葎草水浸液对小麦种子萌发和幼苗生长的影响

柴夏华　押辉远

摘要：为了探讨葎草（Humulus scandens）的化感作用，研究了不同浓度葎草水浸液对小麦种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明，低浓度水浸液处理下，小麦种子的萌发和幼苗生长情况与对照组无差异，高浓度水浸液对种子的萌发和幼苗的生长具有抑制作用，且随着浓度的升高，抑制作用在不断地增强。但当浓度为0.200 g/mL时，其对小麦幼苗的生长反而有促进作用。

关键词：葎草（Humulus scandens）；水浸液；小麦生长

中图分类号：S482.8 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）09-2240-04

葎草[Humulus scandens（Lour）Merr]俗称拉拉秧，属桑科植物，一年生草质藤本。主要成分为葎草酮、蛇麻酮、天门冬素、胆碱、木犀草黄素等。具有清热解毒、利尿、止痢等功能，主治肺结核、痢疾、潮热、蛇虫咬伤、肠痈等。作为农田和园林绿化中的重要杂草。葎草在中国分布广泛。除新疆、青海外全国各省均有分布，如能合理利用，变废为宝，使这一杂草得到有效控制的同时还可以充分发挥资源的优势。然而迄今为止，国内学者对葎草的研究还缺乏广度和深度，仅有少数学者将其应用于临床治疗腹泻等症。欧红梅等研究葎草水浸液对植物种子萌发和幼苗生长的影响，发现葎草水浸液对番茄萌发没有明显影响。对矮脚黄、莴苣的影响较显著，说明葎草表现出了植物化感的现象。

植物的化感作用（Allelopathy）是指植物通过向环境释放化学物质，对周围生物的生长发育产生直接或间接的促进或抑制作用。在农业生产和园林绿化中，尽量避免或减少化学农药危害。充分发挥化感物质的优势。应用化感植物来抑制杂草，开发天然农药和生长调节剂。对于农林业的持续发展、保护生态环境以及有效利用资源具有重要的理论和现实意义。陈虹霞等探究不同质量浓度银杏叶聚戊烯醇提取物对小麦种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明，低质量浓度的聚戊烯醇（20、50mg/L）能够促进小麦种子的萌发和幼苗生长，小麦种子的淀粉酶活性增强，根系活力也增强：而高质量浓度（100mg/L）时，效果则相反，淀粉酶活性和根系活力-均降低。为了研究喜旱莲子草组织水浸液的化感作用，张震等运用室内培养皿生物测定法，以喜旱莲子草地上和地下部组织为供体、黑麦草为受体进行研究，发现在喜早莲子草组织水浸液的处理下，黑麦草种子的萌发受到显著的抑制，其终萌发率明显降低，其根和茎的生长也受到明显的抑制。然而，目前关于葎草在生长过程中是否释放出活性物质并影响其他植物的生长研究得较少。本研究通过葎草对小麦种子萌发和幼苗生长的影响，探究葎草的化感作用，以期为研发天然除草剂提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

葎草采自洛阳师范学院校园内，处于盛果期。采集健康新鲜的葎草叶子和叶柄洗净放在-80℃冰箱中保存，次年拿出来备用。受体种子为小麦（Triticum aestivum L）。品种为洛旱7号，来自洛阳市农林科学院金谷王种业公司。

试验仪器主要有ZWY-2102 incubator shaker、LDZX-40KB立式压力蒸汽灭菌锅、DK-98-1型电热恒温水浴锅、SW-CJ-2F型双人双面净化工作台、Thermo Scientific超低温冰箱、POX多段人工气候箱（宁波莱福科技有限公司生产）、TCL冰箱、恒平电子天平MP1100B。

1.2 方法

1.2.1 制备浸液 称取葎草叶和叶柄500g，用研钵将其研碎，加入4000mL去离子水，在摇床中充分摇匀，浸泡48h，在60℃水浴锅中浓缩并用6层纱布过滤制成浓缩液，定义其相对质量浓度为10.000g/mL。最后用去离子水稀释制成浓度梯度为0.025、0.050、0.075、0.100、0.200、0.500、1.000g/mL的水浸液，置于4℃冰箱中备用。

1.2.2 小麦种子萌发 采用恒温箱培养法进行种子萌发试验。选择饱满均匀、大小适中、无病虫害的小麦种子。75%乙醇消毒5min，无菌水清洗3次，每次1min。将与培养皿内径（直径为9cm）相同的两个滤纸放入培养皿中作为发芽床，分别加入50粒小麦种子作为受体种子。取10mL不同浓度葎草水浸液分别加入培养皿中，每个处理重复3次，结果取其平均值。小麦种子在23℃、湿度75%的培养箱中培养，每天浇水（加水量以滤纸表面无水，手压现水为准）。为了使空气流通，要经常翻动小麦种子。每24h观察并记录发芽数目，种子发芽的标准是胚根突破种皮1～2mm。第7天将测定的数据取平均数，计算种子的发芽势、发芽率、苗高等生理指标。

