苦豆子浸提液對“比斜克其”甜瓜種子萌發及幼苗生長的影響

麥麥提艾則孜·穆合塔爾，王 東

（喀什大學生命與地理科學學院/新疆帕米爾高原生物資源與生態重點實驗室，新疆喀什 844000）

“比斜克其”甜瓜俗稱“老漢瓜”，是廣泛種植于新疆喀什地區的甜瓜品種之一，適合在砂壤土中種植，土壤條件是影響“比斜克其”果實品質和質量的主要因素之一?！氨刃笨似洹碧鸸瞎麑嵈螅廛?，果肉中心糖含量可達12%～14%[1-2]，作為我國新疆地區的特色瓜類，“比斜克其”甜瓜營養豐富，風味獨特，受到人們的喜愛。

長期以來，新疆喀什地區的瓜農有在瓜田利用苦豆子植物作為綠肥施用的傳統[3]?？喽棺樱⊿ophora alopecur-oidesL.）為多年生草本植物，抗旱、抗鹽性強，普遍分布于我國土壤鹽堿化比較嚴重的新疆、青海、寧夏等地區。新疆苦豆子資源比較豐富，天然資源占全疆草地面積的0.61%[4]?？喽棺拥闹饕瘜W成分有蛋白質、多糖類、有機酸、脂肪酸、黃酮類和生物堿等，其中苦豆子生物堿對植物生長有促進作用[5-6]。有研究報道，苦豆子植物中的生物堿對大麥和綠豆種子萌發均有一定的促進作用[7-8]。但有關苦豆子植株不同部位，例如葉片、豆莢和種子等對“比斜克其”甜瓜種子萌發和幼苗生長的影響尚未見報道，而這些研究對苦豆子施肥時期的選擇、作基肥的選擇、苦豆子綠肥開發以及苦豆子植物資源的利用均具有重要意義。鑒于此，本文以“比斜克其”甜瓜品種為研究對象，研究了苦豆子葉片、莖稈、豆莢和種子浸提液對其種子萌發和幼苗生長的影響，從而為“比斜克其”甜瓜品種綠肥的開發及施用方法提供數據支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

試驗于2020年5月在喀什大學生命與地理科學學院新疆帕米爾高原生物資源與生態重點實驗室完成。“比斜克其”甜瓜（常規種），購自新疆吉豐種業有限公司；苦豆子植株采自新疆南疆喀什市。

滅菌鍋，YXQ-LS-50A，上海博迅醫療生物儀器股份有限公司；高速萬能粉碎機，FW-80，北京市永明醫療儀器有限公司；空氣浴恒溫搖床，KW-1000DB，江蘇金壇市億通電子有限公司；游標卡尺，JS20-300；電子天平，LE2002E，梅特勒-托利多儀器有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱，DHG-9240A，上海齊欣科學儀器有限公司。

1.2 苦豆子植株不同部位干粉及浸提液的制備

將自然風干的苦豆子植株采集后，把葉片、豆莢、莖稈和種子等部位分開，用高速萬能粉碎機將其粉碎成干粉，將干粉裝入瓶中備用。用電子天平稱取5.00 g葉片、豆莢、莖稈及種子干粉，分別裝入4個三角瓶中，之后每個三角瓶中裝入100 mL經高溫高壓滅菌的無菌蒸餾水，再置于空氣浴恒溫搖床中27 ℃、50 r/min條件下恒溫恒速搖勻12 h，然后分別用三層紗布過濾，從而獲得葉片、豆莢、莖稈以及種子無菌水浸提液備用。

1.3 種子萌發試驗及測定指標

選取25個玻璃培養皿（直徑為9 cm），經高溫高壓滅菌后備用。本試驗共設置5個處理，分別為苦豆子豆莢浸提液處理（T1）、苦豆子莖稈浸提液處理（T2）、苦豆子葉片浸提液處理（T3）、苦豆子種子浸提液處理（T4）以及無菌蒸餾水對照處理（CK），每個處理設置5個重復。

選取籽粒飽滿、均勻一致的“比斜克其”種子置于鋪有雙層濾紙的玻璃培養皿中，首先向每個培養皿中均勻放置8粒種子，之后向每個處理的培養皿中分別加入5 mL相應處理的浸提液，對照處理的培養皿加入5 mL無菌蒸餾水，之后置于20～25 ℃、12/12 h光/暗交替、光照強度為4 200 lx的植物培養室中進行培養，每天向每個培養皿中加入1 mL的無菌蒸餾水，共培養7 d，每天觀察記錄種子萌發與生長情況。

根據文獻報道[9-10]，以胚根伸出種子一半長度（約2mm）作為種子萌發標準。每天在固定時間點觀察記錄種子的萌發情況，并按公式（1）（2）（3）計算種子的萌發率、發芽勢及發芽指數。

式中，n7為7 d內萌發的所有種子數，N為供試總種子數。

式中，n4為4 d內萌發的所有種子數，N為供試總種子數。

式中，Gt表示t日內的發芽數，Dt表示相應的發芽天數。

1.4 幼苗生長試驗及測定指標

在“比斜克其”種子萌發試驗中，第7天時培養皿中萌發的種子已生長成為兩片子葉期的幼苗，通過觀察并測量各個處理幼苗的側根數目、主根長度、胚軸長度、鮮質量以及干物質積累量（干質量）等指標，從而分析苦豆子不同部位浸提液對“比斜克其”幼苗生長的影響。

