雞骨草莖葉水提液對10種農作物種子的化感效應

朱艷霞 黃燕芬

摘要：通過探索雞骨草莖葉水提物對10種農作物種子萌發(fā)的化感作用，為降低雞骨草連作障礙提供適宜的輪作作物。采用培養(yǎng)皿濾紙法測定6種濃度的雞骨草莖葉水提液對10種農作物種子萌發(fā)的影響。結果表明，較低濃度的雞骨草莖葉水提物（0.033 g/mL）對玉米、萵苣、生菜、芥菜、豌豆、豇豆、南瓜、黃瓜、番茄和茴香種子萌發(fā)均無顯著影響;隨雞骨草莖葉水提物濃度升高，對農作物種子萌發(fā)抑制作用逐漸增強;高濃度雞骨草莖葉水提物（0.200 g/mL）對萵苣、生菜、芥菜、豌豆、南瓜、黃瓜、番茄和茴香種子發(fā)芽的化感抑制作用分別為0.33、0.67、0.11、0.39、0.09、0.09、020和0.98;對玉米和豇豆種子發(fā)芽仍無影響。因此，適宜與雞骨草大田輪作的物種為玉米和豇豆。

關鍵詞：雞骨草;莖葉提液;化感作用;種子發(fā)芽率

中圖分類號：S567.04;S344.1 ? 文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）17-0113-04

雞骨草為廣西道地中藥材，其基源植物為豆科相思子屬植物廣州相思子（Abrus cantoniensis），藥用部位為除去豆莢后的干燥全株[1]，在保肝護肝、治療肝硬化和肝炎等方面的療效顯著，是雞骨草膠囊、雞骨草顆粒、復方雞骨草膠囊等多種中成藥的主要原料[2]。近年來雞骨草需求量日趨增多，人工種植前景廣闊[3]，但連年大面積單一種植，連作障礙嚴重，產量和品質大幅度下降。雞骨草的主要成分為三萜、黃酮和生物堿類化合物[4]，其中萜類和黃酮類化合物均為強化感作用物質[5]，而化感作用是導致連作障礙的重要原因之一[6]。因此深入研究雞骨草莖葉水提液對10種常用農作物種子的化感效應，了解雞骨草對哪些作物的化感作用較小，可為生產上選擇雞骨草的輪作作物奠定試驗基礎及理論依據(jù)。近年來，國內外許多學者研究得出，具有連作障礙的南方紅豆杉[7]、華重樓[8]、三七[9-10]、半夏[11]、丹參[12]等許多藥用植物提取物對玉米、小麥、大豆、白菜、蘿卜等農作物種子種苗的生長具有化感抑制作用，為正確指導糧藥輪作、菜藥輪作生產提供了理論依據(jù)，但未見前人對雞骨草的化感作用作相關報道。栽培雞骨草有連作障礙，但目前對于雞骨草連作障礙方面的研究甚少，雞骨草莖葉水提液對農作物種子的化感效應研究未見報道。本研究通過分析不同濃度的雞骨草莖葉水提液對玉米、豌豆和番茄等10種農作物化感作用的強弱，篩選適宜于雞骨草輪作作物品種，為建立合理的雞骨草輪作體系提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

雞骨草植株2017年11月采集于廣西南寧市賓陽縣新橋鎮(zhèn)雞骨草基地。受體材料玉米（桂甜糯525）種子購于廣西兆和種業(yè)有限公司;番茄、黃瓜、豇豆、南瓜、豌豆等種子購于廣西南寧桂研種業(yè)有限責任公司;芥菜種子購于廣西橫縣子龍商貿有限公司;生菜種子購于廣東金記種業(yè)有限公司;茴香種子購于江蘇郁禾種業(yè)有限公司;萵苣種子購于福建福州芽力農業(yè)科技有限公司。

1.2 試驗方法

雞骨草水提液的制備：參考李明等的方法[13]，取風干的雞骨草植株的莖葉部分，剪成小段，粉碎，過80目篩。稱取粉末100.0 g倒入500 mL蒸餾水，在25 ℃恒溫搖床勻速振蕩24 h，把浸泡液倒出，抽濾2次后得到濃度為0.200 g/mL的雞骨草莖葉水提液。同法，分別稱取50.0、33.3、25.0、20.0、16.7 g 粉末，制備成濃度為0.100、0.067、0.050、0.040、0.033 g/mL 的雞骨草莖葉水提液，存于4 ℃冰箱待用。

