3種植物浸提液對柏木種子萌發的影響

楊和平，曹舉英，陳開惠

(1.四川省阿壩州汶川縣國有林保護局，四川 汶川 623099；2.大熊貓國家公園彭州管護總站,四川 彭州 611930； 3.四川省彭州市規劃和自然局，四川 彭州 611930)

柏木(Cupressusfunebris)是柏科(Cupressaceae)柏木屬(Cupressus)喬木，柏木為中國特有樹種，生長快、用途廣且適應性強，是長江以南濕暖地區山地的重要造林樹種[1]。有關提高種子發芽率的研究已有較多的報道[2]，已有報道研究了在不同溫度、光照等因子影響下的柏木發芽基本特征[3]，得出適宜其種子發芽的條件。在眾多的研究中，植物浸提液作為影響種子萌發的重要因素，受到廣泛重視。在自然環境中，物種間往往以混交生長的形式存在，植物間的化感作用是植物通過根系分泌、莖葉淋溶、地上揮發和枯落物殘體分解等途徑，向環境釋放化學物質(化感物質)，并對周圍其他受體植物生長發育產生促進或抑制作用。因此，植物種子掉到地面上以后，其種子的萌發常常受到不同植物根系、枝條、葉片等凋落物經水浸泡后形成的浸提液的影響，這些浸提液中，往往存在大量的化感物質，這些物質產生的化感作用是植物種間相互作用的重要途徑，對群落的植物組成、分布及其演替過程具有重要作用，是影響森林天然更新的重要因子。

相關研究表明，植物化感作用具有可遺傳性，不同物種的化感潛力不同，相同植物所含化感成分的差異往往對種子萌發形成不同的抑制作用。同時，很多植物均含有大量種子萌發抑制物質，且浸提液對其他植物具有明顯化感效應，但對于植物凋落物化感物質釋放乃至分解進入土壤后是否會影響與其混交植物生長的研究尚未受到重視。為深入了解不同植物浸提液的化感作用，文中以柏木種子為受體，探究女貞、小琴絲竹、巨桉枝葉浸提物對柏木種子萌發的影響，旨在了解柏木種子部分對其他植物的化感作用，為柏木林分改造及合理的經營提供理論依據，研究結果對于提升柏木產業發展具有重要的指導意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及處理

選擇女貞(Ligustrumlucidum)、小琴絲竹(Bambusamultiplex)、巨桉(Eucalyptusgrandis)3種常見植物，在實驗室內將植株分為枝和葉，分別將其枝、葉剪成1～2cm的小塊。102℃殺青30min，在60℃烘箱中烘干至恒重，分別稱取植物枝、葉，分別取枝、葉樣品300g加入10倍鮮重的蒸餾水，室溫條件下浸提48h后倒出浸提液。用3層紗布過濾2次，濾液4000r/min離心5min，取上清液作為母液，得到水浸提液(以下簡稱浸提液)原液，濃度為0.100g/mL(鮮重與蒸餾水的比值，即浸提液的濃度以每mL水浸提的植物材料g數表示)。分別量取枝和葉母液25mL，50mL，75mL于100mL于容量瓶中，定容，配制成相當于原枝葉質量濃度為0.025，0.050和0.075g/mL的枝葉浸提液，置于4℃的冰箱備用(各處理濃度及編號見表1)。

表1 試驗編號及處理濃度

1.2 種子萌發

種子萌發采用培養皿濾紙法。選取籽粒飽滿，大小均勻的受體植物種子。柏木種子經浸種處理后置于鋪有2層濾紙的培養皿中，每皿各放30粒種子，分別加入一定量(以淹沒種子的1/3為準)各濃度植物枝、葉的浸提液。設置4個浸提液處理濃度，即0.025g/mL，0.050g/mL，0.075g/mL，0.100g/mL，以蒸餾水為對照(0.000g/mL)，每個濃度的處理重復3次。

放置在20℃的光照培養箱中(光照12h/d)培養，3d后記錄發芽率。在室溫下進行培養，以胚根或胚軸突破種皮1～2mm為種子發芽的標準。每天觀察并記錄種子的發芽情況，統計發芽顆數，共觀察記錄28d。

1.3 測定指標

根據記錄的數據計算下列參數[4]：

(1)最終發芽率(FG)

FG=發芽種子總數/供試種子總數×100%

(2)發芽速率(GS)

GS=∑(Gt/Nt)

Gt為逐日發芽種子數之和，Nt為相應發芽天數。用每天累計的發芽種子數除以對應天數，再求和。

(3)化感效應敏感指數(RI)

RI=1-C/T(T≥C)

RI=T/1-C(T

C為對照值，T為處理值。當RI<0時為化感抑制作用，RI>0時為化感促進作用。RI的絕對值大小反應化感作用的強弱。

1.4 數據處理

采用Microsoft Office Excel對數據進行處理，利用SPSS19.0軟件對處理后的數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 浸提液對種子萌發的影響

