油茶叶、果壳浸提液对大豆、花生种子的化感作用

黄眯 陈凯 雷小林 孙颖

摘要：以花生、大豆为试验对象，研究油茶叶、油茶果壳水浸提液对花生、大豆种子萌发及生长是否具化感作用，从而在植物化感作用方面为油茶林地套种作物提供依据。结果表明，不同浓度的试剂对大豆和花生的发芽率、发芽势、发芽指数都表现为化感抑制作用，油茶叶水浸提液的抑制作用高于油茶果壳水浸提液。油茶果壳对花生的生长指标既有促进作用又有抑制作用，浓度为0.01 g/mL时花生的胚根长、下胚轴长、鲜质量值最大，随着浓度的升高而逐渐下降，整体呈现出低浓度促进、高浓度抑制的趋势。本试验仅从大豆、花生种子的发芽和生长情况来判断油茶树体器官水浸提液对花生、大豆是否有化感作用，具体的化感成分还需进一步鉴定。

关键词：油茶叶片;油茶果壳;浸提液;农作物;化感作用

中图分类号：S344.3;S311   文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）17-0108-05

油茶（Camellia oleifera）别称茶子树，是山茶科山茶属中种子含油率较高，具有一定的栽培面积和栽培价值的一类植物的总称[1-2]。研究证实，在油茶林地中套种作物不仅能改善土壤环境还能提高油茶产量，“油茶树+农作物”组合的新模式成为油茶产业发展的热点[3-4]。化感作用是植物适应外界环境变化的一种响应机制，普遍存在于自然界[5-9]。目前，油茶叶片、凋落物浸提液在前人的研究中发现具有化感作用[10]，但油茶果壳对林下作物的化感作用研究较少。花生、大豆是常见的油茶林地套种作物[11-13]，但油茶化感作用对花生、大豆种子的发芽及生长情况研究鲜见报道。本试验以油茶叶片水提取液和油茶果壳水提液为研究对象，分析不同浓度的2种水提液对油茶林常见间作农作物（大豆、花生）的种子发芽、生长的影响，从而在植物化感作用方面为油茶林地套种作物提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

油茶叶片采自江西省林业科学院山茶园内8年生油茶树，品种为赣无2，油茶果壳为2018年赣无系列油茶果壳。植物种子（太谷县农业科技市场购入）：大豆品种为中黄13，花生品种为四粒红。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验于8月7日开始，8月14日结束，历时7 d，采用培养皿滤纸法进行试验。试验处理见表1，每个处理3次重复，试验步骤参考李建波等的研究[14]。

1.2.2 试剂制备 试剂A：油茶叶用蒸馏水清洗后放入烘干机内80 ℃烘干24 h至恒质量，用粉碎机打成粉末保存备用，按每1 000 mL蒸馏水40 g干物质的比例室温下浸提48 h（每8 h用玻璃棒搅拌1次），用双层纱布过滤2次，得到浓度为 0.04 g/mL 的油茶叶水浸提液母液，然后将一部分母液用蒸馏水分别稀释成浓度为0.02、0.01 g/mL 的叶、壳提取液，置于4 ℃ 冰箱内保存备用。试剂B：将油茶叶换成油茶果壳，制备方法与试剂A方法相同。

1.3 测定方法及计算公式

用游标卡尺测定种子胚根长、下胚轴长，电子分析天平称量种子鲜质量，每个处理随机选取20粒种子，取平均值。发芽率、发芽势、发芽指数计算方法参考彭晓邦的方法[15]，化感作用效应指数参照Williamson等的计算方法[16]。当T（对照值）≥C（处理值） 时，化感效应指数（RI） = 1-C/T;当 T0为促进作用，RI<0为抑制作用，绝对值的大小即为化感作用的强度。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2003和SPSS 20处理。

