核桃根葉水浸液對半夏化感效應的研究

陳志怡 李金月 李敏

(畢節職業技術學院，貴州 畢節 551700)

植物化感作用是指植物化感物質對環境中其它植物有利或不利的作用，又有人稱之為植物的相生相克或他感作用，其是通過化感物質的釋放而得以實現。化感物質是植物的次生代謝物質，是生物體內產生的非營養性物質，能影響其它植物生長、健康、行為或群體關系。核桃是最早發現的化感植物之一，經研究核桃根、枝葉以及果皮都具有化感作用，能夠分泌化感物質抑制周圍雜草、番茄、苜蓿、小麥等植物的生長。目前對核桃化感作用的研究，更多的側重于核桃與一般農作物之間的化感效應，且大多表現出抑制效應。如,張琴研究了不同濃度核桃葉水浸提液對棉花種子萌發、幼苗生長及對棉花枯萎病菌菌絲生長的化感效應，結果表明，不同濃度核桃葉水浸提液對棉花種子萌發、幼苗生長及棉花枯萎病菌菌絲生長均表現出抑制效應,且抑制作用整體隨著浸提液濃度的增高而逐漸增強[1]。張權等采用蒸餾水浸提法收集薄殼山核桃葉及青皮化感物質，運用室內生物測定法檢測其不同濃度浸提液對小麥、油菜和綠豆種子萌發和幼苗生長的影響，結果表明，薄殼山核桃葉及青皮水浸液處理對3種受體植物的種子萌發和幼苗的苗高基本上表現為“低促高抑”的雙重濃度效應[2]，核桃葉水浸提液對黃芩幼苗、白術幼苗也表現出低促高抑的雙重濃度效應[3,4]。其他研究表明，核桃枝葉以及果皮、根等的浸提液對玉米、花生、辣椒、豌豆、黑大豆、黃瓜、小白菜、蘿卜等作物也都表現出不同程度的抑制效應[5-7]。關于核桃有明顯促進效應的化感作用的研究未見報道。核桃是畢節地區重要的經濟林樹種，有著廣泛的栽培前景，然而在實踐中,核桃的生長卻常抑制周圍其它作物的生長發育。半夏也是畢節地區重要的經濟作物，關于核桃與半夏之間化感效應研究的例子未見報道，本文以核桃根、葉為材料，對其水浸液對半夏生長方面的作用進行了初步探索，為合理利用核桃的化感作用進行混農經濟林生態系統的管理、作物的合理間作套種提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 核桃根、葉水浸提液的制備

核桃根、葉采自畢節市農科所內十年生核桃樹，根洗凈風干備用，葉片采用新鮮葉片。稱取核桃根、葉片樣品進行粉碎，分別按以下5個濃度梯度用水進行浸提：100mg·mL-1、50mg·mL-1、25mg·mL-1、10mg·mL-1、2mg·mL-1,浸提24h后取出，分別得到以下水浸液：核桃根水浸液5種，濃度分別為100mg·mL-1、50mg·mL-1、25mg·mL-1、10mg·mL-1、2mg·mL-1，核桃葉水浸液5種，濃度分別為100mg·mL-1、50mg·mL-1、25mg·mL-1、10mg·mL-1、2mg·mL-1。

1.2 半夏球莖處理

用以上核桃根和葉的不同濃度水浸提液分別對半夏球莖進行浸種10h，撈出風干24h后種植。對照用清水做同樣的浸種處理。共以下11個處理：核桃葉水浸提液處理的半夏YB2、YB10、YB25、YB50、YB100，核桃根水浸液處理的GB2、GB10、GB25、GB50、GB100(其中數字對應相應的浸提液濃度,mg·mL-1)，清水浸種的半夏CK，每個處理3個重復，種植3個小區，共種植33個小區。每個小區6m2，種植1.75kg夏球莖。

