3种化感物质对萝卜和莴笋种子萌发的影响

摘要：研究了3种化感物质香草酸、香豆酸和丁香酸对萝卜和莴笋种子发芽率及幼苗生长的影响。结果表明：香草酸和香豆酸各浓度处理对萝卜种子发芽率均无影响，而丁香酸在10-4 mol/L显著降低了萝卜种子发芽率，香草酸和丁香酸均在浓度达到10-4 mol/L时显著抑制莴笋种子的发芽；而香豆酸在10-5 mol/L时显著降低莴笋种子发芽率；3种化感物质对萝卜和莴笋幼苗生长的影响均呈现出随着浓度的升高，其受抑程度增强的趋势；在相同浓度下，3种化感物质对萝卜的抑制效果表现为丁香酸>香豆酸>香草酸，而对莴笋的抑制效果则表现为香豆酸>丁香酸>香草酸。

关键词：化感物质；萝卜；莴笋；种子萌发

化感作用是指一种植物通过向环境释放某些化学物质，在其周围形成一个微环境区域，从而抑制或促进该区域内其他植物（或其他微生物）生长的现象[1]。化感物质是植物化感作用的媒介，主要通过挥发或雨雾、植物表面淋溶、植物根系分泌、植物残体或凋落物分解等4种途径释放并进入环境，被受体植物吸收而起作用[2，3]。香豆素、香草酸、羟基肉桂酸、阿魏酸等属于酚酸类物质，现在均被公认为化感物质[4]。种子的萌发常常被看作是种子植物生命周期的开始，种子的萌发率和萌发速率受环境条件的影响，所有的化感物质都对一些植物的种子萌发产生影响[5]，并且这种影响比对植物生长发育的影响更大[6]。因此，笔者选用3种化感物质香草酸、香豆酸和丁香酸处理萝卜和莴笋种子，研究3种化感物质对萝卜和莴笋种子萌发及幼苗生长的影响，以期比较3种化感物质对这2种受试种子化感效应的强弱。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试萝卜品种枇杷缨全红、莴笋品种科兴3号均购于四川省农业科学院；3种纯化感物质香草酸、香豆酸和丁香酸均购于Sigma公司。

1.2 试验方法

受试种子经浮选后，选取粒大、饱满、大小一致的种子用蒸馏水清洗，晾干后备用。受试植物种子（均50粒）用5.25 g/L次氯酸钠溶液消毒15 min，然后用蒸馏水清洗4次，每次1 min；将受试植物种子放置在垫有2层滤纸、直径为9 cm的培养皿中，香草酸、香豆酸和丁香酸的处理液浓度均设为10-7、10-6、10-5、10-4和10-3 mol/L（3种化感物质处理液的配制：分别称取3种纯化感物质，用蒸馏水溶于容量瓶中配成10-3 mol/L的母液，之后将母液稀释成浓度为10-4、10-5、10-6、10-7 的处理液），对照为蒸馏水，每个处理3次重复，萝卜和莴笋的每个培养皿溶液体积分别为8 mL和5 mL（根据种子大小而定）；然后将培养皿放到人工气候箱，在黑暗、（25±1）℃条件下进行萌发试验。待种子萌发4 d后记录其最终发芽率，测定所有萌发幼苗的根长和苗长，计算其平均值。

1.3 数据处理

采用SPSS（11.5）统计软件进行单因素方差分析和LSD分析（P

2 结果与分析

2.1 3种化感物质对萝卜和莴笋种子发芽率的影响

从表1可以看出，香草酸和香豆酸对萝卜种子发芽率的影响是相同的，与对照相比，香草酸和香豆酸各处理浓度对萝卜种子发芽率均无影响；而丁香酸在10-4 mol/L时种子发芽率显著下降，较对照下降了9%，随着丁香酸浓度升高，其抑制作用增强。

丁香酸和香草酸对莴笋种子发芽率的影响是相同的，与对照相比，丁香酸和香草酸均在浓度达到10-4 mol/L时显著降低莴笋种子的发芽率，分别下降了21.5%和20.5%；而香豆酸在10-5 mol/L时莴笋种子发芽率显著受到抑制，较对照下降了20.5%，随着香豆酸浓度升高，其抑制作用增强，见表1。

2.2 3种化感物质对萝卜和莴笋幼苗生长的影响

由表2可知，3种化感物质对萝卜和莴笋幼苗生长的影响均呈现出随着浓度的升高，其受抑程度增强的趋势。香草酸对萝卜幼苗的根长和苗长发生抑制作用的起始浓度分别为10-3 mol/L和10-6 mol/L，分别较对照缩短了56.9%和16.1%；而香豆酸和丁香酸对萝卜幼苗的根长和苗长发生抑制作用的起始浓度一致，均为10-7 mol/L。在同一浓度下，3种化感物质的抑制效果表现为丁香酸>香豆酸>香草酸。

香豆酸对莴笋幼苗的根长和苗长发生抑制作用的起始浓度分别为10-6 mol/L和10-5 mol/L，分别较对照缩短了30.3%和34.6%；丁香酸对莴笋幼苗的根长和苗长发生抑制作用的起始浓度分别为10-5 mol/L和10-4 mol/L，分别较对照缩短了33.3%和34.6%；而香草酸对莴笋幼苗的根长和苗长无影响。在同一浓度下，3种化感物质的抑制效果表现为香豆酸>丁香酸>香草酸，见表2。

3 小结

通过室内模拟实验，研究了3种化感物质香草酸、香豆酸和丁香酸对萝卜和莴笋种子萌发及幼苗生长的影响，结果表明香草酸和香豆酸各处理浓度对萝卜种子发芽率均无影响，而丁香酸在10-4 mol/L显著降低了萝卜种子发芽率，香草酸和丁香酸均在浓度达到10-4 mol/L时显著抑制莴笋种子发芽；而香豆酸在10-5 mol/L时显著降低莴笋种子发芽率。3种化感物质对萝卜和莴笋幼苗生长的影响均呈现出随着浓度的升高，其受抑程度增强的趋势，在相同浓度下，3种化感物质对萝卜的抑制效果表现为丁香酸>香豆酸>香草酸，而对莴笋的抑制效果则表现为香豆酸>丁香酸>香草酸，这可能与受试植物的种类有关。

这与田间实际情况还有较大的差异，因为在自然条件下，化感物质在土壤中要转移、转化和被微生物降解，可能会改变其化感强度[7]。因此，合理的田间试验设计对于进一步确定纯化感物质在土壤中的实际临界浓度将具有重要的意义。

参考文献

[1] Rice E L.Allelopathy[M].2nd ed.Orlando：Academic Press，1984：1-2.

[2] 何华勤，梁义元，贾小丽，等.酚酸类物质的抑草效应分析[J].应用生态学报，2004，15（12）：2342-2346.

[3] 孔垂华，胡飞.植物化感相生相克作用及其应用[M].北京：中国农业出版社，2001：125-143.

[4] Chon S U， Choib S K， Jung S， et al. Effects of alfalfa leaf extracts and phenolic allelochemicals on early seedling growth and root morphology of alfalfa and barnyard grass[J].Crop Protection，2002（21）：1077-1082.

[5] 杨期和，叶万辉，廖富林，等.植物化感物质对种子萌发的影响[J].生态学杂志，2005，24（12）：1459-1465.

[6] Weir T L， Park S W， Vivanco J M. Biochemical and physiological mechanisms mediated by allelochemicals[J]. Curr Opin Plant Biol，2004，7：472-479.

[7] 韩庆华，马永清.小麦秸秆中生化他感化合物的研究概况[J].中国生态农业学报，1994，2（4）：71-76.