秸稈及綠肥浸提液對萵苣種子的化感作用

魏云霞 魯劍巍 李小坤 薛欣欣 王素萍

（華中農業大學資源與環境學院，湖北武漢 430070）

秸稈及覆蓋作物是有機蔬菜生產中主要的、有效的抑制雜草的方法（Kristiansen et al.，2001）；同時，有助于改善田間小氣候，提高土壤肥力及蔬菜產量（徐坤，1999；馬亞飛 等，2011）。但是秸稈及覆蓋物的施用對蔬菜的化感作用不容忽略，有研究指出，玉米、小麥秸稈對蔬菜種子存在低促高抑的化感作用（吳會芹 等，2009），小麥根系分泌物對黃瓜幼苗具有化感促進作用（Wang et al.，2009；馬亞飛 等，2011）。

本試驗采用室內發芽方法，選取我國南方常見秸稈（稻草、油菜秸稈）及覆蓋作物（綠肥）為供體，通過測定不同秸稈及綠肥浸提液對萵苣（Lactuca sativaL.）種子發芽及幼苗生長的影響，研究其對萵苣種子的化感作用，以期為秸稈及覆蓋作物在蔬菜上的應用尋找理論和實踐依據，從而指導農業生產，促進有機蔬菜的發展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供體材料為成熟的稻草、油菜秸稈，盛花期的紫云英植株，自然風干，分別剪成1～2 cm小段備用。受體材料為萵苣，品種為寧夏王萵苣，購于壕溝種子站。試驗于2011年8月在華中農業大學光照培養室內進行。

1.2 試驗方法

1.2.1 浸提液的制備 分別稱取稻草、油菜秸稈、紫云英、紫云英+油菜（m∶m=1∶1）小段各50 g，加入1 000 mL 蒸餾水，室溫下浸泡48 h，過濾得到50 g·L-1的浸提母液。再分別用蒸餾水將其稀釋成5、10、20、40 g·L-1的溶液，冷藏備用。

1.2.2 萵苣種子的處理 選取籽粒飽滿、大小一致的萵苣種子，置于鋪有2層濾紙的培養皿中，每皿放置50粒，分別加入10 mL 不同種類不同濃度的浸提液，以蒸餾水為對照，在25℃條件下恒溫培養，每處理3次重復。種子發芽過程中，適當補充蒸餾水，保持濾紙濕潤。以芽長超過種子長度1/2 為發芽標準，從第4 天開始每天統計發芽種子數，至第10天試驗結束時每重復隨機選取10株幼苗測定苗高、根長，并稱量幼苗鮮質量；然后105℃殺青30 min，60℃恒溫烘干后稱干質量。

1.3 數據處理

根據萵苣種子的發芽數計算種子發芽勢、發芽率、發芽指數；并計算各項指標的化感效應指數（RI）（Williamson & Richardson，1988）。

式中，GT為發芽開始后第t日內的發芽數；DT為相應的發芽日數；N為種子總數；T為處理值；C為對照值。當RI＞0時為促進，RI＜0時為抑制，絕對值的大小與化感作用強度一致。

采用綜合效應指數（Synthesis effects，SE）作為評價綜合化感作用的指標，綜合效應是供體對同一 受體各個測試項目的對照抑制百分率的算術平均值（馬亞飛 等，2011）。

試驗數據采用Excel、SPSS 軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度浸提液對萵苣種子發芽的影響

從表1可以看出，萵苣種子的發芽勢隨稻草、油菜秸稈及紫云英浸提液濃度的增加而顯著降低；紫云英+油菜浸提液處理的萵苣種子的發芽勢隨浸提液濃度的增加先增加后降低，在5～20 g·L-1濃度范圍內發芽勢均顯著高于對照，且濃度為10 g·L-1時發芽勢最高，達58.00%，而在40 g·L-1濃度下發芽勢為17.33%，較對照顯著降低。

萵苣種子的發芽率隨稻草及油菜秸稈浸提液濃度的增加而降低，其中油菜秸稈浸提液各濃度處理間差異不顯著；紫云英及紫云英+油菜浸提液處理的萵苣種子的發芽率隨浸提液濃度的增加先增加后降低，分別在濃度為10 g·L-1、5 g·L-1時發芽率最高，分別為85.33%、84.00%，然而濃度達40 g·L-1時，萵苣種子的發芽率均顯著低于對照。

