望春玉蘭果皮對(duì)小白菜種子的萌發(fā)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(yàn)材料，小白菜為受體植物，依據(jù)小白菜種子的發(fā)芽性狀以及幼苗生長的性狀對(duì)望春玉蘭果皮浸提液的化感活性進(jìn)行測(cè)定。結(jié)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(duì)小白菜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、根長以及莖長均有抑制作用，低濃度的浸提液（0.02 g/mL）對(duì)小白菜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、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(qiáng)地抑制了小白菜種子的萌發(fā)。研究結(jié)果表明，望春玉蘭果皮的不同濃度的浸提液對(duì)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(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、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(qiáng)。

關(guān)鍵詞 望春玉蘭果皮；化感作用；小白菜

中圖分類號(hào) F321.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 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(shí)，望春玉蘭是可藥用、可當(dāng)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(fēng)寒、降壓、鎮(zhèn)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(gè)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(guān)[8-9]，但是由于栽培技術(shù)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(xiàn)產(chǎn)量少、病害、供不應(yīng)求等狀況[13-16]。

化感作用是植物生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科生態(tài)生化學(xué)（Ecological Biochemistry）研究的部分內(nèi)容[17-19]，即植物在生長過程中將自身分泌的化感物質(zhì)向空氣中釋放，由此影響到附近的植物[20-22]。目前，關(guān)于植物化感作用的研究關(guān)注以化學(xué)物質(zhì)為媒介、以植物為中心的一切有機(jī)體的化學(xué)相互作用，通過對(duì)植物產(chǎn)生的部分效應(yīng)和對(duì)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(duì)望春玉蘭萜類成分以及生物活性的研究中，發(fā)現(xiàn)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?；凶饔迷趫@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(dāng)然，也存在與植物互惠共生的化感作用[28]，該作用可促進(jìn)植物的生長。因此，現(xiàn)代園林為追求生物群落多樣性，可以利用好化感作用，實(shí)現(xiàn)整個(gè)園林植物群落的穩(wěn)定與園林景觀的維系[29]。

目前，關(guān)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(zhì)資源和栽培種植的研究，有關(guān)望春玉蘭化感作用的數(shù)據(jù)資料較缺乏。分析現(xiàn)有研究成果可知，化感效應(yīng)會(huì)增強(qiáng)望春玉蘭對(duì)周圍植物的影響，產(chǎn)生增產(chǎn)或者抑制植物生長等效應(yīng)，所以搭配種植在配置適宜的情況下會(huì)提高作物產(chǎn)量、促進(jìn)植物生長或產(chǎn)生其他有益于人類的效果。本研究采用培養(yǎng)皿濾紙法，在適宜的溫度、光照的條件下培養(yǎng)小白菜種子，觀察其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)，測(cè)量小白菜種子的根長以及莖長，通過分析望春玉蘭果皮對(duì)小白菜種子的萌發(fā)和幼苗生長的影響，了解望春玉蘭果皮是否含有化感物質(zhì)及該物質(zhì)對(duì)小白菜的生長是否產(chǎn)生促進(jìn)、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(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)所用望春玉蘭種實(shí)于2020年10月上旬采摘于河南省南召縣；試驗(yàn)所用的小白菜種子生產(chǎn)于浙江省臺(tái)州市臺(tái)州翼龍綠色農(nóng)產(chǎn)品有限公司，純度95%，凈度98%，含水量小于7%，發(fā)芽率大于85%；選取的望春玉蘭果皮均已經(jīng)成熟；試驗(yàn)所用水均為純水。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 取樣? 對(duì)采摘下來的果實(shí)，先將種子與果皮分離，再選擇成熟完整的果皮，用破壁機(jī)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(jī)振蕩。將錐形瓶放在振蕩盤彈簧中，再將調(diào)速旋鈕逆時(shí)鐘旋至最低速位置，隨后打開電源開關(guān)，當(dāng)電源指示燈亮了之后，將調(diào)速旋鈕順時(shí)針旋至所需速度，振蕩48 h。

1.2.3 過濾? 將準(zhǔn)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(shí)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(fā)芽試驗(yàn)? 將所得望春玉蘭果皮浸提液不同濃度梯度均設(shè)置3個(gè)重復(fù)組。先準(zhǔn)備好15個(gè)直徑為9 cm的培養(yǎng)皿，在培養(yǎng)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(yǎng)皿中直至將濾紙浸透，再在每個(gè)培養(yǎng)皿放上100粒經(jīng)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(yǎng)，隨后記錄第24、48、72 h的發(fā)芽情況（即發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)），每天補(bǔ)充適量溶液，保證種子生長環(huán)境濕潤，72 h后統(tǒng)計(jì)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(fā)芽試驗(yàn)共進(jìn)行3 d，在48 h時(shí)日發(fā)芽種子數(shù)達(dá)到最高峰。最后基于得到的數(shù)據(jù)，分析望春玉蘭果皮不同濃度浸提液對(duì)小白菜的化感作用。

