大葉桉樹(shù)對(duì)幾種農(nóng)作物和雜草的化感作用

田雪晨，陳賢興

（溫州大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,浙江 溫州 325025）

大葉桉樹(shù)對(duì)幾種農(nóng)作物和雜草的化感作用

田雪晨，陳賢興

（溫州大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,浙江 溫州 325025）

通過(guò)培養(yǎng)皿法和盆栽法對(duì)大葉桉樹(shù) （Eucalyptus robusta Smith）葉子的浸提液的化感作用進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,對(duì)玉米、小麥,蘿卜、綠豆4種農(nóng)作物的發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽率都有不同程度的抑制作用,但對(duì)幼苗生長(zhǎng)的抑制作用不明顯；同時(shí),還對(duì)土壤種子庫(kù)中雜草種子的萌發(fā)有明顯的抑制作用,大葉桉樹(shù)林下很少有其他植物,易造成水土流失,化感作用是其中原因之一。

桉樹(shù)；農(nóng)作物；雜草種子；化感作用

大葉桉樹(shù)（Eucalyptus robusta Smith）是桃金娘科桉樹(shù)屬植物,原產(chǎn)澳大利亞［1］,為新南威爾士與昆士蘭南部樹(shù)種。原產(chǎn)地地理位置為南緯23°～36°的平坦臺(tái)地,屬降水均勻型；1890年桉樹(shù)引入中國(guó),從只作為庭院觀賞樹(shù)木栽種發(fā)展到作為經(jīng)濟(jì)樹(shù)種種植。大葉桉樹(shù)是一類(lèi)重要的速生優(yōu)質(zhì)樹(shù)種,其木材桃紅色,結(jié)構(gòu)粗,材質(zhì)硬重,是世界著名的硬木資源。近年來(lái),人們對(duì)桉樹(shù)的優(yōu)良特性有了新認(rèn)識(shí),引種面積大大增加,人工林的產(chǎn)量逐漸提升,大葉桉樹(shù)已成為人工林栽種樹(shù)種之一。大葉桉樹(shù)在江浙一代引種頻繁,經(jīng)濟(jì)效益顯著,尤其在溫州等地大葉桉樹(shù)種植面積較大。然而研究發(fā)現(xiàn),大葉桉樹(shù)在帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也帶來(lái)了一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,如水土流失、人工林生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)失衡、生物多樣性減弱以及人為活動(dòng)的干擾等,對(duì)于這些現(xiàn)象,以往通常將其歸結(jié)為桉樹(shù)對(duì)水、肥競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果,但越來(lái)越多的研究結(jié)果表明,大葉桉樹(shù)除了具有較強(qiáng)的水、肥競(jìng)爭(zhēng)力外,更重要的因素是其所具有的較強(qiáng)的化感作用。大葉桉樹(shù)會(huì)釋放某些化學(xué)物質(zhì)以抑制林內(nèi)其他植物的生長(zhǎng),從而導(dǎo)致林內(nèi)群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,林下灌木和草本植物稀少,進(jìn)而引起較為嚴(yán)重的水土流失［2-3］。本文以大葉桉樹(shù)作為研究材料,通過(guò)對(duì)幾種農(nóng)作物和雜草種子的化感作用進(jìn)行試驗(yàn),旨在為合理利用大葉桉樹(shù)的化感作用規(guī)律和相關(guān)化感物質(zhì)研究提供參考依據(jù)?，F(xiàn)將有關(guān)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

l.l 試驗(yàn)材料

大葉桉枝葉采于溫州茶山。玉米 （Zea mays L.）、小麥 （Triticum aestiυu(píng)m L.）,蘿卜（Raphanus satiυu(píng)s L）、綠豆（Vigna radiata（L.）R.Wilczak）購(gòu)于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

l.2 桉葉化感物質(zhì)的提取

取新鮮大葉桉葉片洗凈,剪成1～2 cm的片狀,稱(chēng)取700 g分成3組,第1組400 g,第2組200 g,第3組100 g；第1組的桉樹(shù)葉片和蒸餾水按1∶5的比例配比,即400 g新鮮大葉桉葉片用2 000 m L的蒸餾水于恒溫28℃下浸泡24 h；第2組的桉樹(shù)葉片與蒸餾水按1∶10的比例配比,即200 g新鮮大葉桉葉片用2 000 m L的蒸餾水于28℃下浸泡24 h；第3組的桉樹(shù)葉片與蒸餾水按1∶20的比例配比,即100 g新鮮大葉桉葉片用2 000 m L的蒸餾水于28℃下浸泡24 h；浸泡過(guò)程中不斷攪動(dòng),過(guò)濾后得大葉桉樹(shù)葉片水浸提取液,再將各組提取液貯存于冰箱（0～4℃）冷藏,用于試驗(yàn)。

