侯林林，張文娥，李 菲，潘學(xué)軍

(貴州大學(xué)/貴州省果樹工程技術(shù)研究中心,貴陽 550025)

養(yǎng)分生態(tài)循環(huán)利用是現(xiàn)代果園生產(chǎn)管理的發(fā)展趨勢[1]，果樹凋落物的還田[2-3]和種植綠肥[4-5]可有效提高果園土壤肥力。作為世界四大干果之一的核桃(Juglansregia)，在中國的種植面積和產(chǎn)量均居世界首位。貴州作為鐵核桃(J.sigillata)的原產(chǎn)中心和主要產(chǎn)區(qū)之一，種植面積已超過704 000 hm2。但貴州屬于典型的喀斯特地貌，土壤保水保肥能力較差，核桃園土壤速效鉀、有效硼和有效鐵缺乏較嚴(yán)重，導(dǎo)致核桃樹體營養(yǎng)不良，影響核桃生長發(fā)育和產(chǎn)量[6-8]。核桃葉片和青皮等凋落物還田，對土壤理化性質(zhì)、養(yǎng)分動態(tài)、土壤酶活性和土壤微生物量等都有明顯的影響，可有效提高土壤肥力[9]，但是成熟核桃林中核桃凋落物年均量僅約10 000 kg/hm2[10]，產(chǎn)量有限，土壤肥力提升有限。因此，核桃園間作綠肥是養(yǎng)分可持續(xù)發(fā)展的必然選擇[11-13]。

核桃的根系分泌物及葉、果皮等凋落物中含有的胡桃醌(5-羥基苯醌)、酚類、黃酮類、亞麻油等化合物釋放到土壤中，影響綠肥種子的發(fā)芽及幼苗期生長，降低綠肥產(chǎn)量[14]。眾多研究表明，不同作物對核桃不同器官浸提液的敏感程度不同，而且不同發(fā)育時(shí)期對化感作用的敏感性不同。核桃葉水浸提液顯著降低黃瓜(Cucumissativus)、洋蔥(Alliumcepa)種子萌發(fā)，對玉米(Zeamays)和蘿卜(Raphanussativus)種子萌發(fā)沒有影響，番茄(Lycopersiconesculentum)、水芹(Oenanthejavanica)、黃瓜(Cucumissativus)和苜蓿(Medicagosativa)的種子萌發(fā)和幼苗生長都受到顯著抑制作用，對小麥(Triticumaestivum)、大麥(Hordeumvulgare)、西瓜(Citrulluslanatus)和菜豆(Phaseolusvulgaris)種子萌發(fā)沒有影響，但顯著影響幼苗的生長，而甜瓜(Cucumismelon)幼苗生長受化感作用促進(jìn)；核桃葉水浸提液雖對黃瓜種子萌發(fā)有抑制作用，但青皮水浸提液沒有作用效果[15-17]。因此，核桃園綠肥種類的篩選及核桃凋落物對綠肥植物化感作用機(jī)理的明晰是提高核桃園土壤肥力的關(guān)鍵。本研究以中國西南地區(qū)果園廣泛種植的16種綠肥植物為受體，研究鐵核桃根、葉水浸提液及胡桃醌對其種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，并從氧化脅迫的角度探討了核桃凋落物對不同綠肥種類影響差異，以期篩選適宜中國西南地區(qū)核桃園種植的綠肥種類，探討核桃凋落物對綠肥作物的化感作用機(jī)理，為西南地區(qū)核桃園綠肥間作提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材 料

