我国是油菜（Brassica napus L.）生产大国[1]，主产区位于长江流域[2]，生产上常采用水稻―油菜轮作的种植模式[3]，该模式能够有效提高土地利用率，恢复和保持地力的可持续性，抑制病虫害等。但水稻收获后会导致土壤质地黏重、透气性差和地下水位高等问题[4]，再加上降水量丰富且地势较低，导致油菜渍涝灾害频繁发生[5]。油菜属于旱生植物，缺乏通气组织，受灾的油菜缺氧后根系活力降低，叶绿素合成受阻、光合效率降低、呼吸作用加快、养分水分吸收困难、生长发育受限，最终导致产量和品质下降[6-7]。长江流域在油菜播种期、角果期和成熟期多阴雨，严重时会极大地影响油菜生长，导致油菜不能发芽或产量降低乃至绝收。甘蓝型油菜在不同生育期对湿害的敏感程度不同，花期耐湿性较强，而苗期和角果期对湿害最为敏感[8]。在生产上，选育耐渍涝油菜品种是一种有效防御渍涝灾害的方式，而通过栽培调控技术防御也是手段之一。
本研究利用苎麻茎和根的浸提液对处于渍水条件下的油菜进行处理，考察种子发芽情况，并在盆栽油菜角果期模拟渍涝条件下喷施苎麻浸提液，分析其对油菜产量和品质的影响，为植物浸提液防御渍涝灾害提供应用基础。
1 材料与方法
1.1 供试材料
苎麻品种为湘苎3号，由湖南农业大学苎麻研究所选育并提供；油菜品种为湘油15号，由湖南农业大学油料研究所选育并提供。
1.2 试验设计
1.2.1 苎麻茎和根浸提液的制备
选取湖南农业大学耘园试验基地生长10年的苎麻茎和根为材料，株高1.0~1.5 m时采集茎（含叶）和根，洗净后分别放入搅拌机搅碎。称取400 g样品，分别加入水、无水乙醇和石油醚3种溶剂共1 L浸提12 h，过滤得到400 g/L粗提液。然后将粗提液置于通风橱挥发至恒重，再加入蒸馏水定容至1 L得到浸提液母液。将上述母液保存于4 °C冰箱待用。苎麻浸提液的浓度及编号见表1。
表1 苎麻茎和根的提取液
Table 1
| 材料 Material | 溶剂 Solvent | 浓度 Concentration (g/L) | 处理 Treatment |
|---|---|---|---|
| 茎Stem | 水 | 0.04 | T1 |
| 4 | T2 | ||
| 400 | T3 | ||
| 无水乙醇 | 0.04 | T4 | |
| 4 | T5 | ||
| 400 | T6 | ||
| 石油醚 | 0.04 | T7 | |
| 4 | T8 | ||
| 400 | T9 | ||
| 根Root | 水 | 0.04 | T10 |
| 4 | T11 | ||
| 400 | T12 | ||
| 无水乙醇 | 0.04 | T13 | |
| 4 | T14 | ||
| 400 | T15 | ||
| 石油醚 | 0.04 | T16 | |
| 4 | T17 | ||
| 400 | T18 |
1.2.2 发芽指标
挑选颗粒饱满且大小均一的油菜种子，浸泡在有效氯含量为5%~6%的次氯酸钠溶液中杀菌30 min，然后用蒸馏水漂洗3~5次。为了模拟油菜种子渍涝灾害，参照湛瑊等[13]方法并进行改动，在培养皿上铺一层棉花，再铺两层滤纸维持保水性。用CK1（清水）和上述浸提液分别浸泡种子10 h，浸泡完成后将种子进行24 h渍涝处理，CK2（渍涝对照）为经过10 h浸泡和渍涝处理的种子，将种子均匀置于培养皿上，每皿60粒，每个处理4次重复。油菜种子保持渍涝7 d（滤纸边角稍微渗水但不至于淹没种子），所有培养皿放置在25 ℃、80%湿度的培养箱培养，每天在固定时间各补充2 mL蒸馏水和浸提液。以根长超过种子的1/2作为发芽标准，7 d后结束试验并统计各项发芽指标。
发芽势（germination potential，GP）=nd3/N× 100%；发芽率（germination rate，GR）=nd7/N×100%；化感指数（response index，RI）=(T-T0’)/T0’；综合敏感指数（sensitivity index，SI）=
1.2.3 生理指标、农艺性状和产量
盆栽试验在湖南农业大学的校内盆栽场遮雨棚进行，供试土壤经过风干﹑过筛处理，每盆钵称取7 kg备用。于2022年11月7日选取生长发育一致的油菜进行移栽。移栽前每盆施用复合肥（N:P:K= 15:15:15）5 g、尿素1 g、过磷酸钙4 g，所有盆栽进行套盆处理（在原有的盆栽外再套一个盆）。2023年3月在油菜角果期，采用人工灌水使每盆油菜的水位高于原有土壤5 cm，5 d后停止渍水处理，并开始喷施浸提液，每个处理5盆，设T0’（人工灌水处理）和T0（不做任何处理）2个对照。处理3 d后取油菜花茎上部无柄叶液氮冻存后，存于-80 ℃冰箱用于生理指标检测。在油菜角果成熟时测定其农艺性状和产量。
