核桃凋落叶浸提液和腐解液对萝卜种子萌发及其生理特性的影响

罗晓波，熊 皎，罗 艳

(1.四川省自然资源科学研究院，四川 成都 610024;2.峨眉山生物资源实验站，四川 峨眉山 614201，3.西昌市国土资源局,四川 西昌 615000)

目前已有大量研究证明，核桃枝或叶水浸液对作物种子萌发及幼苗生长有影响[1-3]，但对于其影响种子萌发的内在作用机制的研究还未见报道。本试验选用核桃栽培区常见作物萝卜(RaphanussativusL)为受体植物，研究核桃凋落叶浸提液和不同时间段腐解液浸种对萝卜种子的萌发及萌发过程中某些生理特性的影响，以期为揭示核桃凋落叶浸提液和腐解液作用影响萝卜种子的萌发内在作用机制提供参考。

1 材料与方法

核桃凋落叶取自四川农业大学实验林场10 a生核桃林中，于2107年11月秋末冬初时节选取自然凋落到地表的干净、未分解腐烂的叶片；受体植物萝卜的品种为“板叶满身红”，取自核桃叶凋落后常种植于该核桃林下的园地作物萝卜，萝卜种子由四川种都种业有限公司提供。

参照马世荣等[4]的研究方法和培养皿滤纸法，种子发芽指标测定按种子检验原理和技术[5]进行；生理生化指标参照王海华等[6]的研究方法，超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮蓝四唑法[7]；过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚法[8]；过氧化氢酶(CAT)活性采用紫外分光光度法[9]。膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量：采用硫代巴比妥酸加热显色法测定[8]。

采用SPSS 17.0软件对数据进行单因素方差分析(One-way ANOVA)，用最小显著差数法(LSD法)进行多重比较，显著性水平为α=0.05。

2 结果与分析

2.1 不同浓度核桃凋落叶浸提液和腐解液对萝卜种子萌发的影响

由表1可以看出，不同浓度核桃凋落叶浸提液和腐解液都会降低萝卜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数，延长平均发芽天数，同时，不同浓度的处理液对萝卜种子发芽率影响的变化规律与发芽势、发芽指数和活力指数的变化规律相似，均表现出随处理液浓度(25%、50%、75%)的升高，抑制作用逐渐加强的变化规律。

表1不同浓度核桃凋落叶浸提液和腐解液对萝卜种子萌发的影响

Tab.1 Germination index of radish seeds treated by different concentrations of walnut leaf litter water extracts and decomposition liquids

处理Treatments发芽率Germination rate(%)发芽势Germination energy(%)发芽指数Germination index活力指数Vigor index平均发芽天数LMIT(d)CK92.00±2.00a86.67±2.91a27.83±1.10a3.42±0.16a2.03±0.05cEL90.00±3.06ab73.33±3.53a16.72±0.80b2.48±0.08b2.97±0.23bEM74.00±5.29b36.00±7.02b10.55±0.90c1.33±0.11c3.62±0.17aEH50.67±8.67c25.33±8.82b7.28±1.40c0.67±0.04d4.20±0.30aCK92.00±2.00a86.67±2.91a27.83±1.10a3.42±0.16a2.03±0.05dD1L82.67±1.16ab33.33±3.06b14.12±0.87b1.99±0.09b3.27±0.13cD1M64.00±4.00b5.55±1.16c7.10±0.75c0.70±0.04c4.80±0.14bD1H41.33±2.31c2.67±1.16c4.29±0.40d0.28±0.03d5.12±0.18aCK92.00±2.00a86.67±2.91a27.83±1.10a3.42±0.16a2.03±0.05dD2L80.67±3.53b19.30±6.96b14.00±0.64b1.94±0.08b3.23±0.02cD2M55.33±0.67c3.33±1.33c6.54±0.03c0.73±0.05c4.47±0.02bD2H36.00±2.31d2.67±0.67c3.70±0.29d0.23±0.02d5.21±0.09a

注：CK.对照(不添加浸提液和腐解液)；E、D1、D2分别表示凋落叶浸提液、凋落叶20 d腐解液、40 d腐解液；L、M、H分别表示25%、50%、75%浓度处理；表中数据为3次重复的平均数±标准差，同列数据后不同小写字母代表在0.05水平上差异显著，下同。