1.3 性狀測(cè)定

1.3.1 計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)? 發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)的計(jì)算公式如下[30]：

發(fā)芽率（%）=（發(fā)芽終期種子發(fā)芽數(shù)/測(cè)試種子總數(shù)）×100；

發(fā)芽勢(shì)（%）=（48 h后種子發(fā)芽數(shù)/測(cè)試種子總數(shù)）×100。

1.3.2 計(jì)算化感指數(shù)? 采用Williamson提出的化感響應(yīng)指數(shù)（RI）為衡量化感作用指標(biāo)[31]；

化感響應(yīng)指數(shù)（RI）=處理值/對(duì)照值-1

其中，RI>0表示促進(jìn)作用，RI<0表示抑制作用，絕對(duì)值越大則表示化感作用越強(qiáng)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 17.0進(jìn)行方差分析，使用LSD法進(jìn)行多重比較，采用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)并分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 望春玉蘭果皮對(duì)白菜種子萌發(fā)的影響

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

當(dāng)浸提液濃度≤0.02 g/mL時(shí)，抑制作用隨著濃度的增大而減小，濃度為0.02 g/mL時(shí)的抑制作用最弱，與對(duì)照組差異不顯著，發(fā)芽率為83.33%。當(dāng)浸提液濃度≤0.08 g/mL時(shí)，發(fā)芽率為80%，與清水組的平均發(fā)芽率94.33%接近，差異不顯著。但是當(dāng)望春玉蘭果皮浸提液濃度≥0.12 g/mL時(shí)，化感指數(shù)為-0.187 2，與對(duì)照組相比差異顯著，當(dāng)溶液濃度為0.16 g/mL，小白菜平均發(fā)芽率和化感指數(shù)分別為61.33%和-0.349 8。方差分析結(jié)果表明，0.02 g/mL的浸提液濃度下小白菜種子發(fā)芽率與對(duì)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(duì)小白菜種子的發(fā)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(fā)芽。

2.1.2 對(duì)發(fā)芽勢(shì)的影響? 由表1可知，當(dāng)望春玉蘭果皮浸提液濃度≤0.02 g/mL時(shí)，實(shí)驗(yàn)組的小白菜種子的發(fā)芽勢(shì)為92.33%，有抑制效應(yīng)。浸提液濃度0.08 g/mL時(shí)，抑制作用較弱，發(fā)芽勢(shì)較對(duì)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(qiáng)，濃度為0.12 g/mL時(shí)，發(fā)芽勢(shì)為59.67%，化感指數(shù)-0.353 7，與對(duì)照組差異不顯著。當(dāng)浸提液濃度為0.16 g/mL時(shí)，種子的發(fā)芽勢(shì)為34.33%，抑制作用較濃度0.12 g/mL時(shí)差異顯著。因此，不同濃度的望春玉蘭果皮浸提液對(duì)大白菜的發(fā)芽勢(shì)均有抑制作用，在浸提液濃度增加時(shí)抑制作用先減弱再增強(qiáng)，在濃度0.16 g/mL時(shí)發(fā)芽勢(shì)最低，化感指數(shù)最大，對(duì)小白菜種子的發(fā)芽勢(shì)抑制顯著。

2.2 望春玉蘭果皮對(duì)幼苗生長的影響

2.2.1 對(duì)根生長的影響? 由表2可知，望春玉蘭的果皮提取液對(duì)小白菜幼苗根系生長有明顯的抑制效應(yīng)，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(shí)小白菜根長大于8.13 mm，化感指數(shù)為-0.739 8，相較于對(duì)照組差異顯著，有很強(qiáng)的抑制作用；當(dāng)濃度為0.08 g/mL時(shí)，根長為7.17 mm，化感指數(shù)為-0.770 6，此時(shí)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(shí)，根長6.46 mm，化感指數(shù)的絕對(duì)值為0.793 4，隨著濃度的增加，抑制效果增強(qiáng)。在0.16 g/mL的條件下，抑制效果最好，化感指數(shù)為-0.836 5，對(duì)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(jù)分析可知，望春玉蘭果皮提取液各濃度梯度對(duì)根系長生長影響較大，與對(duì)照組差異均達(dá)到顯著水平，即望春玉蘭果皮浸提液對(duì)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(duì)莖生長的影響? 由表2可知，對(duì)照組小白菜幼苗莖長最長為23.27 mm。當(dāng)望春玉蘭果皮提取液濃度為0.02 g/mL時(shí)莖長為11.36 mm，此時(shí)的化感指數(shù)為-0.511 8，對(duì)小白菜幼苗莖長的生長抑制作用較強(qiáng)。在濃度為0.08 g/mL時(shí)，化感指數(shù)為-0.309 8，整體上呈現(xiàn)抑制作用。在濃度為0.12 g/mL時(shí)，小白菜幼苗莖長為9.31 mm，較對(duì)照組的根長下降了13.96 mm。濃度為0.16 g/mL時(shí)，小白菜幼苗莖長為9.86 mm，與對(duì)照組差異顯著，此時(shí)抑制效果最好。因此，望春玉蘭果皮不同濃度浸提液對(duì)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(shí)抑制作用明顯減小。故望春玉蘭果皮浸提液對(duì)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(shí)抑制作用略有減小。

