望春玉蘭果皮對小白菜種子的萌發和幼苗生長的影響

朱雅紅

摘要 本研究以望春玉蘭果皮清水浸提液為試驗材料，小白菜為受體植物，依據小白菜種子的發芽性狀以及幼苗生長的性狀對望春玉蘭果皮浸提液的化感活性進行測定。結果表明，不同濃度梯度（0.02～0.16 g/mL）的望春玉蘭果皮浸取液對小白菜種子的發芽率、發芽勢、根長以及莖長均有抑制作用，低濃度的浸提液（0.02 g/mL）對小白菜種子的發芽率、發芽勢、根長以及莖長抑制作用不明顯，但是高濃度的浸提液（0.16 g/mL）很強地抑制了小白菜種子的萌發。研究結果表明，望春玉蘭果皮的不同濃度的浸提液對小白菜存在著不同程度的化感作用，能一定程度上影響小白菜種子的生長，且小白菜種子的發芽率、發芽勢、胚根、莖長、干重和鮮重隨著浸提液濃度的升高受到的抑制作用變強。

關鍵詞 望春玉蘭果皮；化感作用；小白菜

中圖分類號 F321.1 文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）14-0034-05

望春玉蘭（Yulania biondii），又名望春花、迎春樹，是木蘭科木蘭屬的一種多年生落葉喬木樹種，花梗頂端膨大，長約1 cm，具3苞片脫落痕；花被9枚，兩輪花被片近匙形，上部白色，外面基部紫紅色，長4～5 cm[1]。望春玉蘭花香氣濃郁、顏色素凈，且樹干光滑，枝葉茂密[2]，可以作為行道樹、園林觀賞樹、庭院樹等[3]。同時，望春玉蘭是可藥用、可當香料用、可觀賞的珍貴樹種，以花蕾（常被稱作“辛夷”）入藥，可以散風寒、降壓、鎮痛，也可以用來治療鼻炎、肺炎、支氣管炎等[4-5]。研究表明，望春玉蘭的花蕾中存在18個木脂素類化合物[6-7]，望春玉蘭花蕾的抗炎、抗衰老等作用都與這些化合物的活性有關[8-9]，但是由于栽培技術難、種植條件苛刻[10-12]，以及望春玉蘭自身生長特性等原因，易出現產量少、病害、供不應求等狀況[13-16]。

化感作用是植物生態學的分支學科生態生化學（Ecological Biochemistry）研究的部分內容[17-19]，即植物在生長過程中將自身分泌的化感物質向空氣中釋放，由此影響到附近的植物[20-22]。目前，關于植物化感作用的研究關注以化學物質為媒介、以植物為中心的一切有機體的化學相互作用，通過對植物產生的部分效應和對植物器官浸取液的研究，可以推斷其是否有化感作用[23-25]，趙利琴[26]在對望春玉蘭萜類成分以及生物活性的研究中，發現望春玉蘭中含有單萜、倍半萜及其含氧衍生物，其中很有可能存在可影響植物化感作用的衍生物。化感作用在園林植物的配置中也扮演著重要的角色，可以利用植物相克的化感作用抑制雜草生長[27]，當然，也存在與植物互惠共生的化感作用[28]，該作用可促進植物的生長。因此，現代園林為追求生物群落多樣性，可以利用好化感作用，實現整個園林植物群落的穩定與園林景觀的維系[29]。

目前，關于望春玉蘭化感作用的研究較少，主要集中于望春玉蘭的種質資源和栽培種植的研究，有關望春玉蘭化感作用的數據資料較缺乏。分析現有研究成果可知，化感效應會增強望春玉蘭對周圍植物的影響，產生增產或者抑制植物生長等效應，所以搭配種植在配置適宜的情況下會提高作物產量、促進植物生長或產生其他有益于人類的效果。本研究采用培養皿濾紙法，在適宜的溫度、光照的條件下培養小白菜種子，觀察其發芽率、發芽勢，測量小白菜種子的根長以及莖長，通過分析望春玉蘭果皮對小白菜種子的萌發和幼苗生長的影響，了解望春玉蘭果皮是否含有化感物質及該物質對小白菜的生長是否產生促進、抑制作用，旨在為望春玉蘭的栽植培育及其在園林中更好地應用提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

