鸡骨草茎叶水提液对10种农作物种子的化感效应

朱艳霞 黄燕芬

摘要：通过探索鸡骨草茎叶水提物对10种农作物种子萌发的化感作用，为降低鸡骨草连作障碍提供适宜的轮作作物。采用培养皿滤纸法测定6种浓度的鸡骨草茎叶水提液对10种农作物种子萌发的影响。结果表明，较低浓度的鸡骨草茎叶水提物（0.033 g/mL）对玉米、莴苣、生菜、芥菜、豌豆、豇豆、南瓜、黄瓜、番茄和茴香种子萌发均无显著影响;随鸡骨草茎叶水提物浓度升高，对农作物種子萌发抑制作用逐渐增强;高浓度鸡骨草茎叶水提物（0.200 g/mL）对莴苣、生菜、芥菜、豌豆、南瓜、黄瓜、番茄和茴香种子发芽的化感抑制作用分别为0.33、0.67、0.11、0.39、0.09、0.09、020和0.98;对玉米和豇豆种子发芽仍无影响。因此，适宜与鸡骨草大田轮作的物种为玉米和豇豆。

关键词：鸡骨草;茎叶提液;化感作用;种子发芽率

中图分类号：S567.04;S344.1   文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）17-0113-04

鸡骨草为广西道地中药材，其基源植物为豆科相思子属植物广州相思子（Abrus cantoniensis），药用部位为除去豆荚后的干燥全株[1]，在保肝护肝、治疗肝硬化和肝炎等方面的疗效显著，是鸡骨草胶囊、鸡骨草颗粒、复方鸡骨草胶囊等多种中成药的主要原料[2]。近年来鸡骨草需求量日趋增多，人工种植前景广阔[3]，但连年大面积单一种植，连作障碍严重，产量和品质大幅度下降。鸡骨草的主要成分为三萜、黄酮和生物碱类化合物[4]，其中萜类和黄酮类化合物均为强化感作用物质[5]，而化感作用是导致连作障碍的重要原因之一[6]。因此深入研究鸡骨草茎叶水提液对10种常用农作物种子的化感效应，了解鸡骨草对哪些作物的化感作用较小，可为生产上选择鸡骨草的轮作作物奠定试验基础及理论依据。近年来，国内外许多学者研究得出，具有连作障碍的南方红豆杉[7]、华重楼[8]、三七[9-10]、半夏[11]、丹参[12]等许多药用植物提取物对玉米、小麦、大豆、白菜、萝卜等农作物种子种苗的生长具有化感抑制作用，为正确指导粮药轮作、菜药轮作生产提供了理论依据，但未见前人对鸡骨草的化感作用作相关报道。栽培鸡骨草有连作障碍，但目前对于鸡骨草连作障碍方面的研究甚少，鸡骨草茎叶水提液对农作物种子的化感效应研究未见报道。本研究通过分析不同浓度的鸡骨草茎叶水提液对玉米、豌豆和番茄等10种农作物化感作用的强弱，筛选适宜于鸡骨草轮作作物品种，为建立合理的鸡骨草轮作体系提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

鸡骨草植株2017年11月采集于广西南宁市宾阳县新桥镇鸡骨草基地。受体材料玉米（桂甜糯525）种子购于广西兆和种业有限公司;番茄、黄瓜、豇豆、南瓜、豌豆等种子购于广西南宁桂研种业有限责任公司;芥菜种子购于广西横县子龙商贸有限公司;生菜种子购于广东金记种业有限公司;茴香种子购于江苏郁禾种业有限公司;莴苣种子购于福建福州芽力农业科技有限公司。

1.2 试验方法

鸡骨草水提液的制备：参考李明等的方法[13]，取风干的鸡骨草植株的茎叶部分，剪成小段，粉碎，过80目筛。称取粉末100.0 g倒入500 mL蒸馏水，在25 ℃恒温摇床匀速振荡24 h，把浸泡液倒出，抽滤2次后得到浓度为0.200 g/mL的鸡骨草茎叶水提液。同法，分别称取50.0、33.3、25.0、20.0、16.7 g 粉末，制备成浓度为0.100、0.067、0.050、0.040、0.033 g/mL 的鸡骨草茎叶水提液，存于4 ℃冰箱待用。

