涮涮辣水浸提液對意大利生菜種子萌發與幼苗生長的影響

程宏 李孟娟 吳睿 周慧丹 李平平 張芮豪 呂俊恒 鄧明華

(云南農業大學園林園藝學院，云南 昆明 650201)

隨著科學研究的不斷推進，植物的化感作用已成為學者重點關注對象，現成為一個重要領域，化感作用是一種能夠影響植物與其周圍環境發生相互作用，從而影響植物與周圍環境之間關系的重要途徑，在生態學、植物學研究中都有著十分重要的作用。通過對幾種植物的化感作用進行初步探討，說明了化感物質屬于植物的次生代謝物質，這些物質主要是從植物中產生并釋放出來的，其理論基礎是植物的次生代謝[1，2]。此外，化感作用是指某種植物生成的物質對其它植物或同種植物的相互作用[3-7]。運用植物這種化感作用的特點，對各種植物都可能產生有益或有害的影響。具體而言，通過研究發現，化感物質其濃度越高，抑制效果就越強；相反，當化感物質濃度較低時，抑制效果就會變弱[8]。將植物的化感作用運用到可持續發展農業中，在化感作用下，可以在一定程度上，通過植物的自身調節，使土壤中的營養元素重新分配，從而對四周環境中的有害物質起到一定的抑制效果，在增加農作物產量和品質方面、進行病蟲害生物防治開發無公害農藥以及注意作物的自毒作用[9-11]都有很大的幫助。此外，輪作技術的正確應用也能夠有效促進農業的可持續發展。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

該試驗于2022年在云南農業大學園林園藝學院進行。

1.2 試驗材料

意大利生菜種子，培養皿，吸水紙，研缽，研杵，剪刀，鑷子，紗布，燒杯，容量瓶，注射器等。

1.3 試驗方法

1.3.1 涮涮辣水浸提液的制備

稱取125g涮涮辣植株，用剪刀剪短，放入研缽中研磨成泥狀，將其放入到已消過毒且洗凈的容量瓶中定容到250mL，將其密封放置在室溫環境下24h，然后將涮涮辣研磨液用濾紙過濾，即得到0.5g·mL-1供試母液，放入冰箱中冷藏備用。

1.3.2 試驗處理

將涮涮辣水浸提液按照不同濃度進行稀釋，將其稀釋成4個濃度，依次為0.1g·mL-1、0.02g·mL-1、0.004g·mL-1、0.0008g·mL-1，然后準備15個培養皿和吸水紙，將吸水紙放置到培養皿內，吸取少量化感溶液到吸水紙上，然后將種子放到培養皿內，每個培養皿放20粒種子，3次重復，用清水作為對照，在室溫下進行培養，每日觀察種子的發芽情況，直到對照培養皿大部分種子已經發芽，并將相關數據記錄下來以備分析。

1.3.3 出苗統計

重新準備1個培養皿，放入吸水紙，再加入適量清水，把事先數好的200粒意大利生菜種子放入培養皿內，待其發芽后繼續實驗操作。

準備15個潔凈的培養皿和吸水紙，將吸水紙放入到培養皿內，用注射器吸取少量化感溶液到吸水紙上，觀察發芽狀態一致的5粒種子，并將其放到培養皿內，每個濃度3次重復，再利用清水作為對照組，繼續培養。等到對照苗長約3cm時，測量每個培養皿內幼苗的平均根長、平均苗長、平均根重、平均苗重。

1.3.4 數據處理

測定項目參照《國際種子檢驗規程》[11]計算種子萌發的各項指標。

1.3.4.1 發芽率

發芽率計算公式：

發芽率(c/k)=發芽種子總數/供試種子總數×100%

1.3.4.2 發芽勢

發芽勢計算公式：

發芽勢=自發芽至發芽最高峰時的發芽種子數/供試種子數×100%

1.3.4.3 發芽指數

發芽指數越高，其生命力就越強，可以更好地抵御外界環境，公式：

發芽指數=∑(Gt/Dt)

式中，Gt表示為第t天的發芽數；Dt表示為相應的發芽天數。

1.3.4.4 化感作用效應指數(RI)

