（黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江大庆 163319）

肉桂酸对番茄的化感效应研究

王茹华 曲光峰 张启发 李丹丹 刘 芳 秦振华

（黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江大庆 163319）

分别采用浸种和灌根的方法，研究了肉桂酸对番茄种子萌发、幼苗生长和生理特性的影响。结果表明，不同浓度的肉桂酸溶液都不同程度抑制番茄种子发芽和幼苗生长，低浓度抑制作用弱，高浓度抑制作用强，其中4.0 mmol·L-1浓度处理对番茄的化感效应尤为显著。肉桂酸对番茄种子发芽的影响效应大于对幼苗生长的影响，同时肉桂酸还对番茄幼苗的生理活动产生了一定的负面影响，尤其是4.0 mmol·L-1浓度处理显著增加了叶片中可溶性糖含量，降低了番茄幼苗的根系活力。

肉桂酸；番茄；化感作用

随着茄果类蔬菜设施栽培的快速发展，连作现象不可避免，由此引发的连作障碍问题日益突出，给茄果类蔬菜生产带来极大危害。研究发现除土传病害、土壤劣变因素外，化感作用也是引起连作障碍的重要因子，尤其是根系分泌物的自毒作用日益引起重视（喻景权，2000；张凤丽 等，2005）。前期研究发现，肉桂酸是茄子根系分泌物中普遍存在的一种化感物质，它对茄子种子萌发和幼苗生长能产生“低促高抑”的浓度效应（王茹华 等，2006）。张凤丽（2005）、陈绍莉等（2008）研究了嫁接对外源肉桂酸胁迫下茄子生长的调节效应，李夏等（2009）则研究了肉桂酸对辣椒种子萌发和幼苗生长的影响。茄子经多年连作后，会导致土壤中包括肉桂酸在内的化感物质大量积累（陈绍莉 等，2010），这些化感物质可能会对下茬番茄植株的生长造成影响，而肉桂酸对于番茄的化感效应研究还不多见。本试验以肉桂酸作为茄子根系分泌物的代表性化感物质，以番茄为受体，研究不同浓度的肉桂酸溶液对番茄种子萌发、幼苗生长和生理特性的影响，以期更好地指导茄果类蔬菜生产实践，实现蔬菜作物的可持续发展和良性循环。

1 材料与方法

1.1供试材料

以番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）品种秋光88为试材。将肉桂酸（国产分析纯）依次配制成0（CK）、0.1、0.5、1.0 mmol·L-1和4.0 mmol·L-1共5个浓度备用。

1.2试验方法

1.2.1 种子萌发试验 采用滤纸培养皿法。在每个铺有两张直径9.0 cm定性滤纸的培养皿中，放入50粒番茄干种子，分别加入5 mL配制好的肉桂酸溶液。放入28℃恒温培养箱中培养，每天补充适量水分以保持滤纸湿度。培养至种子发芽后，连续7 d记录发芽种子数，计算发芽速度指数I。

这里X是指每隔24 h发芽的种子数，X1为24 h记录的发芽种子数，X2为48 h记录的发芽种子数，依次类推。

7 d后测定胚根长、芽长（即胚根+胚芽），并称其干鲜质量。胚根长和芽长用直尺测定，干鲜质量用千分之一天平测定。各处理均设3次重复。

1.2.2 幼苗生长试验 将经消毒和催芽的番茄种子播于10 cm×10 cm的营养钵中，出苗后进行常规管理。待番茄幼苗长到四叶一心时，向其根周围均匀施用配制好的肉桂酸溶液，每株幼苗施用100 mL，每处理10株幼苗，3次重复。

幼苗培养30 d后开始取样调查。株高和茎粗分别用卷尺和游标卡尺测量，根茎叶干质量用百分之一天平测定；叶片细胞膜相对透性采用相对电导率法测定，根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法测定，游离脯氨酸含量采用磺基水杨酸法测定，叶片可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定（邹琦，1995）。各处理3次重复。

数据采用DPS软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1肉桂酸对番茄种子发芽率的影响

由表1可见，总体来看，各浓度肉桂酸处理都不同程度抑制了番茄种子的萌发，并且随着处理浓度的增加抑制作用增大。在整个发芽试验过程中4 mmol·L-1肉桂酸处理极显著抑制了番茄种子的萌发，截止到第7天发芽率仅为5.33%，比对照低82个百分点。其余浓度处理在发芽试验的1～2 d发芽率与对照差异不显著，从第3天开始，除了0.1 mmol·L-1肉桂酸处理的番茄种子发芽率与对照差异不显著外，0.5 mmol·L-1（第7天除外）和1.0 mmol·L-1两处理显著或极显著地抑制了番茄种子的萌发。

