番茄、花椰菜水浸提液對(duì)玉米種子萌發(fā)的影響

蘇銀玲，楊子祥，麻繼仙，但忠，楊龍，李易蓉，木萬(wàn)福

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所，元謀，651300）

番茄、花椰菜水浸提液對(duì)玉米種子萌發(fā)的影響

蘇銀玲，楊子祥，麻繼仙，但忠，楊龍，李易蓉，木萬(wàn)福

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所，元謀，651300）

采用生物測(cè)定方法，研究番茄、花椰菜植株及根際土壤水浸提液0.025、0.050、0.075、0.100 g/mL 4個(gè)濃度梯度對(duì)玉米種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響。研究結(jié)果表明，花椰菜根際土壤水浸提液對(duì)玉米化感效應(yīng)最強(qiáng)，水浸提液濃度越大，化感效應(yīng)越強(qiáng);番茄、花椰菜不同部位水浸提液對(duì)玉米根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)的抑制率明顯不同，花椰菜植株水浸提液抑制率最強(qiáng)，番茄植株水浸提液抑制率次之，番茄根際土壤水浸提液抑制率最弱，花椰菜根際土壤水浸提液對(duì)玉米根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)有一定促進(jìn)作用。

番茄；花椰菜；玉米；水浸提液

云南元謀地處金沙江干熱河谷地區(qū)，是我國(guó)重要的南菜北運(yùn)基地，冬季大量種植番茄、花椰菜等蔬菜[1]。隨著近幾年春季的持續(xù)干旱，番茄、花椰菜地的后茬作物多為玉米。在高度集約化和高復(fù)種指數(shù)驅(qū)動(dòng)下，廣大農(nóng)民為了節(jié)約成本與時(shí)間并充分利用番茄、花椰菜生長(zhǎng)期間施用的剩余肥料，在番茄、花椰菜收獲后直接種植玉米。

化感作用是指植物或微生物（供體）向環(huán)境釋放某些化學(xué)物質(zhì)而影響其他有機(jī)生命的化學(xué)生態(tài)學(xué)現(xiàn)象，包括促進(jìn)和抑制兩方面作用，由澳大利亞植物學(xué)家Molisch最先提出[2]。研究表明，蔬菜作物之間普遍存在化感作用，表現(xiàn)在蔬菜作物通過莖葉揮發(fā)、淋溶/殘株腐解等途徑釋放出化感物質(zhì)抑制其他蔬菜的生長(zhǎng)。周至紅[3]報(bào)道，番茄植株的水浸提液對(duì)黃瓜、蘿卜、生菜、甘藍(lán)的幼苗生長(zhǎng)均有顯著的抑制作用。怎樣克服化感作用的不利方面和充分利用其有利方面，提高資源利用率、降低病蟲害發(fā)生、增加產(chǎn)量、提高品質(zhì)，是蔬菜產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)面臨的一個(gè)重要課題。本文探討了番茄、花椰菜植株及根際土壤水浸提液對(duì)玉米種子萌發(fā)的影響，從而客觀地評(píng)價(jià)這種耕作方式的優(yōu)劣，為合理種植提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用的玉米種子為自有資源。試驗(yàn)所用儀器有光照培養(yǎng)箱（HZQ-160 A）、分析天平、直徑9 cm培養(yǎng)皿、直徑11 cm濾紙、0.1%HgCl2溶液、尺子等。

1.2 試驗(yàn)方法

①種子預(yù)處理選取飽滿度和大小基本一致的無(wú)蟲害玉米種子于蒸餾水中浸泡2 h，70%乙醇浸泡30 s，無(wú)菌水沖洗4次，再用5%次氯酸鈉浸泡15 min，無(wú)菌水沖洗5次，然后用濾紙將種子表面的水分吸干。

②水浸提液的制備a.土壤水浸提液制備。從番茄和花椰菜種植地中采取土壤，樣品采集按照隨機(jī)多點(diǎn)混合的原則，采用對(duì)角線采樣法，即采用三角形采樣法采集番茄及花椰菜樣本及其根系耕作層30 cm左右深度的混合土樣[3]，帶回實(shí)驗(yàn)室，通風(fēng)陰干，混勻后分別稱取100 g，用1 000 mL蒸餾水在室溫下浸提48 h，抽濾，得到濃度為0.1 g/mL的浸提液，保存于4℃的冰箱中待用。花椰菜根際土壤水浸提液用A表示；番茄根際土壤水浸液用B表示。

b.植株水浸提液制備。于種植地隨機(jī)挖取2014年收獲后的番茄、花椰菜植株，清洗并風(fēng)干，按照根、莖、葉3個(gè)部位分別等量取樣混合，利用研磨機(jī)粉碎后裝入錐形瓶中，按樣品干質(zhì)量與蒸餾水1∶10的比例（W/V），于28℃條件下浸提48 h。將所得的浸提液離心15 min后取上清液，得到0.1 g/mL的秸稈浸提液。花椰菜植株水浸提液用C表示，番茄植株水浸提液用D表示。