l.3 土壤收集和處理

從田間取回足量土壤,將過(guò)篩后的細(xì)土裝入大小一致的盆缽中,每盆裝土量一致,共16盆；將已裝好的盆缽進(jìn)行消毒滅菌處理,取出裝有土壤的盆缽,用于接下來(lái)的試驗(yàn)。

l.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 桉葉浸提液對(duì)種子萌發(fā)的影響

采用培養(yǎng)皿濾紙法［4］。處理組分為5倍、10倍和20倍濃度組,蒸餾水為對(duì)照組,每處理重復(fù)5次。在上述培養(yǎng)皿中分別加入不同濃度的浸提液和蒸餾水50 m L,種子預(yù)先用0.1%的升汞消毒5 min,然后用蒸餾水沖洗干凈,每皿擺放50粒種子,于26℃恒溫箱內(nèi)培養(yǎng),每天記錄1次,連續(xù)5 d記錄發(fā)芽數(shù),所得數(shù)據(jù)采用最終萌發(fā)率和發(fā)芽速度指數(shù) （I）［5-6］來(lái)定量,發(fā)芽速度指數(shù)按如下公式進(jìn)行計(jì)算：I=（5×X1+4×X2+3×X3+2× X4+1×X5）,式中X為每隔24 h發(fā)芽的種子數(shù)。

1.4.2 桉葉浸提液對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

采用盆栽法研究桉樹(shù)化感物質(zhì)對(duì)植物種子萌發(fā)的影響和對(duì)植物幼苗生長(zhǎng)的影響［7-8］；考慮到自然條件下土壤因子的作用,因而采用盆栽法。將盆缽試驗(yàn)分為玉米組、小麥組、蘿卜組、綠豆組4組,每組4個(gè),其中2個(gè)用于蒸餾水組對(duì)照,2個(gè)用于桉葉水浸提取液組,分組標(biāo)號(hào)。在上述每組盆缽中種下相應(yīng)的種子20粒,再蓋上1 cm過(guò)篩滅菌后的細(xì)土,對(duì)各組進(jìn)行澆水。蒸餾水組用蒸餾水澆,大葉桉桉葉水浸提取液組用提取液澆,保證澆水的量相同。把所有盆缽放入人工氣養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每天記錄發(fā)芽種子數(shù)量,直到種子在盆缽中生長(zhǎng)為幼苗,再測(cè)幼苗長(zhǎng)度,記錄幼苗的生長(zhǎng)狀況。

1.4.3 桉葉浸提液對(duì)土壤種子庫(kù)種子萌發(fā)的影響

采用盆栽法研究桉葉浸提液對(duì)土壤種子庫(kù)種子萌發(fā)影響。將盆缽分成蒸餾水和桉葉浸提液2組,每組重復(fù)5個(gè),分別對(duì)各組澆蒸餾水、浸提液,澆量保持一樣,保持土壤濕潤(rùn),置于26℃人工氣養(yǎng)箱中培養(yǎng),記錄雜草出苗時(shí)間。發(fā)芽速度指數(shù)按如下公式進(jìn)行計(jì)算：I=（5×X1+4×X2+3×X3+ 2×X4+1×X5）,式中X為每隔24 h發(fā)芽的種子數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.l 桉葉浸提液對(duì)種子萌發(fā)的影響

采用培養(yǎng)皿濾紙法。蒸餾水作為對(duì)照組；處理組分為5倍,10倍和20倍濃度組。每處理5個(gè)重復(fù)。每皿擺放50粒種子。算出5個(gè)培養(yǎng)皿每天萌發(fā)的種子數(shù)平均數(shù),然后按指數(shù)公式計(jì)算 （表1）。

種子萌發(fā)率的計(jì)算是采用最終萌發(fā)數(shù)量,統(tǒng)計(jì)其平均萌發(fā)率,其結(jié)果為表2。

從表1,2可見(jiàn),桉葉浸提液對(duì)玉米種子的萌發(fā)表現(xiàn)出抑制作用。隨著提取液濃度的增大,玉米種子的萌發(fā)率降低。在對(duì)照組蒸餾水組中玉米種子的萌發(fā)率為98.4%,在20倍濃度組中玉米種子的萌發(fā)率為93.6%,在10倍濃度組中玉米種子的萌發(fā)率為80%,在5倍濃度組中玉米種子的萌發(fā)率為37.6%。并且5,10倍濃度組中都有露白而未長(zhǎng)根的,說(shuō)明抑制作用較大。