表1肉桂酸对番茄种子发芽率的影响

2.2肉桂酸对番茄种子发芽速度和芽生长的影响

由表2可见，随着肉桂酸处理浓度的增加，番茄种子的发芽速度指数呈现逐渐降低趋势，其中1.0 mmol·L-1和4.0 mmol·L-1两处理与对照的差异分别达到了显著和极显著水平。并且4.0 mmol·L-1肉桂酸处理显著抑制了番茄芽的生长，表现为胚根长、芽长和鲜质量都显著低于对照。各浓度肉桂酸处理对番茄芽干质量的影响均较小，各处理与对照的差异均未达到显著水平。

2.3肉桂酸对番茄幼苗生长的影响

由表3可见，经4.0 mmol·L-1肉桂酸处理后，番茄株高、茎干质量、叶干质量都显著低于对照，其余浓度处理相应值也有所降低，但与对照之间的差异都没有达到显著水平。各浓度肉桂酸处理对番茄植株的茎粗和根系干质量影响不大，各处理与对照之间的差异都没有达到显著水平。

表2肉桂酸对番茄种子发芽速度和芽生长的影响

表3肉桂酸对番茄幼苗生长的影响

2.4肉桂酸对番茄幼苗生理特性的影响

根系活力是衡量根系功能的主要指标之一。由表4可见，4.0 mmol·L-1肉桂酸处理降低了番茄植株的根系活力，降低幅度为8.80%，其余浓度处理番茄的根系活力与对照之间的差异均没有达到显著水平。

在逆境条件下植株会主动积累可溶性糖，从而降低渗透势和冰点，以适应外界环境条件的变化（邹琦，1995）。由表4可见，经肉桂酸处理的番茄叶片中可溶性糖含量都高于对照，其中4.0 mmol·L-1浓度处理与对照的差异达到显著水平；其余浓度处理的可溶性糖含量比对照增加了15.52%～32.96%，但与对照的差异没有达到显著水平。

细胞膜透性的变化反映了外部不良环境对植物细胞的伤害程度。各浓度肉桂酸处理都导致叶片细胞膜相对透性增大，增幅为21.31%～40.84%，但与对照的差异均没有达到显著水平（表4）。

表4肉桂酸对番茄幼苗生理特性的影响

在受到不同环境条件胁迫时，植株体内游离脯氨酸的含量一般会发生很大的变化。由表4可见，除0.5 mmol·L-1处理的番茄叶片中的脯氨酸含量有所降低外（降低幅度为6.14%），其他浓度处理的番茄体内游离脯氨酸的含量均有所上升，增幅为33.59%～ 133.84%，但各处理与对照的差异均没有达到显著水平。

3 结论与讨论

酚酸类物质是一类被广泛报道的化感物质，肉桂酸就是其中较重要的一种。张志忠等（2013）在研究对羟基苯甲酸、肉桂酸、阿魏酸等7种有机酸对甜瓜的化感效应时发现，7种物质均能影响甜瓜种子发芽和幼苗生长，低浓度时作用效果不同，高浓度下则几乎均表现为抑制效应，其中肉桂酸的抑制效应最强。姚军等（2007）在研究邻苯二甲酸、苯甲酸和肉桂酸3种有机酸对加工番茄种子萌发的化感效应时发现，不同有机酸都抑制了番茄种子的萌发，随着有机酸浓度的增加抑制作用有所加强，而且肉桂酸对3个加工番茄品种的抑制作用最强。何华勤等（2004）在分析5种常见的化感物质水杨酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、香草酸和阿魏酸对田间伴生杂草稗草的抑制效应时发现，肉桂酸对稗草根长抑制率的影响最显著。汪思龙等（2002）在研究几种化感物质对杉木幼苗生长的影响时也发现，在3种酚类物质中，肉桂酸对杉木幼苗生长的抑制作用最强，对羟基苯甲酸次之，苯甲酸最弱，并认为土壤中酚类物质积累可能是连栽杉木人工林生产力降低的因素之一。李夏等（2009）也发现，茄子自毒物质香草醛和肉桂酸对辣椒种子萌发表现出“低促高抑”的化感效应，随着浓度增大抑制作用增强。在大豆化感作用研究中，陈龙等（2011）发现，肉桂酸对大豆种子萌发的抑制作用最强，苯甲酸次之，香草酸最弱。王树起等（2002）、郑军辉（2003）的研究也都证实了肉桂酸在大豆化感效应中的作用。

