藏茴香水提液對青稞種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

沈?qū)帠| 關(guān)海云 韋梅琴

摘要：采用實驗室生物測定的方式，研究藏茴香水提液對14個不同青稞品種種子萌發(fā)和幼苗生長的影響。結(jié)果表明，藏茴香水提液對供試的14個青稞品種的種子萌發(fā)和幼苗生長均有一定的抑制作用，但不同青稞品種間存在差異性。以效應(yīng)指數(shù)為化感作用評價指標(biāo)，結(jié)合聚類分析和葉綠素、丙二醛含量，將14個青稞品種分為6組，其中藏茴香水提液對青稞品種北青8號的化感抑制作用最弱，對青稞品種藏青25號的化感抑制作用最強(qiáng)，總體結(jié)果說明，藏茴香不適合與青稞進(jìn)行倒茬栽培或混種。

關(guān)鍵詞：藏茴香;青稞;化感作用;種子萌發(fā);幼苗生長

中圖分類號：Q945.3 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）07-0092-03

藏茴香（Carum carvi L.）又稱葛縷子，屬傘形科（Umbelliferae）葛縷子屬（Carum）二年生或多年生草本植物，常生于路旁、草原、山溝、河灘及山坡等處，分布于東北、華北、西北、四川、西藏等地[1]。藏茴香兼具食用、香料用及藥用價值，具有很高的經(jīng)濟(jì)價值和開發(fā)潛力[2]。但對于藏茴香的研究主要集中在揮發(fā)油的提取[3]、藏茴香中葛縷酮含量的測定[4-6]以及各種藏藥藥材的研制[7-9]。關(guān)于藏茴香的人工栽培鮮有報道，要進(jìn)行藏茴香的人工栽培，茬口的選擇是必須要考慮的問題，其中植物間的化感作用是影響茬口選擇的主要因素。因此，本試驗擬研究藏茴香水提液對多個青稞栽培品種種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，旨在評價不同青稞栽培品種與藏茴香化感作用的強(qiáng)弱，為藏茴香人工栽培的茬口選擇提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供體材料是采于青海省海東市互助縣威遠(yuǎn)鎮(zhèn)卓扎溝鄉(xiāng)的藏茴香種子，受體材料為青海省栽培的14個青稞品種（表1）。

1.2 試驗方法

1.2.1 供體材料的種植及其水提液的制備 將供體材料藏茴香的種子于2015年4月12日以撒播方式種植于青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院試驗地，10月初采集藏茴香全株，用清水洗凈后自然風(fēng)干，用粉碎機(jī)粉碎，過0.25 mm孔徑篩，稱取100 g放入 1 000 mL 蒸餾水中，25 ℃下浸提24 h，5 000 r/min離心 15 min，再經(jīng)過濾得到干質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的提取液，貯存在4 ℃冰箱中備用。

1.2.2 受體材料的處理 將不同品種的青稞種子用0.5%的KMnO4消毒5 min，用蒸餾水沖洗3次，備用。

1.3 培養(yǎng)與指標(biāo)測定

挑選各個青稞品種中大小一致的種子均勻擺放在鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿擺放30粒，加入15 mL提取液（對照組加15 mL蒸餾水），每個處理3次重復(fù)。將培養(yǎng)皿置于溫度、光照周期為25 ℃、12 h—20 ℃、12 h的人工氣候箱中培養(yǎng)，種子萌發(fā)以胚根突破種皮達(dá)到1/2種子長度為標(biāo)準(zhǔn)，每天補充適量提取液以保持培養(yǎng)皿內(nèi)濾紙的濕度（對照組補充蒸餾水）。每天觀察，從種子萌發(fā)試驗當(dāng)天開始統(tǒng)計并記錄種子發(fā)芽數(shù)。

7 d后統(tǒng)計種子的發(fā)芽率，并挑選第7天萌發(fā)的種子幼苗10株，測定其根長、苗高、根鮮質(zhì)量、苗鮮質(zhì)量，并計算發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。其中各項指標(biāo)的計算方法如下：

發(fā)芽率=（第7天正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)）×100%;

