鱼腥草浸提液对两种作物种子萌发及幼苗化感作用影响

杨傅嵩，郎闯，郑琳昕，肖佳伟，张博，李丽

(佳木斯大学生命科学学院，黑龙江 佳木斯 154007)

化感作用是指植物通过自身分泌某些次生代谢产物即化感物质，并将其释放在自身生长环境中，从而影响同一土地中的临近植物的生长发育[1-2]。大多数植物的品质与产量，会因化感物质的积累而产生影响[3]。前学术界已经对植物的化感效应进行了深入研究并取得了一系列研究成果[4-6]。鱼腥草为三百草科，蕺菜属野生植物，是认证的药食兼用植物[7]，也是我国传承千年的中药材[8]。鱼腥草具有耐阴性强，适应性强等特点[9]。可以与短日照植物进行套种模式。目前，报道了鱼腥草浸提液刺激列当种子萌发的研究[10]，证明了鱼腥草浸提液中含有化感刺激物质，也报道了对绿豆种子萌发及幼苗生长产生化感影响，其中绿豆萌发与生长过程中表现出不同程度的化感抑制与促进作用[8]。李春英等[11]以玉米为受体研究了苘麻挥发油的化感作用，结果表明：苘麻挥发油对玉米幼苗的生长等有一定的抑制作用。余虹欣等[12]的结论表明:黑豆同样可以受到化感抑制和化感促进的两方面的影响。付金晶等[13]的实验得出:国槐和山桃浸提液对黑豆存在化感促进的作用，该作用体现于根长、鲜重、干重等方面。然而，鱼腥草对玉米、黑豆的化感影响未见报道。本课题通过研究鱼腥草对玉米、黑豆种子萌发及幼苗生长的影响，讨论鱼腥草与玉米、黑豆之间的化感效应，为鱼腥草与玉米、黑豆之间建立有好的套种模式提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

实验用鱼腥草购于佳木斯新玛特超市，玉米、黑豆种子购于佳木斯市种子公司。

1.2 鱼腥草浸提液的制备

将鲜鱼腥草去除根须，冲洗干净，滤干、切割成小段，置在研钵中研成匀浆。并与蒸馏水按1∶10质量比配。超声提取30 min,用纱布过滤，过滤后以1700转速离心7 min，取上清液。用蒸馏水将供体母液分别稀释为0%(蒸馏水，对照组CK)，20%，40%，60%，80%的鱼腥草浸提液，供实验使用。将浸提液放置于4 ℃的冰箱中。

1.3 实验设计

将供试种子与0.15%浓度的高锰酸钾溶液混合浸泡30 min消毒，用蒸馏水多次冲洗直至无明显的高锰酸钾残留溶液，滤干。

在15 cm培养皿上平铺2张滤纸，依次用鱼腥草浸提液润湿滤纸，最后将密度适宜的供试种子，均匀的摆放在培养皿中。以蒸馏水为CK组，加盖培养。种子出芽后，记录数据检测发芽率、发芽势及发芽指数。并分别在出芽第7、12 d检测玉米、黑豆幼苗的株高、鲜重、丙二醛含量及叶绿素含量。

1.4 测定项目、方法与数据统计

测量各处理后的供试种子的鲜重，株高。测定幼苗叶片中叶绿素含量与丙二醇含量。叶片中丙二醇的测定参考硫代巴比妥酸法[14]，叶绿素含量的测定采用乙醇提取分光光度计法测定[15]。

发芽率(%)=(发芽种子数/实验种子总数)×100

种子发芽势(%)=(规定天数内发芽种子数/实验种子总数)×100

种子及幼苗的生长数据通过Excel工作表格软件进行记录。

2 结果与分析

2.1 鱼腥草浸提液对玉米、黑豆种子萌发的影响

由表1可知，较低浓度的鱼腥草浸提液处理的玉米种子的发芽率与发芽势明显高于对照组，起促进作用，发芽率与发芽势在40%浓度时，数值最大分别为90%、70%。较高浓度的鱼腥草浸提液对玉米种子的发芽率与发芽势明显低于对照组，呈现出抑制作用。不同浓度鱼腥草浸提液对玉米发芽率与发芽势的影响呈现出现促进后抑制的现象。不同浓度的鱼腥草浸提液处理的黑豆种子的发芽率与发芽势明显低于对照组，且呈现逐渐下降的趋势。在浓度为80%时，发芽率与发芽势最小，分别为74.19%与64.52%。暗示鱼腥草对玉米、黑豆种子萌发存在化感影响，玉米种子在低浓度下为化感促进作用，在高浓度下为化感抑制作用。而对于黑豆，受到了不同浓度浸提液的化感抑制作用。

表1 鱼腥草浸提液对玉米、黑豆种子萌发的影响 %

2.2 鱼腥草浸提液对玉米、黑豆幼苗株高的影响

由表2可知，低浓度鱼腥草浸提液处理后的玉米幼苗的株高明显高于对照组，在40%浓度下株高最高为5.560 cm。随着浓度的升高，玉米幼苗株高低于对照组。在高浓度鱼腥草浸提液的处理下，玉米幼苗株高呈现抑制作用。不同浓度的鱼腥草浸提液对黑豆的株高与对照组对比呈现出明显的抑制作用，且随着浓度的上升，这种抑制作用更加明显。在80%时，株高最短为3.430 cm。暗示了，鱼腥草浸提液对玉米、黑豆的株高存在化感作用。对玉米的化感作用呈现低浓度化感促进，高浓度化感抑制的变化，不同浓度的鱼腥草浸提液对黑豆均存在化感抑制作用。