本试验也发现，肉桂酸对番茄种子萌发和幼苗生长都产生一定的抑制作用，并没有表现“低促高抑”的特点；而是低浓度抑制作用弱，高浓度抑制作用强，这与张凤丽等（2005）的结论一致。本试验中4.0 mmol·L-1肉桂酸处理对番茄化感效应尤为显著。肉桂酸对番茄种子发芽的影响效应要大于对幼苗生长的影响，同时肉桂酸还对番茄幼苗的生理活动产生了一定的负面影响，尤其是4.0 mmol·L-1浓度处理显著增加了叶片中可溶性糖含量，降低了番茄幼苗的根系活力。这可能与土壤的缓冲调节作用和土壤微生物的分解作用有关。相关研究显示（陈绍莉 等，2010），与非连作栽培茄子相比，连作2 a的土壤中肉桂酸累积增长量为85.57%，连作3 a的土壤中肉桂酸累积增长量为211.34%，随着连作时间的延长必然会导致土壤中肉桂酸等化感物质的大量积累，当其含量超过土壤自身的调节能力时，必然会对下茬作物，如番茄的生长造成较大的影响，如何消除化感作用带来的这种不利影响是生产中有待解决的一个问题。

陈龙，李建东，王国骄，孙备，胡冀宁，张君．2011．几种酚酸对大豆种子萌发的化感效应．种子，30（5）: 83-86．

陈绍莉，周宝利，王茹华，付亚文．2008．嫁接对茄子根系分泌物中肉桂酸和香草醛的调节效应．应用生态学报，19（11）: 2394-2399．

陈绍莉，周宝利，尹玉玲，叶雪凌．2010．茄子自毒物质胁迫下嫁接对其生长及土壤生化特性的影响．园艺学报，37（6）:906-914．

何华勤， 梁义元， 贾小丽， 宋碧清， 郭玉春， 梁康迳， 林文雄．2004．酚酸类物质的抑草效应分析．应用生态学报，15 （12）: 2342-2346．

李夏，周宝利，陈绍莉，蔺姗姗．2009．茄子自毒物质对辣椒种子萌发及枯萎菌的化感效应．生态学报，29（2）:960-965．

汪思龙，陈龙池，廖利平，黄志群．2002．几种化感物质对杉木幼苗生长的影响．应用与环境生物学报，8（6）:588-591．

王茹华，周宝利，张启发，廉华，付亚文．2006．茄子根系分泌物中香草醛和肉桂酸对黄萎菌的化感效应．生态学报，26（9）: 3152-3155．

王树起，韩丽梅，杨振明．2002．不同有机酸对大豆生长的化感效应．大豆科学，21（4）:267-273．

姚军，秦勇，吕瑛．2007．不同有机酸对加工番茄种子萌发的化感效应．种子，26（8）:36-38．

喻景权．2000．蔬菜设施栽培可持续发展中的连作障碍问题．沈阳农业大学学报，31（1）:124-126．

张凤丽．2005．茄子连作障碍中的化感作用及嫁接调控 〔硕士论文〕．沈阳:沈阳农业大学．

张凤丽，周宝利，王茹华，何雨．2005．嫁接茄子根系分泌物的化感效应．应用生态学报，6（4）:750-753．

张志忠，孙志浩，陈文辉，林文雄．2013．有机酸类化感物质对甜瓜的化感效应．生态学报，33（15）:4591-4598．

郑军辉．2003．大豆连作障碍中自毒作用的研究〔硕士论文〕．杭州:浙江大学．

邹琦．1995．植物生理生化实验指导．北京: 中国农业出版社．

Studies on Allelopathic Effect of Cinnamic Acid on Tomato

WANG Ru-hua，QU Guang-feng，ZHANG Qi-fa，LI Dan-dan，LIU Fang，QIN Zhen-hua

（College of Agriculture，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，Heilongjiang，China）

The effect of cinnamic acid on tomato （Lycopersicon esculentum Mill.）seed germination，seedling growth and physiological characteristics was studied by soaking seed and root-irrigation methods. The results showed that different cinnamic acid concentrations inhibited the tomato seed germination and seedling growth in different degrees. The inhibition effect of low cinnamic acid concentration was weak，while its impacting effect was strong，especially with 4.0 mmol·L-1concentration treatment. The allelopathic effect of cinnamic acid on tomato germination was obvious larger than on seedling growth. At the same time，cinnamic acid had negative impact on physiological activities of tomato seedlings，especially the 4.0 mmol·L-1concentration treatment increased significantly the soluble sugar content in tomato leaf blades，and reduced the root activity of tomato seedlings.

Cinnamic acid；Tomato；Allelopathy

王茹华，女，博士，副教授，专业方向:园艺植物栽培和生理生态，E-mail:wangrhby@163.com

2013-10-31；接受日期:2013-11-25

黑龙江省教育厅科技项目（12531448）