(chuàng)木酚濃度高時(shí)在濾紙上的殘留量也較高，對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的抑制作用相對(duì)較強(qiáng)，但試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)愈創(chuàng)木酚的殘留量水平對(duì)蘿卜幼苗根長(zhǎng)、苗高和干重的抑制效果差異均不明顯。

圖3　附著于濾紙上的愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響

3.3揮發(fā)態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響

愈創(chuàng)木酚具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，暴露于空氣中會(huì)迅速擴(kuò)散，本研究中利用干燥器來(lái)防止愈創(chuàng)木酚的揮發(fā)，通過(guò)處理時(shí)間的變化探索植物對(duì)愈創(chuàng)木酚的響應(yīng)。愈創(chuàng)木酚處理的蘿卜幼苗根長(zhǎng)、苗高和干重均＜CK，但不同時(shí)長(zhǎng)處理的效果差異達(dá)到了顯著水平，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，根長(zhǎng)和干重均呈逐漸降低趨勢(shì)，而苗高表現(xiàn)為先緩慢降低后逐漸升高再快速降低的變化趨勢(shì)（表1）。表明揮發(fā)態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響均表現(xiàn)為抑制作用，且抑制效果與幼苗暴露在其中的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。其中，≤30 min時(shí)長(zhǎng)處理的根長(zhǎng)、苗高和干重與CK差異均不顯著；60 min時(shí)長(zhǎng)處理的幼苗3個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)與CK差異均達(dá)到了顯著水平；而45 min時(shí)長(zhǎng)處理除苗高與CK差異不顯著外，其他2個(gè)指標(biāo)與CK差異均達(dá)到了顯著水平。表明幼苗在揮發(fā)態(tài)愈創(chuàng)木酚中暴露的時(shí)間越長(zhǎng)，造成的抑制效果越大，其中，處理時(shí)間≤30 min時(shí)對(duì)幼苗生長(zhǎng)影響不大，處理時(shí)間為45 min時(shí)顯著抑制根長(zhǎng)生長(zhǎng)和干重提高，處理時(shí)間為60 min時(shí)會(huì)顯著影響幼苗生長(zhǎng)。

表1　揮發(fā)態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響Table 1　The effects of guaiacol volatilized on the radish seedlings

3　結(jié)論與討論

將愈創(chuàng)木酚分別以水溶物、附著殘留物和蒸汽形式作用于蘿卜幼苗，研究了3種作用途徑對(duì)幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)（根長(zhǎng)、苗高、干重）的影響。結(jié)果顯示，揮發(fā)態(tài)和附著于濾紙上的愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)均表現(xiàn)為抑制作用，且效果隨著附著量的增大和揮發(fā)處理時(shí)間的延長(zhǎng)而提高；而水溶態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響依賴(lài)于濃度效應(yīng)，其中，高濃度時(shí)主要表現(xiàn)為抑制作用，而低濃度時(shí)則表現(xiàn)為促進(jìn)作用。

愈創(chuàng)木酚可以通過(guò)附著于植物生長(zhǎng)的介質(zhì)上而產(chǎn)生影響。本研究條件下，附著于濾紙上的愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗根長(zhǎng)、苗高和干重均表現(xiàn)出抑制作用，但不同濃度處理的效果差異并不明顯。分析原因，與本研究中為了避免揮發(fā)態(tài)愈創(chuàng)木酚的干擾，較長(zhǎng)時(shí)間地使愈創(chuàng)木酚揮發(fā)，導(dǎo)致濾紙上的愈創(chuàng)木酚殘留物較少有關(guān)。但從本研究結(jié)果仍然可以看出，愈創(chuàng)木酚殘留量越大，抑制作用越強(qiáng)。此外，愈創(chuàng)木酚附著量的多少也依賴(lài)于被附著物的粘附力，因此，對(duì)附著量的定量分析與植物表型的相關(guān)性研究將是今后重點(diǎn)開(kāi)展的一項(xiàng)工作。

揮發(fā)態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)蘿卜幼苗的影響主要因作用時(shí)間的不同而異，但在自然條件下，愈創(chuàng)木酚的擴(kuò)散難以控制。愈創(chuàng)木酚對(duì)植物的影響除受作用時(shí)間影響外，還與愈創(chuàng)木酚的擴(kuò)散程度以及大氣中的濃度等有關(guān)。因此，在自然狀態(tài)下，揮發(fā)態(tài)愈創(chuàng)木酚對(duì)植物的影響受多因素的影響，比較復(fù)雜，今后有待更深入地研究，進(jìn)而揭示揮發(fā)態(tài)愈創(chuàng)木酚的作用規(guī)律。

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Effects of Guaiacol on the Growth of Radish Seedlings under Different Action Methods

XIAO Lei1，2，BAN Zhan-jun2，LIU Hong-yao2，SHI Ming-shan2
（1.South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China；2.Handan Academy of Agricultural Sciences，Handan 056001，China）

It was investigated that the effects of guaiacol on the growth index of radish seedlings（root length，shoot length，dry weight）from different action methods，guaiacol dissolved in water，attached to filter paper and the form of steam respectively.The results showed that guaiacol dissolved in water，attached to filter paper and the form of steam could all influence the growth of radish seedlings.The effects of guaiacol dissolved in water on radish depend on the concentration，guaiacol of higher concentration could exhibit inhibition and the treatment of low concentration could promote the growth of radish seedlings.Guaiacol attached to filter paper and volatilized could all inhibit the growth of radish seedlings. And the inhibition effects increased with the increase of residual quantity and exposure time. Key words：Guaiacol；Radish；Action method；Growth index

S631.1

A

1008-1631（2016）03-0014-03

2016-01-04

邯鄲市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（1422101027-11）

肖磊（1981-），男，山東惠民人，助理研究員，碩士，主要從事小麥育種與栽培技術(shù)研究。E-mail：yanyun5995@163.com。