2 结果与分析

2.1 不同浓度试剂对大豆种子发芽的影响

由表1可知，不同处理对大豆的发芽情况具有明显的化感抑制效应，随着试剂浓度的升高，大豆发芽率、发芽势、发芽指数逐渐下降。试剂A、B处理后发芽率大小顺序依次为处理7>处理5>处理4>处理6>处理1>处理2>处理3，种子的发芽速度和整齐度用发芽势来表示，处理5的发芽率大于处理4，但是发芽势却比处理4低，说明试剂B在0.02 g/mL时延迟了发芽速度。发芽指数反映的是种子的活力，表格中不同处理的发芽指数显著小于CK1，表明试剂A、B对种子活力具有显著的抑制作用，试剂A浓度为0.04 g/mL时（处理3）的种子活力最低，受抑制作用最强，此时的化感效应指数绝对值最大。试剂B使发芽率、发芽势、发芽指数分别下降了14.00～18.00百分点、4.67～32.00百分点、10.09～28.88百分点，受抑制作用显著。大豆各个萌发指标对试剂B化感作用的敏感程度不同，其中敏感程度最高的是发芽指数，发芽势次之，发芽率最小，3个浓度处理发芽率均与CK1无显著性差异。

2.2 不同浓度试剂对花生种子发芽的影响

从表3可知，试剂A、B处理的花生种子发芽率、发芽势以及发芽指数的化感效应指数均为负数，可以得出试剂A、B对花生的发芽具有抑制作用。试剂A使花生发芽率降低了14.00～18.67百分点，与CK2具有显著性差异，其中处理8的花生发芽率、发芽指数、发芽势最低，此时种子活力受抑制作用最强;试剂B使花生的发芽率下降了4.67～7.34百分点，与CK2差异不显著。发芽指数与对照差异显著，处理13的发芽指数比CK2低出23.97，种子活力最低。

2.3 不同处理对大豆生长的影響

2.3.1 试剂A对大豆生长的影响 由图1、图2可知，大豆种子胚根、下胚轴长随着试剂A浓度的升高而降低，胚根、下胚轴长与CK1差异显著。不同浓度试剂A处理过的大豆胚根长度较CK1降低了9.29～18.10 mm，其中浓度从0 g/mL（CK1）升高到0.01 g/mL（处理1）时，胚根长度下降最快，下降了9.29 mm。浓度为0.01 g/mL（处理1）时大豆的下胚轴长约为CK1 的1/2， 当浓度提高到0.04 g/mL（处理3）时的下胚轴长则降为CK1的1/3左右，各处理差异显著。试剂A对大豆的鲜质量有促进作用，使大豆的鲜质量较CK1增长了0～0.23g。除了浓度为 0.02 g/mL （处理2）大豆鲜质量与CK1相等，无显著差异之外，其余2个处理鲜质量均高于CK1，0.04 g/mL（处理3）大豆鲜质量值最高，为 0.96 g，具有显著的促进作用。

2.3.2 试剂B对大豆生长的影响 从图3、图4可以看出，经过试剂B处理后，大豆的胚根、下胚轴长均下降，下降幅度与浓度成正比。胚根下降的幅度较小，仅下降了2.20～5.37 mm，浓度为0.04 g/mL（处理6）时胚根长度与CK1差异显著，其余处理无显著性差异。大豆下胚轴下降的幅度最大，浓度为0.01 g/mL（处理4）时下降了10.11 mm，浓度为0.04 g/mL时（处理6）则下降了17.73 mm，所有浓度处理均与对照呈显著性差异。大豆鲜质量与胚根、下胚轴长的反应不同，鲜质量增加了0.07～0.11 g，增加速度最快的是0.01 g/mL处理（处理4），之后浓度升高，增长速度下降，浓度由0.02 g/mL上升为0.04 g/mL时，鲜质量仅增加了0.01 g。

2.4 不同处理对花生生长的影响

2.4.1 试剂A对花生生长的影响 从图5、图6中可以看出，试剂A对花生胚根长具有促进作用，随着浓度升高而促进作用减弱，浓度为0.01 g/mL（处理8）时花生的胚根长为CK2的1.45倍，浓度为0.02 g/mL（处理9）、0.04 g/mL（处理10）时，与CK2的胚根长比值下降为1.19、1.003，长度逐渐接近于CK2。下胚轴长受到试剂B的抑制，0.02 g/mL（处理9）时的下胚轴长受抑制最小，与CK2无显著差异。浓度为0.01 g/mL（处理8）、0.04 g/mL（处理10）2个处理之间无显著差异，但与CK2差异显著。试剂A对花生鲜质量表现为抑制作用。浓度为0.04 g/mL（处理10）时花生鲜质量为各处理中最小，比CK2低0.57 g，浓度为 0.02 g/mL （处理9）时与CK2无显著性差异。

