13種木本植物不同器官和滸苔對生菜幼苗 生長的影響

楊玉良， 宋吉青， 楊從軍， 羅小勇

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與植物保護(hù)學(xué)院/山東省農(nóng)作物病蟲害綜合防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 山東青島 266109； 2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境與氣候變化重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室/ 農(nóng)業(yè)部旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室， 北京 100081)

楊玉良，宋吉青，楊從軍，等. 13種木本植物不同器官和滸苔對生菜幼苗生長的影響[J]. 雜草科學(xué)，2012，30(3)：16-20.

13種木本植物不同器官和滸苔對生菜幼苗 生長的影響

楊玉良1， 宋吉青2， 楊從軍1， 羅小勇1

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與植物保護(hù)學(xué)院/山東省農(nóng)作物病蟲害綜合防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 山東青島 266109； 2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境與氣候變化重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室/ 農(nóng)業(yè)部旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室， 北京 100081)

為了明確13種常見的木本植物不同器官及滸苔的化感活性，為其有效利用提供依據(jù)，以生菜為受體，采用瓊脂混粉法測定了它們在0.005～0.5 g/L供試濃度下對生菜幼苗生長的影響。結(jié)果表明，在上述供試濃度下，13種木本植物不同器官及海洋藻類滸苔對生菜幼苗的生長均具有不同程度的影響，其中，在0.005～0.1 g/L的供試濃度下，金葉千頭柏與碧桃的枝、紫丁香與紫荊的葉等器官均表現(xiàn)出了相對較高的刺激根系生長活性。其他植物器官刺激生長的活性相對較低，或表現(xiàn)為抑制活性。

木本植物；化感活性；刺激生長；瓊脂混粉法；生菜

干旱是我國重要的自然災(zāi)害之一，干旱嚴(yán)重制約我國糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年因干旱缺水減產(chǎn)糧食1000 億kg左右[1]。近年來化學(xué)抗旱節(jié)水技術(shù)被廣泛應(yīng)用于土壤處理、種子處理、幼苗處理和植株處理，以抵御土壤和大氣干旱，并取得了良好的應(yīng)用效果[2-4]。但隨著人們對食品健康和環(huán)境問題的日益重視，傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥因其殘留、環(huán)境污染等問題備受人們質(zhì)疑，尋找綠色環(huán)保的替代產(chǎn)品成了當(dāng)前世界各國科研工作者的熱門話題[5]。其中，植物是生物活性化合物的天然寶庫，其產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物超過40萬種[6]。植物源農(nóng)藥作為生物合理性農(nóng)藥的一部分，其開發(fā)研究一直是新農(nóng)藥研究的熱點(diǎn)課題之一[7]。由于對植物根系生長的促進(jìn)可以提高植物的水分利用效率，起到抗旱的作用。因此，本研究以生菜為受體植物，通過測定13種常見的木本植物不同器官粉末及海洋藻類滸苔對生菜幼苗胚根生長的影響來觀察對根系生長的作用，以期為進(jìn)一步開發(fā)對環(huán)境友好的植物源抗旱劑提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試植物材料

供試材料有金葉千頭柏[Platycladusorientalis(L.) Franco cv.semperarescens]莖、紫葉李(PrunuscerasiferaEhrh.)、桑樹(MorusalbaL.)葉、冬青(IlexpurpureaHassk.)葉、紫薇(LagerstroemiaindicaL.)、刺槐(RobiniapseudoacacialL.)、雪松[Cedrusdeodara(Roxb.) Loud.]、枸杞(LyciumchinenseMill.)、金銀木[Loniceramaackii(Rupr.) Maxim.]莖和葉、紫荊(CercischinensisBunge)葉和花、紫丁香(SyringaoblataLindl.)葉和花、碧桃(PrunuspersicaBatsch. var.duplexRehd.)莖葉和花、櫻花(PrunusyedoensisMatsum f.)莖葉和花；滸苔[Enteromorphaprolifra(Muell.) J. Ag.]。各植物器官均采自青島農(nóng)業(yè)大學(xué)校園，滸苔采自青島海域。將各器官及滸苔置陰涼處干燥后用電動萬能粉碎機(jī)(FW100型，轉(zhuǎn)速24 000 r/min，天津市泰斯特儀器有限公司生產(chǎn))粉碎2 min左右，過40目鐵篩，粉末備用。

