全 文 :·研究论文·
甘草柠条水浸物对种子萌发和幼苗生长的相互影响
孙志蓉1,翟明普2,贺润平2,王文全1
(1.北京中医药大学 中药学院,北京 100102;2.北京林业大学 资源与环境学院,北京 100083)
[摘要] 目的:通过甘草与柠条种间化感作用的研究,揭示二者之间相互作用的特点,为甘草柠条复合种植模
式的应用提供理论依据。方法:采用甘草和柠条根、茎叶和枯落物的水浸液处理彼此的种子、幼苗和移栽苗。结
果:柠条根和茎叶水浸液(1~50g·L-1)对甘草种子萌发主要表现为抑制作用,但影响的程度很小。高质量浓度
(50g·L-1)柠条茎叶水浸液对甘草种子萌发的抑制程度较大。柠条的枯落物、根和茎叶的水浸液对甘草移栽苗
的外部生长和内在质量都没有产生显著的影响。甘草根和茎叶的水浸液对柠条种子萌发和幼苗生长均表现为促
进作用,但影响的程度未达到显著水平。结论:在试验所采用的水浸液的质量浓度范围内,甘草柠条的种间化感作
用不明显,彼此之间没有产生负面影响。
[关键词] 甘草;柠条;化感作用;水浸液
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)21245905
[收稿日期] 20071228
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30271074)
[通讯作者] 孙志蓉,Tel:(010)84738624,Email:zrs67@126.
com
目前我国西北部地区水土流失及风沙危害现象
极为严重,要从根本上扭转生态环境恶化的状况,最
重要的措施就是大力植树种草,恢复植被[1]。甘草
Glycyrhizauralensis和柠条 Caraganamicrophyla是
我国西部干旱、半干旱地区自然分布较为广泛的药
用草本植物与灌木,具有较高的经济和生态价值。
甘草属于大宗中药材,由于长期过渡采挖,野生资源
已面临枯竭[2],探索甘草的保护和栽培模式势在必
行。在以往的调查中,虽然很少看到甘草和柠条在
自然条件下形成大面积的混生群落,但甘草能与胡
杨Populuseuphratica、柽柳Tamarixchinensis、柠条等
乔灌木树种或草本植物共同组成群落[3]。甘草与
柠条复合种植,柠条的生态保护作用能降低甘草药
材采挖对生态环境所产生的负面影响,同时也能为
甘草种群的繁殖和恢复提供有力的生态保护屏障。
对植物种间化感作用的研究,有利于建立合理的耕
作制度,为生产实践提供科学指导[4]。目前有关甘
草和柠条种间化感作用的研究还未见报道。本研究
目的在于为甘草柠条生态经济复合型种植模式的应
用提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 材料
试验所用甘草种子采自内蒙古杭锦旗野生甘草
群落,柠条种子由内蒙古赤峰市林木种苗站提供。
试验所用柠条的根、茎叶和枯落物,甘草的根和茎
叶,为2002年9月底在宁夏盐池甘草柠条多年生带
状混生群落中收集。盆钵采用直径10cm、深10cm
的圆形塑料盆钵,每钵装土1kg和直径30cm、深30
cm的圆形塑料盆,每盆装土15kg。用土为未耕作
过的河床沙壤土,pH77,有机质034%,全氮031
g·kg-1。使用前全部过筛并充分混匀。
盆栽试验设在北京中医药大学中药学院药用植
物栽培试验区内,地理坐标为39°55′N,116°28′E,海
拔547m,年平均气温118℃,1月份均温 -43
℃,7月份均温259℃,年均地面温度135℃,年
平均降雨量577mm,年平均蒸发量1861mm,年均
相对湿度62%。试验盆摆放区的环境条件基本一
致,盆与盆间隔20cm。
1.2 方法
1.2.1 水浸液的制备 将风干的柠条的根、茎叶、枯
落物和甘草的根、茎叶分别用粉碎机粉碎,各称取50
g粉末,加入20倍的清水,浸泡24h,用纱布过滤后,
再用滤纸过滤,最后补充清水至干物质质量的20倍,
所得溶液为水浸液的原液,其为50g·L-1(仅为标识
·9542·
第33卷第21期
2008年11月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol.33,Issue 21
November,2008