稻草及油菜秸稈浸提液處理對萵苣種子的發芽指數均表現出顯著抑制作用，且隨著濃度的增加而增強；紫云英及紫云英+油菜浸提液處理的萵苣種子的發芽指數隨浸提液濃度的增加先增加后降低，分別在濃度為5 g·L-1和10 g·L-1時最高。

表1 不同濃度浸提液對萵苣種子發芽、幼苗生長及生物量的影響

2.2 不同濃度浸提液對萵苣幼苗生長的影響

由表1可知，各浸提液處理對萵苣幼苗苗高均表現為低促高抑，即苗高隨稻草、油菜秸稈、紫云英及紫云英+油菜浸提液濃度的增加先增加后降低，且均在濃度為5 g·L-1時達到最大值，分別為3.89、4.07、4.17、3.97 cm，分別較對照提高8.06%、13.06%、15.83%、10.28%；當濃度達40 g·L-1時，稻草、油菜秸稈、紫云英浸提液處理的萵苣幼苗苗高均較對照顯著降低；除紫云英浸提液處理外，其他浸提液處理0～20 g·L-1濃度范圍內萵苣幼苗苗高均無顯著差異。

各浸提液處理對萵苣幼苗根長總體表現為顯著的抑制作用，且隨稻草、油菜秸稈、紫云英及紫云英+油菜浸提液濃度的增加抑制作用增強，均在濃度為40 g·L-1時根長最小，分別為2.19、1.37、0.53、2.14 cm，分別較對照降低3 6.89%、60.52%、84.73%、38.33%。

2.3 不同濃度浸提液對萵苣幼苗生物量的影響

由表1可知，萵苣幼苗鮮質量及干質量均隨浸提液濃度的增加先增加后降低，與苗高的變化趨勢相似。其中，稻草、油 菜秸稈、紫云英及紫云英+油菜浸提液處理分別在濃度為20 g·L-1、20 g·L-1、5 g·L-1、20 g·L-1時鮮質量最大，分別較對照提高27.33%、27.52%、1.28%、19.24%，且油菜秸稈及紫云英浸提液處理分別在濃度為40 g·L-1、20～40 g·L-1時顯著降低幼苗鮮質量；稻草、油菜秸稈、紫云英及紫云英+油菜浸提液處理分別在濃度為20 g·L-1、20 g·L-1、0～5 g·L-1、5 g·L-1時干質量最大，紫云英浸提液濃度為20～40 g·L-1時顯著降低幼苗干質量。

2.4 不同浸提液種類及濃度對萵苣的化感交互作用

表2結果表明，不同浸提液種類對除萵苣種子發芽率以外的各項指標的化感作用均達到了極顯著水平；浸提液濃度及浸提液種類與浸提液濃度的交互作用對萵苣各項指標的化感作用均達極顯著水平。進一步分析發現，在5～20 g·L-1濃度范圍內紫云英+油菜浸提液處理的各項發芽指標及根長均明顯高于其他浸提液處理。

表2 不同浸提液種類及濃度對萵苣的化感交互作用

2.5 浸提液濃度對萵苣綜合效應指數的影響

由表3可知，稻草、紫云英浸提液對萵苣的化感綜合效應表現為抑制作用，且隨濃度增加抑制效應呈增強趨勢；油菜秸稈及紫云英+油菜浸提液對萵苣的化感綜合效應表現為低促高抑，在5～20 g·L-1濃度范圍內綜合效應指數為正值，表現為促進作用，在濃度為40 g·L-1時表現為抑制作用，且分別在濃度為20 g·L-1、10 g·L-1時綜合效應指數最高，分別 為6.30%、23.58%。不同濃度下紫云英+油菜浸提液對萵苣的綜合效應指數均大于紫云英浸提液和油菜浸提液，即不同濃度下紫云英+油菜浸提液對萵苣的化感促進作用強于紫云英浸提液和油菜浸提液，抑制效應低于紫云英浸提液和油菜浸提液。

表3 浸提液濃度對萵苣化感作用的綜合效應指數

3 結論與討論

本試驗結果表明，除油菜秸稈浸提液對萵苣種子發芽率無顯著影響外，其他浸提液處理對發芽率存在低促高抑或顯著抑制的作用，且會延遲種子發芽。鄭陽霞等（2011）研究指出，西瓜根、莖葉水浸提液對西瓜種子發芽及幼苗生長表現出低促高抑的化感作用。本試驗中各秸稈浸提液對萵苣幼苗苗高均表現為低促高抑，而對根長表現為顯著的抑制作用，且對根長的抑制作用強于對苗高的抑制作用，與前人的研究結果一致（王艷平 等，2003；吳會芹 等，2009）。分析原因，可能是因為根系直接接觸浸提液，濃度較高所致。油菜秸稈及紫云英浸提液在較高濃度下會對萵苣幼苗鮮質量、干質量產生抑制作用，而稻草、紫云英+油菜浸提液對鮮質量、干質量無顯著負面影響。不同種類不同濃度浸提液對萵苣種子的化感作用存在一定差異，可能是由于化感作用的具體作用類型及強度與 供體種類、濃度等有關（林文雄 等，2001；Jefferson &Pennacchio，2003；吳會芹 等，2009）。

