田 凱，譚照麒，王曉英

（1. 唐山市豐潤(rùn)區(qū)行政審批局 投資項(xiàng)目科，河北 唐山 064000；2. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，河北 保定 071001；3. 唐山師范學(xué)院 生命科學(xué)系，河北 唐山 063000）

化感作用是指所有類型植物（含微生物）之間生物化學(xué)物質(zhì)的相互作用[1]?，F(xiàn)在有人把化感作用稱之為植物的相生相克作用[2]?；凶饔弥衅鹱饔玫奈镔|(zhì)是化感物質(zhì)，它是生物體內(nèi)產(chǎn)生的非營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)，能夠影響其他植物生長(zhǎng)、健康、行為或群體關(guān)系，主要是植物質(zhì)[1]。也有人認(rèn)為化感物質(zhì)應(yīng)指植物所產(chǎn)生的，影響其他生物生長(zhǎng)、行為和種群生物學(xué)的化學(xué)物質(zhì)[3]。

前期研究結(jié)果表明紫花地丁對(duì)常見(jiàn)的禾本科草坪草—草地早熟禾（Poa annua L.）和高羊茅（Festuca arundinacea Schreb.）存在化感抑制效應(yīng)，并在其水浸提液中鑒定出間甲酚[4]。間甲酚已被證實(shí)對(duì)小麥和蠶豆具有化感作用[5,6]。本文目的在于通過(guò)間甲酚處理對(duì)草地早熟禾和高羊茅種子發(fā)芽、幼苗生長(zhǎng)及生理指標(biāo)的影響，來(lái)證明間甲酚對(duì)草地早熟禾和高羊茅起化感作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

高羊茅種子為“獵狗 5號(hào)”，草地早熟禾種子為“午夜2號(hào)”，購(gòu)自克勞沃公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)濃度梯度，分別為1 μL?L-1，10 μL?L-1，100 μL?L-1，1000 μL?L-1，用蒸餾水做對(duì)照。

草地早熟禾和高羊茅種子用0.3% KMnO4溶液消毒10 min，蒸餾水沖洗2-3次，40 ℃恒溫水浴催芽30 min，晾干備用。

將待測(cè)種子50粒放入鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中，加入3 mL不同濃度的間甲酚溶液，用蒸餾水處理做對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，每天適當(dāng)添加處理液，保持濾紙濕潤(rùn)。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 草地早熟禾和高羊茅種子發(fā)芽指標(biāo)測(cè)定方法和計(jì)算

從種子露白開(kāi)始每隔 24 h記錄萌發(fā)的種子數(shù)，連續(xù)記錄7 d，然后計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。IR＜0表示抑制，IR＞0表示促進(jìn)。

隸屬函數(shù)值計(jì)算公式：

式中Xi為測(cè)定的指標(biāo)值，Xmin、Xmax為所有參試材料某一指標(biāo)的最小值和最大值。

1.3.2 草地早熟禾和高羊茅幼苗生長(zhǎng)參數(shù)測(cè)定方法

種子發(fā)芽7 d后，挑選10株健壯苗，吸干植株表面水分，直尺測(cè)定幼苗根長(zhǎng)和苗高，電子天平稱量整株鮮重。

1.3.3 草地早熟禾和高羊茅幼苗生理指標(biāo)測(cè)定方法

采用硫代巴比妥酸法測(cè)定丙二醛（MDA）含量。參照王霄的方法測(cè)定可溶性蛋白含量[7]。參照植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)（第四版）測(cè)定可溶性糖含量[8]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS19.0進(jìn)行多重比較分析，文中數(shù)據(jù)均以“均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 間甲酚對(duì)高羊茅種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)及生理指標(biāo)的影響

2.1.1 間甲酚對(duì)高羊茅種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

表1 不同濃度間甲酚對(duì)高羊茅種子萌發(fā)的影響

從表1可以看出，10.0 μL?L-1間甲酚處理對(duì)高羊茅種子萌發(fā)指標(biāo)促進(jìn)作用不顯著，1.0 μL?L-1和100.0 μL?L-1間甲酚處理對(duì)高羊茅種子萌發(fā)指標(biāo)抑制作用不顯著，濃度達(dá)到1000.0 μL?L-1的間甲酚處理組的種子發(fā)芽率為0。這說(shuō)明，高羊茅種子萌發(fā)對(duì)間甲酚處理反應(yīng)遲鈍。