發(fā)芽勢=（第3天正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)）×100%;

發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt（Gt代表在第t天種子的發(fā)芽數(shù);Dt代表相應(yīng)的發(fā)芽時間）;

活力指數(shù)=GI×S（GI為發(fā)芽指數(shù);S為第7天測得的整株幼苗鮮質(zhì)量）。

培養(yǎng)到第7天時，選取各個培養(yǎng)皿中生長一致的青稞幼苗，采集其葉片，測定葉綠素和丙二醛含量。葉綠素含量測定采用乙醇提取法[10];丙二醛含量測定采用硫代巴比妥酸法[10]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所得數(shù)據(jù)用DPS 12.5處理軟件進(jìn)行處理分析，用Williamson提出的化感效應(yīng)指數(shù)（RI）來衡量藏茴香水提液對不同品種青稞的各項測試指標(biāo)的影響：當(dāng)T>C時，RI=（1-C/T）×100%;當(dāng)T 2 結(jié)果與分析

2.1 藏茴香水提液對青稞種子萌發(fā)的影響

由表2可見，藏茴香水提液對不同青稞品種種子的萌發(fā)均有一定的抑制作用。就發(fā)芽率而言，藏茴香水提液對不同青稞品種的抑制率在1.47%～44.68%間，其中對編號為2、11、13青稞品種的抑制率較低，在10.00%以內(nèi)，對編號為14品種的抑制率最高，達(dá)44.68%。就發(fā)芽勢而言，藏茴香水提液對不同青稞品種的抑制率在2.44%～40.63%間，其中對編號為2、5、8品種的抑制率較低，在10.00%以內(nèi)，對編號為14品種的抑制率最高，達(dá)40.63%。從發(fā)芽指數(shù)來看，藏茴香水提液對不同青稞品種的抑制率在3.72%～49.38%間，其中對編號為1、2、5、8、10品種的抑制率較低，在20.00%以內(nèi)，對編號為14品種的抑制率最高，達(dá)49.38%。在活力指數(shù)方面，藏茴香水提液對不同青稞品種的抑制率在6.49%～85.67%間，其中對編號為2、11品種的抑制率較低，在20.00%以內(nèi)，對編號為14品種的抑制率最高，達(dá)85.67%。

2.2 藏茴香水提液對青稞幼苗生長的影響

由表3可見，藏茴香水提液對不同青稞品種幼苗的生長均有一定的抑制作用。就根長而言，藏茴香水提液對不同青稞品種的抑制率在45.09%～79.53%間，其中對編號為3、7青稞品種的抑制率較低，在50.00%以內(nèi)，對編號為14品種的抑制率最高，達(dá)79.53%。從苗高來看，藏茴香水提液對不同青稞品種的抑制率在26.67%～67.90%間，其中對編號為5、7品種的抑制率較低，在30.00%以內(nèi)，對編號為14品種的抑制率最高，達(dá)67.90%。就根鮮質(zhì)量而言，藏茴香水提液對不同青稞品種的抑制率在5.63%～83.35%間，其中對編號為12、13品種的抑制率較低，在10.00%以內(nèi)，對編號為14品種的抑制率最高，達(dá) 83.35%。就苗鮮質(zhì)量而言，藏茴香水提液對不同青稞品種的抑制率在4.85%～71.13%，其中對編號為4、5、12品種的抑制率較低，在10.00%以內(nèi)，對編號為13品種的抑制率最高，達(dá)71.13%。

2.3 藏茴香水提液對青稞葉綠素和丙二醛含量的影響

由表4可見，藏茴香水提液對青稞種子萌發(fā)所形成幼苗的葉綠素含量影響很大，如可使編號為11青稞品種的葉綠素含量較對照減少36.56%，也可使編號為9品種的葉綠素含量較對照增加71.28%，通過對不同處理的葉綠素含量較對照增加率的絕對值大小排序可知，藏茴香水提液對編號為2青稞品種葉綠素含量的影響最小，對編號為3、9、14品種葉綠素含量的影響都較大。從測定的丙二醛含量可見，編號為2、4、5、6、11、12、13青稞品種幼苗中的丙二醛含量較對照下降，說明這些品種對藏茴香水提液造成的“逆境條件”有良好的抗性，反映其對藏茴香的化感作用較弱;而編號為1、3、7、8、9、10、14青稞品種幼苗中的丙二醛含量較對照明顯上升，說明藏茴香水提液對這些品種的細(xì)胞膜已造成了損傷，反映了藏茴香對它們的化感作用較強(qiáng)。

