丁秀玲，康建宏，吳宏亮，李成軍，許強

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川，750021）

西瓜根系浸提物對不同作物種子萌發(fā)的化感效應(yīng)

丁秀玲，康建宏，吳宏亮，李成軍，許強

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川，750021）

以黃瓜、西瓜、南瓜、西葫蘆、番茄、蘿卜、小麥、胡麻、芝麻、蓖麻、花豆、綠豆為受試作物。研究了西瓜根系水浸提物對各個受試作物的發(fā)芽、根質(zhì)量及苗質(zhì)量的化感作用。結(jié)果表明，西瓜根系浸提物對不同作物的各個器官均有影響，其中對黃瓜和小麥種子的發(fā)芽和苗質(zhì)量的增加均有促進作用，但效應(yīng)不顯著；對花豆種子的發(fā)芽和根質(zhì)量的增加以及對辣椒根質(zhì)量的增加也表現(xiàn)出促進作用，但效應(yīng)不顯著；對綠豆根質(zhì)量的增加有顯著的促進作用，對蘿卜苗質(zhì)量的增加表現(xiàn)為促進作用，而對其他受試作物均表現(xiàn)出抑制作用。

西瓜根浸提物；種子萌發(fā)；化感效應(yīng)

作物通過根系分泌物、殘體分解產(chǎn)物，莖葉揮發(fā)、淋溶等對周圍和下茬作物生長發(fā)育產(chǎn)生有利或不利影響[1,2]，即化感作用，如連作大豆根系分泌物、殘茬分解物對下茬大豆種子出苗有很大影響[3]。Yu等[4]研究表明，黃瓜、西瓜、甜瓜均具有較強的自毒作用。鄒麗蕓等[5]、楊廣超等[6]研究也證實西瓜植株浸提液對其種子萌發(fā)具有抑制作用。而西瓜作為我國的主要經(jīng)濟作物，尤其是壓砂西瓜作為一特色產(chǎn)業(yè)已成為西北地區(qū)農(nóng)民增收的支柱產(chǎn)業(yè)，但由于西北地區(qū)多年的單一種植，導(dǎo)致連作障礙問題日益嚴重，輪作倒茬問題也越來越突出。到目前為止，關(guān)于西瓜對其他作物有無化感作用，報道很少。本試驗通過研究比較西瓜根系水浸提液對不同受試作物種子發(fā)芽率、胚根及幼苗質(zhì)量的化感作用，以期為研究西瓜的連作障礙奠定基礎(chǔ)，進而為合理的輪作倒茬提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以西瓜（金成5號）為供試作物，黃瓜、西瓜（欣大）、南瓜（日本南瓜）、西葫蘆（西星西葫蘆1-1號）、番茄、蘿卜（銀川大青皮）、辣椒（特大牛角椒）、蓖麻、花豆、綠豆、小麥、胡麻、芝麻為受試作物。

1.2 試驗方法

①西瓜根系水浸提液的制備 將采自中衛(wèi)香山鄉(xiāng)紅圈子試驗區(qū)的夏季收獲后的新鮮西瓜根，切成2～3 cm長的根段，用蒸餾水在室溫條件下浸泡24 h，蒸餾水與西瓜根的質(zhì)量比為1∶2.6，然后取其上清液，裝入瓶中，低溫保存，以備發(fā)芽試驗用。

②發(fā)芽試驗 挑選大小相當(dāng)、發(fā)育正常、飽滿的種子；剔除癟粒，霉?fàn)€、壓碎、小而瘦、無胚的種子。置于鋪有二層濾紙的培養(yǎng)皿（直徑9 cm）內(nèi)，分別加入濃度為1∶2.6的西瓜根水浸提液，使濾紙濕潤，再放于白天溫度在27～29℃，光照9 h，夜間溫度為22～24℃的恒溫箱內(nèi)進行催芽。每天定量補充西瓜根水浸提液使濾紙始終保持濕潤，持續(xù)7 d，7 d后測定發(fā)芽率、胚根質(zhì)量、幼苗質(zhì)量。每處理重復(fù)3次,同時以蒸餾水處理為對照，每個培養(yǎng)皿放15粒（個別小粒蔬菜種子為30粒），每天統(tǒng)計發(fā)芽數(shù)。

