不同浓度杨梅树皮浸提液对白菜种子的化感效应

熊静，朱成磊，万志兵，伍汉斌

（黄山学院生命与环境科学学院，黄山 245041）

不同浓度杨梅树皮浸提液对白菜种子的化感效应

熊静，朱成磊，万志兵，伍汉斌

（黄山学院生命与环境科学学院，黄山 245041）

以白菜种子为受体，采用生物测定的方法，研究了杨梅树皮化感效应。结果表明，不同浓度杨梅树皮浸提液对白菜种子的发芽势、发芽指数表现为抑制作用，且浓度越高抑制作用越明显，在发芽率和活力指数方面呈现出“低促高抑”现象，当浓度为0.4 g·mL-1时，促进作用转变为抑制作用；对白菜幼苗的茎生长表现出促进作用，且低浓度促进作用显著，对根生长表现为抑制作用，且高浓度抑制作用显著。综上说明，杨梅树皮浸提液中存在化感物质，且其化感物质对白菜各项生理指标的化感效应和作用强度均不同。

杨梅；树皮；化感作用；果粮间作；生物测定

杨梅（Myrica rubra）属于杨梅科杨梅属小乔木或灌木植物，又称圣生梅、白蒂梅、树梅。杨梅是我国南方的特产果树并且被作为一种经济果树栽培[1]，记载的野生种生长史有7000多年，人工栽培史也有2000多年[2]。主要分布于长江流域以南各地，主产区包括浙江、江苏、福建、湖南、江西及广东等省[3]。

随着人口的剧增，土地利用率不断提高，为适应这一发展，农林复合经营逐渐成为林、林业生产发展的重要方向，而果粮间作即是农林业系统的群落类型之一[4]。林（果）粮间作也逐渐成为现代农林复合生态系统的重要形式，并以其高产、高效和稳定的生态经济效益被广泛应用于生产实践。但是，由于化感作用引起的种间关系不协调将导致林（果）粮间作中作物生长受挫，总体效益下降。化感作用是指植物争夺土壤中的养分、空间及竞争生态位而形成的对外界环境的一种适应机制[5]，通过向环境释放次生代谢产物即化感物质而实现，引起植物的相克或相生。因此，化感效应的研究有利于深入认识种间关系，对林（果）粮间作中选择适宜的间作模式，提高作物产量、生态效益和经济效益具有重要的指导意义[6-7]。

传统的化感作用的研究多集中在植物的各种器官上。现已证实，核桃叶水提取物的化感作用能够影响莴笋、小麦等作物的正常生长发育；杜仲叶水提液浓度越高，对大豆、绿豆和辣椒种子萌发及幼苗生长的化感抑制作用越强[8]；不同作物根系对黄瓜种子萌发和幼苗生长均表现出一定的促进或抑制作用[9]。杨梅作为一种具有药用价值的植物和良好的果粮间作树种，在考虑选择间作物时应涉及到杨梅对林下农作物的化感作用，但人们的研究多侧重在探究其杨梅素、黄酮类、酚类、苷类等内含物等各方面的作用[10-14]。而在化感作用方面的研究目前鲜有报道。因此，以白菜种子为受体，探究杨梅树皮不同浓度提取物对白菜种子的化感效应，根据其对白菜种子萌发、幼苗生长等各方面生理指标的影响了解杨梅树皮的化感效应，对杨梅的果粮间作加以调节和改善，为进一步利用化感作用奠定了基础。

1 材料与方法

1.1 材料

2015年4 月中旬于安徽省黄山市屯溪区黄山学院南区采集的杨梅树枝皮。清洗、晾干后备用。实验白菜种子为536小白菜，由江西省丰城市航城种业有限公司生产，纯度96%，净度98%，含水量≤7%，发芽率≥85%。实验所用甲醇、乙醚均为分析纯。

1.2 方法[15]