發芽指數是種子的活力指標。本試驗中，3種植物枝和葉浸提液對柏木種子萌發影響的結果如圖1所示，女貞和巨桉的枝和葉均不同程度地提高了柏木種子的發芽率，其中，以巨桉枝浸提液T4濃度下，柏木種子的發芽率最高達80%，以小琴絲竹的葉浸提液T1濃度下發芽率最低，為36.67%，整體分析來看，小琴絲竹的葉浸提液T1和T2、枝浸提液T1降低了柏木種子的發芽率。對3類植物比較分析來看，巨桉枝葉浸提液對柏木種子發芽率的促進作用較女貞高，小琴絲竹則表現最低，且部分濃度呈現出一定的抑制作用。同時各植物枝和葉浸提液總體表現出枝浸提液柏木種子的發芽率高于相應濃度的葉浸提液，低濃度的枝葉浸提液總體上促進柏木種子的發芽率，高濃度浸提液抑制柏木種子的發芽率。

圖1 植物浸提液對柏木種子發芽率的影響

2.2 化感效應敏感指數特征

化感作用是植物通過淋溶、揮發、枯落物分解和根系分泌等方式向周圍環境釋放化學物質，從而影響鄰近植物種子萌發和幼苗生長，一般采用化感效應敏感指數來分析凋落物浸提液對植物種質萌發的促進和抑制作用。

試驗對3種植物枝葉浸提液對柏木種子萌發過程中的化感效應敏感指數進行計算分析后如圖2所示。結果顯示，3種植物中僅小琴絲竹葉浸提液T1和T2濃度、枝浸提液的T1濃度下表現出對柏木種子萌發的抑制作用。其中，葉浸提液T1的抑制作用最強，其敏感指數為-0.27，枝浸提液T2次之，其敏感指數為-0.20，葉浸提液T2最低，其敏感指數為-0.07。其余枝葉浸提液均表現出一定的促進作用，其中，以巨桉枝浸提液T4濃度的促進作用最強，其敏感指數為0.60，巨桉葉浸提液T4和枝浸提液T1的促進作用次之，其敏感指數為0.53，小琴絲竹枝浸提液T2初級作用最低，其敏感指數為0.00。同時，整理上來看，巨桉和女貞的化感效應敏感指數均高于小琴絲竹，同時，巨桉化感效應敏感指數高于女貞，表明小琴絲竹浸提液總體上不利于柏木種子的萌芽。

圖2 植物浸提液對柏木種子化感效應敏感指數特征

2.3 浸提液對種子發芽速率的影響

發芽速率是衡量其發芽快慢的一個指標。發芽速率測定，是反映種子活力的有效方法，種子活力是高發芽率種子在田間表現的差異，由此可見，種子活力是比發芽率更敏感的指標，與田間出苗率更具有正相關性。

3種植物枝葉浸提液對柏木種子發芽速率的影響(圖3)，柏木種子在小琴絲竹和巨桉枝葉浸提液中的發芽速率顯著提高，而女貞枝葉浸提液對其發芽速率的影響不大。其中，以小琴絲竹葉浸提液T3和巨桉浸提液T4處理下，柏木種子萌芽速率最高，均為1.71粒/d，小琴絲竹和巨桉浸提液處理下，柏木種子發芽速率基本高于1.00粒/d，女貞浸提液處理下，柏木種子發芽速率均低于1.00粒/d。同時，從枝葉浸提液中發現，柏木種子發芽速率隨著小琴絲竹枝葉浸提液濃度的升高呈現出先上升后下降的變化趨勢，總體表現出“拋物線”的變化趨勢，而柏木種子發芽速率隨著巨桉浸提液濃度升高呈現出先后下降上升的變化趨勢，表現出“U”形的變化趨勢。

圖3 植物浸提液對柏木種子發芽速率的影響

3 結論

關于植物浸提液化感效應的研究已有很多報道[5-6]，相關研究表明，茶樹凋落葉浸提液會對發芽期菘藍的生理生化和基因表達產生影響，總體上呈現“低濃度促進，高濃度抑制”的濃度效應[7]，洋蔥對丹參種子的萌發率、根長和干重在低濃度時為促進作用，高濃度時為抑制作用[8]，水杉葉浸提液對銀杏具有一定的化感作用，表現為中高濃度下促進，低濃度下抑制[9]。

本研究結果表明，3類植物枝葉浸提液總體上能促進柏木種子的發芽率和發芽速率，除了少數處理外，3種植物的枝葉浸提液的化感作用總體上對柏木種子發芽具有促進作用。同時，從不同植物種類來看，巨桉枝葉浸提液對柏木種子的發芽率、發芽速率具有較高的促進，而小琴絲竹枝葉浸提液在一定程度上抑制了柏木種子的萌發。在自然界中，通過雨水淋洗進入土壤的浸提物是少而慢的，其作用應該類似與本實驗的低濃度處理。在柏木人工林的混交改造過程中，其營造也要充分考慮化感作用的影響。以植物化感作用原理為指導，充分發揮其相生作用、互補作用，從而實現柏木生態系統的高質量發展。

因此，在實際生產中，可以適當利用巨桉浸提液對柏木種子進行萌芽。由于本試驗僅對柏木種子進行了28d的萌芽試驗，而種子的萌芽及后期的發育生長是一個長期的過程，因此，有必要繼續開展更長時間的觀測和試驗，以充分了解植物浸提液與種子萌芽的關系，為生產實際提供科學支撐。