柽柳花水浸提液对4种常见草坪草种子萌发和幼苗生长的化感作用

沈 洁， 孔令凯， 胡 鑫， 邵世光

(1.江苏师范大学连云港校区生命科学学院，江苏连云港 222006； 2.连云港师范高等专科学校生物技术重点实验室，江苏连云港 222000)

柽柳(TamarixchinensisLour.)为柽柳科柽柳属落叶灌木或小乔木，是典型泌盐盐生植物，广泛分布于江苏沿海滩涂。在沿海盐碱地改良及沿海滩涂的生态环境保护中起着重要的作用。另因柽柳枝条纤细，姿态婆娑，一年可开花3次，得“三春柳”之美名。花色艳丽，花小而繁茂，远观如雾，颇为美观，成为江苏沿海地区经济实用的观赏植物。在江苏省连云港市的宋跳高新技术产业开发区、大浦工业园区以及徐圩经济开发区均有大量柽柳种植。

近年来，多种植物先后被证实具有明显的化感作用[1-5]。化感作用是指植物通过残体分解、挥发、根分泌和淋溶等方式释放化学物质，对周围的植物、动物以及微生物产生直接或间接的促进或抑制作用[6]，其产生的化学物质称为化感物质(allelochemicals)。测定化感物质对植物种子发芽及幼苗生长的影响，是目前化感作用活性研究中较为常用的生物测定方法。对植物种子发芽的影响一般采用发芽率、发芽指数表示，对幼苗生长的影响采用根长、苗长及干物质质量表示[7]。目前化感作用已被广泛应用于生态系统、林业、农业、绿化生产中[8-10]而关于柽柳化感作用的研究少有报道。本试验以柽柳为化感供体材料，以4种常见草坪草(白三叶、黑麦草、早熟禾、高羊茅)为化感受试植物，探讨不同浓度的柽柳花水浸液对4种草坪草种子萌发和幼苗生长的影响，以期为柽柳适宜绿化搭配草种的确立提供理论依据和参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供体材料为新鲜柽柳花，采于连云港师范高等专科学校校园，由该校邵世光教授鉴定。受试材料为白三叶、黑麦草、早熟禾、高羊茅4种草坪草种子，均购自连云港市振兴花卉市场。

1.2 方法

1.2.1 柽柳花水浸提液的制备 于2017年5月中旬，采集新鲜的柽柳花，清水冲洗并自然晾干后，用托盘天平称取 150 g，置于750 mL蒸馏水中，在摇床(24 ℃，转速100 r/min)上振荡24 h后，经4层纱布过滤得粗浸提液，此粗浸提液经过滤除菌(微孔滤膜孔径为0.22 μm)后即得浓度为 0.20 g/mL 的柽柳花水浸提液母液，存于4 ℃冰箱待用。使用时由母液稀释制成0.04、0.08、0.12、0.16、0.20 g/mL花水浸提液。

1.2.2 种子萌发试验 采用沙培法进行种子萌发试验。向每个培养皿中倒入30 g细沙(已干热灭菌)，再向每个培养皿中均匀地放入50粒受试植物种子(采用1%高锰酸钾溶液浸泡消毒)，要求种子饱满。各皿分别加入0.04、0.08、0.12、0.16、0.20 g/mL不同浓度的柽柳花浸提液10 mL，每个浓度处理设定3个重复，并以蒸馏水为对照，于室内自然条件下(平均室温22 ℃)培养，每天加入等量蒸馏水控制水分。

1.2.3 数据统计 种子萌发以胚根突破种皮2 mm为标准，从试验第2天开始，每隔24 h观察并记录种子萌发数量，待种子萌发稳定后，统计发芽率(GR)、计算化感效应指数(RI)；培养14 d后，每皿随机取10株幼苗测量幼苗的苗长、根长和鲜质量，分别取平均值。

种子发芽率=发芽种子数/供试种子数×100%。

(1)

根据得出的种子发芽率以及幼苗根长、苗长、鲜质量，计算出4个指标在柽柳花水浸提液处理下各自的化感效应指数(RI)，计算公式为

RI=T/C-1(T

(2)

式中：C为对照组的值，T为处理值。当RI>0时，表示浸提液对受试植物起促进作用；当RI<0时，表示浸提液对受试植物起抑制作用，RI的绝对值表示化感作用的强度。

综合化感效应(SE)是指同一受试植物在同一处理下各测试指标的RI算术平均值。本试验相关计算公式为

SE=(RI种子发芽率+RI幼苗苗长+RI幼苗根长+RI幼苗鲜质量)/4。

(3)