采用卷尺测量株高，采用游标卡尺测量茎粗，采用目测法统计一次有效分枝数和单株有效角果数，每株取15个角果计算平均值统计角果粒数，采用电子自动数粒仪并称重测定千粒重，采用氮蓝四唑法检测超氧化物歧化酶（SOD），采用愈创木酚法检测过氧化物酶（POD），SOD和POD的测定均由Solarbio活性检测试剂盒反应后，再利用可见分光光度法检测（紫外可见分光光度计UV1810，北京普析），使用近红外成分分析仪（TR-3770，美国）测含油率。
1.3 数据处理
采用Excel 2019，SPSS 23.0和Origin 2024进行数据统计与分析。
2 结果与分析
2.1 苎麻浸提液对渍涝胁迫下油菜种子萌发的影响
由图1可知，在渍水条件下，除了T2和T10处理外，其他处理组的发芽势均高于CK2处理；不同浓度浸提液处理下，T6处理的发芽势最高，其次是T13处理；T1和T12与CK2处理无显著差异。不同溶剂和浓度的苎麻浸提液处理对油菜种子发芽势的促进效果不同。综合来看，经无水乙醇浸提液处理（T4~T6和T13~T15）的油菜种子发芽势较高，石油醚浸提液处理次之。大部分浸提液在4 g/L和400 g/L浓度下对发芽势的促进效果较好。
图1
图1
苎麻茎和根的浸提液对渍涝胁迫下油菜种子发芽势和发芽率的影响
不同小写字母表示不同处理间差异显著（P < 0.05）。
Fig.1
The effect of solvent extract from ramie stem and root on germination potential and germination rate of rapeseed seeds under waterlogging stress
Different lowercase letters indicate significant differences among different treatments (P < 0.05).
从发芽率来看，渍涝胁迫下油菜种子的发芽率随苎麻浸提液溶剂和浓度不同表现出促进或抑制作用（图1）。苎麻茎的水浸提液处理（T1~T3）中油菜种子发芽率低于CK2处理，在4 g/L和400 g/L浓度下对发芽率产生了显著抑制作用，其中T3较CK2处理降低了39.6%。苎麻茎（T4~T6处理）和根（T13~T15处理）的无水乙醇浸提液处理发芽率会随着浓度的增加呈现先降低后升高的趋势。苎麻茎（T7~T9处理）和根（T16~T18处理）的石油醚浸提液处理对发芽率有促进作用，最佳处理是T8和T17处理。从结果来看，苎麻有机溶剂浸提液对渍涝胁迫下油菜种子的发芽有促进作用，且效果显著。
2.2 苎麻浸提液对渍涝胁迫下油菜种子根长和苗高的影响
由表2可知，除了T1处理对油菜的根长无明显促进作用外，其他处理均能显著促进油菜根的伸长。其中T6处理对根长的促进作用最强，较CK2增加了94.8%。400 g/L苎麻茎的浸提液处理（T3、T6和T9处理）、4 g/L苎麻根的浸提液处理（T11、T14和T17处理）对根长的促进效果较好。
表2 苎麻茎和根的浸提液对渍涝胁迫下油菜根长和苗高的影响
Table 2
| 处理 Treatment | 根长 Root length (mm) | 根长化感指数 RI of root length | 苗高 Seedling height (mm) | 苗高化感指数 RI of seedling height | 综合敏感指数 SI | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CK1 | 80.70±12.46a | － | 84.00±12.14a | － | － | |||
| CK2 | 34.60±19.00h | － | 40.73±14.84i | － | － | |||
| T1 | 44.70±23.33g | 0.29 | 43.97±17.32hi | 0.08 | 0.19 | |||
| T2 | 47.33±16.07fg | 0.37 | 53.10±17.19efgh | 0.30 | 0.34 | |||
| T3 | 53.63±19.39cdefg | 0.55 | 60.43±17.63bcdef | 0.48 | 0.52 | |||
| T4 | 58.00±18.65cde | 0.68 | 59.73±14.36bcdef | 0.47 | 0.58 | |||
| T5 | 52.17±13.71efg | 0.51 | 50.00±16.71fghi | 0.23 | 0.37 | |||
| T6 | 67.47±18.11b | 0.95 | 59.37±17.82bcdef | 0.48 | 0.72 | |||
| T7 | 63.13±13.93bc | 0.82 | 64.23±18.99bcd | 0.58 | 0.70 | |||
