油茶叶及凋落物浸提液对紫苏种子萌发的化感作用

向福++陈盼++周烨++苗文秀++项俊

摘要：采用培养皿滤纸法，以发芽率、发芽指数和化感效应指数为指标，探究了油茶叶及凋落物的浸提液对紫苏种子萌发的影响。结果表明，油茶叶及凋落物浸提液对紫苏种子萌发均有化感抑制效应，且油茶叶对紫苏种子萌发的抑制作用更强。因此，油茶林下土壤环境不利于紫苏种子萌发。

关键词：油茶（Camellia oleifera）；紫苏（Perilla frustescens）；浸提液；种子萌发；化感作用

中图分类号：S794.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）11-2636-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.11.020

Allelopathy of Aqueous Extracts from Camellia oleifera Leaf and Litter Fall on Seed Germination of Perilla frutescens

XIANG Fu，CHEN Pan，ZHOU Ye，MIAO Wen-xiu，XIANG Jun

（Huanggang Normal University， Hubei Key Laboratory of Economic Forest Germplasm Improvement and Resources Comprehensive Utilization， Huanggang 438000， Hubei， China）

Abstract： In order to provide scientific basis for interplanting Perilla frutescens in Camellia oleifera， the allelopathy of aqueous extracts from C. oleifera leaf and litter fall on seed germination of P. frutescens were observed with seed germination rate， germination index， and RI as determine indices. Results showed that there was obvious allelopathic inhibition of aqueous extracts from C. oleifera leaf and litter fall on seed germination of P. frutescens， especially for C. oleifera leaf. Therefore， the C. oleifera forest soils make against the seed germination of P. frutescens.

Key words： Camellia oleifera； Perilla frustescens； aqueous extracts； seed germination； allelopathy

油茶（Camellia oleifera）是山茶科山茶属的多年生木本油料作物，其适应性强，生长快，寿命长，优质高产，是中国产油量较高的植物之一[1]。随着油茶产业化的发展，大别山区油茶新林发展特别迅速，为充分利用地力，挖掘潜力，使油茶生产向深度和广度发展，积极探索油茶立体经营栽培模式[2-4]。研究发现，油茶林可套种半夏、竹荪、射干、鱼腥草、决明子、金银花、夏枯草、车前子等中药材[5-7]。

紫苏（Perilla frutescens），又称荏，属唇形科（Labiatae），为一年生草本自花授粉植物。是中国重要的油料作物，紫苏是卫生部第一批规定的药食兼用的重要中药材之一，在医药、保健、食品等方面具有重要的开发价值和广阔的市场前景，受到国内外的广泛关注[8]。

化感作用（Allelopathy）是指植物在生长发育过程中，通过根系分泌、茎叶淋溶、残体腐解及地上挥发等途径，将化学物质释放到土壤环境中，对其他微生物、植物或者自身产生的或有利或不利作用[9]。化感作用直接影响到植物群落演替以及植物配置的科学性，同时对人工生态系统的稳定和功能发挥起着重要作用[10-12]。

大别山地区油茶林资源丰富，但目前关于油茶林套种紫苏的研究鲜有报道。种子是植物生命周期的开始，本研究通过模拟油茶林的生长环境（油茶叶及凋落物的化感作用），基于发芽率、发芽指数和化感效应指数等指标探讨油茶叶及凋落物对紫苏种子萌发的影响，为油茶林科学套种紫苏提供依据，对推动油茶、紫苏的产业发展与合理利用自然资源具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料

紫苏种子由湖北蕲春李时珍生物有限公司提供，产自重庆；油茶叶及凋落物采自湖北省黄冈市浠水县蔡河镇50年树龄的油茶林。

1.2 方法

1.2.1 水浸提液的制备 于2013年3月在湖北省黄冈市浠水县蔡河镇50年树龄油茶林中，采摘等量油茶树冠上、中、下3层的叶片若干，在实验室自然环境条件下风干，用粉碎机粉碎成粉末状，并混合均匀；油茶凋落物选取凋落物层次结构完整，收集表层到半腐殖层的凋落物，同样在实验室自然条件下风干，用粉碎机粉碎成粉末状，混合均匀。准确称量油茶叶、凋落物样品粉末各40.00 g，分别放入清洗和消毒过的1 000 mL容量瓶中，用去离子水定容，密封浸泡24 h后，经定性滤纸过滤2次即得40 g/L的水浸母液。用去离子水稀释母液得到浓度为20、10、5 g/L的水浸液，以去离子水作为对照。

1.2.2 油茶叶及凋落物对紫苏种子萌发的影响 种子发芽与处理：紫苏种子经消毒（70%乙醇浸泡15 min，去离子水漂洗3次）后，挑选子粒饱满、大小相近的种子适量，分别放入浓度为40、20、10、5 g/L的油菜叶、凋落物的浸提液、去离子水中浸种24 h，采用培养皿试纸法进行种子萌发试验。取直径为9 cm的培养皿27套，清洗干净并高压灭菌消毒，烘干后使用。在标记好的培养皿中各铺3层定性滤纸，分别注入8 mL去离子水或油茶叶、凋落物不同浓度的水浸提液。将紫苏种子均匀地播于培养皿中，每皿50粒，每个处理设3次重复。25 ℃恒温条件下培养10 d。每天观察并记录各培养皿的种子发芽数（以胚根突破种皮1 mm视为发芽[13]）。每隔1 d分别加1 mL去离子水或水浸提液。待发芽稳定后结束试验，计算发芽率、发芽指数、化感效应指数。指标测定方法：种子发芽率指已经发芽的种子数与供试种子数的百分比，可以表示种子形成幼苗的概率。发芽率计算公式如（1）所示：A=■×100% （1）endprint