1.2.4 数据处理 利用SPSS 17.0统计分析软件，选用非参数检验法(Mann-Whitney U秩和检验)将各处理组数据与对照组数据在0.05水平上进行显著性检验。所有数值均表示为平均值±标准差，采用Excel作图。

2 结果与分析

2.1 柽柳花水浸提液对4种受试草坪草种子发芽率的影响

由图1可知，当柽柳花水浸提液浓度为0.04 g/mL时，受试植物种子的发芽率与各自对照均有一定差异，但差异无统计学意义(P>0.05)。当浸提液浓度为0.08 g/mL时，白三叶种子、高羊茅种子的发芽率与对照差异显著，分别比对照下降8.00、14.00百分点(P<0.05)；此浓度处理下的黑麦草种子、早熟禾种子的发芽率分别低于对照10、8.67百分点，但差异无统计学意义(P>0.05)。当浸提液浓度为0.12、0.16、0.20 g/mL时，4种受试植物种子的发芽率与对照差异显著(P<0.05)，其中黑麦草、白三叶种子的发芽率随着浸提液浓度的升高而下降，当浸提液浓度达到最大(0.20 g/mL)时，种子发芽率的降幅也达最大，分别较对照下降了23.34、20.00百分点；高羊茅、早熟禾种子发芽率的降幅则在0.16 g/mL浸提液处理下达到最大，分别为24.66、20.66百分点。结果说明，不同浓度的柽柳花水浸提液对受试植物种子发芽率的影响不同。受试植物种子的发芽率总体上随浸提液浓度的升高呈下降趋势，当浸提液浓度达0.12 g/mL时，4种受试植物种子的发芽率均显著低于对照(P<0.05)；不同受试植物种子对柽柳花水浸体液的敏感程度不同，白三叶种子和高羊茅种子相对比较敏感，在浸提液浓度为0.08 g/mL时，其发芽率即与对照处理差异显著(P<0.05)。

2.2 柽柳花水浸提液对4种受试草坪草幼苗生长的影响

2.2.1 柽柳花水浸提液对4种受试植物幼苗苗长的影响 由图2可知，低浓度(0.04、0.08 g/mL)柽柳花水浸提液，对4种受试植物幼苗苗长的影响无统计学意义(P>0.05)；在 0.12 g/mL 浸提液处理下，高羊茅、早熟禾幼苗的苗长分别显著低于各自对照17.08%、10.76%(P<0.05)；待浸提液浓度提高至0.16 g/mL时，白三叶幼苗的苗长与对照相比显著下降21.78%(P<0.05)；待浸提液浓度上升至最大(0.20 g/mL)时，高羊茅、早熟禾、白三叶3种受试植物幼苗的苗长与对照差异显著(P<0.05)，降幅分别达29.39%、27.64%、31.89%。本试验设置的浸提液浓度梯度对黑麦草幼苗的苗长无显著影响(P>0.05)。由此得出，中高浓度(≥0.12 g/mL)浸提液对高羊茅、早熟禾、白三叶3种受试植物幼苗的苗长抑制作用显著(P<0.05)，且整体上浸提液浓度越高，受试植物幼苗苗长降幅越大；低浓度浸提液对受试植物幼苗苗长影响不显著(P>0.05)。

2.2.2 柽柳花水浸提液对4种受试植物幼苗根长的影响 由图3可知，在0.04 g/mL浸提液处理下，4种受试植物幼苗根长与对照差异不显著(P>0.05)。黑麦草幼苗根长在0.08、0.12、0.16、0.20 g/mL 浸提液处理下，均显著低于对照(P<0.05)，降幅分别为25.10%、38.55%、38.26%、 40.54%。高羊茅和早熟禾幼苗根长则在0.12、0.16、0.20 g/mL 3个浸提液浓度处理下与对照差异显著(P<0.05)，分别较对照下降21.67%、31.55%、37.67%和46.15%、50.08%、58.92%。而白三叶幼苗根长在本试验设置的浸提液浓度梯度处理下，均与对照无显著差异(P>0.05)。说明柽柳花水浸提液对受试植物(白三叶除外)幼苗根长的影响表现出明显的浓度差异，随着处理浓度升高，对幼苗根长的影响愈见显著，在0.05水平差异有统计学意义。当浸提液浓度上升至最大(0.20 g/mL)时，黑麦草、高羊茅和早熟禾3种受试植物幼苗根长的降幅均达到最大，其中早熟禾较为突出，降幅达到58.92%。