表1 不同濃度浸提液對(duì)玉米種子萌發(fā)指數(shù)的影響

表2 不同濃度浸提液對(duì)種子發(fā)芽率的影響 %

從表1和表2中可見(jiàn),大葉桉水浸提取液對(duì)小麥種子的萌發(fā)表現(xiàn)出抑制作用。隨著提取液濃度的增大,小麥種子的萌發(fā)率降低。在對(duì)照組蒸餾水組中小麥種子的萌發(fā)率為80.4%,在20倍濃度組中小麥種子的萌發(fā)率為37.6%,在10倍濃度組中小麥種子的萌發(fā)率為24.8%,在5倍濃度組中小麥種子的萌發(fā)率為9.6%。另外發(fā)現(xiàn)5,10,20倍濃度組中都有露白而根卻未生長(zhǎng)的,說(shuō)明對(duì)小麥種子萌發(fā)的抑制作用較大。相比對(duì)照組,試驗(yàn)組露白的和未萌發(fā)的種子數(shù)要高,說(shuō)明小麥種子對(duì)大葉桉樹(shù)水浸提取液很敏感；即大葉桉樹(shù)水浸提取液對(duì)小麥種子的萌發(fā)有抑制作用。

從表1,2表可見(jiàn),大葉桉水浸提取液對(duì)蘿卜種子的萌發(fā)表現(xiàn)出抑制作用。隨著提取液濃度的增大,蘿卜種子的萌發(fā)率降低。在對(duì)照組蒸餾水組中蘿卜種子的萌發(fā)率為90.8%,在20倍濃度組中蘿卜種子的萌發(fā)率為56.8%,在10倍濃度組中蘿卜種子的萌發(fā)率為18.8%,在5倍濃度組中蘿卜種子的萌發(fā)率僅為6.4%。同時(shí)發(fā)現(xiàn),5,10,20倍濃度組中未萌發(fā)的種子數(shù),試驗(yàn)組要高于對(duì)照組,說(shuō)明蘿卜種子對(duì)大葉桉樹(shù)水浸提取液很敏感,即桉葉浸提液對(duì)蘿卜種子的萌發(fā)有抑制作用。

從表1,2可見(jiàn),桉葉浸提液對(duì)綠豆種子萌發(fā)也有抑制作用,在對(duì)照組蒸餾水組中綠豆種子的萌發(fā)率為98.8%,在20倍濃度組中綠豆種子的萌發(fā)率為91.2%,在10倍濃度組中綠豆種子的萌發(fā)率為80.4%,在5倍濃度組中綠豆種子的萌發(fā)率為62.0%。同時(shí)發(fā)現(xiàn),萌發(fā)種子的根部都有萎焉,說(shuō)明提取液對(duì)綠豆種子根的生長(zhǎng)有抑制作用。相比對(duì)照組,試驗(yàn)組中5,10,20倍濃度組中未萌發(fā)的種子數(shù)要高,說(shuō)明綠豆種子對(duì)桉葉浸提液高濃度液較敏感,即大葉桉樹(shù)水浸提取液對(duì)綠豆種子的萌發(fā)有一定抑制作用。

總的來(lái)說(shuō),大葉桉樹(shù)水浸提取液對(duì)玉米、小麥、蘿卜、綠豆種子的萌發(fā)有抑制作用,濃度越高,抑制作用越明顯。

2.2 桉葉浸提液對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

采用盆栽法研究桉樹(shù)化感物質(zhì)農(nóng)作物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響；將盆缽分成4個(gè)處理組,分別為玉米、小麥、蘿卜、綠豆組,每處理分4個(gè)組,每組2個(gè)重復(fù)。

從表3可見(jiàn),大葉桉樹(shù)葉水浸提液對(duì)玉米、小麥、蘿卜、綠豆4種受體植物幼苗生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)隨著處理濃度增大呈增強(qiáng)的變化趨勢(shì)。在大葉桉葉水浸提取液中,玉米、小麥、蘿卜、綠豆4種受體植物苗高比對(duì)照組 （蒸餾水）要小,最長(zhǎng)芽的長(zhǎng)度和平均芽長(zhǎng)都要小于對(duì)照組,且被提取液處理過(guò)的幼苗長(zhǎng)勢(shì)都不均勻。

