羅勒浸提液對小麥幼苗生長的影響

唐明明 董 楠 梁增輝 張天海 李淑梅*

（1信陽農林學院農學院/信陽市小麥栽培與生理生態重點實驗室，河南信陽 464000；2信陽農林學院林學院，河南信陽 464000）

植物化感，即植物化學他感作用，植物可以通過產生特定的化學物質來刺激或抑制其他植物的生長。這種植物相互作用的方式對生態系統產生了巨大的影響[1]。化感物質主要通過根系分泌、植物殘體分解、揮發、淋溶等方式[2]釋放到環境中去，從而影響周圍其他植物的生長。

近幾年，利用植物的化感作用來進行雜草的生物防除成為防除雜草領域的研究熱點。芳香類植物是一類具有大量次生代謝產物的植物類群，可以通過空氣揮發、雨水淋溶、植株殘體分解的方式來改變伴生物種的生長微環境，實現對種子萌發或生長的抑制。目前，已開展了較多試驗來研究不同種類芳香類植物的化感效應，以此作為防除雜草的主要途徑。如銀葉鼠尾草產生揮發性萜類物質抑制周圍雜草生長[3]，亞洲百里香莖葉水浸液顯著抑制狗尾草的萌發和生長[4]，牛至、香蜂花的粉末覆蓋物能夠抑制田間雜草馬齒莧、蒺藜、灰菜的生物發生量。植物的化感物質通常是植物的次生代謝物，毒性低、效率高、易分解，基本上不會對環境和人體造成傷害[3]。羅勒為唇形科羅勒屬一年生草本芳香植物[5]，是一種既具有食用和藥用價值又具有觀賞價值的芳香植物，原產于亞洲熱帶地區，品種有甜羅勒、紫葉羅勒、肉桂羅勒、檸檬羅勒及非洲藍羅勒等[6]。研究表明，羅勒浸提液對青麻、灰菜和矢車菊的生長具有抑制作用[7]，具有開發新型生物除草劑的潛力。姜男等[8]開展了芳香植物浸提液對雜草種子萌發的化感抵制試驗，結果顯示，羅勒浸提液對雜草有明顯的抑制作用。本試驗選用羅勒作為材料，探究芳香類植物的化感作用對雜草的抑制作用以及對小麥幼苗生長的影響，以期為生物源除草劑的研制提供試驗基礎。

1 材料和方法

1.1 供試材料

羅勒購自網上并經鑒定合格。購買回來后對羅勒表面的泥土和雜物進行清除，然后放置于陰涼處陰干備用。小麥品種為白麥207。

1.2 試驗方法

采用水浸提取法提取羅勒浸提液，設置0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5% 5 個質量濃度梯度。用不同濃度的羅勒浸提液處理小麥種子，每種濃度的處理進行3次重復，每次重復50粒種子，以蒸餾水作為對照。將被處理過的種子置于25 ℃培養箱中進行12 h光照、12 h黑暗交替培養，發芽過程中適當補充對應處理液以保持相對濕度，每天定時定量加入相應濃度的浸提液保持種子的生長需求。培養7 d后，每個重復各隨機選擇10株幼苗進行指標測定。

1.3 測定指標

1.3.1SOD 活性值測定采用淡藍四唑（NBT）法[9]。取0.05 mol/L 的PBS（pH 7.8）1.50 mL 放入10.00 mL的離心管中，分別依次加入蒸餾水0.25 mL、核黃素0.30 mL、Met 0.30 mL、NBT 0.30 mL、EDTANa20.30 mL，一共2.95 mL；向其中2個離心管中加入0.05 mL（V1）PBS（pH 7.8），一支離心管放入暗室（A1），另一支進行光照（A2）；向其余的離心管中加入0.05 mL（V1）的原始純酶溶液（A3），并進行光照（時間15～20 min、溫度25～30 ℃、功率15 W 熒光燈）；當溶液由透明變成藍色后停止光照。然后在560 nm 波長下測定。用（A1）對分光光度計進行調零校正，A2為試驗對照，根據以下公式計算。

1.3.2POD 活性值測定采用愈創木酚法測定POD 活性[9]。取5.00 mL（V）PBS（pH6.0）加入28 uL愈創木酚，然后水浴加熱攪拌加速充分溶解，等冷卻到室溫25 ℃后，加入0.019 mL 30%的H2O2，均勻混合后放置在棕色瓶中（避光），保存在冰箱中（溫度4 ℃）備用；取2 只石英比色皿，一只比色皿加入2.95 mL反應液和0.05 mL（V1）原酶液，另一只比色皿中加入2.95 mL 反應液和0.05 mL（V1）PBS（pH 6.0）作為對照；在470 nm波長下測定3 min（t），時間間隔為20 s/次，根據以下公式計算。

式（2）中：ΔA470為3 min內吸光度的變化。

1.3.3地上部生物量測定用尺子測量每株小麥幼苗的高度，尺子的精度為1 mm；秤完鮮重后，將其置于烘箱中150 ℃殺青30 min，再將溫度切換到75 ℃下直到恒重后稱取干重。

1.4 數據統計與分析

使用Excel 2010 進行作圖和作表，利用SPSS 23.0軟件對指標數據進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度羅勒浸提液對小麥苗高的影響