2.4 藏茴香對不同青稞品種化感作用的綜合評價

以響應(yīng)指數(shù)RI值為指標(biāo)，采用聚類分析方法對藏茴香水提液對14個青稞品種的化感作用進(jìn)行綜合評價。由圖1可以看出，在歐式距離33處，可以將所測試的14個品種分為6組，按照抑制的程度從高到低分為以下幾類：第1類為14號品種，藏茴香水提液對其種子萌發(fā)、幼苗生長的抑制率最高，平均達(dá)到71.58%，即化感作用最強(qiáng);第2類是9號品種，藏茴香水提液對其抑制率稍低于14號品種，平均抑制率達(dá)到61.72%，即化感作用強(qiáng);第3類13號品種，藏茴香水提液對其種子萌發(fā)、幼苗生長的抑制率達(dá)到48.61%，即化感作用強(qiáng);第4類為1、6、8、3、10號品種，藏茴香水提液對種子萌發(fā)、幼苗生長的抑制率在43.71%～51.38%之間，平均達(dá)到46.80%，即化感作用較弱;第5類為2、4、5、7、12號品種，藏茴香水提液對其抑制率低，在30.78%～33.18%之間，平均達(dá)到32.36%，即化感作用弱;第6類是11號品種，藏茴香水提液對其抑制率最低，為21.26%，即化感作用最弱。

從生理指標(biāo)來看，藏茴香水提液對青稞幼苗葉綠素含量的影響，由小到大的排序是編號2、7、8、1、5、10、4、6、12、11、13、3、14、 9; 藏茴香水提液對青稞幼苗丙二醛含量的影響，由小到大的排序是編號12、13、6、4、7、1、10、11、5、2、8、9、3、14。以上排序與以抑制率為指標(biāo)形成的綜合分類結(jié)果基本相符，即對9、14號品種的化感作用強(qiáng)。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

藏茴香水提液對不同青稞品種種子的萌發(fā)和幼苗生長均有一定的抑制作用，表現(xiàn)在種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)、發(fā)芽指數(shù)和根長、苗高、根鮮質(zhì)量、苗鮮質(zhì)量的指標(biāo)均較對照有所下降。藏茴香水提液對青稞種子萌發(fā)所形成幼苗的葉綠素含量和丙二醛含量影響很大，但不同的青稞品種間有一定的差異，其中對編號為11品種（北青8號）的抑制率最低，對編號為14的品種（藏青25號）的抑制率最高?？傮w而言，藏茴香水提液對供試的14個青稞品種的種子萌發(fā)和幼苗生長均有抑制，因此，藏茴香不適合與青稞倒茬栽培或混種。

3.2 討論

植物化感作用可降低受體植物種子萌發(fā)率，發(fā)芽率低可能會降低植物在自然群落中的多度，從而抑制植物的生長發(fā)育[12]，藏茴香可以通過釋放化感物質(zhì)抑制青稞種子發(fā)芽和早期生長，從而嚴(yán)重干擾青稞的正常生長，導(dǎo)致青稞減產(chǎn)和品質(zhì)降低。同一供體對不同受體的影響存在顯著差異，這種差異可能是由不同青稞品種的遺傳差異性造成的，這種差異性是篩選不同青稞對藏茴香化感作用強(qiáng)弱的理論依據(jù)。

本試驗僅提取了水溶性的化感物質(zhì)，且只做了青稞種子萌發(fā)測定的室內(nèi)試驗，與自然狀態(tài)下的情況存在差異，今后尚需進(jìn)行盆栽和大田小區(qū)種植試驗， 進(jìn)一步探索藏茴香對植物的化感作用。

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