农作物种子发芽率测定：采用纸上发芽床，滤纸分别用0.200、0.100、0.067、0.050、0.040、0.033 g/mL的鸡骨草茎叶水提液浸湿，以蒸馏水为空白对照。发芽盒放入25 ℃光照培养箱中，光周期为8 h光/16 h暗。每24 h观察统计种子发芽情况，并适量添加相应浓度的水提液或蒸馏水，直至不再有种子萌发为止，种子发芽均以芽长≥1 mm为标准。

1.3 数据处理与分析

发芽率=（发芽种子数/供试种子数）×100%。

当T≥C时，化感效应指数（RI）=1-C/T;当T

所得数据在SPSS 21.0软件进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同浓度鸡骨草水提液对玉米种子萌发的影响

由表1可见，与对照相比，0.033～0.200 g/mL鸡骨草茎叶水提液均对玉米种子发芽率无显著影响。

2.2 不同浓度鸡骨草水提液对莴苣种子萌发的影响

由表2可见， 与对照相比， 0.033、0.040 g/mL 的鸡骨草茎叶水提液均对莴苣种子发芽率无显著影响。当鸡骨草茎叶水提液浓度≥0.050 g/mL时，莴苣种子首次萌发时间推迟、发芽持续时间延长、发芽势降低、发芽率降低，种子萌发抑制作用随水提物浓度升高而增强，0.200 g/mL 鸡骨草茎叶水提液对莴苣种子发芽率的化感抑制作用达0.33。

2.3 不同浓度鸡骨草水提液对生菜种子萌发的影响

由表3可见，与对照相比，当鸡骨草茎叶水提液浓度为0.033～0.100 g/mL时，对生菜种子发芽率无显著影响，但随着浓度升高，发芽势降低。当浓度升高至0.200 g/mL时，对生菜种子发芽具有显著的抑制作用，首次萌发时间从第1天推迟至第3天，发芽率从97%降低至32%，化感抑制作用达0.67。

2.4 不同浓度鸡骨草水提液对芥菜种子萌发的影响

由表4可见，与对照相比，当鸡骨草茎叶水提液浓度为0.033～0.100 g/mL时，对芥菜种子发芽率无显著影响。但在种子萌发的第1天，芥菜种子发芽率随着浓度的升高而逐渐降低，当浓度升高至0.200 g/mL发芽率从82%大幅度降至43%，且对芥菜种子最终发芽具有显著的抑制作用，化感抑制作用达0.11。

2.5 不同浓度水提液对豌豆种子萌发的影响

由表5可见，与对照相比，0.033～0.100 g/mL鸡骨草茎叶水提液均对豌豆种子发芽率无显著影响，但首次萌发时间整体从第1天推迟到第2天。当浓度升高至0.200 g/mL时，第2天发芽率仅为9%，与对照相比存在显著差异，化感抑制作用达0.39。

2.6 不同浓度水提液对豇豆种子萌发的影响

由表6可见，与对照相比，0.033～0.200 g/mL鸡骨草茎叶水提液均对豇豆种子发芽率无显著影响，但第1天的发芽率随浓度升高而逐渐降低，即发芽速度有逐渐下降的趋势。

2.7 不同浓度水提液对南瓜种子萌发的影响

由表7可见，与对照相比，0.033～0.067 g/mL鸡骨草茎叶水提液对南瓜种子发芽率无显著影响。当浓度提高到为0.100 g/mL和0.200 g/mL时，对南瓜种子发芽具有较显著的抑制作用，化感抑制作用分别为0.12和0.09。

2.8 不同浓度水提液对黄瓜种子萌发的影响

由表8可见，与对照相比，0.033～0.100 g/mL鸡骨草茎叶水提液均对黄瓜种子发芽率无显著影响，但发芽速度随水提物浓度升高而降低。当浓度提高至0.200 g/mL时，第1天发芽率从88%降至58%，最终化感抑制作用为0.09。