本試驗所用望春玉蘭種實于2020年10月上旬采摘于河南省南召縣；試驗所用的小白菜種子生產于浙江省臺州市臺州翼龍綠色農產品有限公司，純度95%，凈度98%，含水量小于7%，發芽率大于85%；選取的望春玉蘭果皮均已經成熟；試驗所用水均為純水。

1.2 試驗方法

1.2.1 取樣? 對采摘下來的果實，先將種子與果皮分離，再選擇成熟完整的果皮，用破壁機打碎成粉末，并用直徑20 cm的篩子篩去粉末中的大顆粒雜物，取望春玉蘭果皮粉末（20、80、120、160 g）用蒸餾水分別制成0.02、0.08、0.12、0.16 g/mL濃度的溶液和清水（CK），形成5組濃度梯度處理組。

1.2.2 振蕩? 將得到的溶液封口后用振蕩機振蕩。將錐形瓶放在振蕩盤彈簧中，再將調速旋鈕逆時鐘旋至最低速位置，隨后打開電源開關，當電源指示燈亮了之后，將調速旋鈕順時針旋至所需速度，振蕩48 h。

1.2.3 過濾? 將準備好的濾紙折2次成圓錐狀緊貼漏斗壁，再用水濕潤且將氣泡排除，將需要過濾的液體用玻璃棒引流至漏斗中，玻璃棒在過濾時傾斜輕置在3層濾紙一邊，過濾完全即可得到望春玉蘭果皮浸提液。

1.2.4 發芽試驗? 將所得望春玉蘭果皮浸提液不同濃度梯度均設置3個重復組。先準備好15個直徑為9 cm的培養皿，在培養皿的底部鋪上厚度均勻的棉花，再在鋪好的棉花上放上大小合適的2層濾紙。將浸提液取適量緩慢倒入培養皿中直至將濾紙浸透，再在每個培養皿放上100粒經過挑選的新鮮小白菜種子。最后將其放入溫度25 ℃、光照12 h、75%濕度和4 000 lx人工氣候箱中培養，隨后記錄第24、48、72 h的發芽情況（即發芽率、發芽勢），每天補充適量溶液，保證種子生長環境濕潤，72 h后統計胚根長、莖長、鮮重及干重，胚根長和莖長精確到0.01 mm，鮮重及干重精確到0.01 g。種子發芽試驗共進行3 d，在48 h時日發芽種子數達到最高峰。最后基于得到的數據，分析望春玉蘭果皮不同濃度浸提液對小白菜的化感作用。

1.3 性狀測定

1.3.1 計算發芽率、發芽勢? 發芽率、發芽勢的計算公式如下[30]：

發芽率（%）=（發芽終期種子發芽數/測試種子總數）×100；

發芽勢（%）=（48 h后種子發芽數/測試種子總數）×100。

1.3.2 計算化感指數? 采用Williamson提出的化感響應指數（RI）為衡量化感作用指標[31]；

化感響應指數（RI）=處理值/對照值-1

其中，RI>0表示促進作用，RI<0表示抑制作用，絕對值越大則表示化感作用越強。

1.4 數據處理

使用SPSS 17.0進行方差分析，使用LSD法進行多重比較，采用Excel 2010對數據進行記錄、統計并分析。

2 結果與分析

2.1 望春玉蘭果皮對白菜種子萌發的影響

2.1.1 對發芽率的影響? 由表1可知，望春玉蘭果皮浸提液對小白菜種子具有明顯的抑制效應，不同濃度的浸提液對小白菜種子的萌發存在不同程度的影響。

當浸提液濃度≤0.02 g/mL時，抑制作用隨著濃度的增大而減小，濃度為0.02 g/mL時的抑制作用最弱，與對照組差異不顯著，發芽率為83.33%。當浸提液濃度≤0.08 g/mL時，發芽率為80%，與清水組的平均發芽率94.33%接近，差異不顯著。但是當望春玉蘭果皮浸提液濃度≥0.12 g/mL時，化感指數為-0.187 2，與對照組相比差異顯著，當溶液濃度為0.16 g/mL，小白菜平均發芽率和化感指數分別為61.33%和-0.349 8。方差分析結果表明，0.02 g/mL的浸提液濃度下小白菜種子發芽率與對照組相比無明顯差別，抑制效果不明顯。因此，低濃度的望春玉蘭果皮浸提液對小白菜種子的發芽有抑制作用，高濃度提取液則能明顯抑制小白菜種子的發芽。