将杨梅树枝皮（200 g）放入研钵中加入5 mL甲醇研磨，加入 1 L 80%甲醇溶液浸提24 h，过滤后保留上清液；再向滤渣中加入1 L的80%乙醚浸提24 h，过滤后保留上清液；合并两次上清液，于35℃烘箱中挥干，加去离子水配成1 g·mL-1的母液，置于4℃冰箱保存备用。

用去离子水将树枝皮母液稀释为10%，20%，40%，60%，80%，100%六个浓度梯度，每个梯度20 mL溶液。在培养皿（Φ=9 cm）的底部铺上2层滤纸，将白菜种子均匀分布在培养皿芽床上，每个培养皿中加入某种浓度浸提液5 mL，对照组加入等量的去离子水。一共7个处理，每个处理3个重复。所有操作完成后，将培养皿置于光照培养箱中，光周期条件为：12 h光照，12 h黑暗；温度：25℃。培养48 h统计发芽数（长出子叶为准），72 h测定根长、茎长，统计发芽数。

1.3 性状测定

根据发芽数、根长、茎长，计算发芽率、发芽势、发芽指数、根长抑制指数和茎长抑制指数。

发芽率（GR）=发芽终期（72 h）全部正常发芽粒数/供检种子粒数）。（以第3天累计发芽种子数计算）

发芽势（GP）=发芽初期（48 h）正常发芽粒数/供检种子粒数。（以第2天累计发芽种子数计算）

发芽指数（GI）=∑（Gt/Dt）

活力指数（VI）=S×∑（Gt/Dt）[16]

式中：Gt为不同时间的发芽数；Dt为相应的发芽日数。S为一定时期内幼苗长度（mm）。（实验取第3天幼苗的茎长为S值）

根长抑制指数、芽长抑制指数：发芽试验结束后，以每株苗的平均根长或芽长计算。

根长抑制指数（或芽长抑制指数）=（对照长度-处理长度）/对照长度。

1.4 数据处理

利用Excel 2013进行数据记录、计算处理、分析，用GraphPad Prism 5进行多重比较和方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度杨梅树皮浸提液对白菜种子萌发的影响

2.1.1 对发芽率的影响

发芽率是衡量种子质量好坏的重要指标，可以显示种子胚的活性。由表1可知，不同浓度杨梅树皮浸提液对白菜种子的萌发总体表现为“低促高抑”作用。当浓度≤0.2 g·mL-1时，各浓度梯度发芽率高于对照组，表现促进作用，当浓度＞0.2 g·mL-1时，随着浸提液浓度的提高，抑制作用逐渐增强。其中0.1 g·mL-1和0.2 g·mL-1的低浓度浸提液处理组白菜种子发芽率略高于对照组，分别达到了94.87%和93.80%，当浓度达到0.4 g·mL-1时，发芽率比对照组降低了11.24%，但三者之间差异均不显著。当浓度≥0.6 g·mL-1时，各浓度梯度发芽率低于对照组，且与对照组差异极显著，0.6 g·mL-1处理组发芽率与 0.8 g·mL-1、1.0 g·mL-1处理组之间差异显著。表明随着杨梅树皮浸提液浓度的逐渐升高，对白菜种子的萌发产生了先促进后抑制的作用，低浓度浸提液促进作用不显著，高浓度浸提液抑制作用显著。

2.1.2对发芽势的影响

发芽势是检验种子发芽整齐度的重要指标。通过表1可知，与对照组相比，白菜种子的发芽势均低于对照组，且随着树皮浸提液浓度的逐渐提升，白菜种子的发芽势逐渐降低，说明在发芽初期，随着杨梅树皮浸提液的浓度逐渐增大，抑制作用逐渐加强。通过分析可得，浓度为0.6 g·mL-1和1.0 g·mL-1时，种子的发芽势最低为0。随着浓度的降低，其发芽势有不同程度的提高，呈负相关关系。在浓度≥0.1 g·mL-1时，白菜种子的发芽势与对照组差异极显著，均表现出显著抑制作用，其中浓度为0.2 g·mL-1处理组抑制作用最弱，与0.1 g·mL-1和0.4 g·mL-1处理组两两比较差异不显著；与0.1 g·mL-1处理组相比，浓度为0.4 g·mL-1和0.8 g·mL-1处理组发芽势分别降低了24.17%和26.37%，且差异极显著。表明在白菜种子的发芽初期，杨梅树皮浸提液能显著抑制其萌发，且浓度越大，抑制作用越明显。