1.2 受體植物

生菜(LactucasativaLinn. var.ramosaHort)抗熱綠湖黑核西特選種388，蔡興利國際有限公司，美國)。

1.3 試驗(yàn)方法

此研究利用羅小勇提出的瓊脂混粉法進(jìn)行[8]。將受體植物生菜種子經(jīng)0.2%次氯酸鈉溶液浸泡 15 min，用自來水沖洗數(shù)次并置流水下浸泡吸水3 h左右，而后用蒸餾水洗滌數(shù)次，均勻擺放在帶蓋方盤內(nèi)的吸水紙上，滴加蒸餾水至種子不漂浮，遮光置于全智能人工氣候箱(HP1000GS-B型，武漢瑞華儀器設(shè)備有限責(zé)任公司生產(chǎn))內(nèi)發(fā)芽，待胚根達(dá)3～5 mm 時(shí)移植至混有不同劑量植物粉末的0.5%瓊脂凝膠(事先配制100 mL，并均勻分注至3個(gè)25 mL的小燒杯中)上，以不含植物粉末為空白對照。移植時(shí)先用尖嘴鑷子在已凝固的瓊脂表面插5個(gè)小孔，而后分別夾取胚根長度基本一致的已萌發(fā)生菜種子，將胚根垂直由小口輕輕植入瓊脂凝膠中。每燒杯5粒，重復(fù)3次。為防止光照對化合物及植物幼根生長的影響，將燒杯放入人工氣候箱遮光培養(yǎng)3 d。人工氣候箱的設(shè)置條件為：14 h (25 ℃)和10 h (20 ℃)的自動循環(huán)，箱內(nèi)的相對濕度為60%。待處理結(jié)束后，用電子游標(biāo)卡尺分別測量受體植物幼苗胚根和胚軸的長度。

按下式計(jì)算胚根和胚軸的實(shí)際生長量，應(yīng)用Excel軟件，以生長量為基數(shù)，分別計(jì)算每種植物器官處理對生菜胚根和胚軸生長的抑制率以及對樣本的誤差，抑制率為負(fù)數(shù)表示促進(jìn)生長。同時(shí)應(yīng)用SPSS軟件以LSD法對獲得的抑制率進(jìn)行差異顯著性分析。

生長量 = 處理后的胚根(胚軸)長-處理前的胚根(胚軸)長

(1)

(2)

(3)

2 結(jié)果與分析

2.1 13種木本植物不同器官對生菜幼苗生長的影響

表1所示為碧桃和櫻花的枝、葉和花對生菜幼苗生長的影響。可見碧桃枝的粉末在各處理濃度下對生菜胚根和胚軸的生長均表現(xiàn)出一定的刺激生長活性，刺激生長率分別在3.7%～13.3%和3.9%～15.6%之間。而葉和花器官粉末除了對其胚根的生長有輕微的刺激生長外，對胚軸的生長影響很小。櫻花的枝和花在0.005～0.1 g/L的濃度下，前者對胚根而后者對胚根和胚軸的生長均顯示為輕微的刺激生長活性，而葉器官粉末只在0.005～0.05 g/L的濃度下對胚根的生長顯示出輕微刺激作用。櫻花葉在0.5 g/L的濃度下對胚根和胚軸的生長分別顯示出62.1%和28.3%的抑制活性。

表1 碧桃和櫻花的枝、葉、花對生菜幼苗生長的影響Table 1 Effects of the branches, leaves and flowers of Platycladus orientalis and Prunus yedoensis on growth of Lactuca sativa seedlings