以WilliamsonGB的化感作用效應指數(RI)為依據，對其進行計算。

當T≥C時：

RI=1-C/T

當T

RI=T/C-1

式中，C表示對照值；T表示處理值；RI表示化感效應指數。RI>0代表促進作用，RI<0代表抑制作用；絕對值大小與作用強度一致。

1.3.5 測定與分析

將意大利生菜的根莖用小刀片切下，使用直尺測量根長(cm)、苗長(cm)，電子天平秤根重(g)、苗重(g)，并將測量結果記錄下來，進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜種子萌發的影響

從表1、表2可以看出，在涮涮辣水浸提液濃度不同的情況下，所表現出來的化感效應也不盡相同，具體呈現出了低濃度促進種子萌發、高濃度抑制種子萌發的雙重作用。在低濃度條件下，涮涮辣水浸提液的化感效應會明顯增加，而在高濃度條件下，這種化感效應則會有所降低，當溶液濃度為0.0008g·mL-1時，意大利生菜種子的發芽率表現出促進作用，提高了4%；濃度為0.1g·mL-1、0.02g·mL-1、0.004g·mL-1均為抑制作用，分別降低了85%、18%、2%。

表1 不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜種子的發芽率、發芽勢及發芽指數的影響

表2 不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜種子發芽的化感效應指數

由表1、表2可以看出，當溶液濃度為0.0008g·mL-1時意大利生菜種子的發芽勢高于對照組，其呈現出了促進作用，提高了8%，其化感效應為0.08。當溶液濃度從0.1g·mL-1到0.02g·mL-1再到0.004g·mL-1時，意大利生菜種子的發芽勢都表現為抑制作用，分別降低了83%、31%、6%，其中濃度為0.004g·mL-1時無明顯變化。

由表1、表2可以看出，意大利生菜發芽指數為0.07時濃度為0.0008g·mL-1，表現為促進作用；化感效應指數為-0.04時濃度為0.004g·mL-1，呈現出了促進作用，但效果不明顯；而當化感指數為-0.84、-0.23時所對應的濃度為0.1g·mL-1、0.02g·mL-1，表現為抑制作用。發芽指數隨著濃度的增加而不斷減少，推斷出只有濃度在0.0008g·mL-1時為促進作用，而當濃度超過這一范圍時，其他濃度均顯示出抑制作用，而在濃度繼續增加時，抑制作用會更加顯著。

2.2 不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜根長、根重的影響

2.2.1 不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜根長的影響

由表3、表4可以看出，在較高的濃度下，生菜的種子發芽和幼苗的生長受到了一定的影響，均產生了抑制作用，而低濃度下促進作用較明顯。高濃度下其抑制作用隨濃度的增大而顯著增強，而低濃度下隨著濃度不斷增加其抑制效果不太明顯。意大利生菜的根長在低濃度為0.0008g·mL-1時，其呈現出了促進作用，且根長提高了16%，當濃度變更為0.004g·mL-1時，根長化感效應為-0.02，其抑制效果不太明顯，隨著濃度的不斷增大，抑制作用逐漸加強，特別是在濃度達到0.1g·mL-1時，抑制作用更加顯著，降低了88%，甚至出現根枯萎的現象。

表3 不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜根長、根重、苗長、苗重的影響

表4 不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜根長、根重、苗長、苗重的化感作用效應

2.2.2 不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜根重的影響

由表3、表4可知，在各種不同的濃度、不同的根重條件下，化感物質對根重的作用是不一樣的。在0.1g·mL-1、0.02g·mL-1、0.004g·mL-1的濃度下，根重的化感效應分別為-0.72、-0.34、-0.13時，出現了抑制現象，根重分別降低了72%、34%、13%，且根系的重量隨著濃度的升高而減小，只有在濃度為0.0008g·mL-1時表現出促進作用，提高了53%，化感效應為0.35。

2.3 不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜苗長、苗重的影響

2.3.1 不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜苗長的影響

由表3、表4可知，不同濃度對苗長的影響是不同的，當濃度增大時，開始出現抑制效應，在濃度為0.004g·mL-1時出現促進作用，但促進效果不太明顯，最后均表現出抑制作用，且抑制作用加強。

2.3.2 不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜苗重的影響

由表3、表4可知，當濃度>0.02g·mL-1的情況下，苗的重量不斷受到抑制，呈現下降的趨勢，當濃度<0.02g·mL-1的情況下，苗重均受到促進作用，化感效應大不相同，濃度0.004g·mL-1、0.0008g·mL-1對應的化感效應指數為0.17、0.14。