農作物種子發(fā)芽率測定：采用紙上發(fā)芽床，濾紙分別用0.200、0.100、0.067、0.050、0.040、0.033 g/mL的雞骨草莖葉水提液浸濕，以蒸餾水為空白對照。發(fā)芽盒放入25 ℃光照培養(yǎng)箱中，光周期為8 h光/16 h暗。每24 h觀察統(tǒng)計種子發(fā)芽情況，并適量添加相應濃度的水提液或蒸餾水，直至不再有種子萌發(fā)為止，種子發(fā)芽均以芽長≥1 mm為標準。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

發(fā)芽率=（發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%。

當T≥C時，化感效應指數(shù)（RI）=1-C/T;當T

所得數(shù)據(jù)在SPSS 21.0軟件進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同濃度雞骨草水提液對玉米種子萌發(fā)的影響

由表1可見，與對照相比，0.033～0.200 g/mL雞骨草莖葉水提液均對玉米種子發(fā)芽率無顯著影響。

2.2 不同濃度雞骨草水提液對萵苣種子萌發(fā)的影響

由表2可見， 與對照相比， 0.033、0.040 g/mL 的雞骨草莖葉水提液均對萵苣種子發(fā)芽率無顯著影響。當雞骨草莖葉水提液濃度≥0.050 g/mL時，萵苣種子首次萌發(fā)時間推遲、發(fā)芽持續(xù)時間延長、發(fā)芽勢降低、發(fā)芽率降低，種子萌發(fā)抑制作用隨水提物濃度升高而增強，0.200 g/mL 雞骨草莖葉水提液對萵苣種子發(fā)芽率的化感抑制作用達0.33。

2.3 不同濃度雞骨草水提液對生菜種子萌發(fā)的影響

由表3可見，與對照相比，當雞骨草莖葉水提液濃度為0.033～0.100 g/mL時，對生菜種子發(fā)芽率無顯著影響，但隨著濃度升高，發(fā)芽勢降低。當濃度升高至0.200 g/mL時，對生菜種子發(fā)芽具有顯著的抑制作用，首次萌發(fā)時間從第1天推遲至第3天，發(fā)芽率從97%降低至32%，化感抑制作用達0.67。

2.4 不同濃度雞骨草水提液對芥菜種子萌發(fā)的影響

由表4可見，與對照相比，當雞骨草莖葉水提液濃度為0.033～0.100 g/mL時，對芥菜種子發(fā)芽率無顯著影響。但在種子萌發(fā)的第1天，芥菜種子發(fā)芽率隨著濃度的升高而逐漸降低，當濃度升高至0.200 g/mL發(fā)芽率從82%大幅度降至43%，且對芥菜種子最終發(fā)芽具有顯著的抑制作用，化感抑制作用達0.11。

2.5 不同濃度水提液對豌豆種子萌發(fā)的影響

由表5可見，與對照相比，0.033～0.100 g/mL雞骨草莖葉水提液均對豌豆種子發(fā)芽率無顯著影響，但首次萌發(fā)時間整體從第1天推遲到第2天。當濃度升高至0.200 g/mL時，第2天發(fā)芽率僅為9%，與對照相比存在顯著差異，化感抑制作用達0.39。

2.6 不同濃度水提液對豇豆種子萌發(fā)的影響

由表6可見，與對照相比，0.033～0.200 g/mL雞骨草莖葉水提液均對豇豆種子發(fā)芽率無顯著影響，但第1天的發(fā)芽率隨濃度升高而逐漸降低，即發(fā)芽速度有逐漸下降的趨勢。

2.7 不同濃度水提液對南瓜種子萌發(fā)的影響

由表7可見，與對照相比，0.033～0.067 g/mL雞骨草莖葉水提液對南瓜種子發(fā)芽率無顯著影響。當濃度提高到為0.100 g/mL和0.200 g/mL時，對南瓜種子發(fā)芽具有較顯著的抑制作用，化感抑制作用分別為0.12和0.09。

2.8 不同濃度水提液對黃瓜種子萌發(fā)的影響

由表8可見，與對照相比，0.033～0.100 g/mL雞骨草莖葉水提液均對黃瓜種子發(fā)芽率無顯著影響，但發(fā)芽速度隨水提物濃度升高而降低。當濃度提高至0.200 g/mL時，第1天發(fā)芽率從88%降至58%，最終化感抑制作用為0.09。