| T8 | 58.47±15.42bcde | 0.69 | 59.83±18.65bcdef | 0.47 | 0.58 | |||
| T9 | 63.03±14.20bcd | 0.83 | 61.30±20.29bcde | 0.48 | 0.66 | |||
| T10 | 54.07±13.50cdef | 0.56 | 46.03±15.64ghi | 0.13 | 0.35 | |||
| T11 | 58.57±13.38bcde | 0.69 | 53.13±13.60efgh | 0.30 | 0.50 | |||
| T12 | 51.47±13.14efg | 0.49 | 50.43±15.83fghi | 0.24 | 0.37 | |||
| T13 | 53.47±12.26defg | 0.55 | 55.97±14.68cdefg | 0.37 | 0.46 | |||
| T14 | 57.00±14.95cde | 0.65 | 55.53±15.67defg | 0.36 | 0.51 | |||
| T15 | 55.43±14.26cdef | 0.60 | 53.73±18.26efgh | 0.32 | 0.46 | |||
| T16 | 57.33±13.64cde | 0.66 | 53.77±18.48efgh | 0.32 | 0.49 | |||
| T17 | 59.03±14.55bcde | 0.71 | 66.13±18.76bc | 0.62 | 0.67 | |||
| T18 | 54.93±15.26cdef | 0.59 | 69.17±24.44b | 0.70 | 0.65 | |||
不同小写字母表示不同处理间差异显著（P < 0.05），下同。
Different lowercase letters indicate significant differences among different treatments (P < 0.05), the same below.
除了T1、T5、T10、T12与CK2处理无显著差异外，其他处理对油菜苗高均有显著促进作用，其中T18处理对苗高的促进作用最强，较CK2处理增加了69.8%。苎麻茎的水浸提液处理对苗高的促进作用随着浓度的升高而增强，而根的无水乙醇浸提液处理则相反。
根长化感指数、苗高化感指数和综合敏感指数均为正值，说明苎麻茎和根的浸提液对油菜根长和苗高均存在不同程度的化感促进作用。有机溶剂浸提液处理对根长和苗高的促进效果好于水浸提液处理。除了T18处理外，各浸提液处理对根长的化感促进作用强于苗高。T6和T7处理的综合敏感指数较高，分别为0.72和0.70，最低的是T1处理，为0.19。苎麻浸提液对渍涝胁迫下油菜根长和苗高的化感作用与浸提器官、溶剂以及浸提液浓度有关。
2.3 苎麻浸提液对角果期渍涝胁迫下油菜农艺性状和产量的影响
由表3可知，除了T1、T5、T6、T10和T13处理外，其他处理均对油菜的株高有不同程度的恢复作用。其中T15处理对株高的恢复作用最强，较T0’处理提高了69.7%。T15、T17处理的油菜茎粗显著大于T0’和T0处理，较T0’处理分别增大了20.2%和29.8%。一次有效分枝数无显著差异，苎麻茎和根的水浸提液处理可以提高单株有效角果数，且随着浓度升高，单株有效角果数先减少后增多。而无水乙醇浸提液则相反，茎处理的单株有效角果数均低于T0’处理，根处理的单株有效角果数高于T0’处理。苎麻茎和根的石油醚浸提液处理对油菜单株有效角果数的恢复效果好于水和无水乙醇浸提液。从角果粒数看，苎麻茎的水和无水乙醇浸提液处理与T0’处理无显著差异，苎麻根的水浸提液处理对角果粒数的恢复作用随着浓度的升高而增强；石油醚浸提液处理对角果粒数的恢复作用较强；苎麻根的浸提液处理对角果粒数的恢复效果好于茎。从千粒重来看，苎麻浸提液可以提高角果期渍涝条件下油菜的千粒重，其中石油醚浸提液的效果最好，乙醇浸提液次之，水浸提液最差。
表3 苎麻茎和根的浸提液对角果期渍涝胁迫下油菜农艺性状和产量的影响
Table 3
| 处理 Treatment | 株高 Plant height (cm) | 茎粗 Stem diameter (mm) | 含油率 Oil content (%) | 一次有效分枝数 Number of primary productive branches | 单株有效角果数 Effective pod number per plant | 角果粒数 Kernel number per pod | 千粒重 1000-grain weight (g) | 单株产量 Yield per plant (g) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T0 | 170.37±1.17de | 7.17±0.19cdef | 35.94±1.06abcde | 6.0±0.2a | 68.9±2.5ab | 25.65±1.24abcdef | 3.76±0.31cdef | 5.65±0.57bcd |