表3 桉葉浸提液對(duì)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

從表4中可見(jiàn),桉葉浸提液對(duì)玉米、小麥、蘿卜、綠豆4種受體植物種子的發(fā)芽率也有抑制作用。

表4 桉葉浸提液對(duì)不同種子發(fā)芽率的影響

2.3 桉葉浸提液對(duì)土壤種子庫(kù)種子萌發(fā)的影響

采用盆栽法研究桉葉浸提液對(duì)土壤種子庫(kù)種子萌發(fā)影響。將盆缽分成2組,每組5個(gè)重復(fù),共10盆。每盆裝土1 kg,分別澆灌等量的蒸餾水和浸出液,每天記錄各盆的出苗情況,連續(xù)記錄22 d。結(jié)果至第6天,盆缽開(kāi)始有小苗出現(xiàn),至第10天出苗結(jié)束,沒(méi)有再長(zhǎng)出新苗。從剛開(kāi)始出苗到出苗結(jié)束,統(tǒng)計(jì)每天的出苗情況,然后算出土壤出苗指數(shù) （出苗指數(shù)按種子指數(shù)的算法）。

從表5可見(jiàn),桉葉浸提液對(duì)土壤中的種子萌發(fā)有顯著的抑制作用。

表5 桉葉浸提液對(duì)種子萌發(fā)的影響

試驗(yàn)結(jié)果顯示,尖葉和圓葉的發(fā)生比例,對(duì)照為14∶13,桉葉為4∶2。由此認(rèn)為,尖葉一般為單子葉植物,圓葉為雙子葉植物。由試驗(yàn)可知,大葉桉樹(shù)對(duì)單、雙子葉植物種子的萌發(fā)抑制作用存在差異,但由于數(shù)量有限,還有待進(jìn)一步研究。

3 小結(jié)與討論

3.l 桉葉浸提液對(duì)種子萌發(fā)的抑制作用

綠豆種子萌發(fā)所受影響不顯著,這與鄭麗等［8］、趙紹文等［9］的研究結(jié)果一致。 小麥、 玉米和蘿卜種子萌發(fā)則受桉葉浸提液的化感抑制作用明顯,并隨處理液濃度的提高抑制現(xiàn)象更明顯,這可能是高濃度處理會(huì)抑制種子內(nèi)貯藏淀粉和蛋白質(zhì)的分解,從而影響種子萌發(fā)所需要的物質(zhì)和能量,致使種子萌發(fā)受抑制。與對(duì)照組相比,受體植物種子萌發(fā)過(guò)程中根系受到不同程度的影響。試驗(yàn)觀察可知,桉樹(shù)葉水浸提液對(duì)4種不同受體植物種子萌發(fā)具有明顯抑制作用。

3.2 桉葉浸提液對(duì)幼苗生長(zhǎng)的抑制作用

可能是受體植物種子萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)狀況受化感物質(zhì)的影響,在種子萌發(fā)過(guò)程中,一些促使種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的因子被抑制。試驗(yàn)觀察可知,對(duì)照組的幼苗生長(zhǎng)正常,試驗(yàn)組的幼苗生長(zhǎng)不均,原因可能與種子結(jié)構(gòu)、浸出液的化感作用特點(diǎn)有關(guān)。所以在試驗(yàn)中表現(xiàn)出幼苗的正常生長(zhǎng)受阻,說(shuō)明桉葉浸提液對(duì)玉米、小麥、蘿卜、綠豆幼苗生長(zhǎng)有抑制作用。這與郭曉光等［10］的研究結(jié)果一致。

3.3 桉葉浸提液對(duì)土壤中雜草種子有抑制作用

可能是因?yàn)榻嵋褐械幕形镔|(zhì)對(duì)土壤中雜草種子的萌發(fā)因子有抑制作用,破壞了雜草種子正常萌發(fā)的因子,從而抑制了萌發(fā)。本研究證實(shí),大葉桉樹(shù)的水溶性物質(zhì)具有化感作用,且影響了種子萌發(fā),從而使物種更新產(chǎn)生障礙,直接影響到植物在群落中的多度。有研究發(fā)現(xiàn),種子發(fā)芽率越低,發(fā)芽時(shí)間延長(zhǎng),致使出苗延后,甚至影響幼苗生長(zhǎng),并嚴(yán)重影響植物對(duì)地上和地下資源的競(jìng)爭(zhēng)能力。本研究證實(shí)了大葉桉樹(shù)的水溶性物質(zhì)具有強(qiáng)烈的化感作用,導(dǎo)致其林下植物稀少,林木分布不均衡,易造成水土流失。

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（責(zé)任編輯：張瑞麟）

S451

：A

：0528-9017（2014）04-0530-03

文獻(xiàn)著錄格式：田雪晨,陳賢興.大葉桉樹(shù)對(duì)幾種農(nóng)作物和雜草的化感作用 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2014（4）：530-532,534.

2013-11-16

田雪晨 （1991-）,貴州思南人,生物技術(shù)方向本科生。E-mail：txc616@163.com。

陳賢興 （1958-）,浙江溫州人,高級(jí)實(shí)驗(yàn)師,大專(zhuān),研究方向?yàn)橹参锓诸?lèi)及資源的開(kāi)發(fā)利用。