2.9 不同濃度水提液對番茄種子萌發(fā)的影響

由表9可見，與對照相比，濃度0.033、0.040、0.050 g/mL雞骨草莖葉水提液顯著降低了番茄種子發(fā)芽率。當濃度為0.067、0.100、0.200 g/mL時，發(fā)芽率由86%分別降至71%、71%、69%，對番茄種子發(fā)芽具有顯著的抑制作用，化感抑制作用分別為0.18、0.18、0.20。

2.10 不同濃度水提液對茴香種子萌發(fā)的影響

由表10可見，與對照相比，0.033～0.200 g/mL雞骨草莖葉水提液顯著降低了茴香種子發(fā)芽率。當濃度≥0.040 g/mL時，茴香種子首次萌發(fā)時間推遲、發(fā)芽持續(xù)時間延長、發(fā)芽勢降低、發(fā)芽率降低，種子萌發(fā)抑制作用隨水提物濃度升高而增強，0.200 g/mL雞骨草莖葉水提液處理的茴香種子發(fā)芽率僅為1%，化感抑制作用高達0.98。

3 討論與結論

化感物質是植物向環(huán)境中釋放并對周圍植物（含微生物）產生有利或有害影響的化學物質，是植物代謝物或其轉化物[14-17]。在自然界中，化感物質一般是溶于雨水后進入環(huán)境，進而影響植物種子萌發(fā)和植物生長。水提法以水為介質，模擬自然界中化感物質進入環(huán)境的形式，這樣能更準確地解釋化感現(xiàn)象[18]，故本試驗采用水提法來提取雞骨草莖葉部分的化感物質。很多研究表明，化感作用具有濃度效應，一般表現(xiàn)為低濃度促進、高濃度抑制的現(xiàn)象[19]。王雄飛等研究表明，三七各部位水提液對小麥和油菜種子萌發(fā)及幼苗生長均具有抑制作用;低濃度時可促進玉米種子萌發(fā)和幼苗生長，高濃度時則起抑制作用[20]。本研究結果表明，玉米和豇豆種子在0.033～0.200 g/mL雞骨草莖葉水提液作用下發(fā)芽率無顯著影響。萵苣、生菜、芥菜、豌豆、南瓜、 黃瓜種子在較低濃度（0.033～0.040 g/mL）的雞骨草莖葉水提液作用下發(fā)芽率無顯著影響，在較高濃度（0.200 g/mL）作用下發(fā)芽率顯著降低。番茄、茴香種子在0.033～0.200 g/mL雞骨草莖葉水提液作用下，隨著水提液濃度升高，發(fā)芽率逐漸降低，化感抑制作用逐漸增強。這與王寧等的研究結果[21]相似，即化感物質濃度低時，對受體植物生長的不利影響較小或可起積極的促進作用;化感物質濃度高時，化感抑制作用相對加強。

楊莉等研究得出在12種農作物種子中，以苦苣和茄子對老參地土壤水溶性物質的化感作用最敏感[22]，張丹丹等研究得出6種牧草種子中，以羽扇豆和多年生黑麥草對芒果葉片水提液的化感作用最敏感[23]。與前人研究相似，本研究也發(fā)現(xiàn)同一供體對不同受體產生的化感效應不同，雞骨草對玉米和豇豆的化感效應較弱，對生菜、萵苣、芥菜、豌豆、南瓜、黃瓜和番茄化感效應較強，對茴香的化感效應最強。這種在同一供體植物作用下，不同受體植物表現(xiàn)出不同的化感效應的現(xiàn)象，可能與受體植物自身的耐受性有關，如玉米對三七[9，20，24]、麻風樹[25-26]、肉桂酸[27]耐受性都較高，另一方面可能是供體特定的化學物質對受體植物種子萌發(fā)產生抑制作用。前人已研究得出，抑制種子萌發(fā)的化感物質主要有黃酮類、醌類、萜類、酚類、香豆素類、糖和糖苷類、生物堿、非蛋白氨基酸8類[28]，本研究僅以雞骨草水提物為供體，對水提物中抑制農作物種子萌發(fā)的具體成分及作用濃度，還有待深入研究。

本研究結果表明，雞骨草莖葉水提液對玉米和豇豆種子萌發(fā)無顯著影響;對生菜、萵苣、芥菜、豌豆、南瓜、黃瓜和番茄種子萌發(fā)表現(xiàn)為低濃度無顯著影響、高濃度抑制效果;對茴香種子萌發(fā)表現(xiàn)為強抑制效果。因此，適宜與雞骨草大田輪作的物種為玉米和豇豆。

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