| T0’ | 165.89±1.39ghi | 6.52±0.25ghi | 34.33±0.12efg | 5.7±0.2a | 64.5±1.3efg | 24.46±0.15cdef | 3.35±0.31g | 4.48±0.30f |
| T1 | 160.47±0.97j | 6.08±0.14ij | 35.21±1.03cdef | 6.0±0.5a | 66.7±1.0bcdef | 24.41±1.24def | 3.32±0.06g | 4.59±0.08ef |
| T2 | 170.22±1.08de | 7.46±0.22bc | 34.66±0.77defg | 5.7±0.6a | 63.8±2.6fg | 23.77±1.43ef | 3.51±0.15efg | 4.52±0.27ef |
| T3 | 173.51±1.01bc | 6.95±0.26defg | 35.84±0.61abcdef | 6.3±0.6a | 67.4±1.8bcde | 23.56±1.23ef | 3.47±0.18fg | 4.67±0.13ef |
| T4 | 166.83±0.87fgh | 6.43±0.34hi | 36.13±0.48abcde | 6.0±0.4a | 63.1±1.3gh | 24.15±1.64def | 3.79±0.13bcdef | 4.92±0.60def |
| T5 | 163.46±0.64i | 6.78±0.11fgh | 35.55±0.69bcdef | 6.0±0.7a | 60.4±2.1hi | 23.42±1.36f | 3.63±0.08defg | 4.36±0.31f |
| T6 | 165.42±0.79ghi | 6.83±0.12efgh | 36.24±0.57abcd | 5.0±0.2a | 59.8±2.4i | 23.92±1.67ef | 3.82±0.05bcdef | 4.63±0.20ef |
| T7 | 168.74±0.89ef | 7.51±0.18bc | 37.13±0.71ab | 6.0±0.5a | 65.4±1.8cdefg | 26.29±0.48abcd | 3.84±0.06bcde | 5.61±0.35bcd |
| T8 | 171.54±0.56cd | 7.26±0.25cde | 37.44±0.66a | 6.0±0.2a | 68.3±1.4abc | 26.95±0.37ab | 3.92±0.07abcd | 6.13±0.15abc |
| T9 | 170.63±1.47de | 7.48±0.36bc | 36.84±0.84abc | 6.3±0.2a | 71.3±0.9a | 25.89±2.38abcde | 3.79±0.09bcdef | 5.94±0.48abc |
| T10 | 164.23±2.31hi | 5.84±0.18j | 34.01±0.80fg | 5.0±0.8a | 64.6±1.4defg | 25.23±0.90bcdef | 3.84±0.34bcde | 5.34±0.78cde |
| T11 | 168.94±0.84def | 6.49±0.28hi | 33.14±1.37g | 5.7±0.6a | 62.4±1.3ghi | 25.47±1.09abcdef | 3.64±0.20defg | 4.93±0.58def |
| T12 | 167.35±0.93fg | 6.74±0.14fgh | 35.19±1.20cdef | 5.3±1.1a | 67.3±1.9bcde | 26.36±0.49abcd | 3.85±0.19bcde | 5.82±0.56abc |
| T13 | 164.53±1.45hi | 5.31±0.35k | 36.12±1.23abcde | 5.0±0.6a | 69.2±0.4ab | 25.71±1.34abcdef | 4.13±0.14ab | 6.26±0.57ab |
| T14 | 174.59±2.28b | 7.39±0.18bcd | 36.71±1.40abc | 6.0±1.0a | 69.2±0.7ab | 25.69±0.57abcdef | 4.14±0.25ab | 6.27±0.58ab |
