全 文 ：核桃叶水提取物对黑大豆种子萌发的化感作用研究
杨卫民 1 ,杨柳 2　(1.吕梁高等专科学校生命科学系 ,山西吕梁 033000;2.武汉科技大学中南分校生命科学院 ,湖北武汉 430223)
摘要　[目的 ]研究核桃叶水提取物对黑大豆种子萌发的化感作用。 [方法]采用蒸馏的方法提取核桃叶中的化感物质 ,选用黑大豆种
子作为受体 ,进行化感作用测定与种子萌发率的观察。 [结果 ]核桃叶水提取物对黑大豆发芽率有明显的抑制作用 ,而且随着浓度的上
升其化感抑制作用越来越强 ,发芽率也越来越低。同时 ,通过不同处理方法取得的水提取物其化感作用也是明显的 ,即在同一浓度时 ,
超声波提取物比对照对黑大豆种子发芽率的抑制作用强 ,而微波、振荡提取物其化感抑制作用比对照弱。 [结论 ]超声处理可增强核桃
叶水提物化感抑制物质的生物活性 ,而微波、振荡处理则相反。
关键词　核桃叶;挥发油;化感作用;发芽率
中图分类号　Q947　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2009)18-08411-02
ResearchontheExtractfromWalnutLeafWaterontheAlelopathytotheBlackSoybeanSeedGermination
YANGWei-minetal　(DepartmentofLifeSciences, HigherSpecialtySchoolofLuliang, Luliang, Shanxi033000)
Abstract　[ Objective] Thealelopathyoftheextractfromwalnutleafwatertoblacksoybeanseedgerminationwasresearched.[ Method]
Thealelopathymaterialfromthewalnutleafwasextractedwiththedistilationmethod.[ Results] Theextractfromwalnutleafwaterhadthe
obviousinhibitoryactiontotheblacksoybeangerminationandtheinhibitoryactionwasenhancedandtheratioofseedgerminationwasreduced
withtheconcentration-increasingofextractfromwalnutleafwater.Atthesametime, itsobviousalelopathywasproducedthroughthedifferent
processingmethodandeventhoughtheconcentrationwassamethestrongerinhibitoryactionofitwasfromtheultrasonicwaveprocessingthan
theCK.TheextractfromwasweakerthanthatoftheCK.[ Conclusion] Itwasprovedthattheultrasonicwaveprocessingstrengthenedthein-
hibitoryactionofwalnutleafextractbutfortheextractwiththemethodofthemicrowaveorvibrationprocessing.
Keywords　Walnutleaf;Volatileoil;Alelopathy;Germinationrate
基金项目　2008年山西省普通高等学校大学生创新性实验项目(晋教
高函 [ 2008] 27号);山西省吕梁高等专科学校 2008年校级
科研项目(重点项目)(KYZ200801)。
作者简介　杨卫民(1960-),男 , 山西文水人 , 教授 ,从事植物化学的
研究。
收稿日期　 2009-03-09
　　核桃属于被子植物胡桃科核桃属 ,为落叶乔木 ,学名胡
桃(EjuglansregiaL.),是世界四大干果之一。核桃的枝 、叶 、
外果皮 、根皮甚至坚果内隔等均有药用价值 ,核桃叶除含有
多种营养物质如维生素 B、C、D、E及胡萝卜素外 ,还含有丰
富的 1, 8-桉叶素 、胡桃醌 、胡桃甙 、金丝桃甙 、挥发油等多
种生物化学成分 ,同时也具有丰富的植物化感物质 [ 1] 。