2.1.3 对发芽指数的影响

与对照组相比，随着浸提液浓度的逐渐升高，发芽指数曲线呈缓慢下降趋势，说明杨梅树皮浸提液对白菜种子的发芽抑制作用，且随浓度的升高抑制作用逐渐增强。其中，各浓度的杨梅树皮浸提液处理组白菜种子发芽指数均低于对照组，且与对照组差异极显著；0.1 g·mL-1处理组与0.2 g·mL-1处理组之间差异不显著但其与0.4 g·mL-1处理组差异显著，与浓度≥0.6 g·mL-1处理组差异极显著。说明白菜种子发芽指数随杨梅树皮浸提液浓度上升而逐渐降低，表明随着杨梅树皮浸提液浓度的逐渐提高，对白菜种子发芽指数抑制作用逐渐增强。

2.1.4 对活力指数的影响

种子活力是决定种子在发芽和出苗期间的活性水平和行为的那些种子特性的综合表现。由表1可见，杨梅树皮浸提液对白菜种子活力指数表现出“低促高抑”的现象。当浸提液浓度≤0.2 g·mL-1时表现为促进作用，浓度升高，促进作用增强，当浸提液浓度＞0.2 g·mL-1时表现为抑制作用，抑制作用随浓度升高逐渐增强。其中浓度为0.2 g·mL-1的处理组活力指数与对照组在0.05水平上差异显著，与0.1 g·mL-1处理组差异不显著。当浓度≥0.4 g·mL-1时，活力指数与对照组相比在0.01水平上差异极显著，当浓度为0.8 g·mL-1和1.0 g·mL-1时，活力指数仅为33.30和24.64，与浓度为0.4 g·mL-1处理组差异极显著。说明不同浓度杨梅树皮浸提液对白菜种子的活力指数影响不同，当浓度低于0.2 g·mL-1时，能提高白菜种子的活力指数，且0.2 g·mL-1处理组能达到显著水平；当浓度高于0.4 g·mL-1时，杨梅树皮浸提液能显著降低白菜种子的活力指数，且浓度越大，抑制作用越显著。

表1 不同浓度杨梅树皮浸提液对白菜种子发芽影响Table 1 The effect of different concentrations of extract liquid of Myrica rubra bark on the cabbage seed’s germination

2.2 不同浓度杨梅树皮浸提液对幼苗生长的影响

2.2.1 对根长的影响

由表2可知，杨梅树皮浸提液对根系生长总体上呈抑制作用，随着浓度的升高，抑制作用逐渐增加。当浓度≥0.2 g·mL-1时，抑制程度缓慢增加，当浓度从0.8 g·mL-1提高到1.0 g·mL-1时，抑制作用有所降低。浓度为0.1 g·mL-1和0.2 g·mL-1处理组根长抑制指数分别为42.06%和72.9%，与对照组差异极显著，两者之间差异显著。当浓度≥0.4 g·mL-1时，各浓度浸提液对白菜种子的根长均表现为抑制作用，抑制指数均达到80%以上，与对照组差异极显著，各组间差异不显著。说明不同浓度杨梅树皮浸提液对白菜种子根长的生长有抑制作用，且随着浸提液浓度的逐渐增加，抑制作用更加显著，当浓度≥0.4 g·mL-1时，抑制作用强度不随浓度的升高而增加，而维持在一个稳定水平。