2.1.2 對發芽勢的影響? 由表1可知，當望春玉蘭果皮浸提液濃度≤0.02 g/mL時，實驗組的小白菜種子的發芽勢為92.33%，有抑制效應。浸提液濃度0.08 g/mL時，抑制作用較弱，發芽勢較對照組差異不顯著。浸提液濃度在0.02～0.16 g/mL之間，抑制作用先減弱再增強，濃度為0.12 g/mL時，發芽勢為59.67%，化感指數-0.353 7，與對照組差異不顯著。當浸提液濃度為0.16 g/mL時，種子的發芽勢為34.33%，抑制作用較濃度0.12 g/mL時差異顯著。因此，不同濃度的望春玉蘭果皮浸提液對大白菜的發芽勢均有抑制作用，在浸提液濃度增加時抑制作用先減弱再增強，在濃度0.16 g/mL時發芽勢最低，化感指數最大，對小白菜種子的發芽勢抑制顯著。

2.2 望春玉蘭果皮對幼苗生長的影響

2.2.1 對根生長的影響? 由表2可知，望春玉蘭的果皮提取液對小白菜幼苗根系生長有明顯的抑制效應，清水處理組的根長為31.25 mm，比其他各濃度的胚根都要長。

在濃度為0.02 g/mL條件下，抑制效果明顯，此時小白菜根長大于8.13 mm，化感指數為-0.739 8，相較于對照組差異顯著，有很強的抑制作用；當濃度為0.08 g/mL時，根長為7.17 mm，化感指數為-0.770 6，此時的抑制作用比上一濃度差異不顯著，并且各濃度梯度的根長均小于10 mm。濃度為0.12 g/mL時，根長6.46 mm，化感指數的絕對值為0.793 4，隨著濃度的增加，抑制效果增強。在0.16 g/mL的條件下，抑制效果最好，化感指數為-0.836 5，對小白菜的胚根生長有明顯的抑制，造成種子胚根生長不良。根據分析可知，望春玉蘭果皮提取液各濃度梯度對根系長生長影響較大，與對照組差異均達到顯著水平，即望春玉蘭果皮浸提液對根系生長，抑制作用極大，且濃度0.02 g/mL與0.16 g/mL相比差異不顯著。

2.2.2 對莖生長的影響? 由表2可知，對照組小白菜幼苗莖長最長為23.27 mm。當望春玉蘭果皮提取液濃度為0.02 g/mL時莖長為11.36 mm，此時的化感指數為-0.511 8，對小白菜幼苗莖長的生長抑制作用較強。在濃度為0.08 g/mL時，化感指數為-0.309 8，整體上呈現抑制作用。在濃度為0.12 g/mL時，小白菜幼苗莖長為9.31 mm，較對照組的根長下降了13.96 mm。濃度為0.16 g/mL時，小白菜幼苗莖長為9.86 mm，與對照組差異顯著，此時抑制效果最好。因此，望春玉蘭果皮不同濃度浸提液對小白菜幼苗的莖長生長均有抑制作用，且在濃度為0.08 g/mL時抑制作用明顯減小。故望春玉蘭果皮浸提液對小白菜種子莖長整體呈抑制作用，但浸提液濃度0.08 g/mL時抑制作用略有減小。