植物的化感作用 [ 2] (Alelopathy又称他感作用 ,异株克
生作用)是用以表达不同种属间的植物在化学方面的相互作
用 ,这种相互作用包括相互有益的作用 ,也包括抑制和有害
的作用 ,即有相生 、相克两个方面的含义 [ 3-5] 。植物化感物
质通过淋溶 、挥发 、残体分解和根系分泌向环境中释放化学
物质 ,从而对自身或周围其他植物(包括微生物)间接产生有
利或有害的作用。化感作用在农业生产中的应用极为广泛 ,
无论是作物的单一种植还是轮作 、间作 、覆盖 、翻埋 、重茬种
植 ,都要考虑化感作用的影响 [ 6] 。由于近年来化学农药的滥
用 ,对环境造成的危害日趋严重 ,新型的杀虫剂 、除草剂的需
求日益增加 ,利用植物对昆虫以及植物之间的抑制作用研制
新型的杀虫剂 、杀草剂取代传统的化学农药 ,具有广阔的
前景 [ 7-8] 。
目前 ,对核桃营养器官等部位的研究相对较少。核桃叶
含有多种生物抗氧化物质 [ 9]如维生素 、胡萝卜素 、挥发油及
黄酮类等。核桃叶的药理功能 ,民间早有记载 ,其制剂能改
善新陈代谢 ,促进机体强壮 ,对维生素缺乏症 、喉头炎 、淋巴
结 、甲状腺肿大 、结核病 、黄疸病 、妇科病 、皮肤病等均有较好
疗效 [ 10] 。虽然前人已对核桃叶水提物的化感作用做过初步
的研究 [ 11] ,但有关核桃叶提取物化感作用研究的深度和广
度还远远不够 ,还有许多实际问题等待人们去探讨 [ 12] 。因
此 ,笔者采用蒸馏的方法提取核桃叶中的化感物质(挥发
油),选用黑大豆种子作为受体 ,进行挥发油化感作用的研
究 ,以期为开发新型无公害植物调节剂和保护生态环境提供
理论依据。
1　材料与方法
1.1　材料
1.1.1　试剂 。乙醇 、高锰酸钾 、丙酮 、无水硫酸钠(AR)、乙
醚(AR)。
1.1.2　材料 。核桃(产地:山西汾阳)、黑大豆(产地:山西离
石)。
1.1.3　仪器 。生化培养箱(SPX-160B)、智能型人工气候植
物箱(HPG-280HX)、恒温水浴箱 、低温冷却液循环泵(DLSB-
5/40)、电热鼓风干燥箱(101-20AS)、振荡仪 、微波炉 、超声波
处理器 、电子天平(JY2002)、电子调温电热套(MH1000)、集
热恒温加热磁力搅拌器(DF-101S)。容量瓶 、蒸馏装置 、圆底
烧瓶 、分液漏斗 、蒸馏烧瓶 、锥形瓶。
1.2　方法
1.2.1　挥发油的提取 。摘取核桃(离石凤山 , 1966年从山西
汾阳移至本地)新鲜叶 ,在室内干燥 、碾碎 ,然后分别称取核
桃叶 10g4份装入 4个锥形瓶中 , 按固液比 1∶20的比例加
入 200 ml水。分别进行静置(为对照)、振荡 、微波 、超声波
处理 2h。然后 ,水蒸汽蒸馏 2 ～ 6 h。将馏出液用乙醚按总
体积 1∶1分 3次萃取 , 合并乙醚层 ,加 2 ～ 3 g无水硫酸钠干
燥 1 ～ 2h,水浴蒸馏。 34～ 37℃回收乙醚得到淡黄色透明的
具有特殊气味的油状液体 ,分别放入冰箱中备用。同一条件
下重复做 3次 ,取平均值。试验流程见图 1。
1.2.2　种子的预先处理。分别选择黑大豆粒大饱满的种子
放入 0.3%高锰酸钾溶液中浸泡 10 min后 ,用自来水冲洗干
净 ,再水浸吸胀 2 h供试验用。
1.2.3　化感作用测定与种子萌发率的观察。把经不同方法
安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2009, 37(18):8411-8412, 8429 责任编辑　王淼　责任校对　施倩倩
图 1　从核桃叶中提取挥发油的工艺流程[ 13]
Fig.1　Thetechnologicalprocessofvolatileoilextractedfrom
walnutleaf
处理提取的挥发油各取 2ml,配制加水稀释成 50 ml的溶液
备用。在洗净 、烘干的培养皿中铺 2层滤纸 ,上层滤纸画上
直径 7 cm的圆 ,然后将配制好的挥发油的处理溶液按 5
(4.0%)、3(2.4%)、1(0.8%)、0 ml注入圆心位置 。不足 5
ml的补足蒸馏水 ,将种子环绕在圆周上等距离摆放 ,每处理
3次重复 。每皿摆放 30粒黑豆种子。在光照培养箱中 25 ℃
培养 ,每天观察发芽情况 ,定时记录试验现象和试验数据 ,萌
发率取 3次重复的平均值。当对照萌发率达 85%时 ,将发芽
种子在培养皿中一字排列 ,培养皿倾斜 45°继续培养。
2　结果与分析
