關(guān)鍵詞:楊樹(shù)根水浸提液;林下種植;化感作用;知母;板藍(lán)根
中圖分類(lèi)號(hào):S853.75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
楊樹(shù)是我國(guó)常見(jiàn)的造林樹(shù)種,楊樹(shù)林資源的合理開(kāi)發(fā)可以有效提高林地資源利用率以及林業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,改變林業(yè)經(jīng)濟(jì)效益周期長(zhǎng)、收益低的缺點(diǎn)。發(fā)展林下經(jīng)濟(jì),尤其是林下種植中草藥植物能增加林草產(chǎn)品,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),是林業(yè)資源開(kāi)發(fā)利用的有效途徑。林下種植藥用植物可以合理利用林下土地資源和林內(nèi)生物資源,林地不但提供藥用植物的生長(zhǎng)空間,林內(nèi)凋落物的積累也能有效改善土壤質(zhì)地,增加土壤養(yǎng)分[1],有利于藥用植物生長(zhǎng)。
植物的化感作用廣泛存在于自然界中,在農(nóng)林復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中廣泛存在[2-3],這種相互作用的形式能影響植物的光合作用以及植物細(xì)胞膜的通透性等,對(duì)植被演替有著重要影響。許多植物都存在化感作用,會(huì)向周?chē)耐寥泪尫呕瘜W(xué)物質(zhì),抑制其他植物的生長(zhǎng)。林下種植的植物能否種植成功,取決于林木與植物之間的化感作用[4]。對(duì)楊樹(shù)化感作用的研究多采用楊樹(shù)葉片或根系的水浸提液對(duì)中草藥和植物種子進(jìn)行處理,研究其對(duì)植物萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響[5]。本研究擬用楊樹(shù)根系的水浸提液處理知母和板藍(lán)根,分析知母幼苗和板藍(lán)根幼苗的生理指標(biāo),探索楊樹(shù)根系對(duì)這兩種中草藥的影響,為楊樹(shù)林下種植藥用植物提供參考。
1材料和方法
1.1試驗(yàn)材料
知母種子和板藍(lán)根種子均采自天津農(nóng)學(xué)院苗圃,挑選顆粒飽滿(mǎn)的種子作為試驗(yàn)材料。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1楊樹(shù)根水浸提液的制備 在天津農(nóng)學(xué)院東校區(qū)選擇生長(zhǎng)良好的成年毛白楊,挖取其樹(shù)根若干段,用清水沖洗干凈,置于陽(yáng)光下晾干其表面水分。用枝剪將樹(shù)根剪成1cm長(zhǎng)短的木段,稱(chēng)取20g置于錐形瓶中,添加蒸餾水200mL,室溫下靜置24h后用紗布過(guò)濾3次,得到的濾液為100mg·mL-1的楊樹(shù)根水浸提液[5],按比例稀釋成1、5、15、25、35 mg·mL-1 5個(gè)不同濃度楊樹(shù)根水浸提液,保存在4 ℃冰箱中備用。
1.2.2試驗(yàn)處理 將知母種子和板藍(lán)根種子用75%乙醇進(jìn)行表面消毒,再將消毒后的種子浸泡在2%的次氯酸鈉溶液中10min,不斷攪拌,用蒸餾水沖洗4次,之后分別取知母種子和板藍(lán)根種子各30粒,清水浸泡24h,將種子擺放在鋪好濾紙的培養(yǎng)皿上,按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)加入等量的楊樹(shù)根水浸提液,使之均勻分布,設(shè)蒸餾水為對(duì)照組(CK)。每天更換楊樹(shù)根水浸提液,種子萌發(fā)結(jié)束一周后測(cè)量知母幼苗和板藍(lán)根幼苗的生理指標(biāo)。
1.3生理指標(biāo)測(cè)定
主要測(cè)定知母幼苗和板藍(lán)根幼苗的葉片葉綠素、丙二醛、可溶性蛋白含量以及SOD和POD活性。