綜合分析各項指標可以得出，各濃度下稻草、紫云英浸提液對萵苣的化感綜合效應均為抑制；而油菜秸稈及紫云英+油菜在5～20 g·L-1濃度范圍內表現為促進作用，在濃度為40 g·L-1時表現為抑制作用。當紫云英與油菜秸稈以1∶1（m∶m）混合得到紫云英+油菜浸提液后，各濃度對萵苣的化感效應強度與油菜秸稈浸提液相比促進作用增強，抑制作用減弱；與紫云英浸提液相比抑制作用轉為促進作用或抑制作用減弱，這也許是綠肥混播的一項優勢。王璞和趙秀琴（2001）指出，當幾種化感物質相互組合作用于種子時，抑制棉花種子萌發所需的濃度降低；孫芳（2007）研究表明solamargine、solasonine 單獨對黃瓜、葉用萵苣的化感作用形式及強度與二者按不同比例混合后對黃瓜、葉用萵苣所表現出的化感作用發生了明顯變化。類推得出，紫云英與油菜混合之后可能會使化感物質發生很大的變化，進而引起化感作用的顯著變化。關于不同秸稈或綠肥混合利用對受體或后作的化感作用機理需進一步研究。

本試驗結果表明，各秸稈及綠肥浸提液較低濃度下均不會對萵苣種子發芽率產生負面影響，濃度過高則不利于種子發芽，且浸提液會延遲種子發芽速度。因此，在進行秸稈及綠肥覆蓋時應注意把握覆蓋時間，避免覆蓋時間與播種時間相隔太短而延遲發芽；同時，應掌握適宜的覆蓋量及覆蓋方式。本試驗結果還表明，紫云英與油菜混合施用效果優于單施。可見，在實際生產中可考慮采用不同秸稈或綠肥混和覆蓋，改善化感作用效果，從而合理利用資源及化感作用。

林文雄，何華勤，郭玉春，梁義元，陳芳育.2001.水稻化感作用及其生理生化特性的研究.應用生態學報，12（6）：871-875.

馬亞飛，楊平，吳鳳芝.2011.不同品系小麥根系分泌物對黃瓜化感作用的初步研究.中國蔬菜，（10）：23-27.

孫芳.2007.龍葵中糖苷生物堿的結構及其化感作用研究〔碩士論文〕.吉林：東北師范大學.

王璞，趙秀琴.2001.幾種化感物質對棉花種子萌發及幼苗生長的影響.中國農業大學學報，6（3）：26-31.

王艷平，湯陵華，方先文，杜崇春.2003.化感水稻不同組織水浸提液對稗草的化感作用.植物遺傳資源學報，4（3）：191-194.

吳會芹，董林林，王倩.2009.玉米、小麥秸稈水浸提液對蔬菜種子的化感作用.華北農學報，24（s）：140-143.

徐坤.1999.地面覆草對姜田小氣候及生姜生長的影響.中國蔬菜，（2）：15-17.

鄭陽霞，唐海東，李煥秀，賀忠群，秦耀國.2011.西瓜化感作用及其化感物質成分分析.中國蔬菜，（18）：58-63.

Jefferson L V，Pennacchio M.2003.Allelopathic effects of foliage extracts from four Chenopodiaceae species on seed germination.Journal of Arid Environments，55：275-285.

Kris tiansen P E，Jessop R S，Sindel B M.2001.Organic weed management survey：methods used by Australian herb and vegetable growers.10th Australian Agronomy Conference.New South Wales.

Wang Y Y，Wu F Z，Liu S W.2009.Allelopathic effects of root exudates from wheat，oat and soybean on seed germination and growth of cucumber.Allelopathy Journal，24（1）：103-112.

Williamson G，Richardson D.1988.Bioassay for allelopathy：measuring treatment response with independent controls.Journal of Chemical Ecology，14（1）：181-188.