核桃凋落葉分解對菠菜生長的化感作用.pdf

1、二十世紀(jì)以來，隨著農(nóng)林復(fù)合間作模式在退耕還林工程和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的推廣，植物間相互影響，特別是林木化感作用對鄰近作物生長的負(fù)面效應(yīng)逐漸引起人們的重視。核桃栽植面積大，且近年還在日益增長，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益，但同時該樹種對林下套種作物的生長及最終產(chǎn)量是否會產(chǎn)生抑制作用也受到人們的關(guān)注。以凋落葉為主體的殘體分解是核桃化感物質(zhì)釋放的重要途徑。本試驗研究了核桃凋落葉分解過程中對菠菜生長的影響及作用機(jī)制。試驗采用盆栽的方式，以菠菜為受體，模

2、擬自然狀態(tài)下核桃凋落葉在土壤內(nèi)分解產(chǎn)生化感作用的過程。試驗A設(shè)置3個凋落葉處理水平:A1(30 g·pot-1)、A2(60 g·pot-1)、和A3(90 g·pot-1)，將各處理的凋落葉分別與8kg土壤混合后裝盆、播種，對照CK(0 g·pot-1)不施加凋落葉;試驗B（降低凋落葉中次生代謝物質(zhì)含量的平行空白試驗1）將核桃凋落葉蒸煮12h后風(fēng)干，操作方法同上;試驗C（平行空白試驗2）將凋落葉蒸煮12h后，先后置于80％丙酮和無水乙

3、醇中，常溫下各浸提24 h，再置于蒸鍋中蒸煮12h，操作方法同上;試驗D（受體子代生物測試）將試驗A各處理所產(chǎn)生的種子再次播種，觀察各處理菠菜子代的生長狀況，以及各自對D1(60 g·pot-l)凋落葉處理的耐受性(以不施加凋落葉為對照CK);另外，將試驗A、B、C中使用的核桃凋落葉統(tǒng)一作GC-MS檢測分析。研究結(jié)果如下:
　　1.核桃凋落葉在其分解的前75 d明顯地抑制了菠菜株高、主根長、地上與地下生物量，且抑制作用隨著核桃凋落

4、葉量的增加而增強(qiáng);分解到95 d～115 d時幾乎各形態(tài)指標(biāo)受到的抑制效應(yīng)均逐步減弱，主根長甚至在95 d～135 d期間受到促進(jìn);135 d后各項形態(tài)指標(biāo)均受到凋落葉處理的促進(jìn)，且促進(jìn)作用隨著核桃凋落葉施入量的增加而增強(qiáng)。核桃凋落葉分解初期可能影響了菠菜對土壤養(yǎng)分的吸收，促使其主根生長以彌補(bǔ)養(yǎng)分吸收的不足;而隨著時間的延長，凋落葉釋放的養(yǎng)分增多，占據(jù)主導(dǎo)作用，促進(jìn)了植株的生長。
　　2.核桃凋落葉分解過程中對菠菜抗性生理產(chǎn)生了顯

5、著的影響。核桃凋落葉分解75 d時，隨著核桃凋落葉施入量的增加，菠菜葉片超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)活性上升，但各處理的過氧化氫酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量與CK差異不顯著;95 d～115 d菠菜葉片SOD、POD、CAT活性均較CK降低，且隨著核桃凋落葉量的增加，抑制效應(yīng)增強(qiáng)，但MDA含量升高;135 d后，菠菜葉片SOD、POD、CAT活性均受到明顯的促進(jìn)作用，但MDA含量降低;75 d～115 d隨著

6、核桃凋落葉施入量的增加，核桃葉片可溶性蛋白含量呈降低趨勢，但可溶性糖和脯氨酸含量顯著增加;135 d后菠菜葉片可溶性蛋白含量顯著增加，但可溶性糖含量顯著減小，脯氨酸含量變化不明顯。
　　3.核桃凋落葉在分解過程中對菠菜光合特性產(chǎn)生了顯著的影響。在分解75d～115 d期間，各凋落葉處理的菠菜相比于CK，葉綠素和類胡蘿卜素含量顯著降低;光合速率Pn、氣孔導(dǎo)度Gs和蒸騰速率Tr受到抑制，A2、A3處理的胞間CO2濃度Ci相比CK上升，

7、A1處理則下降;各凋落葉處理的表觀量子效率AQY、最大凈光合速率Pn max、近光飽和點LSP、光補(bǔ)償點LCP和暗呼吸速率Rd均受到抑制。在低光強(qiáng)(PAR＜160μmol·m-2·s-1)范圍內(nèi)，處理間差異不顯著;當(dāng)PAR在160～900μmol·m-2·s-1范圍內(nèi)時，各凋落葉處理的Pn差異顯著，且均高于CK，表現(xiàn)為A3＞A2＞A1＞CK;當(dāng)PAR＞1350μmol·m-2·s-1時，Pn表現(xiàn)的大小順序為CK＞A2＞A1≈A3。

8、>　　4.核桃凋落葉分解推遲了菠菜的開花時間，但各凋落葉處理下的菠菜千粒重與CK相比有所增大，低凋落葉量處理A1的促進(jìn)作用顯著，RI值達(dá)0.134。核桃凋落葉分解對菠菜產(chǎn)生的種子的發(fā)芽率不會產(chǎn)生明顯影響。各凋落葉處理及CK的菠菜子代在形態(tài)生長上差異也不顯著，且均在面臨60 g·pot-1凋落葉處理時生長受到抑制(95 d)，表明經(jīng)凋落葉處理的菠菜子代發(fā)育正常，對核桃凋落葉分解的抗性并不會增強(qiáng)。
　　5.蒸煮后的核桃凋落葉較凋落葉原

9、樣對菠菜生長的抑制程度更大，各項生長指標(biāo)所受化感效應(yīng)指數(shù)RI明顯大于同期凋落葉原樣，表明蒸煮無法有效地去除核桃凋落葉中的化感物質(zhì)成分，并且有可能加速了核桃凋落葉中化感物質(zhì)的釋放。
　　6.經(jīng)蒸煮和有機(jī)溶劑浸提的核桃凋落葉處理對菠菜形態(tài)生長的影響不明顯(75 d)，株高、主根長、生物量所受化感效應(yīng)指數(shù)RI較同期凋落葉原樣大幅減小，表明反復(fù)蒸煮以及有機(jī)溶劑浸提的方法可以有效地將核桃凋落葉中的化感物質(zhì)含量降低到不致于抑制受體生長的程度。

10、同時也顯示核桃凋落葉的施入對土壤通氣透水性的影響不明顯，并沒有阻礙菠菜的正常生長，而真正對其生長起到抑制作用的是凋落葉分解釋放的化感物質(zhì)。
　　7.GC-MS檢測分析表明，核桃凋落葉原樣中有14種物質(zhì)的相對含量大于1％，其中維生素E(相對含量30.82％)、角鯊烯(26.74％)和γ-谷甾醇(13.52％)為主要成分，共約占總量的70％;蒸煮后的核桃凋落葉中去除了大部分低沸點和水溶性物質(zhì)，仍有6種物質(zhì)相對含量超過1％，維生素E(3