2.9 不同浓度水提液对番茄种子萌发的影响

由表9可见，与对照相比，浓度0.033、0.040、0.050 g/mL鸡骨草茎叶水提液显著降低了番茄种子发芽率。当浓度为0.067、0.100、0.200 g/mL时，发芽率由86%分别降至71%、71%、69%，对番茄种子发芽具有显著的抑制作用，化感抑制作用分别为0.18、0.18、0.20。

2.10 不同浓度水提液对茴香种子萌发的影响

由表10可见，与对照相比，0.033～0.200 g/mL鸡骨草茎叶水提液显著降低了茴香种子发芽率。当浓度≥0.040 g/mL时，茴香种子首次萌发时间推迟、发芽持续时间延长、发芽势降低、发芽率降低，种子萌发抑制作用随水提物浓度升高而增强，0.200 g/mL鸡骨草茎叶水提液处理的茴香种子发芽率仅为1%，化感抑制作用高达0.98。

3 讨论与结论

化感物质是植物向环境中释放并对周围植物（含微生物）产生有利或有害影响的化学物质，是植物代谢物或其转化物[14-17]。在自然界中，化感物质一般是溶于雨水后进入环境，进而影响植物种子萌发和植物生长。水提法以水为介质，模拟自然界中化感物质进入环境的形式，这样能更准确地解释化感现象[18]，故本试验采用水提法来提取鸡骨草茎叶部分的化感物质。很多研究表明，化感作用具有浓度效应，一般表现为低浓度促进、高浓度抑制的现象[19]。王雄飞等研究表明，三七各部位水提液对小麦和油菜种子萌发及幼苗生长均具有抑制作用;低浓度时可促进玉米种子萌发和幼苗生长，高浓度时则起抑制作用[20]。本研究结果表明，玉米和豇豆种子在0.033～0.200 g/mL鸡骨草茎叶水提液作用下发芽率无显著影响。莴苣、生菜、芥菜、豌豆、南瓜、 黄瓜种子在较低浓度（0.033～0.040 g/mL）的鸡骨草茎叶水提液作用下发芽率无显著影响，在较高浓度（0.200 g/mL）作用下发芽率显著降低。番茄、茴香种子在0.033～0.200 g/mL鸡骨草茎叶水提液作用下，随着水提液浓度升高，发芽率逐渐降低，化感抑制作用逐渐增强。这与王宁等的研究结果[21]相似，即化感物质浓度低时，对受体植物生长的不利影响较小或可起积极的促进作用;化感物质浓度高时，化感抑制作用相对加强。

杨莉等研究得出在12种农作物种子中，以苦苣和茄子对老参地土壤水溶性物质的化感作用最敏感[22]，张丹丹等研究得出6种牧草种子中，以羽扇豆和多年生黑麦草对芒果叶片水提液的化感作用最敏感[23]。与前人研究相似，本研究也发现同一供体对不同受体产生的化感效应不同，鸡骨草对玉米和豇豆的化感效应较弱，对生菜、莴苣、芥菜、豌豆、南瓜、黄瓜和番茄化感效应较强，对茴香的化感效应最强。这种在同一供体植物作用下，不同受体植物表现出不同的化感效应的现象，可能与受体植物自身的耐受性有关，如玉米对三七[9，20，24]、麻风树[25-26]、肉桂酸[27]耐受性都较高，另一方面可能是供体特定的化学物质对受体植物种子萌发产生抑制作用。前人已研究得出，抑制种子萌发的化感物质主要有黄酮类、醌类、萜类、酚类、香豆素类、糖和糖苷类、生物碱、非蛋白氨基酸8类[28]，本研究仅以鸡骨草水提物为供体，对水提物中抑制农作物种子萌发的具体成分及作用浓度，还有待深入研究。

本研究结果表明，鸡骨草茎叶水提液对玉米和豇豆种子萌发无显著影响;对生菜、莴苣、芥菜、豌豆、南瓜、黄瓜和番茄种子萌发表现为低浓度无显著影响、高浓度抑制效果;对茴香种子萌发表现为强抑制效果。因此，适宜与鸡骨草大田轮作的物种为玉米和豇豆。

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