烟草叶片水浸提液对水稻种子萌发的化感效应研究

摘要：以水稻种子作为试验材料，研究不同浓度（10、30、60、90 g/L）的烟草叶片水浸提液对水稻种子萌发和幼苗生长的影响。选取子粒饱满、大小均一、经2%次氯酸钠溶液消毒的水稻种子，每100粒种子装于铺有两层滤纸的90 mm培养皿中，分别加入浓度为10、30、60、90 g/L的烟草叶片水浸提液，以去离子水处理的作为对照，在光照培养箱内进行发芽试验。结果表明，随烟草叶片水浸提液浓度的增大；其对水稻种子萌发、苗高和根长的化感抑制作用增强。但是，低浓度烟草叶片水浸提液对水稻种子幼苗鲜重具有促进作用，高浓度表现出抑制作用。POD活性随烟草叶片水浸提液浓度增加呈现出先上升后下降的变化。烟草对水稻生长的影响随烟草释放的化感物质量的增多其影响作用增强，主要表现出抑制作用，但对水稻幼苗鲜重的影响呈现出低促高抑的双重效应，对其POD活性也造成影响。

关键词：烟草；水浸提液；水稻；化感效应

中图分类号：S184 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）19-4658-03

化感作用（Allelopathy）是生态系统中生物之间普遍存在的关系。它是植物通过淋溶、挥发、残体分解和根系分泌向环境中释放化学物质，而对周围植物（包括微生物）产生间接或直接的有害或有利的作用。植物化感作用的理论研究和实践应用对于建立合理的耕作制度、实现农林业的持续发展具有重要意义[1，2]。烟稻轮作是我国南方丘陵山区一种重要的经济作物与粮食作物轮作方式[3]。烤烟与水稻轮作可改良土壤结构，增强土壤肥力，改善土壤通透性，减少烟、稻病虫基数，减少杂草，提高土地复种指数，充分利用丰富的日照和温度资源，增加农民收入。目前，关于烟草与水稻之间化感作用的研究较少，明确两者之间的化感作用有利于克服水稻受到的化感物质影响。当土壤中存在一定浓度的化感物质可能会对下茬作物的细胞分裂、伸长和亚显微结构，植物激素分布、运输及活性，酶功能和活性，K+、Ca2+、HPO42-等离子和水分吸收，呼吸作用和光合作用，蛋白质合成和基因表达等方面产生影响[4]。本试验研究了不同浓度烟草叶片水浸提液对水稻种子萌发和幼苗生长的化感作用，为深入研究烟草化感作用和烟稻轮作栽培模式的大力发展提供了科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供体材料为烟草植株新鲜叶片，采自四川农业大学成都校区实验基地。受体材料为水稻种子（品种为冈优188），购自成都温江城区种子经营店。

1.2 方法

2 结果与分析

2.1 烟草叶片水浸提液对水稻种子萌发的影响

不同浓度的烟草叶片的水浸提液对水稻种子的萌发产生化感作用，随着浸提液浓度的逐渐升高，水稻种子的发芽势和发芽率与对照相比差异达到显著或极显著水平（表1）。化感效应随水浸提液浓度增大而增强。当烟草叶片水浸提液浓度大于60 g/L时，其化感作用抑制率明显升高。由表1可知，不同浓度下的烟草叶片水浸液都表现出对水稻种子发芽势的化感抑制作用强于对发芽率的化感抑制作用。表明烟草叶片的水浸液在一定程度上能够推迟水稻种子的萌发。

2.2 烟草叶片水浸提液对水稻种子幼苗的影响

烟草叶片水浸提液同样也对水稻种子幼苗产生影响。由表2可知，烟草叶片水浸提液浓度在0～30 g/L时，对苗高的抑制作用在0.05水平和0.01水平上差异均达显著，而浓度大于60 g/L时，对苗高的抑制作用只在0.05水平上显著。在根长方面，随烟草叶片水浸提液浓度的增大，均表现出极显著的差异，对根系的生长产生不利作用。在低浓度下（10 g/L）时，烟草叶片水浸提液对苗高的化感作用比对根长的化感作用强；随浓度增大到30 g/L及其以上时，烟草叶片水浸提液对根长的化感抑制作用大于对苗高的化感抑制作用。表明低浓度的烟草叶片水浸提液对水稻地上部分的株高生长具有一定的抑制作用，而对水稻地下部分根长生长的影响小于地上部分。

烟草叶片水浸提液对水稻种子幼苗鲜重的影响与萌发、苗高和根长的影响不同。由表3可知，随烟草叶片水浸提液浓度的增大，化感效应对水稻种子幼苗鲜重的影响效果由显著达极显著。当浓度为10 g/L时，水浸提液对幼苗鲜重表现促进作用。当浓度为30 g/L时，水浸提液对幼苗鲜重产生抑制作用，表现出幼苗鲜重的降低，且这种化感抑制作用随烟草叶片水浸提液浓度的增大而增强。表明低浓度浸提液对幼苗鲜重有促进作用，高浓度浸提液对幼苗鲜重产生抑制作用。

烟草叶片水浸提液对水稻种子幼苗POD活性产生影响。POD是植物清除自由基酶促防御系统的关键酶[10]。它能清除和减少植物体内活性氧自由基，防止细胞内过量自由基对生物大分子和质膜的破坏并可以催化有毒物质氧化分解。由图1可知，在0～60 g/L时POD活性随水浸液浓度的增大而增大，60 g/L时达到最大，此后随浓度的增加其POD活性降低。幼苗的POD酶为了抵御外界的不良环境，其分泌量增加，至达到最大值，此后随着烟草叶片水浸提液浓度增加，幼苗POD酶活性下降，若是浓度持续增加，将会引起幼苗的死亡。

3 小结与讨论

烟草叶片不同浓度的水浸提液对水稻种子萌发及幼苗生长存在不同程度的化感抑制效应，其中在同一浓度下发芽势受到的化感抑制作用大于发芽率。低浓度下幼苗苗高受到的化感抑制作用大于幼苗根长，而高浓度下幼苗根长受到的化感抑制作用大于幼苗苗高。水稻幼苗鲜重方面，10 g/L的烟草叶片水浸提液对其具有促进作用，30 g/L及其以上则表现出抑制作用。表现出低促高抑的双重效应。与前人研究证实的化感物质具有低浓度促进高浓度抑制相符[11]。生理方面，不同浓度的水浸提液均对水稻幼苗POD活性产生影响，在较低浓度范围内，随浓度的提高POD活性增大，当达到最大值时，再增加浓度，POD活性则逐渐降低。烟草叶片水浸提液对水稻种子的化感效应研究为烟稻轮作过程中进一步提高水稻产量的研究提供了依据，由于烟草叶片的低浓度水浸提液对水稻苗高具有抑制作用，且抑制作用不强，这对水稻合理改变株型，降低株高，提高抗倒伏的能力具有重要意义。化感物质不仅可以直接作用于相邻作物，还通过土壤作为介质来影响相邻和下茬作物。针对烟稻的轮作方式，要进一步探究烟草对水稻的化感效应还需要通过盆栽或田间试验来研究烟草释放出的化感物质对水稻各种生理生化指标的影响。

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