葉綠素含量測(cè)定采用分光光度法[6],分別在665、649nm波長(zhǎng)下測(cè)定葉片吸光度值,用測(cè)得的光度值計(jì)算葉片各種色素含量。
丙二醛含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[7],在450、532、600nm波長(zhǎng)下測(cè)定知母幼苗和板藍(lán)根幼苗葉片的吸光值,根據(jù)公式得到兩種植物幼苗的丙二醛含量。
可溶性蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法[8],在595nm波長(zhǎng)下測(cè)定知母幼苗和板藍(lán)根幼苗葉片吸光度值,對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)得到這兩種植物的蛋白質(zhì)含量,根據(jù)公式得到知母幼苗和板藍(lán)根幼苗的可溶性蛋白含量。
知母幼苗和板藍(lán)根幼苗的葉片SOD和POD活性分別采用氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原法[8]和愈創(chuàng)木酚顯色法測(cè)定[9]。
1.4數(shù)據(jù)處理與分析
采用SPSS 27軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析,采用鄧肯法進(jìn)行多重比較分析。
2結(jié)果與分析
2.1楊樹(shù)根水浸提液對(duì)知母幼苗和板藍(lán)根幼苗葉綠素含量的影響
不同濃度楊樹(shù)根水浸提液處理(圖1),知母幼苗葉綠素a含量與對(duì)照(CK)沒(méi)有顯著差異,而板藍(lán)根幼苗葉綠素a含量均顯著低于對(duì)照(CK)(P<0.05)。當(dāng)楊樹(shù)根水浸提液濃度分別為25和35 mg·mL-1時(shí),板藍(lán)根幼苗葉綠素a含量降低幅度較大,比對(duì)照(CK)分別降低2.88和3.27倍。
不同濃度楊樹(shù)根水浸提液處理(圖2),知母幼苗葉綠素b含量與對(duì)照(CK)沒(méi)有顯著差異,但板藍(lán)根幼苗葉綠素b含量差異顯著。當(dāng)楊樹(shù)根水浸提液濃度為0時(shí),板藍(lán)根幼苗葉綠素b含量高于其他處理,而當(dāng)楊樹(shù)根水浸提液濃度為35mg·mL-1時(shí),板藍(lán)根幼苗葉綠素b含量最低,較對(duì)照(CK)降低3.8倍。
不同濃度楊樹(shù)根水浸提液處理(圖3),知母幼苗葉綠素總含量變化不顯著,而板藍(lán)根幼苗葉綠素總含量隨著楊樹(shù)根水浸提液濃度的升高呈下降趨勢(shì),所有濃度楊樹(shù)根水浸提液處理的板藍(lán)根幼苗葉綠素總含量均顯著低于對(duì)照(CK)。
不同濃度楊樹(shù)根水浸提液處理(圖4),知母幼苗葉綠素a/b含量變化不顯著,但板藍(lán)根幼苗葉綠素a/b含量有不同程度的變化。當(dāng)楊樹(shù)根水浸提液濃度為1mg·mL-1時(shí),板藍(lán)根幼苗葉綠素a/b含量顯著高于濃度為5和15 mg·mL-1的楊樹(shù)根水浸提液處理,但與對(duì)照(CK)差異不顯著,這說(shuō)明楊樹(shù)根水浸提液能抑制板藍(lán)根幼苗葉綠素的合成,影響其光合作用系統(tǒng),但對(duì)知母幼苗沒(méi)有影響。
2.2楊樹(shù)根水浸提液對(duì)知母幼苗和板藍(lán)根幼苗丙二醛含量的影響
濃度為15 mg·mL-1的楊樹(shù)根水浸提液處理(圖5),知母幼苗丙二醛含量顯著高于對(duì)照(CK)以及濃度為1和5 mg·mL-1的楊樹(shù)根水浸提液處理,但與濃度為25和35 mg·mL-1的楊樹(shù)根水浸提液處理相比沒(méi)有顯著差異。板藍(lán)根幼苗丙二醛含量隨著楊樹(shù)根水浸提液濃度的升高呈升高趨勢(shì),當(dāng)楊樹(shù)根水浸提液濃度為1和5 mg·mL-1時(shí),板藍(lán)根幼苗丙二醛含量與對(duì)照(CK)差異不顯著;當(dāng)楊樹(shù)根水浸提液濃度為15mg·mL-1時(shí),板藍(lán)根幼苗丙二醛含量開(kāi)始顯著升高;當(dāng)楊樹(shù)根水浸提液濃度為25 mg·mL-1時(shí),板藍(lán)根幼苗丙二醛含量降低;當(dāng)楊樹(shù)根水浸提液濃度為35 mg·mL-1時(shí),板藍(lán)根幼苗丙二醛含量又開(kāi)始升高。上述試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明,知母幼苗和板藍(lán)根幼苗的膜系統(tǒng)在楊樹(shù)根水浸提液濃度為15 mg·mL-1時(shí)均開(kāi)始受到損傷。