注：表中數(shù)據(jù)為抑制率±標(biāo)準(zhǔn)誤差(n=3)。同列不同小寫字母分別表示在0.05水平上差異顯著。下同。

表2所示為紫薇、刺槐、雪松、金銀木、枸杞的枝條和葉的粉末對生菜幼苗生長的影響。可見，紫薇和雪松的枝在0.005～0.5 g/L濃度下，紫薇的葉、刺槐的枝和雪松的葉在0.005～0.1 g/L濃度下均對生菜幼苗胚根的生長顯示出輕微的刺激生長活性，刺激生長率分別為1.9～9.7%、1.3～12.2%、7.1～9.5%、3.4～11.4%和3.2～6.4%，而對胚軸生長的影響不明顯。金銀木的枝在相同濃度下對生菜的胚根和胚軸都具有輕微的刺激生長作用，刺激生長率分別為3.0～7.6%和4.2～9.1%。其余植物器官的刺激生長活性不明顯或在高濃度下顯示出一定的抑制活性。櫻花葉在0.5 g/L的濃度下對其胚根和胚軸的生長分別顯示出62.1%和28.3%的抑制活性。

表2 紫薇、刺槐、雪松、金銀木和枸杞的枝葉對生菜幼苗生長的影響Table 2 Effects of the branches and leaves of Lagerstroemia indica, Robinia pseudoacacia,Cedrus deodara,Lonicera maackii and Lycium chinense on growth of Lactuca sativa seedlings

表3為紫荊和紫丁香葉和花的粉末在不同濃度處理下對生菜幼苗生長的影響。可見，2種植物的葉分別在0.005～0.1 g/L和0.005～0.05 g/L濃度下對生菜胚根的生長顯示出較強(qiáng)的刺激生長活性，刺激生長率分別為8.2～13.6%和11.8～19.9%，而對胚軸生長的影響不明顯。2種植物花的刺激生長活性不明顯或在高濃度下顯示出一定的抑制活性。

表3 紫荊和紫丁香的葉、花對生菜幼苗生長的影響Table 3 Effects of the leaves and flowers of Cercis chinensis and Syringa oblata on growth of Lactuca sativa seedlings

表4為紫葉李、桑樹和冬青的葉對生菜幼苗生長的影響。可見，除紫葉李的葉在0.01～0.1g/L濃度下對生菜幼苗胚根的生長具有一定的刺激生長作用外，其余各處理對生菜胚根和胚軸生長的刺激活性均不明顯。

表5為金葉千頭柏枝對生菜幼苗生長的影響。可見，該器官粉末對生菜胚軸的生長在各處理濃度下均表現(xiàn)為刺激生長活性，刺激生長率6.0～10.0%。而對胚根的生長只在0.005～0.05g/L的處理濃度下顯示出8.5%～17.0%的刺激生長活性。

表4 紫葉李、桑樹和冬青葉對生菜幼苗生長的影響Table 4 Effects of the Prunus cerasifera, Morus alba and Ilex purpurea leaves on growth of Lactuca sativa seedlings

表5 金葉千頭柏枝對生菜幼苗生長的影響Table 5 Effects of the Platycladus orientalis branches ongrowth of Lactuca sativa seedlings

2.2 滸苔對生菜幼苗生長的影響

由表6可以看出，滸苔粉末對生菜幼苗生長的影響輕微，在0.01～0.1 g/L濃度下對胚根的生長顯示了3.1～5.9%的刺激生長活性，而在0.5 g/L的濃度下對胚軸的生長顯示了8.2%的刺激生長活性。

表6 滸苔對生菜幼苗生長的影響Table 6 Effects of the Enteromorpha prolifra on growth of Lactuca sativa seedlings

