油茶葉、果殼浸提液對大豆、花生種子的化感作用

黃瞇 陳凱 雷小林 孫穎

摘要：以花生、大豆為試驗對象，研究油茶葉、油茶果殼水浸提液對花生、大豆種子萌發(fā)及生長是否具化感作用，從而在植物化感作用方面為油茶林地套種作物提供依據(jù)。結(jié)果表明，不同濃度的試劑對大豆和花生的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)都表現(xiàn)為化感抑制作用，油茶葉水浸提液的抑制作用高于油茶果殼水浸提液。油茶果殼對花生的生長指標(biāo)既有促進作用又有抑制作用，濃度為0.01 g/mL時花生的胚根長、下胚軸長、鮮質(zhì)量值最大，隨著濃度的升高而逐漸下降，整體呈現(xiàn)出低濃度促進、高濃度抑制的趨勢。本試驗僅從大豆、花生種子的發(fā)芽和生長情況來判斷油茶樹體器官水浸提液對花生、大豆是否有化感作用，具體的化感成分還需進一步鑒定。

關(guān)鍵詞：油茶葉片;油茶果殼;浸提液;農(nóng)作物;化感作用

中圖分類號：S344.3;S311 ??文獻標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）17-0108-05

油茶（Camellia oleifera）別稱茶子樹，是山茶科山茶屬中種子含油率較高，具有一定的栽培面積和栽培價值的一類植物的總稱[1-2]。研究證實，在油茶林地中套種作物不僅能改善土壤環(huán)境還能提高油茶產(chǎn)量，“油茶樹+農(nóng)作物”組合的新模式成為油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點[3-4]?；凶饔檬侵参镞m應(yīng)外界環(huán)境變化的一種響應(yīng)機制，普遍存在于自然界[5-9]。目前，油茶葉片、凋落物浸提液在前人的研究中發(fā)現(xiàn)具有化感作用[10]，但油茶果殼對林下作物的化感作用研究較少。花生、大豆是常見的油茶林地套種作物[11-13]，但油茶化感作用對花生、大豆種子的發(fā)芽及生長情況研究鮮見報道。本試驗以油茶葉片水提取液和油茶果殼水提液為研究對象，分析不同濃度的2種水提液對油茶林常見間作農(nóng)作物（大豆、花生）的種子發(fā)芽、生長的影響，從而在植物化感作用方面為油茶林地套種作物提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

油茶葉片采自江西省林業(yè)科學(xué)院山茶園內(nèi)8年生油茶樹，品種為贛無2，油茶果殼為2018年贛無系列油茶果殼。植物種子（太谷縣農(nóng)業(yè)科技市場購入）：大豆品種為中黃13，花生品種為四粒紅。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗于8月7日開始，8月14日結(jié)束，歷時7 d，采用培養(yǎng)皿濾紙法進行試驗。試驗處理見表1，每個處理3次重復(fù)，試驗步驟參考李建波等的研究[14]。

1.2.2 試劑制備 試劑A：油茶葉用蒸餾水清洗后放入烘干機內(nèi)80 ℃烘干24 h至恒質(zhì)量，用粉碎機打成粉末保存?zhèn)溆?，按? 000 mL蒸餾水40 g干物質(zhì)的比例室溫下浸提48 h（每8 h用玻璃棒攪拌1次），用雙層紗布過濾2次，得到濃度為 0.04 g/mL 的油茶葉水浸提液母液，然后將一部分母液用蒸餾水分別稀釋成濃度為0.02、0.01 g/mL 的葉、殼提取液，置于4 ℃ 冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩Ｔ噭〣：將油茶葉換成油茶果殼，制備方法與試劑A方法相同。

1.3 測定方法及計算公式

用游標(biāo)卡尺測定種子胚根長、下胚軸長，電子分析天平稱量種子鮮質(zhì)量，每個處理隨機選取20粒種子，取平均值。發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)計算方法參考彭曉邦的方法[15]，化感作用效應(yīng)指數(shù)參照Williamson等的計算方法[16]。當(dāng)T（對照值）≥C（處理值） 時，化感效應(yīng)指數(shù)（RI） = 1-C/T;當(dāng) T0為促進作用，RI<0為抑制作用，絕對值的大小即為化感作用的強度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 20處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度試劑對大豆種子發(fā)芽的影響