2.2 不同浓度核桃凋落叶浸提液和腐解液对萝卜种子幼苗生长的影响

由表2可知，不同浓度核桃凋落叶浸提液和腐解液对萝卜种子幼苗根长、苗高和鲜重的影响差异显著，且均表现出“低促高抑”的双重浓度效应。总体上，核桃凋落叶浸提液和腐解液对幼苗生长的化感作用随处理液浓度的增加而升高，抑制作用增强，反之，随浓度的降低，抑制作用减弱，甚至表现为促进作用。其抑制作用强度顺序为：根长>鲜重>苗高，对地下部分的抑制作用大于地上部分。

2.3 核桃凋落叶浸提液和腐解液对萝卜种子中抗氧化保护酶活性和丙二醛含量的影响

由图1可知，随着核桃凋落叶浸提液和腐解液质量浓度的增加，萝卜种子中POD活性和CAT活

表2不同浓度核桃凋落叶浸提液和腐解液对萝卜幼苗生长指标的影响

Tab.2 Effects of the different concentrations of walnut leaf litter water extracts and decomposition liquids on the growth index of radish seedlings

处理Treatments根长Root length(cm)苗高Seedling length(cm)鲜重Fresh weight(g)CK6.45±0.31b5.07±0.24c0.1228±0.006bEL9.33±0.29a7.56±0.23a0.1485±0.005aEM5.53±0.46c6.41±0.53b0.1152±0.007bEH2.76±0.18d3.98±0.27d0.0926±0.006cCK6.45±0.31b5.07±0.24c0.1228±0.006bD1L9.23±0.49a7.98±0.38a0.1412±0.007aD1M4.76±0.28c6.05±0.35b0.0982±0.006cD1H1.94±0.19d3.11±0.30d0.0659±0.006dCK6.45±0.31b5.07±0.24c0.1228±0.006abD2L9.22±0.36a6.83±0.26a0.1383±0.005aD2M5.23±0.36c5.91±0.41b0.1119±0.008bD2H1.81±0.18d2.14±0.21d0.0622±0.006c

性均表现出减弱的变化规律，且在各浓度处理下POD活性和CAT活性抑制作用差异均显著(P<0.05)，而SOD与POD和CAT活性随处理液种类和浓度不同变化规律并不一致，随处理液浓度的升高POD和CAT活性受抑制作用逐渐增强(RI<0)，SOD活性总体上随处理液浓度的升高而升高，表现出促进作用(RI>0)。

各处理萝卜种子MDA含量均显著高于CK(P<0.05)，且有随着处理液浓度增大而增大的趋势。表明核桃凋落叶浸提液和腐解液可使萝卜种子膜脂过氧化明显加重(图1)。

3 讨论

3.1 核桃凋落叶浸提液和腐解液对萝卜种子萌发的影响

本研究发现，核桃凋落叶腐解液和浸提液不仅使萝卜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数降低，而且延长了平均发芽天数，抑制了种子的萌发过程，并且，随处理液浓度升高，抑制效应逐渐增强。核桃凋落叶各处理液对种子幼苗根长、苗高和鲜重的影响差异显著，且均表现出“低促高抑”的双重浓度效应，植物化感物质引起种子劣变和活力降低而导致萌发率降低和萌发推迟，而且表现出明显的浓度效应[10]。

图1 核桃凋落叶浸提液和腐解液处理下萝卜种子抗氧化保护酶活性和丙二醛含量的变化注：图中方柱上不同字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

3.2 核桃凋落叶浸提液和腐解液对萝卜种子体内保护酶活性及生物膜系统的影响

本试验结果表明，随着核桃凋落叶浸提液和腐解液质量浓度的增加，萝卜种子中POD和CAT活性均表现出减弱的变化规律，而SOD活性总体上随处理液浓度的升高而升高，表现出促进作用(RI>0)，各处理MDA含量较CK而言表现出显著的升高趋势。说明萝卜种子在化感胁迫下抗氧化酶系统产生积极的响应，但当胁迫压力超出一定范围时，其调节能力有限，酶结构遭受破坏导致体内积累了过量的活性氧自由基，这些自由基又引起膜过氧化，产生大量MDA，进而导致种子代谢及生理功能出现紊乱，种子萌发受到显著抑制。

4 结论

在本试验中，核桃凋落叶浸提液和腐解液通过影响萝卜种子内抗氧化保护酶系统平衡，降低了自身清除自由基能力，破坏了其活性氧平衡，导致膜脂过氧化，破坏膜系统，种子代谢及生理功能出现紊乱，最终种子萌发受到显著抑制。同时种子受抑制程度在一定的时间范围内，也随凋落叶腐解时间的延长而呈增强趋势。因此在生产实践中，减少单位面积上土壤表面核桃凋落叶的堆积量，可以有效减弱对其他植物生长的影响。