③數(shù)據(jù)統(tǒng)計 發(fā)芽率 （%）=（發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%；胚根和幼苗質(zhì)量都采用干鮮質(zhì)量法?；行?yīng)分析參照Yu等[4]的化感效應(yīng)指數(shù)（inhibitory rate，RI）。當(dāng)T≥C時，RI=1-C/T；當(dāng)T＜C時，RI=T/C-1；其中：C為對照值，T為處理值，RI為化感效應(yīng)指數(shù)。RI＞0為促進作用，RI＜0為抑制作用，絕對值大小與作用強度大小一致。

化感作用抑制率（%）=[（處理值-對照值）/對照值] ×100%。IR≥0表示不存在抑制作用即呈促進作用，IR＜0表示存在抑制作用[5，6]。

圖1 西瓜根系浸提液對不同作物種子發(fā)芽抑制率的影響

圖2 西瓜根系浸提液對不同作物種子發(fā)芽的化感作用

圖3 西瓜根系浸提液對不同作物根抑制率的影響

圖4 西瓜根系浸提液對不同作物根的化感作用

圖5 西瓜根系浸提液對不同作物苗抑制率的影響

圖6 西瓜根系浸提液對不同作物苗的化感作用

2 結(jié)果與分析

2.1 西瓜根系水浸提液對不同受試作物種子發(fā)芽的化感作用

方差分析（n=12，F(xiàn)=6.458）顯示,西瓜根系水浸提液極顯著抑制自身種子發(fā)芽，抑制率高達34.5%，化感指數(shù)為-0.4；由圖1可以看出，受試作物番茄、南瓜、芝麻、蓖麻、綠豆、蘿卜、辣椒、胡麻、芝麻種子的發(fā)芽均受西瓜根系水浸提液抑制。其中對西葫蘆、辣椒、番茄、蓖麻、芝麻種子的發(fā)芽有極顯著的抑制作用，抑制率分別為20.0%，25.9%，17.8%，20.0%，18.3%；對南瓜、綠豆、蘿卜、胡麻種子的發(fā)芽表現(xiàn)為顯著的抑制作用，化感指數(shù)分別為-0.2，-0.1，-0.1，-0.1；而西瓜根系水浸提物對小麥、黃瓜、花豆種子的發(fā)芽表現(xiàn)為促進作用，但不顯著。

由此可以看出，西瓜根系除了對受試作物黃瓜、小麥、花豆種子發(fā)芽未表現(xiàn)出抑制作用，對其他受試種子的發(fā)芽均表現(xiàn)出一定的化感抑制作用，并且對自身種子有一定的自毒作用。

2.2 西瓜根系水浸提液對不同受試作物胚根質(zhì)量的化感作用

由圖3、圖4可以看出，西瓜根系水浸提液對所受試作物胚根質(zhì)量的增加顯示出了促進作用，化感效應(yīng)指數(shù)分別為0.2，0.1，0.7，由方差分析（n=12，F(xiàn)=6.528），西瓜根系水浸提液對綠豆胚根質(zhì)量的增加有顯著的促進作用，對花豆，辣椒不顯著。而對西葫蘆、南瓜、番茄、蘿卜、黃瓜、蓖麻、小麥、胡麻、芝麻胚根質(zhì)量的增加均表現(xiàn)出抑制作用，其中對西葫蘆、芝麻、胡麻、西瓜、蘿卜有極顯著的抑制作用，抑制率分別為77.3%，81.5%，95.8%，87.0%，73.4%，化感效應(yīng)指數(shù)分別為-0.8，-0.7，-1.0，-1.0，-0.8；對黃瓜、番茄、蓖麻、小麥根質(zhì)量的增加抑制率分別為24.3%，28.6%，20.2%，38.3%，表現(xiàn)為化感抑制效應(yīng)顯著；但對南瓜胚根質(zhì)量增加沒有顯著的化感抑制作用。

2.3 西瓜根系水浸提液對不同受試作物幼苗質(zhì)量的化感作用

通過方差分析（n=11，F(xiàn)=35.981）得知，西瓜根系浸提液對西葫蘆、西瓜、綠豆和辣椒、蓖麻、胡麻、南瓜幼苗質(zhì)量的增加分別達到極顯著和顯著的化感抑制作用，由圖5、圖6可以看出，抑制率分別為95.9%，84.5%，48.0%，16.7%，26.2%，35.5%，35.4%，化感效應(yīng)值分別為-1.0，-0.8，-0.5，-0.2，-0.3，-0.9，0.4；對西紅柿、花豆苗質(zhì)量的增加有抑制作用，抑制率分別為2.6%，5.1%，化感效應(yīng)指數(shù)分別為0.0，-0.1，效應(yīng)不顯著；而對蘿卜、黃瓜、小麥根質(zhì)量的增加有促進作用，化感效應(yīng)指數(shù)分別為0.1，0.1，0.8，效應(yīng)未達到顯著水平。