2.2.2 对茎长的影响

与对照组上相比，杨梅树皮浸提液对白菜幼苗茎长的生长有促进作用，浓度≤0.2 g·mL-1时，促进作用随浓度升高逐渐增强，当浓度＞0.2 g·mL-1时，促进作用随浓度升高逐渐减弱，当浓度从0.8 g·mL-1提升至1.0 g·mL-1时，促进作用又有所提升。由表2可知，当浓度为 0.2 g·mL-1时，茎长促进指数为110.37%，与对照组相比差异极显著，与0.1 g·mL-1处理组差异不显著；0.1 g·mL-1处理组茎长促进指数为86.91%，与对照组差异显著；当浓度为≥0.6 g·mL-1时，各浓度茎长促进指数分别为29.39%、9.45%和22.84%，与对照组差异均不显著。说明杨梅树皮浸提液对白菜幼苗茎长的生长有促进作用，且浓度为0.1 g·mL-1和0.2 g·mL-1处理组促进作用显著。

表2 不同浓度杨梅树皮浸提液对白菜幼苗生长的影响Table 2 The effect of different concentrations of extract liquid of Myrica rubra bark on the growth of the cabbage seedling

3 结论与讨论

化感物质广泛存在于植物器官内，这些物质虽然很少，但能强烈影响植物自身或其他植物的生长。化感物质进入环境的方式较多，主要有根分泌、淋溶、挥发和植物残体分解等方式[18]。化感物质的测定一般通过其提取物对非休眠植物生长的影响来确定，白菜对生化物质的反应较为敏感，国内外常用其作为受体植物反映化感作用的强弱[19]。因此，以白菜种子为试验对象，采用溶剂提取法提取杨梅树皮中的物质，生物测定的结果表明，杨梅树皮的甲醇乙醚浸提液对白菜种子的萌发及生长有一定的影响，主要表现为低浓度促进，高浓度抑制作用。

有研究发现，高浓度的化感物质对植物的生长有抑制作用，低浓度的化感物质不影响或者促进植物生长[20-23]，但对于具体在什么浓度范围是促进作用，浓度升高到什么程度时表现抑制作用，需要做进一步的研究[24]。研究结果发现，在种子萌发方面，当浓度≤0.2 g·mL-1时，杨梅树皮浸提液对白菜种子的发芽率和活力指数均有促进作用，且浓度升高，促进作用增加，浓度提升为0.4 g·mL-1时，促进作用转变为抑制作用，且抑制作用随浓度的提升而逐渐增强。在幼苗生长方面，杨梅树皮浸提液对白菜幼苗根的生长均表现为明显的抑制作用，当浓度≤0.2 g·mL-1时，浸提液对白菜幼苗茎的生长有促进作用，且浓度越高促进作用越大，当浓度提升为0.4 g·mL-1时，促进作用逐渐降低但未表现出抑制作用，可见，对于同一受体植物，同种化感物质从促进作用转变为抑制作用的浓度值不同，这与王晓英等的古树的化感作用研究结果类似[23]。有研究表明[24]，当植物幼苗受到低浓度物质的化感胁迫时，幼苗体内的SOD（超氧化物歧化酶）、POD（过氧化物酶）活性和MDA（丙二醛）含量均会增加，对体内过氧化产物进行转化，从而对种子萌发和幼苗生长产生一定的促进作用。当化感物质浓度增大到一定值时，POD活性降低，导致活性氧积累，细胞膜的通透性改变，而导致抑制种子萌发和幼苗的生长的结果。综上所述，杨梅树皮中含有能抑制白菜种子萌发及幼苗生长的化感物质，有研究表明[25]，杨梅树皮中含有黄酮类，单宁类和三萜类物质，大量实验说明，黄酮类的山奈酚，杨梅苷和槲皮素均为典型的化感物质[26-28]，而且这些物质均能溶解于甲醇和乙醚溶剂中，因此，猜测正是这些物质对白菜种子的萌发及生长产生影响，但对于具体为哪种物质，还需做进一步的研究讨论。