2.2.3 柽柳花水浸提液对4种受试植物幼苗鲜质量的影响 从图4可以看出，本试验中不同浓度浸提液处理下的黑麦草和早熟禾幼苗的鲜质量均与对照有一定的差异，只有 0.20 g/mL 高浓度浸提液处理的早熟禾幼苗鲜质量较对照减少了18.96%，差异显著(P<0.05)，其余处理与对照之间的差异无统计学意义(P>0.05)。低浓度(≤0.08 g/mL)浸提液处理对白三叶幼苗鲜质量的影响不显著(P>0.05)；中高浓度(0.12、0.16、0.20 g/mL)浸提液处理使得白三叶幼苗鲜质量分别较对照显著减少16.84%、34.00%、51.80%(P<0.05)。同样0.04 g/mL低浓度浸提液对高羊茅幼苗鲜质量的影响不显著(P>0.05)；在0.08、0.12、0.16、0.20 g/mL 浸提液处理下，高羊茅幼苗鲜质量与对照相比分别降低10.80%、17.07%、32.52%、41.57%，且差异均有统计学意义(P<0.05)。可见，浸提液浓度的升高对受试植物白三叶和高羊茅幼苗鲜质量的影响更加显著。

2.3 柽柳花水浸提液对4种草坪草的综合化感效应

综合化感效应是对不同浓度水浸提液化感作用的综合评价。由表1可知，本试验中柽柳花水浸提液对4种受试植物的综合化感效应，均表现出化感抑制作用，且随着浸提液浓度的升高，化感抑制作用程度增强。4种受试植物在2个低浓度浸提液(0.04、0.08 g/mL)处理之间、2个中高浓度浸提液(0.12、0.16 g/mL)处理之间、2个高浓度浸提液(0.16、 0.20 g/mL)处理之间均无显著差异。白三叶在3个中高浓度浸提液处理与2个低浓度浸提液处理间均存在显著差异；早熟禾在2个高浓度处理与最低浓度处理间有显著差异；黑麦草、高羊茅在最高浓度处理与低浓度处理之间存在显著差异。4种受试植物在0.04、0.08、0.12 g/mL 3个浓度浸提液处理下，白三叶的SE均为最小，其次是高羊茅。

表1 柽柳花水浸提液对4种草坪草的综合化感效应

注：同列数据后的不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。

3 讨论

本试验中，柽柳花水浸提液对白三叶、黑麦草、早熟禾、高羊茅4种草坪草种子的萌发和幼苗生长主要表现为化感抑制作用，且随着浸提液浓度的升高，抑制作用呈现增强趋势。其中，0.12～0.20 g/mL浸提液处理下的4种受试植物种子的发芽率均与对照差异显著；0.12～0.20 g/mL浸提液处理下的3种受试植物(白三叶除外)的根长均与对照差异显著；0.16～0.20 g/mL浸提液处理下的3种受试植物(黑麦草除外)的苗长均与对照差异显著；0.12～0.20 g/mL浸提液处理下白三叶幼苗的鲜质量与对照差异显著，0.08、0.12、0.16、0.20 g/mL浸提液处理下高羊茅幼苗的鲜质量与对照差异显著，0.20 g/mL浸提液处理下早熟禾幼苗的鲜质量与对照差异显著。这表明柽柳花中含有较强活性和稳定性的化感物质，对其周围草本植物的生长和分布具有一定的影响，该结果与傅荩仪等的研究报道[11]一致。

本试验中不同浓度柽柳花水浸提液的综合化感效应均表现为明显的抑制作用，且综合化感效应随浸提液浓度的升高而增强，浸提液浓度达0.20 g/mL时，综合化感效应最强。4种受试植物在0.04、0.08、0.12 g/mL浸提液处理下，白三叶的SE均为最小，其次是高羊茅。说明柽柳花水浸体液对不同种类草坪草的化感作用强度不同。

自然环境中的化感物质主要通过挥发、淋溶、根系分泌以及残体分解后释放等途径进入环境，从而影响周围生境中植物和微生物的生长和分布[12]。随着对化感作用的深入研究，其成果在园林设计中的应用日趋广泛，尤其对园林植物配置时植物的选择和搭配有直接指导意义[13-16]。柽柳花中的化感物质主要通过雨雾淋溶、落花分解的方式进入土壤，在土壤中积累到一定浓度后，影响周围伴生植物的种子萌发和幼苗生长。因此及时清除柽柳落花、保持一定的种植距离、选择柽柳综合化感效应较弱的草种是建植柽柳树下常绿优质草坪的有利措施。

本试验主要对柽柳花水浸提液进行化感现象研究，至于柽柳花化感物质的具体成分、有效作用浓度阈值及综合利用等研究还有待进一步开展科学试验。