由表1可知，不同處理對大豆的發(fā)芽情況具有明顯的化感抑制效應(yīng)，隨著試劑濃度的升高，大豆發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)逐漸下降。試劑A、B處理后發(fā)芽率大小順序依次為處理7>處理5>處理4>處理6>處理1>處理2>處理3，種子的發(fā)芽速度和整齊度用發(fā)芽勢來表示，處理5的發(fā)芽率大于處理4，但是發(fā)芽勢卻比處理4低，說明試劑B在0.02 g/mL時延遲了發(fā)芽速度。發(fā)芽指數(shù)反映的是種子的活力，表格中不同處理的發(fā)芽指數(shù)顯著小于CK1，表明試劑A、B對種子活力具有顯著的抑制作用，試劑A濃度為0.04 g/mL時（處理3）的種子活力最低，受抑制作用最強，此時的化感效應(yīng)指數(shù)絕對值最大。試劑B使發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)分別下降了14.00～18.00百分點、4.67～32.00百分點、10.09～28.88百分點，受抑制作用顯著。大豆各個萌發(fā)指標(biāo)對試劑B化感作用的敏感程度不同，其中敏感程度最高的是發(fā)芽指數(shù)，發(fā)芽勢次之，發(fā)芽率最小，3個濃度處理發(fā)芽率均與CK1無顯著性差異。

2.2 不同濃度試劑對花生種子發(fā)芽的影響

從表3可知，試劑A、B處理的花生種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢以及發(fā)芽指數(shù)的化感效應(yīng)指數(shù)均為負數(shù)，可以得出試劑A、B對花生的發(fā)芽具有抑制作用。試劑A使花生發(fā)芽率降低了14.00～18.67百分點，與CK2具有顯著性差異，其中處理8的花生發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢最低，此時種子活力受抑制作用最強;試劑B使花生的發(fā)芽率下降了4.67～7.34百分點，與CK2差異不顯著。發(fā)芽指數(shù)與對照差異顯著，處理13的發(fā)芽指數(shù)比CK2低出23.97，種子活力最低。

2.3 不同處理對大豆生長的影響

2.3.1 試劑A對大豆生長的影響 由圖1、圖2可知，大豆種子胚根、下胚軸長隨著試劑A濃度的升高而降低，胚根、下胚軸長與CK1差異顯著。不同濃度試劑A處理過的大豆胚根長度較CK1降低了9.29～18.10 mm，其中濃度從0 g/mL（CK1）升高到0.01 g/mL（處理1）時，胚根長度下降最快，下降了9.29 mm。濃度為0.01 g/mL（處理1）時大豆的下胚軸長約為CK1 的1/2， 當(dāng)濃度提高到0.04 g/mL（處理3）時的下胚軸長則降為CK1的1/3左右，各處理差異顯著。試劑A對大豆的鮮質(zhì)量有促進作用，使大豆的鮮質(zhì)量較CK1增長了0～0.23g。除了濃度為 0.02 g/mL （處理2）大豆鮮質(zhì)量與CK1相等，無顯著差異之外，其余2個處理鮮質(zhì)量均高于CK1，0.04 g/mL（處理3）大豆鮮質(zhì)量值最高，為 0.96 g，具有顯著的促進作用。

2.3.2 試劑B對大豆生長的影響 從圖3、圖4可以看出，經(jīng)過試劑B處理后，大豆的胚根、下胚軸長均下降，下降幅度與濃度成正比。胚根下降的幅度較小，僅下降了2.20～5.37 mm，濃度為0.04 g/mL（處理6）時胚根長度與CK1差異顯著，其余處理無顯著性差異。大豆下胚軸下降的幅度最大，濃度為0.01 g/mL（處理4）時下降了10.11 mm，濃度為0.04 g/mL時（處理6）則下降了17.73 mm，所有濃度處理均與對照呈顯著性差異。大豆鮮質(zhì)量與胚根、下胚軸長的反應(yīng)不同，鮮質(zhì)量增加了0.07～0.11 g，增加速度最快的是0.01 g/mL處理（處理4），之后濃度升高，增長速度下降，濃度由0.02 g/mL上升為0.04 g/mL時，鮮質(zhì)量僅增加了0.01 g。

2.4 不同處理對花生生長的影響

2.4.1 試劑A對花生生長的影響 從圖5、圖6中可以看出，試劑A對花生胚根長具有促進作用，隨著濃度升高而促進作用減弱，濃度為0.01 g/mL（處理8）時花生的胚根長為CK2的1.45倍，濃度為0.02 g/mL（處理9）、0.04 g/mL（處理10）時，與CK2的胚根長比值下降為1.19、1.003，長度逐漸接近于CK2。下胚軸長受到試劑B的抑制，0.02 g/mL（處理9）時的下胚軸長受抑制最小，與CK2無顯著差異。濃度為0.01 g/mL（處理8）、0.04 g/mL（處理10）2個處理之間無顯著差異，但與CK2差異顯著。試劑A對花生鮮質(zhì)量表現(xiàn)為抑制作用。濃度為0.04 g/mL（處理10）時花生鮮質(zhì)量為各處理中最小，比CK2低0.57 g，濃度為 0.02 g/mL （處理9）時與CK2無顯著性差異。