3 討論

3.1 涮涮辣植株化感作用的濃度效應

植物化感作用這一概念最早由德國科學家H.Molish于1937年提出，Molish把化感作用界定為各種植物(含微生物)間生物化學物質間的相互作用。這種相互作用分為有害與有利之分，有人還稱化感作用是植物相生相克的作用[13-15]。大量試驗證明，植物化感作用表現為促進與抑制作用；該試驗結果表明，低濃度為促進、高濃度為抑制雙重作用，而且在意大利生菜的種子萌發和幼苗的生長過程中，呈現出了強烈的濃度作用。當植物的化感溶液的濃度越高時，抑制作用就會隨之增強，從而也可以更好地說明自然界中存在著化感作用。

利用水浸提法研究農作物的化感作用是一個非常重要的研究方向，近些年來，有很多相關報道，其中大部分會呈現出低濃度的促進生長和高濃度的抑制生長效果。在本試驗中，使用了不同濃度的涮涮辣水浸提液處理意大利生菜種子，并比較了不同濃度下涮涮辣水浸提液對意大利生菜種子的化感作用，得出結論：涮涮辣水浸提液對部分受體意大利生菜種子萌發與幼苗生長表現出低促高抑的雙重濃度效應，這一結論與王廣印等[16]相關研究中的結果基本相符。

3.2 不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜種子幼苗根長和苗長的影響

在農業用途中，植物的早期生長發育過程是極其重要的，涉及到種子的萌發、幼苗的生長、葉片的形成，直接影響著植物的生長狀況。因此，判斷植物是否能健康、良好的生長，最關鍵的是看其根和苗的長度、走勢是否良好。只有當根和苗長度、走勢良好時，植物才能健康成長。根系是植物最重要的器官，可以從土壤中吸收水分、汲取養分；根系也不能太發達，否則會阻礙其他器官生長，影響植物的正常發育。通過本試驗發現，在低濃度的涮涮辣水浸提液條件下，意大利生菜種子幼苗的根長和苗長都受到了促進作用，這一點被應用到農業生產中，可以大大提高植物根系的活力，提高幼苗的生長速度。此外，低濃度涮涮辣水浸提液能夠有效解決植物根系不發達、苗長不健全等問題，為植物提供足夠的營養，促進根系發育，讓植株長勢更加健康。

由試驗數據可以看出，不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜的根長和苗長均有影響，都會出現雙重效應現象，但對于意大利生菜根的影響要比苗的影響要大，這一結果與蔡明等[17]研究結果一致，出現這種結果的原因可能是根直接接觸到涮涮辣水浸提液，且接觸的面積較大，釋放的物質對根的生長產生抑制作用，而莖則是通過根間接吸收，因此，受到影響的范圍相對較小。

3.3 不同濃度涮涮辣水浸提液對意大利生菜種子幼苗根重和苗重的影響

在日常生活中，經常會遇到可食用植物的根和莖干發育不健全，所含的營養物質較少的問題，無法滿足人們對營養物質的需求。為了解決這一問題，可以采用化感作用的優勢。化感作用可以通過促進植物根部和莖干的發育，增加營養物質的含量，提高可食用植物的生長發育狀況。從本試驗的結果可以看出，在低濃度0.0008g·mL-1時，根重表現促進作用，后期將出現根系肥大的趨勢，在濃度在<0.02g·mL-1的條件下，意大利生菜的苗重表現促進作用，使得后期植株的莖干變得更加健壯，從而大大改善了生菜的營養物質，能夠滿足不斷增長的消費者需求，使得生活更加便利。將化感作用運用到國際貿易當中，能夠產生更大的經濟效應，獲得更多的收益。

從本試驗數據可以看出，在低濃度下0.0008g·mL-1根重具有一定的促進作用，而苗重在低濃度條件下，都表現出了促進作用，但促進作用先增后減，在濃度0.004g·mL-1時出現峰值，這一結論和范適等[18]研究結果不盡一致，出現這種可能的因素是不同水浸提液對意大利生菜苗重的化感效應敏感程度有所差異。具體來說，由于植株本身的生長特性和外界濃度的感染量有一定的關聯，因此，不同水浸提液對意大利生菜苗重的化感效應敏感程度也有所不同，進而影響到最終結果。