式中，A为发芽率，N为萌发终期种子发芽数，M为供试种子总数。

发芽指数：指反映种子发芽整齐度的指标。发芽指数计算公式如（2）所示：

B=∑■ （2）

式中，B为发芽指数，Gt为第t天的发芽数，Dt为相应的发芽天数。

化感效应指数（RI）：采用Williamson等[14]对化感效应检验的方法，当T≥C时，RI=1-C/T；当T0时，表示促进作用，当RI﹤0时，表示抑制作用。

1.3 数据分析

采用SPSS 13.0的单因素方差分析法，用Excel进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 油茶叶与凋落物对紫苏种子萌发的影响

由图1可知，种子萌发状况最好的为去离子水处理的对照组；萌发状况最差的为C4，即浓度为40 g/L的油茶叶浸提液处理组。总体而言，油茶叶及凋落物浸提液处理的种子萌发状况均不如去离子水处理的对照组，表明油茶叶及凋落物浸提液对紫苏种子的萌发和幼芽的生长不利，可能存在抑制作用。图1中B1-B4和C1-C4的结果表明，油茶凋落物浸提液处理的各组种子萌芽状况优于油茶叶浸提液处理的各组，表明油茶叶对紫苏种子萌发和幼芽生长的抑制作用强于凋落物，且随浸提液浓度的增加，其抑制作用增强。由图1中B4和C4可知，当浸提液浓度达到40 g/L时，紫苏种子萌发数量和幼芽数量锐减，油茶叶浸提液处理效果尤为明显，表明浸提液某些物质对紫苏种子的萌发和幼芽的生长有显著地抑制作用。

2.2 油茶叶及凋落物浸提液对紫苏种子发芽率及发芽指数的影响

油茶叶及凋落物浸提液对紫苏种子萌发的影响指标如表1、图2、图3所示。由图2和图3可知，油茶叶及凋落物浸提液对紫苏种子发芽率和发芽指数的影响。低浓度时，油茶叶及凋落物对发芽率的影响差异不明显，随着浸提液质量浓度的增加，发芽率和发芽指数呈明显的下降趋势，且油茶叶浸提液的影响尤为明显，特别是在40 g/L浓度时。

就油茶叶浸提液而言，由表1和图2可知，浸提液浓度为5 g/L和 10 g/L时，发芽率与对照组相比差异不显著，而浓度增加到20 g/L和40 g/L时，紫苏种子发芽率分别比对照降低了48.15%和70.37%，差异极显著（P<0.01），且发芽指数大幅度降低，特别是40 g/L的油茶叶浸提液处理后发芽指数只有3.50，比对照降低了79.71%，差异显著（P<0.05）。另外，表1中油茶叶的化感效应指数RI均小于0，且其值随着浸提液浓度的增加而越负，表明不同浓度油茶叶浸提液对紫苏种子萌发均有抑制性质的化感作用（RI<0），随着浸提液质量浓度的增大，化感效应的强度越大，抑制效果越明显。

就油茶凋落物浸提液而言，与油茶叶浸提液情况类似，凋落物浸提液浓度为5 g/L和 10 g/L时，发芽率与对照组相比差异不显著，浓度为20 g/L时，浸提液对紫苏发芽率的影响比对照降低了44.44%，差异显著（P<0.05）；浓度为40 g/L时，凋落物浸提液对紫苏发芽率的影响比对照降低了51.85%，差异极显著（P<0.01）。发芽率差异表明凋落物浸提液对紫苏种子发芽率的影响作用小于油茶叶浸提液。由表1可知，油茶凋落物浸提液的发芽率和发芽指数均值以及化感效应指数均高于油茶叶浸提液，进一步表明油茶叶比凋落物对紫苏种子萌发的化感抑制作用更强。

种子的萌发与外界环境因素密切相关。油茶叶及凋落物对紫苏种子萌发的影响与浸提液浓度密切相关，浓度低时抑制作用不明显，故可以考虑在油茶幼林中进行套种紫苏；随着浸提液浓度增加，抑制作用越明显，这可能是由于浓度越高浸提液中某些化感物质富集越多，毒性更强，因此油茶成林不利于紫苏种子萌发，可能不宜套种紫苏。尽管油茶叶和凋落物浸提液对紫苏种子萌发均表现出抑制作用，但前者对紫苏种子萌发的化感作用比后者更强。植物种子萌发抑制物包括有机酸、酚类、醛类、生物碱、芳香油等物质[15]。油茶叶中含有齐墩果酸、槲皮素、山柰酚等有机酸和酚类物质[16]，而油茶凋落物中含有部分油茶子及茶子壳，其中含有油酸、茶皂素、鞣质、糠醛等物质[17]，这些物质成分的差异可能是导致油茶凋落物浸提液对紫苏种子萌发的抑制作用不如油茶叶浸提液的主要原因。研究发现高浓度（0.040 g/mL）油茶水浸液显著抑制紫苏种子和桔梗种子的萌发，低浓度则不明显[18，19]。总之，油茶地上部分如叶、茶子、茶壳等所产生的化感物质会通过雨水浸泡、淋溶、降解等方式进入土壤，当这些物质积累到一定程度时就会对紫苏种子萌发产生抑制作用。

3 小结与讨论

油茶叶和凋落物浸提液对紫苏种子萌发均有化感抑制效应，低浓度时该作用不明显，随着浸提液浓度的增加，化感效应的强度越大，抑制效果越明显，且油茶叶比凋落物对紫苏种子萌发有更强的化感抑制作用。茶林下土壤环境不利于紫苏种子萌发，进行种植时应依据紫苏种子的耐受程度选择适宜的种植密度或种植方式。

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