2.2.3 對鮮重的影響? 由表3可知，望春玉蘭果皮浸提液對小白菜幼苗鮮重有明顯的抑制作用，且不同濃度影響程度不同。

當浸提液濃度大于0.02 g/mL時，幼苗鮮重隨濃度的增加而繼續降低，在0.16 g/mL達到最小值，此時鮮重為0.70 g，與清水組的鮮重1.60 g有顯著差異，此時化感指數為-0.562 5，抑制明顯，且隨著濃度的不斷增加抑制作用逐漸增強。并且鮮重在浸提液濃度為0.02、0.12以及0.16 g/mL時幾乎一樣，說明鮮重最小值為0.70 g。另外，當浸提液濃度為0.08 g/mL時，與清水組相比有差異不顯著，但還是呈現出抑制作用，與前后濃度梯度相比，鮮重略高，說明0.08～0.16 g/mL的浸提液濃度對干物質積累存在影響。因此，望春玉蘭果皮浸提液各個濃度下對小白菜鮮重的抑制作用十分接近。

2.2.4 對干重的影響? 由表3可知，當浸提液濃度為0.02 g/mL時，與清水組小白菜干重0.22 g相比減少了0.04 g，化感指數為-0.181 8，即該濃度浸提液對小白菜干重的積累仍有抑制作用。濃度為0.16 g/mL時，干重為0.26 g，化感指數為-0.181 8，與濃度為0.02 g/mL時差異顯著。濃度為0.08 g/mL時，干重和化感指數分別為為0.20 g和-0.090 9。當濃度為0.12 g/mL時，干重為0.19 g，并表現出明顯的抑制效應。因此，當浸提液濃度≥0.02 g/mL時，隨著濃度升高，對小白菜干重的抑制作用先下降再增強，但是在清水組到0.12 g/mL濃度之間，干重的變化并不大。即不同濃度望春玉蘭果皮浸提液對白菜干重的抑制作用隨著濃度的增加會下降到最低，隨后抑制效果有繼續增強的趨勢。

3 結論與討論

當化感物質達到一定的濃度之后，就可以促進種子的發芽，甚至是對周圍的植物進行壓制，從而增強自己的生存能力[32-35]。此外，不同部位、不同濃度的浸提液化感作用也不同[36]。因此，研究化感物質對植物的生長、生產以及農業生產、森林撫育等方面都具有重要的意義。特別是農業生產中作物多為單一種植，輪作、間作、覆蓋、翻埋、重茬種植、除草、殺滅蟲害等都需考慮化感作用的影響。如麻風樹林下套種生菜可以提高麻風樹林的利用率[37]。化感作用的有效應用能夠在一定程度上提高作物的產量，甚至能夠改變植物內在結構的變化從而提高作物的經濟價值[38]。要想提高珍貴樹種望春玉蘭的產量及其經濟價值，可以從化感作用著手，解決生產周期長、產量低等問題，從而實現利益最大化。

由研究結果可知，望春玉蘭果皮對小白菜種子的萌發和幼苗生長存在著化感效應，望春玉蘭果皮各濃度梯度浸提液對白菜種子的發芽率和發芽勢呈抑制作用，并且能明顯地抑制白菜的莖長和胚根生長。通過觀察根莖生長的狀況可知，幼苗的根毛生長受到抑制，且根系生長不良，有一些泛黃；莖生長彎曲，且幼苗纏繞生長在一起，不像對照組一樣粗壯。當望春玉蘭果皮浸提液濃度≤0.02 g/mL時，對白菜種子的抑制作用不強，且對鮮重和干重的影響并不明顯，但此時根長≤8.13 mm，對根長影響較大，抑制作用顯著。浸提液濃度為0.08 g/mL時，抑制效果略有增強，并且濃度為0.02～0.12 g/mL時，抑制效果可能會出現減弱的情況。當濃度達到0.16 g/mL時，明顯抑制。分析可知，望春玉蘭果皮浸提液對白菜幼苗莖長的生長、胚根生長都表現出抑制增強的效果。當濃度≥0.02 g/mL時，浸提液對小白菜鮮重、干物質量的累積有影響；當濃度提升到≥0.08 g/mL時，抑制作用逐漸顯現，而達到0.16 g/mL時，干物質積累最多，即望春玉蘭果皮的浸提液對小白菜種子以及白菜幼苗的化感作用是隨濃度變化而變化的，隨著濃度的升高，所受到的抑制作用就越強。

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（責編：張 蓓）