质量浓度),于4℃低温保存备用。
1.2.2 种子萌发试验 种子经清水冲洗后,用5‰
的高锰酸钾溶液消毒。将原液加入蒸馏水,稀释成
1,10g·L-1质量浓度的水浸液,备用。将发芽皿洗
净晾干,与滤纸、纱布一起放进恒温干燥箱内加热至
100℃并维持2h灭菌,自然冷却后备用。镊子、托
盘、发芽箱、玻璃棒等均用75%的乙醇擦拭,待气味
散尽后使用。种子分别用对应的不同浓度的水浸液
浸泡3h。纱布一半做成灯芯状放进盛水浸液的培
养皿中,一半铺在发芽皿上,再加 1层滤纸构成床
面,上面盖上带孔的玻璃罩。用不同浓度的水浸液
将培养皿、滤纸、纱布等充分润湿,各处理在培养皿
中加20mL的水浸液。将种子(甘草每处理100粒,
柠条每处理50粒)均匀摆放在滤纸上,设1,10,50g
·L-1等3个处理,以清水处理做对照,各处理重复
5次。在恒温培养箱内做种子发芽试验(甘草为25
℃,柠条为23℃)。每天观察记录种子发芽情况,
并及时补充水浸液或清水,每2d各一次性添加10
mL。测定项目有胚芽和胚根的长度、发芽数、发芽
率、发芽势、发芽指数、腐烂种子数和新鲜未发芽种
子数等。
1.2.3 甘草水浸液对柠条幼苗生长影响试验 在
10cm×10cm的盆钵内装填沙壤土,用清水淋透基
质,播种(柠条种子用清水浸泡、催芽),室内自然光
照条件下培养,室内温度22~25℃。播种5d后苗
出齐,间苗,保持每钵20株,以后分别用甘草根和茎
叶10,50g·L-1的水浸液保持基质湿润,以清水做
对照,各处理重复5次。经过30d后,统计苗高、根
长、展叶数,地上部分与地下部分的鲜重和干重。
1.2.4 柠条水浸液对甘草移栽苗生长的影响
2003年4月20日布置甘草移栽苗盆栽试验。甘草
一年生种苗经挑选后,根长统一修剪为20cm,芦头
直径统一为 06cm。将甘草苗移栽到 30cm×30
cm的圆形塑料盆内,每盆移栽10株。柠条枯落物
粉碎后,于5月30日一次性均匀埋入盆钵上层2~
6cm的土壤中,每盆100g,每次每盆浇1L清水,同
时5月30日用柠条根和茎叶的水浸液(50g·L-1)
浇甘草移栽苗,每盆1L。以后每隔6d用柠条根和
茎叶的水浸液(50g·L-1)1L浇灌甘草移栽苗,用
浇清水作对照。每处理重复5次。9月25日对移
栽的甘草进行整株整盆挖掘测定。地上部分测定指
标包括株高、地径、侧枝数量和长度、复叶数、小叶数
及小叶长和宽,地下部分测定指标包括根长、芦头粗
度、侧根数量和粗度、地下水平茎数量和长度。分别
测量甘草根、茎和叶的鲜重和干重。同时采集不同
处理的甘草酸分析样品。
1.2.5 甘草酸含量的测定 采用高效液相色谱法
(HPLC),所用色谱仪为 LC-10AT型,SPPD-10A
检测器,C-R6A数据处理机,TCQ250超声清洗器。
所用甲醇(FisherScientific)、冰醋酸、四氢呋喃等试
剂均为分析纯,甘草酸单铵盐对照品(中国药品生
物制品检定所,批号07239807),数据采用外标面
积归一法计算。
2 结果与分析
2.1 柠条水浸液对甘草种子萌发的影响
柠条不同质量浓度的根和茎叶水浸液对甘草种
子萌发影响的测定结果见表1。柠条根水浸液(1~
50g·L-1)处理的各项指标都比对照略低,其中10
g·L-1根水浸液的抑制作用较强。柠条茎叶水浸液
各处理的发芽率、发芽势和发芽指数均较对照低,并
且抑制作用随着水浸液浓度的增大而增强,其中50
g·L-1根水浸液的抑制作用最强。高质量浓度茎叶
水浸液(10,50g·L-1)处理的胚根长度较对照略
长。为了进一步分析柠条水浸液对甘草种子发芽的
影响程度,对各处理组与对照组种子发芽率的差异
显著性进行Z检验:
Z= P-P′
(S2IN+S
2IN′)1/2
,S2=P′(100-P′)
P′=A+A′N+N′×100
式中P,N,A分别为对照组未发芽种子百分率、
试验种子数、发芽种子数;P′,N′,A′分别为处理组未
发芽种子百分率、试验种子数、发芽种子数。由表1
可见,柠条不同浓度的根和茎叶水浸液对甘草种子
萌发均具有一定的抑制作用,其中根水浸液随浓度
增加对甘草种子萌发的抑制作用有减小的趋势,茎
叶水浸液随浓度增加抑制作用逐渐增大。低质量浓
度(1,10g·L-1)根水浸液的抑制作用较茎叶的大,
而高质量浓度(50g·L-1)根水浸液的抑制作用较