③種子發(fā)芽試驗(yàn)將預(yù)處理過的玉米種子各30粒放入墊有3層濾紙、直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中，分別加入0.025、0.050、0.075、0.100 g/mL的水浸提液，放入28℃、濕度80%、光強(qiáng)4 000 lx、12 h光照下培養(yǎng)，以清水為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3次。培養(yǎng)過程中適時(shí)補(bǔ)充水和各相應(yīng)濃度的水浸提液，使濾紙保持濕潤(rùn)。每隔24 h記錄種子的發(fā)芽數(shù)（胚根長(zhǎng)等于種子直徑為發(fā)芽種子），并測(cè)量根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)，連續(xù)2 d種子發(fā)芽數(shù)不再增加時(shí)視為萌發(fā)過程結(jié)束。計(jì)算不同條件處理后的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、以及各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的化感效應(yīng)指數(shù)和玉米種子對(duì)不同濃度浸提液的敏感指數(shù)。

最終發(fā)芽率（FG）（%）=（發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù)）× 100%；發(fā)芽速率（GS）=∑（Gt/ Nt），其中Gt為逐日發(fā)芽種子數(shù)之和，Nt為相應(yīng)發(fā)芽天數(shù)；化感效應(yīng)敏感指數(shù)（RI）=1-C/T（T≥C）或RI=T/C-1（T＜C），其中C為對(duì)照值，T為處理值，當(dāng)RI<0時(shí)為化感抑制作用，RI>0時(shí)為化感促進(jìn)作用。抑制率（%）= [（對(duì)照根長(zhǎng)或株高-處理根長(zhǎng)或株高）/對(duì)照根長(zhǎng)或株高]×100%。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理及方差分析按生物統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行。

表1 番茄、花椰菜水浸提液對(duì)玉米種子萌發(fā)率的影響

2 結(jié)果與分析

2.1 番茄、花椰菜水浸提液對(duì)玉米種子萌發(fā)的影響

由表1可知，不同作物不同部位水浸提液對(duì)玉米萌發(fā)具有抑制作用，整體來(lái)看隨著水浸提液濃度的增加，種子發(fā)芽率普遍下降。花椰菜、番茄根際土壤及花椰菜、番茄植株水浸提液發(fā)芽化感敏感指數(shù)的平均值分別為－0.678、－0.486、-0.664和-0.610，即化感抑制作用表現(xiàn)為花椰菜根際土壤＞花椰菜植株＞番茄植株＞番茄根際土壤。隨著水浸提液濃度的升高，化感效應(yīng)也增大，不同植物不同部位水浸提液對(duì)玉米化感效應(yīng)表現(xiàn)出明顯差異，花椰菜根際土壤水浸提液對(duì)玉米化感效應(yīng)最強(qiáng)，化感效應(yīng)指數(shù)平均為－0.678，且水浸提液濃度越大，化感效應(yīng)越強(qiáng)。

表2 番茄、花椰菜水浸提液對(duì)玉米發(fā)芽情況的影響

2.2 番茄、花椰菜水浸提液對(duì)玉米胚根胚芽的影響

由表2可知，番茄、花椰菜不同濃度對(duì)玉米根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)的作用不同，且隨著濃度的增加，抑制率逐漸增加；番茄、花椰菜不同部位水浸提液對(duì)玉米根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)的抑制率明顯不同，花椰菜植株水浸提液在各種濃度中抑制率最強(qiáng)、番茄植株水浸提液抑制率次之、番茄根際土壤水浸提液抑制率最弱，花椰菜根際土壤水浸提液有一定促進(jìn)作用。在花椰菜植株水浸提液高濃度（0.100 g/mL）處理下，對(duì)根長(zhǎng)抑制率為88.571%，對(duì)芽長(zhǎng)抑制率為67.123%。雖然花椰菜根際土壤水浸提液對(duì)玉米根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)有一定促進(jìn)作用，但其對(duì)發(fā)芽率的抑制作用最強(qiáng)即其對(duì)玉米化感效應(yīng)最強(qiáng)。