供體材料鐵核桃根系、葉片采集于貴州大學(xué)農(nóng)場基地的3年生鐵核桃樹，風(fēng)干后粉碎備用。胡桃醌購于Sigma公司(純度98%)。16種受體材料為白菜(Brassicacampestris)、白三葉(Trifoliumrepens)、刺槐(Robiniapseudoacacia)、草木樨(Melilotussuaveolens)、白蘿卜(Raphanussativus)、黑麥草(Loliumperenne)、紅三葉(Trifoliumpratense)、黃豆(Glycinemax)、箭舌豌豆(Viciasativa)、菊苣(Cichoriumintybus)、綠豆(Vignaradiata)、毛葉苕子(Viciavillosa)、花生(Arachishypogaea)、油菜(Brassicanapus)、紫花苜蓿(Medicagosativa)、紫云英(Astragalussinicus)，種子購于貴陽市花鳥市場綠化種業(yè)公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1鐵核桃根、葉水浸提液的制備分別稱取鐵核桃根、葉粉碎干樣100 g，置于1 000 mL燒杯中，加滿水在室溫下冷提24 h，經(jīng)過濾，得到質(zhì)量濃度為100 mg/mL的根、葉水浸提液(母液)，試驗(yàn)時(shí)將各處理液母液分別用蒸餾水再稀釋成50、25、10、2 mg/mL，以蒸餾水為對照(CK，0 mg/mL)。利用高效液相色譜測定出鐵核桃根水浸提液母液里胡桃醌濃度為33.4 μg/mL，葉水浸提液母液中胡桃醌濃度為30.97 μg/mL，胡桃醌濃度介于胡桃醌純品的20和60 μg/mL之間，因而鐵核桃根水浸提液50、25、10、2 mg/mL分別對應(yīng)胡桃醌濃度為16.7、8.35、3.34、0.668 μg/mL，鐵核桃葉水浸提液50、25、10、2 mg/mL分別對應(yīng)胡桃醌濃度為15.49、7.74、3.1、0.62 μg/mL。

1.2.2胡桃醌溶液的配制用蒸餾水將胡桃醌分別配成濃度0、20、65、110、155、200 μg/mL溶液。

1.2.3鐵核桃根、葉水浸提液和胡桃醌的化感效應(yīng)16種綠肥種子分別用6個(gè)濃度(0、2、10、25、50、100 mg/mL)的鐵核桃根水浸提液浸種10 h[18]后進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽種子的數(shù)量，7 d后測定16種綠肥種子的發(fā)芽率及幼苗的鮮重、干重，計(jì)算3個(gè)指標(biāo)的綜合隸屬函數(shù)值，并初步篩選出對鐵核桃根水浸提液化感作用存在明顯差異的4種綠肥。

為進(jìn)一步研究鐵核桃不同器官化感成分的作用差異，參考Matawska[19-20]等方法，并通過預(yù)試驗(yàn)確定的濃度梯度范圍，設(shè)置鐵核桃根、葉水浸提液的6個(gè)質(zhì)量體積比濃度(0、2、10、25、50、100 mg/mL)和胡桃醌(胡桃醌是核桃化感作用的主要物質(zhì)，胡桃醌濃度設(shè)定參考Jalili等[17])的6個(gè)濃度(0、20、65、110、155、200 μg/mL)處理，測定4種綠肥種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和幼苗的株高、根長，以期確定胡桃醌和鐵核桃根、葉水浸提液對篩選的4種綠肥的化感效應(yīng)是否一致；最后測定3種處理液對4種綠肥幼苗的3種抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)、丙二醛和可溶性蛋白含量的影響，通過植物不同的抗氧化水平探討化感存在差異的機(jī)理和原因。

1.3 受體種子的處理與培養(yǎng)

采用培養(yǎng)皿藥膜法測定鐵核桃根、葉水浸提液及胡桃醌對綠肥種子萌發(fā)和幼苗生長的影響。顆粒較小的種子用直徑為10 cm的培養(yǎng)皿，顆粒較大的選擇直徑為20 cm的培養(yǎng)皿作為種子發(fā)芽床。選取籽粒飽滿、大小均一的綠肥種子用蒸餾水清洗，經(jīng)0.1% KMnO4消毒，蒸餾水沖洗3遍，用濾紙吸干附著水后用紗布分裝，不同的處理液進(jìn)行浸種，置于發(fā)芽床中，每培養(yǎng)皿中鋪有濾紙，放入30～50粒種子在濾紙上擺放整齊，每個(gè)處理3次重復(fù)。置于25 ℃人工氣候箱中培養(yǎng)。每24 h進(jìn)行1次種子發(fā)芽數(shù)統(tǒng)計(jì)，第1、2天補(bǔ)加10 mL處理液，3 d后每天加5 mL。