從表 2可以看出，間甲酚處理對(duì)高羊茅根長(zhǎng)和單株鮮重表現(xiàn)出“低促高抑”的作用；對(duì)苗高表現(xiàn)出抑制作用。各濃度間甲酚處理下，僅100 μL?L-1和 1000 μL?L-1處理組的幼苗高和單株鮮重與對(duì)照組相比，顯著降低（P＜0.05），其余濃度下各指標(biāo)與對(duì)照差異不顯著。

表2 不同濃度間甲酚對(duì)高羊茅幼苗根長(zhǎng)、苗高和單株鮮重的影響

2.1.2 間甲酚對(duì)高羊茅幼苗生理指標(biāo)的影響

從表3可以看出，間甲酚處理使得高羊茅幼苗體內(nèi)MDA含量升高，但與對(duì)照組差異不顯著。低濃度間甲酚處理對(duì)高羊茅幼苗可溶性蛋白含量表現(xiàn)出抑制作用，高濃度（100 μL?L-1）處理則表現(xiàn)出促進(jìn)作用。間甲酚處理對(duì)高羊茅幼苗可溶性糖含量表現(xiàn)出抑制作用。

表3 不同濃度間甲酚對(duì)高羊茅幼苗生理指標(biāo)的影響

2.2 間甲酚對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)，幼苗生長(zhǎng)及生理指標(biāo)的影響

2.2.1 間甲酚對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

表4 不同濃度間甲酚對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)的影響

表5 不同濃度間甲酚對(duì)草地早熟禾幼苗根長(zhǎng)、苗高和單株鮮重的影響

種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)是化感作用影響的主要方式。表4是不同濃度間甲酚對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)的影響，表5是不同濃度間甲酚對(duì)草地早熟禾幼苗根長(zhǎng)、苗高和單株鮮重的影響。

從表4可以看出，不同濃度間甲酚處理對(duì)草地早熟禾種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)都表現(xiàn)出抑制作用，且具有濃度效應(yīng)。

從表5可以看出，不同濃度間甲酚處理對(duì)草地早熟禾幼苗根長(zhǎng)、苗高和單株鮮重表現(xiàn)出“低促高抑”的作用。間甲酚處理組的幼苗根長(zhǎng)與對(duì)照組差異均顯著（P＜0.05）。

濃度為 10 μL?L-1處理組的幼苗高與對(duì)照組差異顯著（P＜0.05）。間甲酚濃度為 10 μL?L-1時(shí)，處理組的幼苗單株鮮重與對(duì)照組差異不顯著，1 μL?L-1處理組的幼苗單株鮮重與對(duì)照組差異顯著（P＜0.05）。

2.2.2 間甲酚對(duì)草地早熟禾幼苗生理指標(biāo)的影響

表6 不同濃度間甲酚對(duì)草地早熟禾幼苗生理指標(biāo)的影響

從表6可以看出，間甲酚處理使得草地早熟禾體內(nèi) MDA含量升高，與對(duì)照差異顯著（P＜0.05）；對(duì)草地早熟禾幼苗可溶性蛋白含量和可溶性糖含量表現(xiàn)出抑制作用，且與對(duì)照差異性顯著（P＜0.05）。

2.3 間甲酚對(duì)草地早熟禾和高羊茅影響的綜合評(píng)價(jià)

2.3.1 間甲酚對(duì)草地早熟禾和高羊茅影響的綜合效應(yīng)

選取草地早熟禾和高羊茅種子發(fā)芽指標(biāo)和生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行綜合效應(yīng)分析，結(jié)果見(jiàn)表7。

從表7可以看出，間甲酚處理對(duì)草地早熟禾和高羊茅種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)均有明顯抑制作用，且間甲酚對(duì)草地早熟禾的抑制作用要大于高羊茅。