可見，西瓜根系水浸提物對所受試作物幼苗質(zhì)量的增加均有一定的化感作用，但作用效果和程度存在差異。其中對西葫蘆和西瓜抑制作用最強，對番茄抑制作用最弱。另外，對蘿卜、黃瓜、小麥幼苗質(zhì)量的增加有一定的促進作用，但不顯著。

3 小結(jié)

王倩[7]證實西瓜自毒作用是導(dǎo)致連作障礙的因素之一，并指出西瓜根系分泌物具有抑制西瓜胚根生長的作用。Yu等[8]研究也證實，西瓜根系水浸液中的化感物質(zhì)對西瓜、甜瓜和黃瓜有較大的毒害作用，可強烈抑制胚根的伸長和幼苗的生長。

本研究表明，西瓜根系水浸提液對不同作物種子發(fā)芽、胚根和幼苗質(zhì)量增加均表現(xiàn)一定的化感作用，但化感效應(yīng)及程度與作物的種類以及處理部位有關(guān)。在生產(chǎn)實踐中，可利用化感作用的差異性，合理選擇化感抑制程度小或促進作用的蔬菜或大田作物，與西瓜進行輪作，從而有效緩解連作障礙等問題，同時還可保證經(jīng)濟效益。

[1]彭少鱗，邵華.化感作用的研究意義及發(fā)展前景[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2001，12（5）：780-786.

[2]李大偉，賈慶利，鞏振輝.植物化感作用在蔬菜作物上的表現(xiàn)及其應(yīng)用[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004（4）：40-42.

[3]杜英君，勒月華.連作大豆化感作用的模擬研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，1999，10（2）:209-212.

[4]Yu J Q,Sen Y S,Ya R Q,et al.Autototic potential of cucurbit crops[J].Plant and Soil,2000,223:147-151.

[5]鄒麗蕓，喻景權(quán).西瓜植株水浸液對西瓜種子萌發(fā)的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004（4）：181-182.

[6]楊廣超，呂衛(wèi)光，沈其榮，等.西瓜的自毒作用研究Ⅰ.西瓜根、莖、葉的水和酒精浸提液對其種子發(fā)芽的影響[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報，2004，20（3）：82-85.

[7]王倩.西瓜連作障礙中自毒作用及酚酸類物質(zhì)作用機理的研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2002.

[8]Yu J Q,Ye S F,Zhang M F,et al.Effects of root exudates andaqueousrootextractsofcucumber(Cucumissativus)and allelochmicals on photosynthesis and antioxidant enzymes in cucumber[J].Biochemical Systematic and Ecology,2003,31: 129-139.

Allelopathy of Extraction from Root of Watermelon on Seed Germination of Different Crop

DING Xiuling,KANG Jianhong,WU Hongliang,LI Chengjun,XU Qiang
(College of Agriculture,Ningxia University,Yinchuan 750021)

Cucumber,watermelon,pumpkins,squash,tomato,radish,wheat,flax,sesame,castor,flower bean,green bean are used to study the effect of extract from root of watermelon on seeds germination,weight increasing of root and seedling of different crop.The results showed that extract from root of watermelon on different crops in various organs are affected, cucumber and wheat seed's sprouting and weight of seedling increased,the effect is not significant;Flower bean germination and root weight as well as in pepper root weight also increased,but the effect is not significant;green bean root weight had significant increase;Radish seedlings weight also increased,and other crops have inhibitory effect.

Extraction from root of watermelon;Seed germination;Allelopathy

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.22.009

國家“十一五”科技支撐計劃項目（2006BAD15B05，2207BAQ0005502）

丁秀玲（1983-），女，在讀碩士研究生，主要從事保護性耕作方面研究，E-mail：ding_xiuling@163.com

許強（1954-），男，通信作者，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事耕作學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)方面的教學(xué)與研究工作，E-mail：nxuwheat@163.com

2010-03-19