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1萌發(fā)指標(biāo)和幼苗生長指標(biāo)從置床起計(jì)時(shí)，每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽種子的數(shù)量，直到種子不再萌發(fā)時(shí)，計(jì)算相對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)。發(fā)芽率(GR)=(7 d內(nèi)萌發(fā)種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%，發(fā)芽勢(GE)=(第4天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%，發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑(Gt/Dt)。式中：Gt為第t天的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)發(fā)芽天數(shù)。用刻度尺測定植株的株高和根長，隨機(jī)抽取10株用電子天平測量鮮質(zhì)量，而后置于80 ℃烘箱烘干至恒量，測定組織干質(zhì)量。

1.4.2抗氧化酶活性、丙二醛與可溶性蛋白含量超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮藍(lán)四唑法光化還原法測定，以抑制NBT光化還原的50%所需酶量為1個(gè)酶單位(U·g-1)；過氧化物酶(POD)活性測定采用愈創(chuàng)木酚法，將每分鐘OD值變化0.01個(gè)酶活性單位(U·g-1·min-1)；過氧化氫酶(CAT)活性測定采用紫外分光光度計(jì)法，以每分鐘OD值變化0.01為1個(gè)酶活性單位(U·g-1·min-1)；丙二醛(MDA)含量測定采用硫代巴比妥酸加熱顯色法測定；可溶性蛋白(SP)含量測定采用考馬斯亮藍(lán)G250法[21]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用DPS v7.05統(tǒng)計(jì)分析軟件(Duncan 新復(fù)極差法)對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析及最小顯著差異性檢驗(yàn)，用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 鐵核桃根水浸提液對16種綠肥種子發(fā)芽率和幼苗生長的影響

圖1顯示，與對照(0 mg/mL)相比，鐵核桃根水浸提液對綠豆種子的發(fā)芽率沒有抑制作用，而對其他15種受體種子的發(fā)芽率均表現(xiàn)出明顯的抑制(P<0.05)。在濃度100 mg/mL時(shí)，16種受體種子發(fā)芽率的化感作用由強(qiáng)到弱依次(發(fā)芽抑制率)為白三葉(90%)、油菜(90%)、毛苕子(85.8%)、花生(85.3%)、刺槐(75.6%)、黑麥草(70.7%)、紫云英(69.4%)、箭舌豌豆(69.4%)、白蘿卜(67.0%)、白菜(66.9%)、紅三葉(34.2%)、草木樨(28.1%)、紫花苜蓿(28.1%)、黃豆(27.8%)、菊苣(27.4%)、綠豆(0%)。由此可見，鐵核桃根水浸提液對綠豆的發(fā)芽率沒有影響。

由圖2可知，與對照相比，鐵核桃根水浸提液對16種綠肥幼苗的鮮重均有抑制作用，并均達(dá)到顯著差異水平(P<0.05)。在濃度2 mg/mL時(shí)，菊苣、刺槐、箭舌豌豆的鮮重受到顯著抑制；濃度達(dá)到10 mg/mL時(shí)，白菜、白蘿卜、油菜、紫花苜蓿、紫云英、黑麥草、黃豆、花生鮮重顯著降低；綠豆、白三葉、紅三葉、草木樨、毛苕子鮮重在25 mg/mL時(shí)達(dá)到顯著抑制水平。隨著根水浸提液濃度升高，受體幼苗的鮮重逐漸降低，綠豆幼苗受化感物質(zhì)影響最小。