表7 間甲酚對(duì)草地早熟禾和高羊茅的綜合效應(yīng)

2.3.2 間甲酚對(duì)草地早熟禾和高羊茅影響的隸屬函數(shù)分析

表8 間甲酚作用下草地早熟禾和高羊茅隸屬函數(shù)值

選取草地早熟禾和高羊茅種子4個(gè)發(fā)芽指標(biāo)和3個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)分析，計(jì)算隸屬函數(shù)值，結(jié)果列于表8。

從表8可以看出，高羊茅發(fā)芽生長(zhǎng)等7個(gè)指標(biāo)的隸屬函數(shù)平均值先增大后減小，說(shuō)明間甲酚溶液對(duì)高羊茅種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)具有“低促高抑”的作用；草地早熟禾發(fā)芽、生長(zhǎng)等7個(gè)指標(biāo)的隸屬函數(shù)平均值呈減小趨勢(shì)，說(shuō)明不同濃度間甲酚對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)具有抑制作用，且具有濃度效應(yīng)。

3 討論

化感作用通過(guò)化感物質(zhì)影響種子是否萌發(fā)和幼苗是否健壯，進(jìn)而影響幼苗生長(zhǎng)[9]。本文試驗(yàn)結(jié)果表明低濃度間甲酚處理對(duì)高羊茅種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，高濃度處理則有抑制作用；間甲酚處理對(duì)草地早熟禾具有抑制作用?；凶饔脤?duì)受體植株一般表現(xiàn)為抑制作用或“低促高抑”。本文試驗(yàn)證明間甲酚對(duì)草地早熟禾和高羊茅種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)的影響符合化感作用的方式，說(shuō)明間甲酚是紫花地丁水浸提液中對(duì)草地早熟禾和高羊茅起化感作用的主要物質(zhì)。

在逆境中，植物可溶性蛋白降解為氨基酸，所以可溶性蛋白含量會(huì)降低。本文試驗(yàn)結(jié)果表明，間甲酚處理下草地早熟禾和高羊茅可溶性蛋白含量降低，原因可能是間甲酚處理下，草地早熟禾和高羊茅幼苗體內(nèi)水解作用變強(qiáng)，使可溶性蛋白降解為氨基酸，所以可溶性蛋白含量降低。

柴強(qiáng)的研究表明間甲酚對(duì)間作作物生物產(chǎn)量的影響表現(xiàn)出低促高抑的趨勢(shì)，控制好濃度能提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量[5]。與柴強(qiáng)的研究比較，本文試驗(yàn)采用的不是土培法，并且本文試驗(yàn)間甲酚濃度跨度大，所以應(yīng)在今后的研究中逐漸縮小間甲酚濃度，找出間甲酚促進(jìn)和抑制的臨界濃度。

4 結(jié)論

間甲酚處理對(duì)草地早熟禾和高羊茅種子發(fā)芽率都表現(xiàn)出抑制作用，抑制率分別為-18.88%～-100.00%和-100.00%～2.17%，對(duì)幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)表現(xiàn)為“低促高抑”的作用。間甲酚對(duì)草地早熟禾和高羊茅發(fā)芽指標(biāo)的綜合效應(yīng)抑制率分別為-65.02%和-23.92%，間甲酚對(duì)草地早熟禾和高羊茅生長(zhǎng)指標(biāo)的綜合效應(yīng)抑制率分別為-49.00%和-27.40%。間甲酚處理打破了草地早熟禾和高羊茅幼苗體內(nèi)的保護(hù)酶系統(tǒng)平衡，膜脂過(guò)氧化程度加劇，幼苗體內(nèi)MDA含量升高，可溶性蛋白和糖含量降低，幼苗抵抗性下降。隸屬函數(shù)分析表明間甲酚對(duì)草地早熟禾和高羊茅種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的影響符合化感作用的方式，說(shuō)明紫花地丁水浸提液中的間甲酚對(duì)草地早熟禾和高羊茅起化感作用。

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