谢苑等[29]指出土壤微生物和土壤矿物质元素作用可导致化感作用发生改变，可由促进作用变为抑制作用或由抑制作用变为促进作用。由于实验采用室内人工培育的方法，没有考虑到在自然状态下的土壤物质作用等诸多因素的影响，所以，研究结果与自然条件下生长结果可能会有所不同，且仅对幼苗阶段的生长状况做了部分研究，对于其整个生命周期的影响还需做进一步探讨。另外，不同实验受体对同种化感物质表现出来的化感作用不同[23，30-31]，还需进一步探讨杨梅树皮化感物质在不同农作物的各项生理指标上的影响，从而选择最佳间作物。

因此，在实际生产中应根据其表现出来的不同的化感效应，充分利用其促进作用，尽量降低或者消除不利作用，使其能被很好的利用起来，真正发挥作用。另外，在果粮间作种植中，还可以通过合理密植，增加间作宽带，定期深翻土壤，加强水肥管理、清理枯枝落叶等措施来降低化感作用，促进果粮双丰收，达到可持续发展目标。

［1］ 吴亚梅，陈健，李维锋，等.杨梅的综合研究与利用［J］.食品科学，2007，10（10）：75-78.

［2］ 李三玉，李兴军，胡东维，等.杨梅花芽发端期间芽体和叶肉细胞内钙调素的分布［J］.科技通报，2002，18（2）：137-141.

［3］ 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志：（第二十一卷）［M］.北京：科学出版社，1979.

［4］ 熊文愈.林农复合生态系统学术讨论会论文集（林农复合生态系统的类型和效益）［M］.哈尔滨：东北林业大学出版社，1988.

［5］ 郭兰萍，黄璐琦，蒋有绪，等.苍术根茎及根际土水提物生物活性研究及化感物质的鉴定［J］.生态学报，2006，26（2）：528-535.

［6］ 王大力.水稻化感作用研究综述［J］.生态学报，1998，18（3）：104-112.

［7］ 阎飞，杨振明，韩丽梅.植物化感作用（Allelopathy）及其作用物的研究方法［J］.生态学报，2000，20（4）：692-696.

［8］ 田楠，刘增文，李俊，等.林（果）粮间作中树木枯落叶对小麦发芽期和苗期的化感效应［J］.中国生态农业学报，2013，21（6）：707-714.

［9］ 由海霞，梁银丽，吕文，等.不同作物根系分泌物对黄瓜的化感作用［J］.西北农林科技大学学报：自然科学版，2006，34（6）：101-105.

［10］ 刘传菊.杨梅中酚类物质的分离、分析、特性及应用研究［D］.武汉：华中农业大学，2008.

［11］ 夏其乐，陈健初，吴丹.杨梅叶提取物抗氧化活性的研究［J］.食品科学，2004，25（8）：80-83.

［12］ 黄海智.杨梅酚类化合物抗氧化和抗癌功能及机理研究［D］.杭州：浙江大学，2015.

［13］ 佟岩，王淑君，周晓棉，等.杨梅素对小鼠被动皮肤过敏反应的影响［J］.沈阳药科大学学报，2009，26（10）：822-825.

［14］ 曹建平.杨梅黄酮对人肝癌细胞HepG2自噬的诱导作用及其机制研究［D］.杭州：浙江大学，2015.

［15］ 肖薪龙，张晨，海燕，等.利用两种溶剂浸提探究苦荞各部分化感效应［J］.西北农业学报，2011，20（1）：153-158.

［16］ 何海洋，胡春芹，丁强强，等.不同pH对光皮桦种子萌发及幼苗生长的影响［J］.西南林业大学学报，2013，10（5）：29-33.

［17］ 杨田甜，杜海荣，陈刚，等.植物化感作用的研究现状及其在农业生产中的应用［J］.浙江农业学报，2012，24（2）：343-348.

［18］ Butcko V M，Jensen R J.Evidence of tissue-specific allelopathic activity in Euthamia graminifolia and Solidago canadensis（Asteraceae）［J］.American Midland Naturalist，2002，148（2）：253-262.

［19］ 孙岩，全炳武.模拟酸雨胁迫对3种玉米幼苗的伤害及其敏感性反应［J］.延边大学农学学报，2010（3）：181-184.