表2 鱼腥草浸提液对玉米、黑豆幼苗株高的影响

2.3 鱼腥草浸提液对玉米、黑豆鲜重的影响

由表3可知，玉米的鲜重随着鱼腥草浸提液浓度的上升，呈现先上升后下降的趋势。在20%～40%浓度时玉米鲜重受到浸提液的促进效应，在40%浓度处理下玉米鲜重最重，为0.866 g，60%浓度与对照组持平，80%浓度明显低于对照组，鲜重最下，仅为0.645 g。不同浓度鱼腥草浸提液处理下，黑豆鲜重随着鱼腥草浸提液浓度的升高呈现逐渐降低的现象。在浓度最高即80%处理下，黑豆鲜重最小，0.36 g。暗示了，鱼腥草对玉米、黑豆的鲜重存在着一定的化感作用，玉米的化感效应呈现低促高抑的现象，而黑豆随着浓度的上升逐渐加深抑制效应。

表3 鱼腥草浸提液对玉米、黑豆鲜重的影响

2.4 鱼腥草浸提液对玉米、黑豆幼苗叶绿素含量的影响

由表4可知，在不同浓度的鱼腥草浸提液处理下，玉米幼苗的叶绿素含量小幅度升高而后降低。在40%浸提液浓度处理下的玉米幼苗叶绿素含量高于对照组，为0.367 μmol/L。当浸提液浓度升高至60%与80%时，玉米幼苗叶绿素含量小于对照组，受到抑制。黑豆幼苗中的叶绿素含量受到不同浓度鱼腥草浸提液的化感抑制作用，在20%～40%浓度时，黑豆幼苗叶绿素含量有小幅度上升，但仍低于对照组。暗示，鱼腥草对玉米叶绿素含量存在低浓度化感促进，高浓度化感抑制的现象。鱼腥草浸提液对黑豆幼苗叶绿素含量存在化感抑制作用

表4 鱼腥草浸提液对玉米、黑豆幼苗叶绿素含量的影响

2.5 鱼腥草浸提液对玉米、黑豆幼苗丙二醇(MDA)含量的影响

丙二醇(MDA)是植物受到外界伤害时膜脂过氧化反应的最终分解产物，因此MDA的含量可以反应植物在逆境中受到的伤害轻重[16]。由表5可知，在20%～60%鱼腥草浸提液的处理下，玉米幼苗中MDA含量持续下降，在60%浓度处理下最低0.01636 μmol/l。在80%浓度处理下玉米幼苗MDA含量高于对照组。黑豆幼苗中MDA含量随着鱼腥草浸提液浓度的升高不断升高，呈现出促进趋势。暗示鱼腥草与玉米、黑豆幼苗MDA含量存在化感效应，低浓度鱼腥草浸提液对玉米幼苗MDA有化感抑制现象，高浓度鱼腥草浸提液对玉米幼苗MDA存在化感促进效应。不同浓度鱼腥草浸提液对黑豆幼苗MDA含量均存在化感促进效应。

表5 鱼腥草浸提液对玉米、黑豆幼苗丙二醇(MDA)影响

3 讨论与结论

3.1 鱼腥草浸提液对玉米、黑豆种子萌发与幼苗生长的化感效应

发芽势作为评价种子萌发的重要指标，体现在种子的生活能力，发芽是否整齐，出苗是否一致等方面。低浓度鱼腥草浸提液对玉米种子的发芽率、发芽势、株高、鲜重、存在化感促进现象，高浓度鱼腥草浸提液对玉米种子的发芽率、发芽势、株高、鲜重、存在化感抑制作用。总体来说，鱼腥草浸提液对玉米种子的萌发与幼苗的生长存在化感效应，且这种化感效应存在低浓度为化感促进，高浓度为化感抑制的规律。而不同浓度的鱼腥草浸提液对黑豆种子萌发与幼苗生长的各项指标，即，发芽势、发芽率、鲜重、株高存在化感抑制作用。当鱼腥草浸提液浓度在40%左右时，就有对玉米种子萌发与幼苗生长的化感物质浓度。说明在鱼腥草与玉米套种模式中，鱼腥草体内的化感物质通淋溶等方式释放到土壤中，会促进玉米的生长。

3.2 鱼腥草浸提液对玉米、黑豆幼苗光合作用系统与抗氧化系统的化感效应

丙二醇是植物过氧化时的产物，丙二醇的含量越低说明植物的氧化越不明显，暗示植物生长状况越好。叶绿素的含量可以直接影响植物的光合作用，从而影响植物的生长。鱼腥草的化感物质也影响来玉米、黑豆体内的代谢过程，从而影响玉米、黑豆的生长。低浓度的鱼腥草浸提液对玉米叶绿素含量存在化感促进作用，对MDA 含量则存在化感抑制现象。高浓度鱼腥草浸提液对玉米幼苗叶绿素含量存在化感抑制效应，对MDA含量存在着化感促进作用。不同浓度的鱼腥草浸提液对黑豆幼苗体内的叶绿素与MDA含量均存在化感抑制作用。

综合分析可以得出鱼腥草对玉米种子萌发及幼苗的生长，存在化感作用，低浓度呈现化感促进作用，高浓度呈现化感抑制作用；对黑豆种子萌发及幼苗的生长呈现不同情况的化感抑制作用。暗示鱼腥草可以和玉米建立起有好的套种模式，而与黑豆则不能。本研究为鱼腥草与玉米、黑豆的化感作用建立研究基础，也为鱼腥草与两种作物进行套种等友好耕种模式提供理论基础与技术支持。