香樟凋落叶在土壤中分解初期对凤仙花生长生理的影响

摘要

本研究采用盆栽试验，以凤仙花(Impatiens balsamina)为受体，模拟自然状态下香樟（Cinnamomum camphora）凋落叶在土壤内分解过程中对其生长的影响。设置0 g·pot-1(CK)，20 g·pot-1(T1)，40 g·pot-1(T2)，80 g·pot-1(T3)4个凋落叶施加水平。分别于播种后60 d、80 d和100 d测定凤仙花的形态特征、光合及抗性生理指标;同时为观测施加凋落叶对土壤通气透水性以及根系生长的物理阻隔是否对受体植物的生长产生明显的影响，设置平行空白试验，将香樟凋落叶蒸煮2d后风干（尽可能地减少其中次生代谢物质的含量），同样设置0 g·pot-1(CK)、20 g·pot-1(Z1)、40 g·pot-1(Z2)和80 g·pot-1(Z3)4个凋落叶水平，播种后60 d测定凤仙花各项指标;采用GC-MS鉴定香樟凋落叶原样和蒸煮凋落叶的组成成分及相对含量，推断凋落叶中被蒸煮掉的物质是否为起主要作用的化感物质。研究结果如下:
　　1.香樟凋落叶分解初期显著抑制了凤仙花的地径和株高生长，随处理量的增加抑制效应增强。处理达80 d时，各剂量凋落叶处理的抑制效应开始减弱，但仍然达到了显著水平(P＜0.05)。
　　2.香樟凋落叶在其分解初期显著抑制了凤仙花叶片的叶绿素含量和气体交换，且随凋落叶施入量的增加抑制效应增强;净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)和气孔限制值（Ls）在60 d随凋落叶量的增加而显著减小(P＜0.05)，80和100 d各处理间差异不显著(P＞0.05);凤仙花叶片表观量子效率(AQY)、光下暗呼吸速率（Rd）、光补偿点（Lcp）、光饱和点（Lsp）、最大净光合速率（Pnmax）及可利用光强范围均随凋落叶施入量的增加呈降低的趋势;凤仙花叶片暗适应荧光参数也随凋落叶施入量的增加而降低。结果表明，香樟凋落叶分解释放的化感物质主要通过抑制凤仙花叶肉细胞的光合活性而影响凤仙花的光合作用，导致凤仙花生长发育受阻。
　　3.播种60 d后，随凋落叶处理量的增加，凤仙花叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性显著降低(P＜0.05)，过氧化氢酶(CAT)活性呈上升趋势。丙二醛(MDA)含量随凋落叶施加量的增加而显著升高，说明凤仙花未能良好地抵抗凋落叶分解所产生的化感物质的影响，其细胞膜受到过氧化伤害;凋落叶分解对凤仙花的渗透调节物质含量也产生了明显影响，脯氨酸、可溶性糖含量均显著低于CK（P＜0.05），可溶性蛋白含量随凋落叶施加量的增加而呈上升趋势，说明凤仙花在香樟凋落叶分解条件下物质代谢发生了明显变化，可能与其发育进程的改变有关。
　　4.凤仙花开花时间为7月～8月中旬，单株开花持续时间为6～30 d。开花进程为渐进式单峰曲线，属于“集中开花模式”。经香樟凋落叶处理的凤仙花开花振幅明显降低，其始蕾期、始花期以及盛花期随着凋落叶施加量的增加而延迟。凤仙花单株开花量也随香樟凋落叶施加量的增加而显著减少，很大程度上降低了凤仙花的观赏性。
　　5.从香樟凋落叶原样中分析鉴定出57种有机小分子物质，其中樟脑(15.57％)和芳樟醇(14.18％)相对含量最高。蒸煮处理去除了大部分萜类化感物质，仅存原样凋落叶所含物质中的15种。如樟脑、芳樟醇、桉叶油醇等，这些萜类物质可能为香樟凋落叶的主要化感物质。
　　6.施加蒸煮后的香樟凋落叶对凤仙花生长无明显影响。各蒸煮凋落叶处理下凤仙花的地径、株高、净光合速率、抗氧化保护酶以及渗透调节物质与对照差异不显著(P＞0.05)，各处理间在开花过程中的花期、花量等也未表现出明显差异，表明本试验凋落叶施加范围内，土壤的通气透水性并未受到明显影响，凋落叶分解过程中释放的化感物质可能才是抑制凤仙花生长的主要因素。
　　综上所述，香樟凋落叶含有樟脑、芳樟醇、桉叶油醇等可能的化感物质，在其分解过程中，这些物质逐步释放到环境中，对凤仙花的生长、抗性生理、光合作用、开花物候等都产生了显著的影响。表明香樟凋落叶在土壤中分解具有较强的化感潜力，在园林植物配置造景及造林工作中应合理利用，尽可能选择具有较强耐化感作用的观赏植物与香樟进行科学合理的搭配，最大限度地发挥其观赏效益;在园地种植中，选择具有抗化感潜力的作物（如蔬菜等）与之配置，从而有效地发挥林下作物的生态与经济效益。

目录

声明

摘要

前言

1 文献综述

1．1 化感作用

1．1．1 化感作用的定义

1．1．2 植物化感作用的特点及机理

1．1．3 植物化感作用在园林绿化中的应用

1．1．4 植物化感作用与病虫草害的防治

1．1．5 植物化感作用的生物测定方法

1．2 香樟及其化感作用研究现状

1．3 凤仙花简介

2 研究方案

2．1 研究的目的与意义

2．2 研究内容

2．3 试验设计与试验方法

2．3．1 试验地概况

2．3．2 试验材料的准备与处理

2．3．3 试验设计

2．3．4 测定内容和测定方法

2．3．5 技术路线

2．3．6 数据处理

3 结果与分析

3．1 香樟凋落叶处理对凤仙花地径及株高的影响

3．2 香樟凋落叶处理对凤仙花光合生理的影响

3．2．1 对凤仙花叶绿素含量的影响

3．2．2 对凤仙花光合特征参数的影响

3．2．3 对凤仙花PAR-光响应曲线的影响

3．2．4 对凤仙花叶绿素荧光动力学参数的影响

3．3 香樟凋落叶处理对凤仙花抗氧化保护酶活性和渗透调节的影响

3．3．1 对凤仙花抗氧化保护酶活性的影响

3．3．2 对凤仙花渗透调节的影响

3．4 香樟凋落叶处理对凤仙花开花物候的影响

3．4．1 对凤仙花开花曲线的影响

3．4．2 对凤仙花开花物候特征的影响

3．4．3 对凤仙花累计开花量动态变化的影响

3．4．4 对凤仙花种子特性的影响

3．5 蒸煮香樟凋落叶处理对凤仙花形态生长、光合及抗性生理的影响

3．6 香樟凋落叶主要化学成分GC-MS分析

4 讨论

4．1 香樟凋落叶分解初期对凤仙花形态生长的影响

4．2 香樟凋落叶分解初期对凤仙花光合生理的影响

4．3 香樟凋落叶分解初期对凤仙花抗氧化系统的影响

4．4 香樟凋落叶分解初期对凤仙花渗透调节的影响

4．5 香樟凋落叶分解初期对凤仙花开花物候的影响

4．6 香樟凋落叶中可能的化感物质

5 结论

6 问题与展望

参考文献

附录

致谢

作者简介