種植20d半夏出苗后再用核桃根、葉不同濃度水浸提液澆灌相應做浸種處理的半夏苗，每小區澆灌4L浸提液，對照用等量清水進行澆灌。

1.3 測定指標

種植40d后測不同處理半夏出苗率、苗鮮重、干重、苗高。

1.4 數據處理

采用SPSS統計分析軟件對試驗數據進行方差分析及最小顯著差異性檢驗，用Excel 2010進行數據整理和繪圖。

2 結果與分析

2.1 核桃根、葉不同濃度浸提液對半夏出苗情況的影響

如圖1所示，除濃度為100mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB100的出苗數與對照CK無差異以外，其他各處理的出苗數均高于對照CK。對照出苗率較低的原因可能是由于一些半夏的種莖上帶有能導致半夏球莖腐爛的致病菌，對照是用清水對半夏種莖浸種10h，在此過程中，病原菌借助水環境大量繁殖蔓延，導致其他種莖也染病，種植后，染病的半夏球莖在土中腐爛從而導致出苗率低。而核桃葉和根的水浸提液處理的半夏，由于浸提液對導致半夏種莖腐爛的病原菌有不同程度的抑制作用(100mg·mL-1的根浸提液除外)，種莖染病的較少，所以出苗率均高于對照。從出苗情況來看，核桃葉浸提液處理的半夏，YB50的出苗率最高,說明50mg·mL-1的葉浸提液對半夏病原菌抑制效果最好,其他4個濃度2mg·mL-1、10mg·mL-1、25mg·mL-1、100mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB2、YB10、YB25、YB100出苗率稍低于50mg·mL-1的葉浸提液處理，但仍明顯高于對照CK，說明這4個濃度的核桃葉浸提液對半夏病原菌也有一定的抑制作用。核桃根浸提液處理的半夏，GB25的出苗率最高,說明25mg·mL-1的根浸提液對半夏病原菌抑制效果最好,10mg·mL-1、50mg·mL-12個濃度的根浸提液處理的半夏GB10、GB50出苗率僅次于25mg·mL-1的根浸提液處理的半夏，說明這2個濃度的根浸提液對半夏病原菌的抑菌效果也較好。濃度為2mg·mL-1的根浸提液相對于前面3個濃度抑菌效果有所降低，因為其處理的半夏GB2的出苗數明顯下降，但仍高于對照。100mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB100和對照CK出苗數無明顯差異，說明該濃度的根浸提液對導致半夏腐爛的病原菌無抑制作用。可以看出，對導致半夏種莖腐爛的病原菌，無論是葉浸提液還是根浸提液，并不是濃度越高抑菌效果越好，中等濃度的浸提液抑菌效果最好，存在最適抑菌濃度，低于或高于最適抑菌濃度，抑菌效果會減弱甚至消失。

圖1 半夏出苗情況

2.2 核桃根、葉不同濃度浸提液對半夏苗生長情況的影響

如圖2所示，不同浸提液處理的半夏苗高，葉浸提液處理的半夏，50mg·mL-1、100mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB50、YB100苗高明顯高于對照CK,2mg·mL-1、10mg·mL-1、25mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB2、YB10、YB25苗高與對照CK無明顯差異。根浸提液處理的半夏，10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB10、GB25、GB50苗高明顯高于對照CK,2mg·mL-1、100mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB2、GB100苗高與對照CK無明顯差異。說明50mg·mL-1、100mg·mL-1的葉浸提液，10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1的根浸提液不僅能提高半夏出苗率，還能促進半夏的縱向生長。

圖2 半夏苗高

如圖3所示，不同浸提液處理的半夏鮮重，葉浸提液處理的半夏，100mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB100鮮重明顯高于對CK,2mg·mL-1、10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB2、YB10、YB25、YB50鮮重與對照CK無明顯差異。根浸提液處理的半夏，2mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB2鮮重明顯高于對照CK,10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1、100mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB10、GB25、GB50、GB100鮮重與對照CK無明顯差異。

圖3 半夏苗鮮重

如圖4所示，不同浸提液處理的半夏干重，葉浸提液處理的半夏，100mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB100干重明顯高于對照CK,2mg·mL-1、10mg·mL-1、25mg·mL-1、50mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB2、YB10、YB25、YB50干重與對照CK無明顯差異。根浸提液處理的半夏，2mg·mL-1、25mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB2、GB25干重明顯高于對照CK,10mg·mL-1、50mg·mL-1、100mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB10、GB50、GB100干重與對照CK無明顯差異。