2.1　不同浓度与发芽率的关系　用核桃叶水提取液不同浓
度处理黑豆 6 d,对黑豆发芽统计结果进行方差分析。由图 2
和方差分析可知 ,不同浓度对黑豆发芽的影响达极显著水
平;由多重比较得知 , 1 ml提取液中只有超声处理过的与蒸
馏水的有显著差异 , 3 ml提取液中超声处理和水浸直接提取
液与蒸馏水有极显著差异 ,而 5ml提取液与蒸馏水的都有极
显著差异。
图 2　水直接提取物不同浓度的发芽情况
Fig.2　Thegerminationsituationofwaterdirectextractsunder
diferentconcentrations
2.2　处理时间与发芽率的关系　由表 1可看出 ,随着时间
的上升 ,黑豆发芽率总体呈上升趋势。处理后 4 d内平均发
芽率均在 30%以下。第 5天后发芽率有明显增加。但是 ,在
同一浓度不同处理间随时间变化发芽率上升有明显的不同 。
上升最快的是振荡和微波 ,次之是水浸 ,最慢的是超声处理 。
在 144 h时 , 3 ml溶液水浸发芽率为 55.56%,超声的仅为
6.67%,而振荡 、微波的已分别达到 86.67%和 88.89%。由
表 1还可看出 ,溶液浓度不同对黑豆发芽率的影响是很明显
的。总体来说 ,随着浓度的上升其化感抑制作用就越强 ,在同
一个时间段发芽率就越低。处理后 144和 168h平均发芽率随
溶液浓度的增大而降低。在 144h,振荡处理的 1、3、5ml发芽
率分别为 94.44%、86.67%、13.33%;超声处理的为 84.44%、
6.67%、5.56%,微波的为 94.44%、88.89%、23.33%。为进
一步确定各处理溶液对发芽率的影响 ,对 144 h时 3 ml的各
种溶液的数据进行回归分析 。由表 2可看出 ,对照振荡超声
微波处理的发芽率中时分别为 121、115、 123 、119h。
表 1　处理后时间与发芽率的关系
Table1　Therelationshipbetweentimeandgerminationrateafter
treatment
处理
Treatment
浓度∥ml
Concentration
发芽率∥%Germinationrate
72h 96h 120h 144h 168h 192h
振荡 1 4.44 28.89 62.22 94.44 98.99 100.00
Oscillation 3 0 0 57.78 86.67 98.89 100.00
5 0 0 11.11 13.33 28.89 45.56
超声 1 0 5.56 44.44 84.44 96.67 100.00
Ultrasonic 3 0 0 0 6.67 23.33 32.22
5 0 0 0 5.56 15.56 26.67
微波 1 21.11 28.89 57.78 94.44 100.00 100.00
Microwave 3 0 0 47.78 88.89 97.78 100.00
5 0 0 6.67 23.33 41.11 21.11
水浸 1 0 6.67 64.44 93.33 100.00 100.00
Water 3 0 0 13.33 55.56 76.67 91.11
immersion 5 0 0 0 10.00 17.78 35.56
注:表中数值均为同一处理 3次重复的平均值。
Note:Valuesintablearetheaverageofthreereplicates.
表 2　各处理后时间与发芽率的回归分析[ 14-15]
Table2　Regressionanalysisoftimeandgerminationrateaftertreat-
ment
处理
Treatment
回归方程
Regressionequation
相关系数
Correlation
coefficient
发芽率中时∥h
Timeof
germinationrate
对照CK Y=-0.698+0.009 89X 0.944 4＊＊ 121
振荡OscilationY=-0.514+0.008 8X 0.962＊＊ 110
超声UltrasonicY=-0.566+0.008 6X 0.887＊＊ 124
微波MicrowaveY=-0.372+0.007 3X 0.937＊＊ 119
注:＊＊表示差异达极显著水平。
Note:＊＊standsfordiferenceatextremelysignificantlevel.