［20］ 李键，洪滔，林晗，等.人工栽培雷公藤水浸提液对杉木种子发芽的化感效应［J］.北华大学学报：自然科学版，2010，11（4）：353-356.

［21］ 贾黎明，翟明普，尹伟伦，等.油松、辽东栎混交林中生化他感作用的研究［J］.林业科学，1995，31（6）：491-498.

［22］ 丁国昌，曹光球，林思祖，等.2种杉木化感物质对杉木种子萌发的化感效应［J］.福建农林大学学报，2007，36（2）：134-137.

［23］ 王晓英，冯殿齐，张元湖，等.古树对萝卜、白菜化感作用的生物测定和作用机制研究［J］.山东农业大学学报：自然科学版，2013，44（3）：333-339.

［24］ 胡远彬.茎直黄芪的化感作用及抗氧化性研究［D］.杨凌：西北农林科技大学，2013.

［25］ Matsuda H，Morikawa T，TAO J，et al.Bioactive constituents of Chinese natural medicines，Ⅶ，Inhibitors of degranulation in RBL-2H3 cells and absolute stereostructures of three new diaryheptanoid glycosides from the bark of Myrica ruba［J］.Chemical and Pharmaceutical Bulletin，2002，50（2）：208-215.

［26］ 夏其乐，陈健初，吴丹.杨梅叶提取物抗氧化活性的研究［J］.食品科学，2004，25（8）：80-83.

［27］ 董悦涵.杨梅树皮提取物中总黄酮快速分析方法研究［J］.南方农业学报，2011，42（10）：1263-1266.

［28］ 李国成，陈楚雄，罗嘉玲，等.杨梅叶降血糖有效部位的化学成分研究［J］.中草药，2011，42（5）：863-865.

［29］ 谢苑，高素萍.白三叶水浸液对高羊茅种子萌发及幼苗生长的影响［J］.安徽农业科学，2008，36（9）：3616-3618.

［30］ 杜吉到，屈春媛，李明，等.PEG模拟干旱胁迫对芸豆萌发的影响［J］.黑龙江八一农垦大学学报，2015，26（5）：1-5.

［31］ Pandey D K，Kauraw L P，Bhan V M.Inhibitory effect of parthenium （Parthenium hysterophorus L.）residue on growth of water hyacinth（Eichhornia crassipes mart solms）.Ⅰ.Effect of leaf residue［J］.Journal of Chemical Ecology，1993，19：2651-2662.

Allelopathic Effect of Different Concentrations of Myrica rubra Bark Extract Liquid on Cabbage Seed

Xiong Jing，Zhu Chenglei，Wan Zhibing，Wu Hanbin
（College of Life and Environment Science，Huangshan University，Huangshan 245041）

The allelopathic effects of extracts from the bark of Myrica rubra on cabbage seeds were studied by adopting the bioassay method.The results showed that different concentrations of extract liquid of Myrica rubra bark had a negative effect on germination potential and germination index of cabbage seeds and the higher the concentration was the stronger the inhibition became.It also had effect on the germination rate and vigor index and the effect showed the“Hormesis effect”，when the concentration reached 0.4 g·mL-1，the promotion was changed into inhibition.It had a positive effect on the growth of stem and the promoting effect was conspicuous.It had a negative effect on the growth of root and the inhibiting effect of the high concentration was conspicuous.In conclusion，there were some allelochemicals that had allelopathic influence and different strength of the physiological indexes of cabbage seeds.

Myrica rubra；tree bark；allelopathy；fruit-crop planting；bioassay

Q945.3

A

1002-2090（2017）02-0074-05

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.02.015

2016-05-16

安徽省优秀青年人才支持计划重点项目（gxyqZD2016306）；安徽省教育厅自然科学研究项目（KJ2016A682）；安徽省大学生创新训练项目。

熊静（1994-），女，黄山学院生命与环境科学学院林学专业2013级本科生。

万志兵，男，副教授，E-mail：wanzb626@hsu.edu.cn。