2.4.2 试剂B对花生生长的影响 从图7、图8中可以看出，试剂B对花生的生长指标既有促进作用又有抑制作用。浓度为0.01 g/mL（处理11）时花生的胚根长、下胚轴长、鲜质量达到最大值，分别比CK2高出2.47 mm、1.46 mm、0.14 g，随着浓度的升高，胚根长、下胚轴长、鲜质量下降，整体呈现出低浓度促进、高浓度抑制的趋势。

3 讨论与结论

用植物各部位水浸提液研究植物化感作用是目前最为普遍的方法，在很多树种上运用并被证实具有可行性[17-19]。本试验结果表明，油茶叶片、油茶果壳对大豆、花生种子的发芽具有化感抑制作用，对种子的生长指标既有抑制作用又有促进作用。油茶叶片水浸提液处理抑制了大豆的胚根长、下胚轴长和花生下胚轴长、鲜质量，提高了大豆鲜质量以及花生的胚根长。油茶果壳水浸提液处理抑制了大豆胚根长、下胚轴长，对大豆的鲜质量具有促进作用，花生的胚根长、下胚轴长及鲜质量在浓度为0.01 g/mL时高于对照，其余浓度下均低于对照。

本试验中大豆种子的发芽率、发芽指数、发芽势、胚根长、下胚轴长随着试剂浓度的上升而下降，试剂A濃度为0.04 g/mL时大豆胚根长、下胚轴长比浓度为0.01 g/mL时分别下降了8.81、12.00 mm，差异显著。张新叶等发现，油茶水浸提液对紫苏的化感抑制作用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，油茶叶浸提液浓度为0.04 g/mL时，紫苏种子发芽数量急剧下降[20]。汪贵庆等的试验证明，油茶水浸提液对紫茎泽兰的化感作用与浓度成正比，低浓度时对发芽率无显著影响，高浓度（0.03 g/mL）时发芽率下降为0，抑制效果显著[1]。以上研究证实，油茶的化感作用强弱与试剂（浸提液）浓度有密切关系。

试剂A、B处理的大豆种子发芽率在浓度为0.04 g/mL时分别比对照CK1下降了56、18百分点，同一浓度下试剂A的发芽率仅为试剂B的发芽率1/3左右，证明试剂A的化感抑制作用强于试剂B。向福等分别将油茶叶、油茶凋落物水浸提液作为供体，紫苏作为受体，研究发现油茶叶、凋落物水浸提液对紫苏发芽以及生长具有化感作用，油茶叶的化感抑制作用强于油茶凋落物[21]。本试验中同浓度的油茶叶、油茶果壳水浸提液对花生、大豆种子萌发具有化感抑制作用，但油茶叶的化感抑制作用比油茶果壳的抑制作用更强，说明化感作用的强弱还与树体部位有关。

试剂A在浓度为0.01 g/mL时对花生的胚根长、下胚轴长表现为促进作用，但是同等浓度处理下大豆的胚根长、下胚轴长则受到抑制;试剂B在 0.02 g/mL 时，花生的鲜质量小于CK1，大豆的鲜质量则大于CK1。在其他试验中发现油茶水浸液对桔梗种子发芽以及根茎生长均具有促进作用，对紫茎泽兰种子的萌发具有显著的抑制作用[22];油茶凋落物浸提液对绿豆种子发芽无抑制作用，但会减少绿豆幼苗的叶绿素含量，增加绿豆幼苗中脯氨酸和丙二醛的含量，从而抑制绿豆幼苗的生长[23];不同浓度油茶叶浸提液处理对猴樟地径生长均表现出促进作用，对猴樟幼苗地上、地下部干质量均表现出抑制效应。表明油茶浸提液对不同的受体植物产生的化感效应会有所不同[24]。在林农种植的模式下，林分对农作物是否具有化感抑制作用以及抑制作用的大小，直接决定了套种农作物品种的选择。本研究中发现油茶叶的化感作用大于油茶果壳，各浸提液对花生的抑制作用较小。目前关于油茶分泌物的成分鉴定主要集中于根系分泌物中。叶思成等鉴定出油茶根系分泌物中含有邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、正十六烷、正十七烷等物质[25]。这些物质都已经被证实为化感物质。本试验只是从种子的发芽以及生长上去推测油茶叶、果壳中含有化感物质，是否含有化感物质以及化感物质的种类需要进一步测定。

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