2.4.2 試劑B對花生生長的影響 從圖7、圖8中可以看出，試劑B對花生的生長指標(biāo)既有促進作用又有抑制作用。濃度為0.01 g/mL（處理11）時花生的胚根長、下胚軸長、鮮質(zhì)量達到最大值，分別比CK2高出2.47 mm、1.46 mm、0.14 g，隨著濃度的升高，胚根長、下胚軸長、鮮質(zhì)量下降，整體呈現(xiàn)出低濃度促進、高濃度抑制的趨勢。

3 討論與結(jié)論

用植物各部位水浸提液研究植物化感作用是目前最為普遍的方法，在很多樹種上運用并被證實具有可行性[17-19]。本試驗結(jié)果表明，油茶葉片、油茶果殼對大豆、花生種子的發(fā)芽具有化感抑制作用，對種子的生長指標(biāo)既有抑制作用又有促進作用。油茶葉片水浸提液處理抑制了大豆的胚根長、下胚軸長和花生下胚軸長、鮮質(zhì)量，提高了大豆鮮質(zhì)量以及花生的胚根長。油茶果殼水浸提液處理抑制了大豆胚根長、下胚軸長，對大豆的鮮質(zhì)量具有促進作用，花生的胚根長、下胚軸長及鮮質(zhì)量在濃度為0.01 g/mL時高于對照，其余濃度下均低于對照。

本試驗中大豆種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢、胚根長、下胚軸長隨著試劑濃度的上升而下降，試劑A濃度為0.04 g/mL時大豆胚根長、下胚軸長比濃度為0.01 g/mL時分別下降了8.81、12.00 mm，差異顯著。張新葉等發(fā)現(xiàn)，油茶水浸提液對紫蘇的化感抑制作用隨著浸提液濃度的增加，化感效應(yīng)的強度越大，抑制效果越明顯，油茶葉浸提液濃度為0.04 g/mL時，紫蘇種子發(fā)芽數(shù)量急劇下降[20]。汪貴慶等的試驗證明，油茶水浸提液對紫莖澤蘭的化感作用與濃度成正比，低濃度時對發(fā)芽率無顯著影響，高濃度（0.03 g/mL）時發(fā)芽率下降為0，抑制效果顯著[1]。以上研究證實，油茶的化感作用強弱與試劑（浸提液）濃度有密切關(guān)系。

試劑A、B處理的大豆種子發(fā)芽率在濃度為0.04 g/mL時分別比對照CK1下降了56、18百分點，同一濃度下試劑A的發(fā)芽率僅為試劑B的發(fā)芽率1/3左右，證明試劑A的化感抑制作用強于試劑B。向福等分別將油茶葉、油茶凋落物水浸提液作為供體，紫蘇作為受體，研究發(fā)現(xiàn)油茶葉、凋落物水浸提液對紫蘇發(fā)芽以及生長具有化感作用，油茶葉的化感抑制作用強于油茶凋落物[21]。本試驗中同濃度的油茶葉、油茶果殼水浸提液對花生、大豆種子萌發(fā)具有化感抑制作用，但油茶葉的化感抑制作用比油茶果殼的抑制作用更強，說明化感作用的強弱還與樹體部位有關(guān)。

試劑A在濃度為0.01 g/mL時對花生的胚根長、下胚軸長表現(xiàn)為促進作用，但是同等濃度處理下大豆的胚根長、下胚軸長則受到抑制;試劑B在 0.02 g/mL 時，花生的鮮質(zhì)量小于CK1，大豆的鮮質(zhì)量則大于CK1。在其他試驗中發(fā)現(xiàn)油茶水浸液對桔梗種子發(fā)芽以及根莖生長均具有促進作用，對紫莖澤蘭種子的萌發(fā)具有顯著的抑制作用[22];油茶凋落物浸提液對綠豆種子發(fā)芽無抑制作用，但會減少綠豆幼苗的葉綠素含量，增加綠豆幼苗中脯氨酸和丙二醛的含量，從而抑制綠豆幼苗的生長[23];不同濃度油茶葉浸提液處理對猴樟地徑生長均表現(xiàn)出促進作用，對猴樟幼苗地上、地下部干質(zhì)量均表現(xiàn)出抑制效應(yīng)。表明油茶浸提液對不同的受體植物產(chǎn)生的化感效應(yīng)會有所不同[24]。在林農(nóng)種植的模式下，林分對農(nóng)作物是否具有化感抑制作用以及抑制作用的大小，直接決定了套種農(nóng)作物品種的選擇。本研究中發(fā)現(xiàn)油茶葉的化感作用大于油茶果殼，各浸提液對花生的抑制作用較小。目前關(guān)于油茶分泌物的成分鑒定主要集中于根系分泌物中。葉思成等鑒定出油茶根系分泌物中含有鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、正十六烷、正十七烷等物質(zhì)[25]。這些物質(zhì)都已經(jīng)被證實為化感物質(zhì)。本試驗只是從種子的發(fā)芽以及生長上去推測油茶葉、果殼中含有化感物質(zhì)，是否含有化感物質(zhì)以及化感物質(zhì)的種類需要進一步測定。

參考文獻：

[1]汪貴慶，孫運剛，劉濟明，等. 油茶、板栗、構(gòu)樹的化感作用對紫莖澤蘭種子萌發(fā)的影響和綜合評價[J]. 貴州林業(yè)科技，2010，38（4）：17-21.

