免费文献传递   相关文献

Effect of aqueous extracts on seed germination and seedling growth
between Glycyrrhiza uralensis and Caragana microphylla

甘草柠条水浸物对种子萌发和幼苗生长的相互影响



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]10015302(2008)21245905
[收稿日期] 20071228
[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,Email: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,pH77,有机质034%,全氮031
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547m,年平均气温118℃,1月份均温 -43
℃,7月份均温259℃,年均地面温度135℃,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 06cm。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07239807),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 9167 - 7778 4179 592±029
  1 T2 8358 -068372 7612 3590 574±027
  10 T3 8151 -083509 6918 3418 568±036
  50 T4 9000 -015143 7143 2886 589±016
柠条茎叶 清水对照 T1 9252 - 7891 4205 571±042
  1 T2 8652 -057609 7447 3653 555±064
  10 T3 8542 -067624 7222 3443 582±002
  50 T4 7959 -113092 6803 2503 601±025
  注:当置信概率为95%时,Z=196;当置信概率为99%时,Z=258;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 4840 010 1940 059 220 700
  标准差 416 005 152 008 148 200
柠条枯落物 平均值 6040 014 2080 059 180 960
  标准差 535 004 342 011 192 404
柠条茎叶  平均值 5800 011 2180 054 180 580
  标准差 768 005 661 014 148 164
柠条根   平均值 5640 014 1920 055 080 600
  标准差 601 004 569 011 084 339
  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086%,柠条枯落物水
浸液处理组的甘草酸为079%,柠条茎叶水浸液处
理组的甘草酸为081%,柠条根水浸液处理组的甘
草酸为 067%,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 5500 - 4200 1136 516±003
  T2 5200 0827313 4300 1096 448±045
  T3 5200 0827313 3200 802 591±137
  T4 5500 0970587 4100 856 370±020
甘草茎叶 T1 6800 - 5400 1721 400±040
  T2 6300 0494190 5200 1857 409±010
  T3 6500 0598065 5100 1757 427±038
  T4 7400 1096216 5700 1743 485±072
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[48]。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 9170 10670 764 324 1088
  T3 10360 12020 832 270 1102
  T4 10170 11160 844 318 1162
甘草茎叶 T1 9170 10670 764 324 1088
  T3 9500 11500 896 282 1178
  T4 9067 11689 820 324 1144
  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[910]。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
SUNZhirong1,ZAIMingpu2,HERunping2,WANGWenquan1
(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(150g·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] 20071212
[通讯作者] 张本刚,Tel:(010)62899725,Email: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