1.2.3 生理指标测定 根据《国际种子发芽规程》的规定，当胚根突出种皮的长度为种子长度的一半即为发芽的种子。将小麦种子在培养期间的发芽及生长的相关数据进行处理，同时根据以下公式计算小麦种子的发芽势、发芽率、发芽指数及活力指数。

发芽势：前3d内发芽的种子数/培养皿中供试种子数×100%：

发芽率=前7d内发芽的种子数/培养皿中供试种子数×100%：

发芽指数（MGi）=∑MGt/Dt，MGt为在测定时间内正常发芽种子数，Dt为相应时间的发芽天数。

活力指数（Vi）=发芽指数×苗长度。

将测定的各项生理指标取其平均值并利用Ex-cel软件进行分析比较。

2 结果与分析

2.1 葎草水浸液对种子萌发的影响

2.1.1 发芽势和发芽率

由图1和图2可知，较高浓度的葎草水浸液对小麦种子的发芽势和发芽率有明显的抑制作用，且浓度越高，抑制作用越强。当质量浓度为10.000g/mL时，处理组与对照组（0g/mL）差异极显著。葎草水浸液完全抑制了种子的萌发。

2.1.2 发芽指数和活力指数 由图3和图4可知，整体来说，葎草水浸液对小麦种子发芽指数和活力指数具有抑制作用。随着浓度的升高，抑制作用也在变强。但当质量浓度为0.200g/mL时，葎草水浸液对活力指数有一定的促进作用，质量浓度再升高，则又表现出极显著的抑制作用。

2.2 葎草水浸液对小麦幼苗生长的影响

2.2.1 根长和苗高 由图5和图6可知，随着浓度的升高，葎草水浸液不仅显著抑制了小麦幼苗根的生长，而且显著抑制了苗的生长，并且小麦幼苗的根长和苗高的变化趋势相似。但是，当浓度为0.200g/mL时，则表现出促进作用。

由图7可知，当浓度梯度为0、0.025、0.050、0.075、0.100g/mL时，葎草水浸液对小麦幼苗的生长无明显影响。整体来说，当浓度梯度为0、0.200、0.500、1.000、10.000g/mL时，葎草水浸液对小麦幼苗的生长有明显的抑制作用。当浓度为0.200g/mL时，葎草水浸液则促进小麦幼苗的生长（图8）。

2.2.2 根的数目和平均干重 由图9和图10可知，整体来看，随着浓度的升高，葎草水浸液对小麦幼苗根的生长和小麦干物质的积累具有抑制作用，但是当浓度为0.200g/mL时，葎草水浸液有利于提高根的数目和平均干重。当浓度为10.000g/mL时，则表现为完全抑制。

2.3 律草水浸液对霉菌的作用

由图11可知，随着葎草水浸液浓度的提高，其抑菌作用逐渐增强，种子发霉率逐渐降低，被污染其对番茄、矮脚黄、莴苣种子萌发和幼苗的影响，浓度梯度为0、0.025、0.050、0.075、0.100g/mL，种子萌发和幼苗生长采用的方法是培养皿滤纸法，结果表明，葎草水浸液对3种种子萌发率的影响存在差异，对番茄萌发没有明显影响，对矮脚黄、莴苣的影响较显著。本研究严格遵循试验的单一变量原则，为了避免自然条件下各种因素的干扰，试验在恒温恒湿培养箱中进行，光照、水分、温度条件均保持一致。先进行浓度梯度为0、0.025、0.050、0.075、0.100g/mL的低浓度试验，经过数据处理，表明这4个浓度的处理样本与对照组差异不显著。在此基础上加大浓度。进行再试验。结果表明。整体来说。葎草水浸液对小麦的萌发和幼苗的生长有抑制作用，且浓度越高，抑制作用越强，但当浓度为0.200g/mL时。其对小麦种子的活力指数和小麦幼苗的生长具有一定的促进作用：当浓度为10.000g/mL时。葎草水浸液对发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、根长、苗高、根的数目及平均干重均具有极显著的抑制作用。由此推测欧红梅等的研究结果中，葎草水浸液对番茄的萌发没有明显影响的原因可能有两个：一是其试验所用的材料浓度较低，二是番茄的耐受性较强。

利用化感物质开发对生态安全的新型除草剂是农业可持续发展的投资重点，也是国际上杂草防除的研究热点。基于本研究结果，可考虑用高浓度葎草水浸液作为绿色除草剂，一方面其成分是纯天然的，一段时间后会自行降解，对环境无危害：另一方面，高浓度的水浸液可以完全抑制种子的萌发，并且制作简单、使用方便、可直接喷洒、效果良好。