茎叶的小。经检验,柠条根和茎叶水浸液对甘草种
子萌发的抑制作用均未达到显著水平。
柠条不同浓度根和茎叶的水浸液在不同时间对
甘草种子发芽的抑制作用程度不同。高浓度的水浸
液(T3,T4)在前3d对甘草种子发芽率的影响较为
明显,但第4天以后各处理间的差异不显著。总体
·0642·
第33卷第21期
2008年11月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol.33,Issue 21
November,2008
表1 柠条水浸液对甘草种子萌发的影响
水浸液
处理
/g·L-1
代号
发芽情况
发芽率/% 显著性检验(Z)
发芽势
/%
发芽指数
胚根长
/cm
柠条根 清水对照 T1 9167 - 7778 4179 592±029
1 T2 8358 -068372 7612 3590 574±027
10 T3 8151 -083509 6918 3418 568±036
50 T4 9000 -015143 7143 2886 589±016
柠条茎叶 清水对照 T1 9252 - 7891 4205 571±042
1 T2 8652 -057609 7447 3653 555±064
10 T3 8542 -067624 7222 3443 582±002
50 T4 7959 -113092 6803 2503 601±025
注:当置信概率为95%时,Z=196;当置信概率为99%时,Z=258;Z>0表示促进作用,Z<0表示抑制作用(表3同)
来看,柠条根和茎叶水浸液在初期延缓了甘草种子
萌发,但对最终的发芽率影响不显著,见图1。
图1 柠条根和茎叶水浸液对甘草种子发芽的影响
2.2 柠条水浸液对甘草移栽苗生长的影响
对甘草移栽苗生长指标的测定结果见表2。各
处理甘草移栽苗的生长指标之间存在着不同程度的
差异,经单因素方差分析,差异均不显著。说明试验
所用的水浸液对甘草移栽苗的生长量没有产生明显
的抑制或促进作用。
表2 柠条水浸液对甘草移栽苗生长指标的影响
水浸液
统计
项目
株高
/cm
地径
/cm
根长
/cm
芦头
粗/cm
水平茎
数/条
侧根
数/条
清水对照 平均值 4840 010 1940 059 220 700
标准差 416 005 152 008 148 200
柠条枯落物 平均值 6040 014 2080 059 180 960
标准差 535 004 342 011 192 404
柠条茎叶 平均值 5800 011 2180 054 180 580
标准差 768 005 661 014 148 164
柠条根 平均值 5640 014 1920 055 080 600
标准差 601 004 569 011 084 339
各处理间甘草移栽苗根和茎干重的变化幅度不
大,方差分析差异均未达到显著水平,见图2。
对不同处理甘草移栽苗根的甘草酸含量进行测
定,清水处理组的甘草酸为086%,柠条枯落物水
浸液处理组的甘草酸为079%,柠条茎叶水浸液处
理组的甘草酸为081%,柠条根水浸液处理组的甘
草酸为 067%,各处理组的甘草酸含量均低于对
照,但经分析差异不显著。相比较柠条根水浸液处
理
图2 柠条水浸液对甘草移栽苗生物量的影响
的甘草移栽苗根和茎的生物量及甘草酸含量较低。
2.3 甘草水浸液对柠条种子萌发的影响
甘草不同浓度根水浸液对柠条种子萌发的影响
不明显,各处理间的发芽率、发芽势、发芽指数变化
幅度不大,10g·L-1根水浸液处理的柠条种子胚根
长度较对照长。甘草50g·L-1茎叶水浸液处理的
柠条种子各项指标均高于对照,柠条种子胚根长度
随着茎叶水浸液浓度的增加依次增长。对各处理种
子发芽率差异显著性进行 Z检验,见表3。甘草不
同浓度的根和茎叶水浸液对柠条种子发芽具有一定
的促进作用,但均未达到显著水平。
甘草高浓度根水浸液(T3,T4)在前4d对柠条
种子发芽率的影响较大,但 T4的发芽率后期略高于
对照。甘草高浓度茎叶水浸液(T3,T4)在第2天对
柠条种子发芽率的影响较大,第4天以后 T4的发芽
率均高于对照。甘草根和茎叶的水浸液对柠条种子
最终的发芽率没有显著影响,见图3。
2.4 甘草水浸液对柠条幼苗生长的影响