圖3顯示，與對照相比，根水浸提液濃度2 mg/mL時(shí)對白三葉的干重有顯著抑制作用；濃度為25 mg/mL時(shí)，對綠豆幼苗的干重達(dá)到顯著抑制水平；其他的受體植物幼苗大約在濃度為10 mg/mL時(shí)達(dá)到顯著抑制效果。在濃度100 mg/mL時(shí)，根水浸提液對16種幼苗干重的化感作用(抑制率)分別為花生(38.3%)>白三葉(20.5%)>刺槐(19.0%)>紅三葉(18.2%)>菊苣(18.0%)>毛苕子(17.7%)>白蘿卜(17.1%)>黑麥草(17.0%)>油菜(16.7%)>箭舌豌豆(16.0%)>紫云英(13.9%)>紫花苜蓿(13.0%)>草木樨(12.7%)>黃豆(11.9%)>綠豆(10.6%)>白菜(8.6%)。說明鐵核桃根水浸提液對16種綠肥幼苗干重都有顯著化感抑制作用(P<0.05)，而對綠豆幼苗化感抑制作用最弱，對白三葉的抑制作用最強(qiáng)。

2.2 胡桃醌及鐵核桃根、葉水浸提液對4種綠肥種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

通過如上試驗(yàn)篩選出化感效應(yīng)存在明顯差異的4種綠肥，即受化感抑制作用強(qiáng)的白三葉、花生與受化感作用弱的綠豆、紅三葉。

鐵核桃根、葉水浸提液與胡桃醌對4種植物種子化感作用隨著處理液和受體種類不同而有所不同。鐵核桃根、葉水浸提液對綠豆種子的萌發(fā)沒有影響，在不同濃度處理下綠豆的發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均為100%，但其他3種受體綠肥種子在2種浸提液的處理下均表現(xiàn)濃度效應(yīng)，在根、葉水浸提液濃度為50 mg/mL時(shí)3種綠肥種子發(fā)芽勢都受到顯著化感抑制作用(P<0.05，圖4)，在濃度25 mg/mL時(shí)對3種綠肥種子發(fā)芽指數(shù)達(dá)到顯著抑制水平。胡桃醌對4種綠肥種子都有顯著抑制作用，但對綠豆種子萌發(fā)的化感抑制作用弱于其他3種綠肥種子；在胡桃醌處理下，綠豆發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)在155 μg/mL時(shí)受到顯著抑制，其他3種綠肥種子發(fā)芽勢在濃度65 μg/mL時(shí)受到顯著化感抑制，發(fā)芽指數(shù)在20 μg/mL時(shí)達(dá)到顯著抑制水平；與對照相比，在200 μg/mL時(shí)，4種綠肥白三葉、花生、紅三葉、綠豆種子發(fā)芽勢分別下降了100%、95.3%、98.0%、55.3%，發(fā)芽指數(shù)降低了99.8%、95.6%、95.0%、43.0%。在鐵核桃根、葉水浸提液100 mg/mL時(shí)，白三葉和花生的發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)僅為胡桃醌20～65 μg/mL處理時(shí)的7%～20%，同時(shí)鐵胡桃水浸提液對紅三葉的作用效果也顯著高于胡桃醌。說明胡桃醌與鐵核桃根、葉水浸提液對受體種子萌發(fā)的化感抑制效果一致，但化感抑制強(qiáng)度不一致，根、葉水浸提液對4種綠肥種子萌發(fā)化感抑制作用明顯比胡桃醌強(qiáng)。

A-F分別代表鐵核桃根水浸提液的6個(gè)質(zhì)量體積比濃度; *表示與對照組相比差異顯著(P<0.05)。下同圖1 鐵核桃根水浸提液對16種綠肥種子發(fā)芽率的影響A-F respectively represent 6 mass ratio concentration of aqueous extract of Juglans sigillata root (A. 0 mg/mL; B. 2 mg/mL; C. 10 mg/mL; D. 25 mg/mL; E. 50 mg/mL; F. 100 mg/mL). * means significant difference compared with control group (P<0.05). The same as belowFig.1 Effects of aqueous extract of Juglans sigillata root on seed germination rate of 16 kinds of green manure

圖2 鐵核桃根水浸提液對16種綠肥幼苗鮮重的影響Fig.2 Effects of aqueous extract of J. sigillata root on fresh weight of 16 kinds of green manure seedlings