| T15 | 177.45±1.87a | 7.84±0.15b | 37.21±1.33ab | 6.7±0.6a | 67.8±1.1bcd | 27.62±1.20a | 4.11±0.11abc | 6.54±0.01a |
| T16 | 171.56±0.58cd | 7.24±0.13cde | 36.13±0.58abcde | 6.0±0.6a | 65.6±1.7cdefg | 26.46±0.6abcd | 3.96±0.15abcd | 5.84±0.24abc |
| T17 | 175.84±1.69ab | 8.46±0.21a | 36.92±0.51abc | 6.3±0.8a | 69.3±0.8ab | 26.78±1.44abc | 4.07±0.06abc | 6.42±0.33ab |
| T18 | 167.32±1.12fg | 5.32±0.05k | 36.47±1.13abcd | 5.7±0.4a | 68.4±0.6abc | 25.36±0.40abcdef | 4.23±0.11a | 6.23±0.01ab |
渍涝影响油菜的产量（表3），除T5处理外，其他处理油菜单株产量均高于T0’处理，这说明苎麻浸提液可以缓解渍涝对油菜产量的影响，提高油菜的抗渍涝能力，恢复渍涝胁迫带给油菜的减产。其中T15处理油菜的单株产量显著高于T0和T0’处理，较T0’处理提高了46.0%。苎麻茎和根的水浸提液随着浓度的升高对油菜单株产量的恢复作用呈现先减弱后增强的趋势，在400 g/L浓度下恢复作用最强。苎麻茎的无水乙醇浸提液对油菜产量没有恢复效果，但是根浸提液可以恢复渍涝胁迫对油菜的伤害，且随浓度升高恢复作用增强。苎麻茎和根的石油醚浸提液处理都对油菜单株产量有恢复作用，且根的浸提液处理恢复效果好于茎。综上所述，苎麻有机溶剂浸提液处理对角果期油菜渍涝胁迫有较好的恢复效果，苎麻根的浸提液处理恢复效果好于茎，并且浸提液浓度越大对渍水油菜的恢复效果越好。
2.4 苎麻浸提液对角果期渍涝胁迫下油菜含油率的影响
大部分苎麻浸提液对角果期渍涝胁迫下油菜的含油率具有恢复作用（表3），仅0.04 g/L（T10）和4 g/L（T11）处理的含油率低于T0’处理，但未达到显著水平。其中T6、T7、T8、T9、T14、T15、T17和T18处理的含油率显著高于T0’处理，说明适当浓度的苎麻无水乙醇和石油醚浸提液均可显著提高渍涝胁迫下油菜的含油率。
2.5 苎麻浸提液对角果期渍涝胁迫下油菜SOD和POD活性的影响
活性氧（ROS）的产生是植物受到渍水胁迫的基本特征之一。当植物受到渍水胁迫时，机体本身会根据体内氧浓度来提高ROS的含量从而降低危害。然而ROS过多会对植株有害，植物具备一套有效清除体内过量ROS的抗氧化还原系统，其中SOD和POD是该系统中的保护酶，能使细胞和组织免受毒害，起到调节和保护作用。
从T0和T0’处理比较（表4）看出，油菜植株在受到渍水胁迫时，会提高抗氧化物酶活性以减少自身ROS积累。喷施苎麻浸提液后，SOD活性随着苎麻茎的水浸提液浓度升高先增强后减弱，而苎麻根的水浸提液处理下出现了低促高抑作用。0.04 g/L（T4）和400 g/L（T6）处理可显著增强渍涝胁迫下油菜SOD活性，化感指数分别为1.99和1.74。T15处理的化感促进作用较强。
表4 苎麻茎和根的浸提液对角果期渍涝胁迫下油菜SOD和POD活性的影响
Table 4
| 处理 Treatment | SOD (U/g) | SOD 化感指数 RI of SOD | POD (U/g) | POD 化感指数 RI of POD |
|---|---|---|---|---|
| T0 | 55.18±6.17jk | － | 947±57g | － |
| T0’ | 75.94±2.43ghijk | － | 1143±57efg | － |
| T1 | 88.43±11.16efghi | 0.16 | 653±57h | -0.43 |
| T2 | 117.47±14.90cde | 0.55 | 653±150h | -0.43 |
| T3 | 102.15±23.89cdefg | 0.35 | 1013±150fg | -0.11 |
| T4 | 226.74±15.85a | 1.99 | 1274±98ef | 0.11 |
| T5 | 84.39±8.73fghij | 0.11 | 1143±57efg | 0.00 |
| T6 | 208.26±18.35ab | 1.74 | 1176±98efg | 0.03 |
| T7 | 60.54±6.28ijk | -0.20 | 3397±204a | 1.97 |