甘草根和茎叶水浸液处理的柠条地上部分茎叶
干重和总干重均较对照高,而10g·L-1甘草根和茎
叶水浸液处理的柠条地下部分根干重均较对照低。
总体来看,甘草根和茎叶水浸液对柠条幼苗生长具
有促进作用,能够促进茎和根的伸长生长,促进地上
部分茎叶生物量的积累。但各处理间的差异没有达
到显著水平,见表4。
·1642·
第33卷第21期
2008年11月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol.33,Issue 21
November,2008
表3 甘草水浸液对柠条种子萌发的影响
水浸液
处理
/g·L-1
发芽情况
发芽率/% 显著性检验(Z)
发芽势
/%
发芽指数
胚根长
/cm
甘草根 T1 5500 - 4200 1136 516±003
T2 5200 0827313 4300 1096 448±045
T3 5200 0827313 3200 802 591±137
T4 5500 0970587 4100 856 370±020
甘草茎叶 T1 6800 - 5400 1721 400±040
T2 6300 0494190 5200 1857 409±010
T3 6500 0598065 5100 1757 427±038
T4 7400 1096216 5700 1743 485±072
图3 甘草根和茎叶水浸液对柠条种子发芽的影响
3 结论
在自然界中植物能够通过淋溶、挥发、根系分泌
和残体分解等途径释放一些物质,进而对周围其他
植物的种子萌发和幼苗生长产生化感作用[48]。现
实中,植物化感物质的溶剂多为水,而且浓度相对较
低,所以本研究选择了较低质量浓度的甘草柠条水
浸液进行化感作用试验。
表4 甘草水浸液对柠条幼苗生长的影响
水浸液 处理 苗高/cm 根长/cm 地上部分干重/mg/株 地下部分干重/mg/株 总干重
甘草根 T1 9170 10670 764 324 1088
T3 10360 12020 832 270 1102
T4 10170 11160 844 318 1162
甘草茎叶 T1 9170 10670 764 324 1088
T3 9500 11500 896 282 1178
T4 9067 11689 820 324 1144
研究表明,柠条根和茎叶水浸液(1~50g·
L-1)对甘草种子萌发具有一定的抑制作用,但影响
程度未达到显著水平。许多研究表明,同一植物不
同器官之间的化感作用通常有所差异,可能与不同
器官化感物质的含量和种类有关[910]。柠条根水浸
液随浓度增加对甘草种子萌发的抑制作用有减小的
趋势,而茎叶水浸液随质量浓度增加抑制作用逐渐
增大。柠条较高质量浓度的根和茎叶水浸液(50g
·L-1)能够促进甘草种子胚根伸长。柠条的枯落
物、根和茎叶的水浸液对甘草移栽苗的生长量、生物
量以及甘草酸的含量都没有产生显著影响。但相比
较柠条根水浸液处理的甘草移栽苗的根和茎干重及
甘草酸含量较低,产生的原因有待于进一步研究。
甘草根和茎叶水浸液对柠条种子萌发具有一定
的促进作用,但影响程度未达到显著水平。甘草茎
叶水浸液对柠条种子胚根的伸长生长具有促进作
用,并随浓度增加作用增强。甘草根和茎叶水浸液
(10,50g·L-1)对柠条幼苗生长具有促进作用,能
够促进柠条茎和根的伸长生长,促进地上部分茎叶
生物量的积累。但甘草根水浸液(10g·L-1)处理
的柠条幼苗根干重较对照低。
甘草柠条根和茎叶水浸液(10,50g·L-1)在初
期延缓了彼此种子的萌发,但对种子最终的发芽率
影响不明显。产生这种现象的原因之一,可能是未
滤去的较细的根和茎叶的粉末存留在水浸液中,增
加了水浸液的黏稠度,从而影响了种子萌发初期的
吸水速度。研究表明,柠条根和茎叶水浸液对甘草
种子发芽具有抑制作用,甘草根和茎叶水浸液对柠
条种子发芽和幼苗生长具有促进作用,但经检验,影
响程度均未达到显著水平。在试验所采用的质量浓
度范围内,甘草柠条的种间化感作用不明显,这可能
与水浸液的质量浓度较低有关。因此,甘草柠条的
种间化感作用还有待于进行更深入细致的研究。
[参考文献]
[1] 蒋井齐,李生宝,翟明普.我国的固沙型灌木林及其研究进展
[J].干旱区资源与环境,1998,4(2):32.