圖3 鐵核桃根水浸提液對16種綠肥幼苗干重的影響Fig.3 Effects of aqueous extract of J. sigillata root on dry weight of 16 kinds of green manure seedling

Ⅰ～Ⅵ代表鐵核桃葉水浸提液濃度、a～f代表胡桃醌質(zhì)量體積比濃度; *表示與對照組相比差異顯著(P<0.05)。 下同圖4 不同處理?xiàng)l件對4種綠肥種子萌發(fā)的影響Ⅰ-Ⅵ respectively represent 6 mass ratio concentration of aqueous extract of J. sigillata leaves(Ⅰ. 0 mg/mL; Ⅱ. 2 mg/mL; Ⅲ. 10 mg/mL; Ⅳ. 25 mg/mL; Ⅴ. 50 mg/mL; Ⅵ. 100 mg/mL) and a-f respectively represent concentration of juglone (a. 0 mg/mL; b. 20 mg/mL; c. 65 mg/mL; d. 110 mg/mL; e. 155 mg/mL; f. 200 mg/mL). *. Significant difference compared with control group (P<0.05). The same as belowFig.4 Effects of different treatment conditions on seed germination of four green manures

圖5顯示，胡桃醌及鐵核桃根、葉水浸提液對4種受體幼苗的株高、根長都有明顯化感抑制作用(P<0.05)。與對照相比，在胡桃醌濃度20 μg/mL時(shí)，對4種植物幼苗株高有顯著抑制作用；在濃度為65 μg/mL時(shí)，幼苗的根長達(dá)到顯著抑制水平；在濃度200 μg/mL時(shí)，白三葉、花生、紅三葉、綠豆的株高和根長比對照分別降低了71.2%、60.2%、48.4%、41.9%和40.6%、48.5%、43.0%、46.1%。根水浸提液在50 mg/mL時(shí)對花生株高有顯著抑制作用，在2 mg/mL時(shí)其他3種幼苗株高達(dá)到顯著抑制水平；在25 mg/mL時(shí)即對白三葉的根長有顯著抑制效果，在濃度50 mg/mL時(shí)對其他3種幼苗的根長達(dá)到顯著抑制水平(P<0.05)。葉水浸提液在10 mg/mL時(shí)對綠豆幼苗株高、根長有顯著抑制作用，25 mg/mL時(shí)對其他受體幼苗的株高、根長達(dá)到顯著抑制水平。在胡桃醌20和60 μg/mL處理下4種綠肥幼苗的株高和根長約為鐵核桃根、葉水浸提液100 mg/mL處理時(shí)的1.2～1.7倍，說明鐵核桃根、葉水浸提液對幼苗生長的化感抑制作用強(qiáng)于胡桃醌。

2.3 胡桃醌及鐵核桃根、葉水浸提液對4種受體幼苗的抗氧化酶活性、MDA和SP含量的影響

由圖6可知，4種綠肥幼苗在3種處理液作用下，SOD、POD、CAT活性均有先升高后降低的變化趨勢。其中，在胡桃醌和鐵核桃根、葉水浸提液處理下，與對照相比，綠豆幼苗的SOD活性顯著升高，且顯著高于白三葉和花生，與紅三葉幼苗酶活性相近；綠豆和紅三葉、花生SOD活性分別在胡桃醌155 μg/mL和鐵核桃根、葉水浸提液50 mg/mL時(shí)才達(dá)到最大，而白三葉在胡桃醌110 μg/mL和鐵核桃根、葉水浸提液25 mg/mL時(shí)就已經(jīng)達(dá)到最大值。

與對照相比，在3種處理液的處理下，綠豆CAT活性都有最大值，且有最大增幅，綠豆是紅三葉和花生增幅的8～40倍，而白三葉的CAT活性受抑制，即綠豆CAT活性受到的促進(jìn)作用最大。4種幼苗的CAT活性與最高值相比，綠豆的降低率最小，穩(wěn)定性最高。與對照相比，綠豆幼苗CAT活性在3種處理液最大濃度作用下高于其他綠肥幼苗，且化感促進(jìn)作用顯著高于其他3種。