| T8 | 62.13±1.23ijk | -0.18 | 2287±150c | 1.00 |
| T9 | 70.21±4.56hijk | -0.08 | 2254±98c | 0.97 |
| T10 | 189.98±30.41b | 1.50 | 523±57h | -0.54 |
| T11 | 54.43±8.47jk | -0.28 | 1307±204e | 0.14 |
| T12 | 52.02±5.84k | -0.32 | 1013±150fg | -0.11 |
| T13 | 96.53±28.77defgh | 0.27 | 1111±57efg | -0.03 |
| T14 | 80.30±6.20fghijk | 0.06 | 1143±57efg | 0.00 |
| T15 | 128.04±18.39c | 0.69 | 1176±98efg | 0.03 |
| T16 | 80.32±6.64fghijk | 0.06 | 3005±283b | 1.63 |
| T17 | 108.19±15.28cdef | 0.42 | 1764±98d | 0.54 |
| T18 | 124.88±16.82cd | 0.64 | 1960±98d | 0.71 |
苎麻茎的石油醚浸提液处理对SOD活性出现了化感抑制作用，且浓度越低抑制作用越强；苎麻根的石油醚浸提液处理对SOD活性出现了化感促进作用，且浓度越高促进作用越强。
从POD活性看，苎麻茎和根的水浸提液处理对POD活性有化感抑制作用，T1~T3处理以及T10、T12处理对POD活性的抑制作用较强。苎麻根的无水乙醇浸提液对POD活性影响随浸提液浓度的升高而增强，在浸提液浓度为4 g/L（T14处理）时，既不抑制也不促进，化感指数近似为0。苎麻茎和根的石油醚浸提液处理则显著增强了POD活性，在0.04 g/L茎和根的浸提液处理下化感促进效果最明显，化感指数分别为1.97（T7处理）和1.63（T16处理）。
3 讨论
油菜种子萌发过程中受到渍涝胁迫会导致根系缺氧、吸收能力下降、出苗缓慢，甚至死苗[14]。本研究发现，苎麻茎或根的有机溶剂浸提液能促进渍水状态下的油菜种子萌发，而部分水浸提液处理则对种子萌发产生抑制作用，可能是由于苎麻中存在促进种子在渍水条件下萌发的化感物质在有机溶剂中的溶解性大于水。而在苎麻茎的水浸提液处理下，油菜种子的发芽率随着浓度的升高而降低，可能是苎麻茎中抑制种子萌发的化感物质在水中较易溶解的原因，从而加重渍水对于种子萌发的危害。苎麻浸提液处理均可提高油菜种子发芽后的根长和苗高，促进油菜幼苗生长，且有机溶剂浸提液处理对根长和苗高的促进效果好于水浸提处理。因此在油菜苗期遭受渍涝胁迫时喷施苎麻有机溶剂浸提液具有较好的效果。
水分是影响油菜生长发育和产量形成的重要因素，在适宜的土壤水分条件下，油菜生长发育良好，植株粗壮，干物质增重快，单株角果数、每角果籽粒数和千粒重大，产量较高[15]。本试验发现在油菜角果期受到渍涝胁迫时，喷施苎麻浸提液能在不影响油菜植株正常生长情况下减缓危害。苎麻石油醚浸提液对油菜株高、茎粗的促进效果较好。苎麻根的浸提液处理对油菜产量相关指标的恢复效果好于茎。化感作用的强弱与化感物质的类别及其累加效应密切相关，而同一植物的不同器官中含有的化感物质种类和含量差异很大，不同的提取剂和提取条件也会对化感物质的种类和浓度产生不同的影响[16]。化感物质可简要分为酚类化合物、萜类化合物、生物碱和含氮化学物质[17]。王梓薇等[10]通过气相色谱质谱联用技术（gas chromatography-mass spectrometry，GC- MS）从苎麻秸秆石油醚等有机溶剂浸提液中鉴定出棕榈酸、邻苯二甲酸二丁酯等化感物质。李赟等[18]鉴定出苎麻根际土壤水浸提液中含有2,4-二叔丁基苯酚、棕榈酸甲酯、邻苯二甲酸二丁酯等具有潜在化感作用的物质。卢玉鹏等[19]从2个中华猕猴桃品种的叶片水浸提液中鉴定出了不同的化感物质，红阳猕猴桃叶浸提液主要含有的化感物质为2,3-丁二醇和2,4-二叔丁基苯酚，而金艳猕猴桃叶浸提液主要含有邻苯二甲酸二辛酯、2,4-二叔丁基苯酚和2,3-丁二醇。因此鉴别苎麻茎和根的有机溶剂浸提液化感物质是揭示苎麻浸提液对油菜渍涝胁迫缓解化感作用机制的关键，需要进一步研究。