隨著羅勒浸提液濃度升高，小麥苗高的生長呈現先增加后降低的趨勢（圖1）。與清水對照處理相比，2.5%的羅勒浸提液顯著降低了小麥苗高34.3%（P＜0.05）；0.5%和1.0%低濃度的羅勒浸提液對小麥苗高有促進作用但差異不顯著；1.5%和2.0%的羅勒浸提液處理下小麥苗高雖有降低趨勢但與對照差異不顯著。1.0%羅勒浸提液處理下小麥苗高顯著高于1.5%、2.0%和2.5%羅勒浸提液處理的小麥苗高，分別提高了25.1%、42.7%和64.2%（P＜0.05）。

圖1 不同濃度羅勒浸提液對小麥苗高的影響

2.2 不同濃度羅勒浸提液對小麥苗鮮重的影響

低濃度的羅勒浸提液能夠促進小麥幼苗的鮮重積累（圖2）。與清水對照處理相比，0.5%、1.0%和1.5%的羅勒浸提液處理小麥種子，對小麥苗鮮重積累產生促進作用，尤其是1.0%羅勒浸提液處理下的小麥幼苗鮮重達到最大值，顯著增加了36.1%（P＜0.05）；2.0%和2.5%羅勒浸提液對小麥幼苗鮮重積累產生了抑制作用，但無明顯差異。1.0%羅勒浸提液處理的小麥幼苗鮮重顯著高于2.0%和2.5%羅勒浸提液處理的小麥幼苗鮮重，分別提高了53.3%和78.3%（P＜0.05）。

圖2 不同濃度羅勒浸提液對小麥苗鮮重的影響

2.3 不同濃度羅勒浸提液對小麥苗干重的影響

高濃度的羅勒浸提液會抑制小麥幼苗的干重積累（圖3）。與清水處理相比，2.0%和2.5%羅勒浸提液顯著抑制小麥苗干重，抑制效果分別達到27.6%和48.6%（P＜0.05）；而0.5%、1.0%和1.5%濃度的羅勒浸提液對小麥幼苗干重無顯著性影響。與2.0%羅勒浸提液處理相比，2.5%羅勒浸提液處理下小麥幼苗干重顯著降低了29.1%（P＜0.05）。

圖3 不同濃度羅勒浸提液處理對小麥苗干重的影響

2.4 不同濃度羅勒浸提液對小麥幼苗生理指標POD活性的影響

隨著羅勒浸提液濃度升高，小麥幼苗POD 活性呈現先減弱后增強的趨勢（圖4）。0.5%、1.0%、1.5%羅勒浸提液處理小麥幼苗的POD 活性，與清水處理相比分別下降了16.0%、44.8%和33.6%；2.0%和2.5%羅勒浸提液處理小麥幼苗的POD 活性值分別提升了22.4%和12.8%。與1.0%羅勒浸提液處理相比，2%羅勒浸提液處理下小麥幼苗的POD活性顯著增加121.7%（P＜0.05）。

2.5 不同濃度羅勒浸提液對小麥幼苗生理指標SOD活性的影響

隨著羅勒浸提液濃度升高，小麥幼苗SOD 活性呈現先降低再升高趨勢（圖5）。與清水處理相比，0.5%和1.0%羅勒浸提液處理小麥幼苗的SOD 活性分別降低了45.6%和46.4%，差異不顯著；1.5%的羅勒浸提液處理小麥幼苗的SOD 活性值增加了46.5%，無明顯差異；2.0%和2.5%羅勒浸提液處理小麥幼苗的SOD 活性顯著提高了249.6%和270.0%（P＜0.05）。

圖5 不同濃度羅勒浸提液對SOD活性的影響

3 結論與討論

不同濃度的羅勒浸提液對小麥幼苗的苗高、鮮重和干重表現為“低促高抑”效應，其中0.5%和1.0%羅勒浸提液對小麥地上部生物量具有化感促進作用，且1.0%的羅勒浸提液的化感促進作用最明顯。1.5%、2.0%和2.5%羅勒浸提液對小麥地上部生物量有不同程度的抑制作用，其中2.5%羅勒浸提液具有最明顯的化感抑制作用，這與前人的研究結果一致[3，10]。

不同濃度的羅勒浸提液對小麥幼苗中SOD、POD 活性的影響表現出低濃度下降，高濃度上升的特點。在1.0%羅勒浸提液處理下，小麥幼苗中SOD和POD 的活性均達到最弱，當羅勒浸提液濃度開始逐漸增加后，SOD 和POD 活性也隨之不斷增強。在植物中存在一些化感物質會破壞細胞膜功能，可能會影響受體植物的保護酶，導致活性氧的增加[10-11]。因此，可以推測羅勒浸體液中可能存在一些多酚類化合物，低濃度時影響小麥幼苗生長過程中活性氧的產生與消除，導致小麥幼苗中的SOD和POD活性下降；高濃度時小麥幼苗體內的保護酶活性受到了影響，致使小麥幼苗中活性氧增加，為了保護自身不受危害，小麥幼苗中的SOD和POD活性升高。這一點還需要進一步研究。