4種幼苗的POD活性分別在胡桃醌155 μg/mL和鐵核桃根、葉水浸提液50 mg/mL時(shí)最大，但在最大處理濃度時(shí)的POD活性與最大值相比，綠豆的POD活性無降低現(xiàn)象。說明在化感物質(zhì)作用下，綠豆幼苗SOD、POD、CAT活性超過閾值時(shí)也存在降低，但其自身調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，能保持酶活性相對穩(wěn)定。

圖5 不同處理?xiàng)l件對4種綠肥幼苗生長的影響Fig.5 Effects of different treatment conditions on seedlings growth of four green manures

圖6 不同處理對4種綠肥幼苗抗氧化酶活性的影響Fig.6 Effects of different treatments on the activities of three antioxidant enzymes of four green manure seedlings

由圖7可知，在不同處理液作用下，受體幼苗的MDA含量有相同的升高變化趨勢。隨著處理液濃度的增加，MDA含量逐漸升高，在胡桃醌200 μg/mL和鐵核桃根、葉水浸提液100 mg/mL時(shí)，4種受體幼苗的MDA含量都達(dá)到最大值，且表現(xiàn)出相同的化感促進(jìn)作用為白三葉>花生>紅三葉>綠豆。綠豆在3種處理液作用下的化感抑制作用顯著弱于其他3種幼苗，而且在不同濃度處理下綠豆的MDA含量沒有顯著差異；白三葉、紅三葉和花生在3種處理液作用下都有顯著促進(jìn)作用。說明，在胡桃醌和鐵核桃根、葉水浸提液作用下，化感物質(zhì)對綠豆幼苗的膜脂過氧化程度顯著低于其他幼苗，細(xì)胞受傷害程度低。

同時(shí)，4種幼苗SP含量在低濃度(胡桃醌20 μg/mL、鐵核桃根、葉水浸提液2 mg/mL)處理時(shí)有最大值，隨著處理濃度升高又有相同的降低趨勢，在胡桃醌200 μg/mL和鐵核桃根、葉水浸提液100 mg/mL有最小值，且顯著低于對照組；與對照相比，在3種處理液的作用下綠豆SP含量的降低率顯著低于其他綠肥幼苗。

3 討 論

圖7 不同處理?xiàng)l件對4種綠肥幼苗丙二醛及可溶性蛋白含量的影響Fig.7 Effects of different treatments on the contents of MDA and soluble protein of four green manure seedlings

植物化感效應(yīng)的強(qiáng)弱依濃度和受試植物而不同，一般有“劑量效應(yīng)”、“低促高抑效應(yīng)”及“低濃度無影響、高濃度抑制”3 種不同的作用方式[27]。本研究表明，不同綠肥植物對胡桃醌和鐵核桃根、葉水浸提液的敏感性不同，4種受試植物的敏感性從強(qiáng)到弱為白三葉>花生>紅三葉>綠豆；不同化感物質(zhì)對受體植物的化感作用效果不同，鐵核桃根、葉水浸提液對4種受體植物的化感作用顯著強(qiáng)于胡桃醌。高濃度的胡桃醌對綠豆種子萌發(fā)(發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù))有顯著化感抑制作用，而低濃度的無影響；在溶液中核桃醌濃度一致的情況下，鐵核桃根、葉水浸提液對其他3種受體綠肥種子萌發(fā)(發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù))及4種綠肥幼苗生長(株高、根長)的化感抑制作用強(qiáng)于胡桃醌溶液。Terzi[26]研究表明，在一定處理濃度下，核桃葉浸提液對作物種子萌發(fā)和幼苗生長的化感作用明顯高于胡桃醌。胡桃醌是核桃根、莖、葉中化感作用最主要的物質(zhì)，但還含有豐富的苷類、黃酮類、多酚類、萜類、酸類等多種化感物質(zhì)[15,19-20,26-27]，在一定程度上加強(qiáng)對受體的化感抑制，所以對受體的抑制作用要強(qiáng)于單一胡桃醌的作用。