使用游標卡尺測量7 d內發芽的所有幼苗的主根長度和胚軸長度（幼苗子葉與根之間的長度），計算每個幼苗的平均主根長度和平均胚軸長度。側根數目指的是主根上的側根數目，通過直接觀測獲得，并計算每個幼苗的平均側根數目。稱量幼苗鮮質量時，首先用濾紙將幼苗上的水分吸干，然后使用電子天平稱量幼苗鮮質量，計算每個幼苗的平均鮮質量。之后，將幼苗放入電熱恒溫鼓風干燥箱中50 ℃烘干至恒質量，時間為24 h，每隔5 h稱量一次，直至幼苗質量不再改變為止。使用電子天平稱量幼苗的干物質積累量（干質量），計算每個幼苗的平均干質量。

1.5 數據處理

運用Microsoft Excel和SPSS 25.0對測定數據進行處理與分析，試驗結果用“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 苦豆子植株不同部位浸提液對“比斜克其”種子萌發的影響

表1 苦豆子植株不同部位浸提液對“比斜克其”種子萌發的影響Table 1 Effects of extracts from different organs of S.alopecuroides on seed germination of "Bixiekeqi" melon

由表1可知，對照組CK的“比斜克其”種子萌發率、發芽勢和發芽指數分別為97.5%、92.5%和3.866，均大于苦豆子處理組，因此苦豆子植株不同部位浸提液對“比斜克其”種子萌發均具有抑制作用。從發芽勢統計結果來看，除了T2以外，T1、T3和T4處理的發芽勢均低于對照組，但差異不顯著。苦豆子處理組之間相比，T4處理的萌發率、發芽勢和發芽指數均最小，分別為87.5%、82.5%和3.382，但差異不明顯，這表明苦豆子種子浸提液對“比斜克其”種子萌發的抑制性最強。T1、T2、T3和T4處理的萌發率和發芽指數均低于對照組，但5個處理組的發芽率、發芽勢和發芽指數之間差異不顯著。綜上所述，不建議將苦豆子作為底肥在播種前施用。

2.2 苦豆子植株不同部位浸提液對“比斜克其”幼苗生長的影響

如表2（見下頁）所示，在5個處理中對照組CK的平均胚軸長度、平均主根長度、平均側根數目、平均鮮質量和平均干質量等指標均最低，因此苦豆子植株不同部位浸提液對“比斜克其”幼苗的生長均具有促進作用（見下頁表2、圖1）。所有苦豆子處理的干質量與對照組CK間無顯著差異；除了T4以外所有苦豆子處理的鮮質量均顯著高于對照組CK（P＜0.05）。所有苦豆子處理的主根長度與對照組CK相比，除了T4以外其余處理均顯著高于對照組CK（P＜0.05），其中T2處理的主根長度最長，為152.126 mm。在5個處理中T2和T3的側根數目最多，分別為85.168、86.168，且兩者間無顯著差異。綜合來看，苦豆子莖稈浸提液對“比斜克其”幼苗主根的增長和側根數目的增加有較大的促進作用。

表2 苦豆子植株不同部位浸提液對“比斜克其”幼苗生長的影響Table 2 Effects of extracts from different organs of S.alopecuroides on seedling growth of "Bixiekeqi" melon

圖1 苦豆子植株不同部位浸提液對“比斜克其”幼苗生長的影響Fig.1 Effects of extracts from different organs of S.alopecuroides on seedling growth of "Bixiekeqi" melon

3 討論

本研究以“比斜克其”甜瓜為供試作物，分析了苦豆子植株不同部位（葉片、莖稈、豆莢和種子）對其種子萌發及幼苗生長的影響。結果發現，苦豆子植株不同部位浸提液對“比斜克其”甜瓜種子萌發均具有抑制作用，其中苦豆子種子浸提液對“比斜克其”種子萌發的抑制作用最強?？喽棺又仓瓴煌课唤嵋簩Α氨刃笨似洹庇酌绲纳L均具有促進作用。綜合來看，莖稈浸提液對“比斜克其”幼苗根系生長促進作用較大。因此，不建議將苦豆子作為基肥在“比斜克其”播種前施用，而是將苦豆子莖稈浸提液在“比斜克其”種子萌發之后作為追肥施用。

很多文獻報道，苦豆子浸提液對植物種子萌發具有抑制作用。如呂篤康等[11]研究發現，苦豆子種子蒸餾水浸提液對高羊茅種子萌發具有一定的抑制作用。閆興富等[12]研究顯示，苦豆子甲醇和乙醇浸提液對沙棘種子萌發具有促進作用，而苦豆子丙酮和蒸餾水浸提液對沙棘種子萌發具有抑制作用。綜上所述，苦豆子蒸餾水浸提液對各類植物種子的萌發均具有抑制作用，這與本研究的結果一致，原因可能與苦豆子植物含有較高的生物堿有關[13]。目前有關整株苦豆子對甜瓜植株生長、產量和品質的影響有少量報道[14-16]，這些研究得出苦豆子作為綠肥之所以能促進甜瓜生長和改善甜瓜品質，原因可能是苦豆子含有的生物堿對甜瓜生長具有刺激作用。