本试验发现苎麻茎和根的无水乙醇浸提液对油菜种子萌发具有不同程度的促进作用，且在400 g/L浓度下的促进效果最好。苍耳水浸提物对小麦、高粱、黄瓜、油菜和萝卜种子的萌发和生长均有较强的抑制作用[20]。杜仲枯落叶水浸提液处理小麦、油菜、大豆和玉米种子，会使得种子发芽指数显著降低[21]。乙醇和甲醇的苦豆子浸提物处理的沙棘种子萌发率均高于对照种子，而经蒸馏水浸提物处理的沙棘种子萌发率显著低于对照和其他3种有机溶剂浸提物处理的种子[22]。花椒叶水浸提物显著抑制白菜种子萌发和幼苗生长，且水浸提液浓度越高抑制作用越强[23]。本试验结果与这些研究相似，苎麻茎和根的无水乙醇和石油醚浸提液处理的油菜种子的发芽率和发芽势均高于对照，对种子萌发具有不同程度的促进作用，而茎的水浸提液处理对发芽率产生了抑制作用，浓度越高抑制作用越强。藜营养器官水浸提物低浓度处理时，紫花苜蓿种子发芽率均有所提高[24]。苎麻茎的0.04 g/L水浸提液处理时，油菜种子的发芽率较对照稍低但差异不显著。狗尾草水浸提液对植物种子萌发和幼苗生长具有较强的化感抑制作用[25]。而苎麻水浸提液对幼苗生长均具有化感促进作用。关于植物提取物对作物抗逆能力提高及灾后恢复的报道较少，仅见刘淑贞等[26]报道利用植物提取物ZT-1提高小麦的抗旱能力；陶红等[27]报道表明不同浓度洋葱水浸提物可明显促进红苋菜地上部生长和抑制生菜地上部生长。本研究中苎麻茎和根的浸提液对油菜渍涝灾害具有一定的缓解作用，采用石油醚浸提液处理的效果较好。
4 结论
苎麻茎和根的无水乙醇和石油醚浸提液处理对渍涝胁迫下油菜种子的发芽势、发芽率、根长和苗高有促进作用，且有机溶剂浸提液处理对根长和苗高的促进效果好于水浸提液处理，对角果期油菜渍涝胁迫也有较好的恢复效果，且根浸提液处理恢复效果好于茎，浸提液浓度越大对渍涝胁迫下油菜的恢复效果越好。适当浓度的苎麻无水乙醇和石油醚浸提液均可显著提高渍涝胁迫下油菜的含油率。苎麻浸提液对油菜的SOD和POD活性有促进作用。综上所述，在渍涝胁迫下，苎麻有机溶剂浸提液对油菜种子发芽以及角果期农艺性状和产量的恢复效果较好，因此可以用适宜浓度的苎麻浸提液喷施于遭受渍涝胁迫的油菜植株，从而在一定程度上缓解渍涝灾害带来的危害。
参考文献
甘蓝型油菜种质资源田间耐渍性评价和耐渍种质资源筛选
DOI:10.3724/SP.J.1006.2023.34034
[本文引用: 1]
甘蓝型油菜是我国最重要的油料作物之一, 其生产过程中具有较高的渍害发生风险。为了评价甘蓝型油菜田间耐渍性以及筛选稳定的耐渍种质资源, 本研究首先在盆栽条件下确定了苗期耐渍性鉴定的适宜渍水时间, 随后在大田试验中对505份种质资源进行了田间耐渍性的综合评价和比较, 并筛选了稳定的极端材料。盆栽试验结果表明, 甘蓝型油菜的生长在渍水超过4 d时开始受到影响, 在渍水约10 d时生长受到严重抑制。2年的田间试验中, 利用无人机表型采集平台提取到27个指标, 通过因子分析将其转化成了2个公因子, 公因子1代表了甘蓝型油菜渍水条件下的生长状态, 公因子2代表了生理状态。根据2个公因子的载荷与方差贡献率计算出的耐渍性综合评价值(D值)将甘蓝型油菜种质资源的耐渍性划分为4个类型。其中, 极端耐渍型(I型)包含99份种质资源、耐渍型(II型) 200份种质资源、敏感型(III型) 187份种质资源、极端敏感型(IV型) 19份种质资源。通过2022年的大田试验对上述结果进行进一步验证和筛选, 共鉴定到9份稳定的渍水敏感材料和9份稳定的耐渍材料。而且, 2年的试验结果显示植被指数MTVI2D、MCARI2D与耐渍性综合评价值(D值)相关性都高于0.76, 可用于对油菜耐渍性快速、高效的综合评价。总之, 本研究建立了甘蓝型油菜田间耐渍性评价体系以及耐渍性快速和综合评价方法, 解析了甘蓝型油菜种质资源的耐渍性类型, 鉴定到了稳定的耐渍和敏感材料, 为甘蓝型油菜耐渍性的研究和遗传改良提供了可靠的评价方法和重要的种质资源。
苎麻土壤水浸提液物质成分鉴定及其对根际微生物的影响
苍耳对不同植物幼苗的化感作用研究
在室内采用离体生物测定法,测定了苍耳水浸提物对小麦、高粱、黄瓜、油菜和萝卜的化感效应。结果表明,苍耳水浸提液对5种植物种子的萌发和生长均有较强的抑制作用,且相同浓度处理时,对胚根的生长抑制作用高于对胚芽的抑制作用。5种受体植物中,以油菜最为敏感,其次为萝卜。本研究还通过测定化感物质对植物光合作用的影响及MDA含量的变化,初步探讨了苍耳化感物质的作用特征。在0.025 g/mL浓度下,苍耳对去胚乳小麦幼芽、幼根的抑制率分别为58.33%和67.31%;同样浓度下,苍耳对黑暗条件下培养的高粱幼芽、幼根的抑制率分别为5.58%和32.34%;可以看出,苍耳对植物光合作用的影响明显高于对非光合作用的影响。化感物质处理后黄瓜和萝卜幼苗MDA含量均高于未加化感物质的对照处理,且化感物质浓度越高MDA含量越高。由此可以看出,苍耳对植物的化感作用与抑制植物的光合作用并使植物的MDA含量升高有关,对植物的非光合作用亦有不同程度的影响。
Role of tillage measures in mitigating waterlogging damage in rapeseed
DOI:10.1186/s12870-023-04250-7
PMID:37122012
[本文引用: 1]