3 結(jié)論與討論

不同的植物器官在不同處理濃度下對受體植物生菜幼苗生長的影響差異較大，其中，金葉千頭柏、碧桃、金銀木、紫薇、雪松和刺槐的枝以及紫荊、紫丁香、紫薇和雪松的葉對其胚根的生長均表現(xiàn)出一定的刺激生長活性，且以金葉千頭柏與碧桃的枝以及紫荊與紫丁香的葉效果相對較高。而櫻花葉在0.5g/L的濃度下對其胚根的生長則顯示出62.1%的高抑制活性。這一結(jié)果進(jìn)一步說明不同植物體內(nèi)所含有的植物化感物質(zhì)的種類及量上可能存在較大的差異。據(jù)羅小勇等人的研究，碧桃、紫丁香和雪松的枝、葉等器官在10g/L的高濃度下，對生菜等受體植物幼苗的生長具有很強(qiáng)的抑制作用[8-10]，而本研究結(jié)果則顯示當(dāng)濃度降低時(shí)其作用會表現(xiàn)為刺激生長活性。其中，對植物根系生長的促進(jìn)不僅有利于植物對土壤養(yǎng)分的吸收，同時(shí)也會提高其水分利用效率，增強(qiáng)其抗旱性[12]。因此，上述結(jié)果為我們進(jìn)一步有效利用所篩選出的植物活性器官開發(fā)植物生長調(diào)節(jié)劑提供了依據(jù)。滸苔是一種海洋藻類生物，近年來，由于全球氣候的變暖，該生物在青島海域大量發(fā)生，當(dāng)其漂浮聚集到岸邊時(shí)，會阻塞航道，同時(shí)破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)，嚴(yán)重威脅沿海漁業(yè)、旅游業(yè)發(fā)展。但滸苔富含氨基酸、蛋白質(zhì)、多糖、脂肪酸等多種營養(yǎng)物質(zhì)[13-14]，其提取物具有抑制自由基和過氧化的作用[15]，可開發(fā)為有機(jī)肥、食品等[16]。本研究結(jié)果表明供試的13種木本植物及滸苔雖然對生菜幼苗的生長顯示出一定的刺激生長作用，但效果輕微，將進(jìn)一步探索其他有效利用的途徑。

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EffectsofDifferentOrgansof13SpeciesofWoodyPlantsandEnteromorphaprolifraontheGrowthofLettuceSeedlings

YANG Yu-liang1, SONG Ji-qing2, YANG Cong-jun1, LUO Xiao-yong1

(1. School of Agriculture and Plant Protection, Qingdao Agricultural University/Key Lab of Integrated Control of Crop Diseases and Insect Pests of Shandong Province, Qingdao 266109, China; 2. Institute of Agro-Environment and Sustainable Development, Chinese Academy of Agricultural Science/Key and Open Laboratory of Agro-Enviroment & Climate Change, Ministry of Agriculture of China/Key and Open Laboratory of Dry Farming and Water-Saving Agriculture, Ministry of Agriculture of China, Beijing 100081,China)

In order to understand the allelopathic activities of different woody plants and marine algae (Enteromorphaprolifra), and to provide a reasonable evidence for their further effective utilization, lettuce (LactucasativaLinn. var.ramosa) seedlings were used as receptor to test the effects of different organs of 13 species of woody plants and marine algae on seedling growth of lettuces at the contentration of 0.005-0.5 g/L via mixed agar powder(PPA) method. The results showed that different organ of 13 species of woody plants and the marine algae have different effects on the growth of lettuce seedling. The branches ofPlatycladusorientaliscv.semperarescensandPrunuspersica, and the leaves ofSyringaoblataandCercischinensispresented rather high stimulating activity on root growth of lettuce seedlings at the concentration of 0.005-0.1 g/L. The other plant organs showed relatively lower stimulating activity or inhibitory activity on the root growth of lettuce seedling.

Woody plants；allelopathic activity；growth stimulation；PPA method；lettuce

Q945.7

A

1003-935X(2012)03-0016-05

2012-07-27

科技部“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計(jì)劃項(xiàng)目子課題(編號：2011AA100503)；山東省“泰山學(xué)者”建設(shè)工程專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)。

楊玉良(1986—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)橹参镌闯莼钚晕镔|(zhì)。E-mail：415439226@qq.com。

羅小勇，博士，副教授，從事除草劑毒理及植物源除草活性物質(zhì)研究。Tel：(0532)88030472；E-mail：luo-xiaoyong@163.com。