2.2.3 對(duì)鮮重的影響? 由表3可知，望春玉蘭果皮浸提液對(duì)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(dāng)浸提液濃度大于0.02 g/mL時(shí)，幼苗鮮重隨濃度的增加而繼續(xù)降低，在0.16 g/mL達(dá)到最小值，此時(shí)鮮重為0.70 g，與清水組的鮮重1.60 g有顯著差異，此時(shí)化感指數(shù)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(qiáng)。并且鮮重在浸提液濃度為0.02、0.12以及0.16 g/mL時(shí)幾乎一樣，說明鮮重最小值為0.70 g。另外，當(dāng)浸提液濃度為0.08 g/mL時(shí)，與清水組相比有差異不顯著，但還是呈現(xiàn)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(duì)干物質(zhì)積累存在影響。因此，望春玉蘭果皮浸提液各個(gè)濃度下對(duì)小白菜鮮重的抑制作用十分接近。

2.2.4 對(duì)干重的影響? 由表3可知，當(dāng)浸提液濃度為0.02 g/mL時(shí)，與清水組小白菜干重0.22 g相比減少了0.04 g，化感指數(shù)為-0.181 8，即該濃度浸提液對(duì)小白菜干重的積累仍有抑制作用。濃度為0.16 g/mL時(shí)，干重為0.26 g，化感指數(shù)為-0.181 8，與濃度為0.02 g/mL時(shí)差異顯著。濃度為0.08 g/mL時(shí)，干重和化感指數(shù)分別為為0.20 g和-0.090 9。當(dāng)濃度為0.12 g/mL時(shí)，干重為0.19 g，并表現(xiàn)出明顯的抑制效應(yīng)。因此，當(dāng)浸提液濃度≥0.02 g/mL時(shí)，隨著濃度升高，對(duì)小白菜干重的抑制作用先下降再增強(qiáng)，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(duì)白菜干重的抑制作用隨著濃度的增加會(huì)下降到最低，隨后抑制效果有繼續(xù)增強(qiáng)的趨勢(shì)。

3 結(jié)論與討論

當(dāng)化感物質(zhì)達(dá)到一定的濃度之后，就可以促進(jìn)種子的發(fā)芽，甚至是對(duì)周圍的植物進(jìn)行壓制，從而增強(qiáng)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(zhì)對(duì)植物的生長、生產(chǎn)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、森林撫育等方面都具有重要的意義。特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(fēng)樹林下套種生菜可以提高麻風(fēng)樹林的利用率[37]?；凶饔玫挠行?yīng)用能夠在一定程度上提高作物的產(chǎn)量，甚至能夠改變植物內(nèi)在結(jié)構(gòu)的變化從而提高作物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[38]。要想提高珍貴樹種望春玉蘭的產(chǎn)量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可以從化感作用著手，解決生產(chǎn)周期長、產(chǎn)量低等問題，從而實(shí)現(xiàn)利益最大化。

由研究結(jié)果可知，望春玉蘭果皮對(duì)小白菜種子的萌發(fā)和幼苗生長存在著化感效應(yīng)，望春玉蘭果皮各濃度梯度浸提液對(duì)白菜種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)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(duì)照組一樣粗壯。當(dāng)望春玉蘭果皮浸提液濃度≤0.02 g/mL時(shí)，對(duì)白菜種子的抑制作用不強(qiáng)，且對(duì)鮮重和干重的影響并不明顯，但此時(shí)根長≤8.13 mm，對(duì)根長影響較大，抑制作用顯著。浸提液濃度為0.08 g/mL時(shí)，抑制效果略有增強(qiáng)，并且濃度為0.02～0.12 g/mL時(shí)，抑制效果可能會(huì)出現(xiàn)減弱的情況。當(dāng)濃度達(dá)到0.16 g/mL時(shí)，明顯抑制。分析可知，望春玉蘭果皮浸提液對(duì)白菜幼苗莖長的生長、胚根生長都表現(xiàn)出抑制增強(qiáng)的效果。當(dāng)濃度≥0.02 g/mL時(shí)，浸提液對(duì)小白菜鮮重、干物質(zhì)量的累積有影響；當(dāng)濃度提升到≥0.08 g/mL時(shí)，抑制作用逐漸顯現(xiàn)，而達(dá)到0.16 g/mL時(shí)，干物質(zhì)積累最多，即望春玉蘭果皮的浸提液對(duì)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(qiáng)。

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（責(zé)編：張 蓓）