圖4 半夏苗干重

綜合半夏苗高和干重2項指標分析，濃度為50mg·mL-1的葉浸提液處理的半夏YB50,以及濃度為10mg·mL-1、50mg·mL-1的根浸提液處理的半夏GB10、GB50苗高雖高于對照，但干重與對照無明顯差異，說明這幾個浸提液雖然有助于半夏的縱向生長，但對干物質的積累無明顯促進作用。濃度為100mg·mL-1的葉浸提液以及濃度為2mg·mL-1、25mg·mL-1的根浸提液既能促進半夏的縱向生長，也能促進半夏干物質的積累。

3 討論

化感物質幾乎存在于植物的所有器宮中，通過淋溶、揮發、根分泌和殘體分解等途徑向環境釋放，從而促進或抑制周圍植物的生長和發育,研究中藥材的化感作用己有很多報道[3]。本研究結果顯示，除100mg·mL-1的根浸提液外，其他各濃度的核桃根、葉水浸提液處理的半夏出苗數均高于對照，初步推測是由于對照用清水浸種10h，導致部分半夏種莖所帶的病原微生物滋生蔓延，傳染給其他種莖，感病種莖播種后在土壤中腐爛未出苗，因此對照出苗率較低，而核桃根、葉水浸提液由于對導致半夏種莖腐爛的病原菌有不同程度的抑制作用，因此出苗率高于對照。但具體是何種病原微生物導致了半夏種莖的腐爛，核桃根、葉水浸提液是否真對此種病原微生物有抑制作用，需進行進一步的研究，從感病半夏種莖中純化培養病原微生物后，用不同濃度的核桃根、葉水浸提液對病原菌直接做毒力測定實驗，觀察其抑制率，才能最終確定核桃根、葉水浸提液能否用于半夏相關病害的防治。在用同樣的核桃根、葉水浸液處理魔芋的過程中也發現了類似的情況，對照清水浸種10h的魔芋均全部腐爛，出苗率為0，而不同濃度的核桃根、葉浸提液浸種10h的魔芋均不同程度的出苗，有的出苗率甚至達到98%。半夏和魔芋都屬于天南星科植物，都易患軟腐病，在本實驗中出現的魔芋、半夏種莖腐爛未出苗的病征和軟腐病很像，若能證明核桃根、葉水浸液對半夏、魔芋軟腐病有防治效果，將其開發為一種生物農藥，這將對生態農業的發展具有及其重要的意義，因為核桃根、葉的分泌物是天然的產物，作為農藥使用能被土壤中微生物所降解，無殘留，將是一種很好的生物防治技術。其他研究也有發現核桃對植物病原微生物有抑制作用的報道，如尹向田等在核桃青皮汁中添加硼、鋅微量元素制成核桃青皮抑菌劑，并檢測其抑菌活性，結果表明,稀釋5倍的核桃青皮抑菌劑對葡萄白腐病菌菌絲生長抑制率為100%，不同稀釋倍數的核桃青皮抑菌劑對葡萄離體果實發病的防治效果均可達88%以上。菌絲生長結果表明，該抑菌劑對葡萄白腐病菌等10種植物病原菌具有良好的拮抗作用，可見，核桃青皮抑菌劑具有良好的抑菌活性，抑菌譜較廣，可為葡萄白腐病的生物防治提供新資源[8]。張衛星等發現,核桃青皮提取物對意大利青霉菌、柑橘綠霉菌及辣椒疫霉菌的有抑制作用[9]，王天淼等采用牛津杯法研究核桃楸葉和外果皮丙酮提取物對木材腐朽菌的抑菌效果，結果表明,核桃楸葉和外果皮丙酮提取物對木材褐腐菌密粘褶菌和白腐菌彩絨革蓋菌均有抑菌活性[10]。

目前根據本研究的結果，能初步斷定在核桃地里種植半夏，可以提高半夏出苗率，核桃葉和根分泌的化學物質對半夏無抑制作用，且特定濃度的葉浸提液以及根浸提液還可以促進半夏的生長，因此在核桃地里間作半夏從化感方面而言是可行的，但由于實際生產中核桃葉被雨水淋溶后進入土壤中的浸提液濃度以及根系被地下水浸提后進入土壤中的浸提液濃度的情況較復雜，且根據目前的研究結果，浸提液濃度也影響半夏生長情況，所以實際生產中進行核桃、半夏間作，具體能多大程度的提高出苗率和促進其生長需進一步進行相關田間實驗確定。