[2]陳永忠，羅 健，王 瑞，等. 中國油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與前景[J]. 糧食科技與經(jīng)濟，2013，38（1）：10-12.

[3]陳 彪. 不同套種模式和施肥處理對油茶幼林生長的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（33）：89-90，93.

[4]廖云蓉，劉昊軒. 油茶幼林套種山稻管理技術(shù)及效益分析[J]. 中國林副特產(chǎn)，2017（4）：66-67.

[5]李建波，方 麗，郝 雨，等. 野老鸛草水提取物對大豆、玉米、花生的化感作用[J]. 雜草學(xué)報，2018，36（1）：31-36.

[6]Ding Y M，Ofodike A E，Zhang J Q，et al. The effect of chemical reaction kinetic parameters on the bench-scale pyrolysis of lignocellulosic biomass[J]. Fuel，2018，232：147-153.

[7]魏 進，劉 霞，張 靜，等. 地桃花提取物對10種植物的抑制活性[J]. 雜草學(xué)報，2018，36（3）：24-28.

[8]李雪楓，王 堅，胡 堅，等. 瓜類蔬菜化感作用研究進展[J]. 北方園藝，2019（16）：136-145.

[9]李文紅，張朝顯，曹 丹. 6種雜草水浸提液對水稻種子發(fā)芽和幼苗生長的影響[J]. 雜草學(xué)報，2018，36（1）：25-30.

[10]向 福，程 超，何乾坤，等. 油茶葉及凋落物浸提液對紫蘇幼苗生長的化感作用[J]. 北方園藝，2015（12）：1-4.

[11]艾華明，朱少云，吳 強. 大豆在幼齡高效果（油茶）園套種技術(shù)要點[J]. 農(nóng)民致富之友，2015（2）：91.

[12]馮金玲，鄭新娟，楊志堅，等. 套種模式對油茶生長及根際土壤理化性質(zhì)的影響[J]. 森林與環(huán)境學(xué)報，2015，35（4）：324-330.

[13]明廷柏，李愛華，袁知雄，等. 油茶幼林不同套種模式與綜合效益分析[J]. 林業(yè)科技開發(fā)，2012，26（4）：98-101.

[14]李建波，方 麗，郝 雨，等. 野老鸛草水提取物對大豆、玉米、花生的化感作用[J]. 雜草學(xué)報，2018，36（1）：31-36.

[15]彭曉邦. 核桃葉水浸液對不同產(chǎn)地丹參種子的化感效應(yīng)[J]. 種子，2011，30（7）：26-30，34.

[16]Williamson G B，Richardson D. Bioassays for allelopathy：measuring treatment responses with independent controls[J]. Journal of Chemical Ecology，1988，14（1）：181-187.

[17]田 楠，劉增文，時騰飛. 12種林（果）糧間作樹種枯落葉分解對玉米的化感效應(yīng)[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2013，32（5）：1000-1008.

[18]全國明，金春蓮，章家恩，等. 兩種入侵植物凋落物對夏堇的化感作用[J]. 北方園藝，2018（20）：76-83.

[19]趙 新. 蘋果砧木根系分泌物中酚類物質(zhì)與連作障礙抗性關(guān)系的初步研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2009.

[20]張新葉，陳慧玲，李振芳，等. 油茶水浸液對紫蘇種子萌發(fā)及幼苗生長的化感效應(yīng)[J]. 林業(yè)科技開發(fā)，2014，28（2）：42-44.

[21]向 福，陳 盼，周 燁，等. 油茶葉及凋落物浸提液對紫蘇種子萌發(fā)的化感作用[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，54（11）：2636-2639.

[22]陳慧玲，張新葉，楊彥伶. 油茶水浸液對桔梗種子的化感效應(yīng)[J]. 林業(yè)科技開發(fā)，2013，27（3）：61-64.

[23]李世升，程 超，何乾坤，等. 油茶凋落物浸出液對綠豆種子和幼苗化感作用研究[J]. 分子植物育種，2018，16（7）：2311-2315.

[24]何佩云，張 樊. 油茶葉浸提液對猴樟幼苗生長的化感影響[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（5）：187-190.

[25]葉思誠，譚曉風(fēng)，袁 軍，等. 油茶根系及分泌物中有機酸的HPLC法測定[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，37（6）：59-63.