2.3楊樹(shù)根水浸提液對(duì)知母幼苗和板藍(lán)根幼苗可溶性蛋白含量的影響
不同濃度楊樹(shù)根水浸提液處理(圖6),板藍(lán)根幼苗可溶性蛋白含量差異不顯著,但知母幼苗可溶性蛋白含量有變化。濃度為5和35mg·mL-1的楊樹(shù)根水浸提液處理,知母幼苗可溶性蛋白含量顯著低于對(duì)照(CK),其他濃度楊樹(shù)根水浸提液處理的知母幼苗可溶性蛋白含量與對(duì)照(CK)差異不顯著。
2.4楊樹(shù)根水浸提液對(duì)知母幼苗和板藍(lán)根幼苗SOD活性的影響
不同濃度楊樹(shù)根水浸提液處理(圖7),知母幼苗SOD活性沒(méi)有顯著差異,但板藍(lán)根幼苗SOD活性有一定變化。當(dāng)楊樹(shù)根水浸提液濃度為15 mg·mL-1時(shí),板藍(lán)根幼苗SOD活性顯著高于對(duì)照(CK)及其他濃度楊樹(shù)根水浸提液處理,說(shuō)明在濃度為15 mg·mL-1的楊樹(shù)根水浸提液處理下,板藍(lán)根幼苗SOD活性被激活,但隨著楊樹(shù)根水浸提液濃度的升高,板藍(lán)根幼苗SOD活性被抑制。
2.5楊樹(shù)根水浸提液對(duì)知母幼苗和板藍(lán)根幼苗POD活性的影響
不同濃度楊樹(shù)根水浸提液處理(圖8),知母幼苗POD活性沒(méi)有顯著差異,但板藍(lán)根幼苗POD活性隨著楊樹(shù)根浸提液濃度的升高而逐漸降低。濃度為1~25 mg·mL-1的楊樹(shù)根水浸提液處理與對(duì)照(CK)沒(méi)有顯著差異,但在濃度為35mg·mL-1的楊樹(shù)根水浸提液處理下,板藍(lán)根幼苗POD活性則顯著低于對(duì)照(CK),說(shuō)明濃度為35mg·mL-1的楊樹(shù)根水浸提液會(huì)降低板藍(lán)根幼苗POD活性。
3結(jié)論與討論
試驗(yàn)結(jié)果表明,不同濃度楊樹(shù)根水浸提液對(duì)知母幼苗葉綠素含量沒(méi)有影響,對(duì)知母幼苗抗氧化酶SOD活性和POD活性也未產(chǎn)生影響,但楊樹(shù)根水浸提液能升高知母幼苗丙二醛含量。這說(shuō)明知母幼苗的光合作用系統(tǒng)未受到楊樹(shù)根水浸提液的影響,但楊樹(shù)根水浸提液對(duì)知母細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)有損傷,這種影響較小,仍在其耐受性范圍內(nèi),這與李仁平等[10]研究結(jié)論相似。板藍(lán)根幼苗在楊樹(shù)根水浸提液處理下葉綠素含量有顯著變化,丙二醛含量也顯著升高,反映出板藍(lán)根幼苗的光合作用系統(tǒng)受到楊樹(shù)根水浸提液的影響。高濃度楊樹(shù)根水浸提液會(huì)損傷板藍(lán)根幼苗的膜系統(tǒng),抗氧化酶活性(POD)也受到不同程度的抑制,這與阮坤非等[11]研究結(jié)果有相似之處。低濃度楊樹(shù)根水浸提液處理下,板藍(lán)根幼苗丙二醛含量變化不顯著,板藍(lán)根幼苗并未表現(xiàn)出大量的膜損傷,只有高濃度楊樹(shù)根水浸提液處理才會(huì)對(duì)板藍(lán)根幼苗丙二醛含量產(chǎn)生顯著影響。
試驗(yàn)結(jié)果表明,楊樹(shù)林下種植知母受到的影響較小,可以嘗試發(fā)展楊樹(shù)林+知母種植模式。如需在楊樹(shù)林下種植板藍(lán)根,應(yīng)在低郁閉度的楊樹(shù)林下種植,同時(shí)采取降低楊樹(shù)根系分泌物在土壤中聚集的措施,以避免楊樹(shù)根分泌物對(duì)板藍(lán)根生長(zhǎng)造成影響。