化感物質(zhì)破壞植物細(xì)胞中ROS產(chǎn)生與清除之間的平衡，導(dǎo)致植物細(xì)胞膜遭受氧化脅迫，植物通過提高SOD、CAT、POD等抗氧化酶活性共同協(xié)調(diào)清除，防止氧化應(yīng)激造成的損害[32]。本研究中，隨著胡桃醌及鐵核桃根、葉水浸提液處理濃度的升高，4種受體幼苗的SOD、CAT、POD等抗氧化酶活性增加，清除過量的活性氧，提高植物的抗逆性，然而，隨著核桃水浸提液及胡桃醌濃度的升高，抗氧化酶的清除能力畢竟有限，當(dāng)處理濃度增大到一定程度時(shí)，化感抑制作用高于植物的耐受閾值，各種抗氧化酶活性降低，從而抑制了植物的生長[33]。與對照相比，綠豆幼苗的抗氧化酶活性均高于其他3種綠肥幼苗，其抗氧化酶SOD、CAT及POD在3種處理液作用下，活性呈現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢。主要原因可能是其感受到外界化感脅迫后，體內(nèi)產(chǎn)生過多的氧化產(chǎn)物而激活自身的一種應(yīng)激機(jī)制，促使機(jī)體提高抗氧化能力，但這種能力具有一定的局限性，隨著化感脅迫程度增加，在胡桃醌155 μg/mL和鐵核桃根、葉水浸提液濃度50 mg/mL時(shí)，其保護(hù)性酶活性達(dá)到最大值，之后開始下降，在鐵核桃根、葉浸提液處理濃度100 mg/mL時(shí)相當(dāng)于胡桃醌33.4、30.97 μg/mL，介于胡桃醌純品濃度20和65 μg/mL之間，在胡桃醌處理濃度20、65 μg/mL，4種受體幼苗的抗氧化酶活性持續(xù)增高、MDA含量差異不明顯、SP含量降低幅度小，而在鐵核桃水浸提液作用下，開始抑制受體幼苗的抗氧化酶活性、MDA含量差異顯著(除綠豆)、SP含量顯著降低，可能與鐵核桃根、葉水浸提液含有的其他化感物質(zhì)[28]有關(guān)；由于綠豆幼苗具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力，因此在其抗氧化酶超過閾值酶活性降低時(shí)，仍能保持相對穩(wěn)定的酶活性；白三葉、花生和紅三葉3種幼苗的MDA含量明顯升高且SP含量降低幅度大，而綠豆幼苗的MDA含量不受處理液影響且SP含量小于其他3種幼苗，表明綠豆幼苗可通過升高抗氧化酶活性來降低對細(xì)胞膜的傷害，這一結(jié)果與湯紹虎[34]研究相一致。綠豆含有黃酮類化合物、多酚類、生物堿、鞣質(zhì)、活性酶類等物質(zhì)，這些物質(zhì)可能起到抵御外界化感脅迫作用，提高抗氧化能力[35]，及時(shí)有效地清除細(xì)胞內(nèi)的活性氧，降低化感物質(zhì)對細(xì)胞的損壞，從而保證綠豆的正常生長。后續(xù)研究中應(yīng)分析綠豆種皮及幼苗中可能含有的特殊抗氧化物質(zhì)，驗(yàn)證各功能成分在抑制化感中的作用。

綜上，鐵核桃根水浸提液對綠豆種子萌發(fā)沒有影響，對花生、白三葉等15種綠肥植物種子的發(fā)芽和幼苗生長均有顯著抑制；鐵核桃根、葉水浸提液對綠肥植物幼苗生長的化感趨勢一致，但化感效果強(qiáng)于單一胡桃醌；綠豆幼苗清除活性氧的能力高于其他3種綠肥。初步篩選綠豆作為西南地區(qū)幼齡鐵核桃園的間作綠肥。但需進(jìn)一步研究綠豆在不同樹齡鐵核桃園中的生長量及還田效果。

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