[2] 丘明新,刘家琼.我国干旱地区甘草草地资源的利用与保护
[J].自然资源学报,1993,8(4):314.
[3] 孙志蓉.甘草柠条混生作用机制及其对药材质量的影响
[D].北京:北京林业大学,2004:104.
[4] 孔垂华,胡 飞.植物化感(相生相克)作用及其应用[M].北
·2642·
第33卷第21期
2008年11月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol.33,Issue 21
November,2008
京:中国农业出版社,2001:21.
[5] 彭少麟,邵 华.化感作用的研究意义及发展前景[J].应用
生态学报,2001,12(5):780.
[6] 骆世明,林象联,曾任森,等.华南农区典型植物的化感作用
研究[J].生态科学,1995(2):114.
[7] 王大力,祝心如.豚草的化感作用研究[J].生态学报,1996,
16(1):16.
[8] 周志红,骆世明,牟子平.番茄的化感作用研究[J].应用生态
学报,1997,8(4):445.
[9] 马瑞君,王明理,赵 坤,等.高寒草场优势杂草黄帚橐吾水
浸液对牧草的化感作用[J].应用生态学报,2006,17(5):
845.
[10] 胡 飞,孔垂华.胜红蓟化感作用的研究Ⅰ.水溶物的化感作
用及其化感物质的分离鉴定[J].应用生态学报,1997,8(3):
304.
Efectofaqueousextractsonseedgerminationandseedlinggrowth
betweenGlycyrrhizauralensisandCaraganamicrophyla
SUNZhirong1,ZAIMingpu2,HERunping2,WANGWenquan1
(1.BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100102,China;2.BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China)
[Abstract] Objective:TostudytheinterspeciesalelopathyofGlycyrhizauralensisandCaraganamicrophylaandrevealthe
relationshipbetweendiferentinteractionsandprovidedthetheoryreferencefortheirapplicationofcompoundingplantingpaternin
practice.Method:WaterextractsofG.uralensisandC.microphylaroot,stemandleafwereusedtodisposemutualseeds,young
seedlingsandtransplants.Result:ThegerminationofG.uralensisseedwasn'trestrainedsignificantlybythewaterextractofC.micro
phylaroot,stemandleaf(150g·L-1).However,theinhibitoryefectofahighconcentrationwaterextractofC.microphylastem
andleaf(50g·L-1)wasstronger.Therewasn'tsignificantdiferenceintheefectofthewaterextractofC.microphylacast,rootand
stemonthegrowthandqualityofG.uralensistransplant.Moreover,thewaterextractofG.uralensisroot,stemandleafcanimprove
thegerminationofC.microphylaseedsandthegrowthofseedlings,whileitsefectiveextentdidn'treachanobviousdiferentlevel.
Conclusion:ThereexistsnosignificantdiferencebetweentheinterspeciesalelopathyofG.uralensisandC.microphyla.
[Keywords] Glycyrhizauralensis;Caraganamicrophyla;alelopathy;waterinfusion
[责任编辑 吕冬梅]
[收稿日期] 20071212
[通讯作者] 张本刚,Tel:(010)62899725,Email:bgzhang@implad.ac.cn;zhangbengang@163.net
光慈菇的规范化栽培技术研究———栽培密度、
深度试验
邴其忠1,3,张本刚1,张 昭1,陈自泓2
(1.中国医学科学院 北京协和医学院 药用植物研究所,北京 100094;
2.广州中一药业有限公司,广东 广州 510140;3.山东省莱阳市农业局,山东 莱阳 265200)
[摘要] 目的:研究光慈菇最佳的人工栽培密度、深度等。方法:通过人工驯化栽培试验,探索不同的栽培密
度、播种深度及覆盖地膜,对光慈菇生长的影响产量、增产率、鳞茎的增大倍数、鳞茎的分生增殖等的影响。结果:
在30~200株/m2的密度,光慈菇的产量、增产率随着密度的增大而增大,达到显著水平;深度在5~20cm,光慈菇
的产量、增产率和收获的鳞茎粒数随着播种深度的增加而增加,达到显著水平;覆盖地膜处理的产量、增产率和收
·3642·
第33卷第21期
2008年11月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol.33,Issue 21
November,2008