Tillage measures have been effectively adopted for mitigating waterlogging damage in field crops, yet little is known about the role of tillage measures in crop responses to waterlogging. A field experiment was performed to investigate the effect of conventional planting (CK), small ridge planting (SR), big ridge planting (BR) and film side planting (FS) on soil available nutrients and enzymatic activity, chlorophyll contents, leaf nutrients, soluble protein, soluble sugar, nitrate reductase, antioxidant enzyme activity, lipid peroxidation, agronomic traits and yield of rapeseed under waterlogging stress conditions.Tillage measures remarkably improved rapeseed growth and yield parameters under waterlogging stress conditions. Under waterlogging conditions, rapeseed yield was significantly increased by 33.09 and 22.70% in the SR and BR groups, respectively, compared with CK. Correlation analysis showed that NO-N, NH-N, and urease in soils and malonaldehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD), and nitrate reductase in roots were the key factors affecting rapeseed yield. The SR and BR groups had significantly increased NO-N by 180.30 and 139.77%, NH-N by 115.78 and 66.59%, urease by 41.27 and 26.45%, SOD by 6.64 and 4.66%, nitrate reductase by 71.67 and 26.67%, and significantly decreased MDA content by 14.81 and 13.35% under waterlogging stress, respectively, compared with CK. In addition, chlorophyll and N content in leaves, soluble sugar and POD in roots, and most agronomic traits were also significantly enhanced in response to SR and BR under waterlogging conditions.Overall, SR and BR mitigated the waterlogging damage in rapeseed mainly by reducing the loss of soil available nitrogen, decreasing the MDA content in roots, and promoting urease in soils and SOD and nitrate reductase in roots. Finally, thorough assessment of rapeseed parameters indicated that SR treatment was most effective followed by BR treatment, to alleviate the adverse effects of waterlogging stress.© 2023. The Author(s).