3 討論與結(jié)論

化感作用是自然界普遍存在的一種現(xiàn)象，化感物質(zhì)幾乎存在于植物的所有器官中，其釋放方式有淋溶、揮發(fā)、根分泌和殘?bào)w分解[5]。

不同植株不同組織化感效應(yīng)不一樣，花椰菜根際土壤＞花椰菜植株＞番茄植株＞番茄根際土壤。隨著水浸提液濃度的升高，化感效應(yīng)也增大，不同植物不同部位水浸提液對(duì)玉米化感效應(yīng)表現(xiàn)出明顯差異。有研究發(fā)現(xiàn)，不同品種番茄的化感作用差異顯著[6]。在該試驗(yàn)中，花椰菜根際土壤水浸提液促進(jìn)了玉米根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)，但其對(duì)發(fā)芽率的抑制作用最強(qiáng)，這與前人結(jié)論不一致[7]，究其原因，可能是所選用花椰菜品種不一樣。

蔬菜化感作用的研究對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著重要的指導(dǎo)意義，特別是大面積保護(hù)地栽培的反季節(jié)蔬菜。通過番茄、花椰菜植株不同部位及根際土壤水浸提液對(duì)玉米化感作用關(guān)系的研究，對(duì)蔬菜間套作的適宜性有了一個(gè)初步認(rèn)識(shí)，但化感作用引起的蔬菜間套作適宜性的機(jī)理尚待進(jìn)一步研究。

[1]麻繼仙，楊長(zhǎng)楷，魏永鑫，等.元謀蔬菜工廠化育苗現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)策[J].長(zhǎng)江蔬菜，2012（1）：1-3.

[2]Rich E L.Allelopathy(2nd ed)[M].New York:Academic Press Inc,1984:309-315.

[3]周至紅.番茄（Lycopersicon）的化感作用研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1997，8（4）：445-449.

[4]馬彥霞.日光溫室番茄栽培基質(zhì)的根際環(huán)境及化感作用研究[D].蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[5]劉必旺，趙慧輝，趙平，等.黃芪土壤的紅外指紋圖譜特征及其比較研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2012，32（11）：2 981-2 986.

[5]林娟，殷全玉，楊丙釗，等.植物化感作用研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，23（1）：68-72.

[6]Lockerman R H,Putnam A R.Growth inhibitors in cucumber plants and seeds[J].Journal of American Society of Horticultural Science,1981,106:418-422.

[7]王廣印，周秀梅，謝玉會(huì)，等.辣椒植株水浸液對(duì)辣椒種子萌發(fā)的自毒作用[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)科學(xué)版，2008，26（5）：407-410.

Study on Effects of Aqueous Extract form Tomato and Cauliflower on Maize Seed Germination

SU Yinling,YANG Zixiang,MA Jixian,DAN Zhong, YANG Long,LI Yirong,MU Wanfu
(Insititute of Tropical Eco-agricultural Sciences of Yunnan Agricultural Sciences Academy,Yuanmou,651300)

This paper took bioassay method to explore the effects of 4 different concentrations of 0.025,0.050,0.075, 0.100 g/mL aqueous extract form tomato and cauliflower plant and rhizosphere soil on maize seed germination and seedling growth.The results showed that allelopathic effects of aqueous extract from cauliflower rhizosphere soil on maize were strongest and positively correlated with concentration of aqueous extract.Inhibition effects of aqueous extract from different parts of cauliflower and tomato on root length and shoot length of maize were significantly different,as cauliflower rhizosphere soil>cauliflower plant>tomato plant>tomato rhizosphere soil,the aqueous extract from cauliflower rhizosphere soil has promotion effect on maize.

Tomato;Cauliflower;Maize;Aqueous extract

Q948.12

A

1001-3547（2015）20-0057-03

10.3865/j.issn.1001-3547.2015.20.023

蘇銀玲（1986-），女，碩士，助理研究員，研究方向?yàn)樽魑锟共∮N，E-mail：ynymsyl@sina.com

木萬(wàn)福（1975-），男，通信作者，副研究員，主要從事蔬菜育種研究工作，E-mail：ljmyf19@yahoo.com.cn

2015-07-24