2.3　不同处理对发芽率的影响　用不同处理(超声 、微波 、
水浸 、振荡)提取液 3 ml在 144h对黑豆平均发芽率状况统
计结果进行方差分析 ,由方差分析结果可知 ,处理间对发芽
率影响达极显著水平;由 Duncan′s多重比较得知 ,除微波与
振荡处理外 ,各处理间对发芽率的影响均达显著水平。
3　结论与讨论
3.1　结论
(1)核桃叶水提物(挥发油)对黑大豆发芽均有一定的
抑制作用 ,并随着浓度的增大 ,抑制作用增强。 1 ml溶液在
第 3天就开始发芽并且随着时间的变化发芽率升高很快 ,而
5ml溶液最早在第 5天才开始发芽且发芽率随时间变化
较慢。
(下转第 8429页)
8412 　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2009年
2.2　滴灌和膜下滴灌处理对地上植株和地下根系干质量的
影响　试验表明:滴灌和膜下滴灌处理的地上植株的干质量
分别为(24.23±5.54)和(33.23±9.65)g/株;地下根系干质
量分别为(0.54±0.20)和(0.76±0.23)g/株;根冠比分别为
(0.027±0.007)和(0.028±0.008)。可见覆膜对滴灌措施
下的黄瓜地上植株和地下根系的生物量积累产生明显的促
进作用 ,膜下滴灌处理的单株地上植株干质量和地下根系干
质量分别高于滴灌处理 37.56%和 33.40%,膜下滴灌处理的
根冠比也高于滴灌处理 37.04%。覆膜对滴灌措施下黄瓜植
株地上和地下部分生长的影响 ,以及植株根冠比的提高均有
利于黄瓜植株生产性能的发挥。
2.3　滴灌和膜下滴灌处理对黄瓜产量的影响　滴灌和膜下
滴灌处理对黄瓜产量产生明显的影响(图 1),在整个采收季
节 ,除了个别天数外 ,每次采收时膜下滴灌处理的黄瓜采摘
产量均高于滴灌处理;采收期结束后的产量统计结果表明 ,
膜下滴灌处理的黄瓜平均产量为 41 252.0kg/hm2 ,明显高于
滴灌处理 32 729.6 kg/hm2的平均值 ,说明覆膜对滴灌措施
产生明显的增产作用。
3　讨论与结论
在保护地春茬黄瓜生产过程中覆膜在温度 、光照 、水分 、
湿度等方面均产生影响 ,从而综合影响滴灌措施下黄瓜植株
整个生育期的生长状况。试验结果表明 ,覆膜对滴灌措施下
黄瓜植株的生长和地上地下生物量的积累均产生有利的促
图 1　不同处理对黄瓜产量动态变化的影响
Fig.1　Efectsofdiferenttreatmentsonthedynamicchangesofcu-
cumberoutput
进作用 ,提高了植株的根冠比 ,并促进了黄瓜产量的提高 ,表
明覆膜对滴灌措施下的黄瓜生产产生明显的促进作用。如
果再考虑到地膜覆盖在抑制杂草生长和降低病虫害发病次
数 、病害发病程度的重要作用 [ 3] ,即使在覆膜增收有限的情
况下 ,对滴灌措施采取覆膜处理还是很有必要的。
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(上接第 8412页)
　　(2)相同浓度的不同处理的核桃叶水提取物对黑豆种子
的发芽率影响程度不同 ,其抑制强度依次是:超声 >水浸 >
微波 >振荡。所以对于水浸核桃叶提取其化感物质来说 ,超
声处理可以加大其化感物质的提取率 ,而微波振荡比水直接
浸泡的提取率还低。相比之下 ,超声处理是最理想的水浸化
感物质的提取方法。
3.2　讨论
(1)核桃叶挥发油提取物对一些植物的生长发育有抑制
作用 , 可利用核桃叶片的这种化感作用来开发新型除草剂 。
由于核桃叶片的化感作用对不同植物有不同的影响 , 因此
在生产实践中可根据实际情况科学地确定核桃与其他作物
间作 , 为建立合理的农林复合系统提供新的理论依据 [ 16] 。
(2)超声处理可以加大核桃叶水提化感物质的提取率 ,
而微波振荡比水直接浸泡的提取率还低 ,可能是因为超声处
理增强其化感物质在水中的溶解度 。而微波和振荡减弱水
浸核桃叶化感物质的提取率 ,是由于减弱其在水中的溶解度
也可能是处理破坏了一部分化感物质 ,具体的原因有待进一
步研究。
(3)核桃叶水提取物对植物的抑制作用尚属初探 , 研究
结果表明 ,以核桃叶为原料 , 开发植物性天然新型除草剂有
一定的可行性 ,但叶中起抑制作用的活性成分的确定及提取
分离的有效方法还需在今后做进一步研究。
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8429　37卷 18期　　　　　　　　　　　　刘淑艳等　保护地黄瓜生产中覆膜对滴灌措施应用效果的影响