方碧真 ， 余世孝 ， 王永繁 ， 褚朝軍， 蔡楚雄 ， 劉世平

(1.中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510275；2.廣州大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510006；3.東莞植物園，廣東 東莞 523079)

目前我國(guó)南方地區(qū)已成為桉樹(shù)大量引種、桉樹(shù)人工林廣泛分布的地區(qū)。然而，桉樹(shù)人工林面積的不斷擴(kuò)大，已經(jīng)引起了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境退化問(wèn)題，如林地地力衰退，群落穩(wěn)定性下降，生物多樣性減少等[1-3]。與天然林相比，桉樹(shù)人工林對(duì)當(dāng)?shù)貏?dòng)植物區(qū)系和土壤微生物區(qū)系均有不良的影響[1,4]，這被認(rèn)為是桉樹(shù)的化感作用所導(dǎo)致[5-6]。有關(guān)桉樹(shù)的化感作用，多數(shù)研究均以草本植物或速生的豆科植物為測(cè)試對(duì)象[7-11]，我們?cè)谇懊娴难芯恐衃12]，以尾葉桉為供體植物，測(cè)試對(duì)象是10種喬木植物(包括7種本地種和3種引進(jìn)種)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，尾葉桉的化感物質(zhì)因含量變化所產(chǎn)生的影響不同，而不同的受體植物也有相應(yīng)不同的反應(yīng)。作為前面研究的補(bǔ)充[12]，本文同樣采用了室內(nèi)生物測(cè)試方法，通過(guò)采集新鮮完整的尾葉桉葉片，測(cè)試了葉片水提取液、葉片揮發(fā)物對(duì)另外8種受體植物種子萌發(fā)和幼苗根莖生長(zhǎng)的影響，以期為桉樹(shù)人工林的改造提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本研究所采用的尾葉桉葉片采自廣東省東莞市水濂山公園。8種受體植物中，只有小葉青岡Cyclobalanopsismyrsinaefolia和拐棗Hoveniadulcis的種子采自廣東省黑石頂自然保護(hù)區(qū)，其余的采自廣東省鼎湖山自然保護(hù)區(qū)。

在8種受體植物中，只有荷木的種子屬于正常型種子，可以干藏。其他植物的種子都屬于頑拗型種子，不適宜冷藏和干藏[13]，需要根據(jù)不同種子的生理生態(tài)學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的處理，包括去除假種皮、種皮蠟質(zhì)層、種皮外層膠質(zhì)等，再經(jīng)水選陰干，混濕沙貯藏于大瓦缸中，置于陰涼處[14]。

實(shí)驗(yàn)前，荷木種子只需取出來(lái)，挑選飽滿的籽粒，直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；其余的種子則需定時(shí)檢查，同批種子中若出現(xiàn)發(fā)芽跡象，則需及時(shí)從濕沙中取出，剔除已發(fā)芽種子，其他的則進(jìn)行充分的清潔和浸泡，并用w=0.5%高錳酸鉀溶液消毒20～30 min，再用清水沖洗3次[12]。

1.2 測(cè)試方法與數(shù)據(jù)分析

本測(cè)試包括兩部分：葉片水提取液的母液和1∶4、1∶7、1∶10稀釋液的測(cè)試，以及在50、150、250、350 g葉片量處理中葉片揮發(fā)物的測(cè)試。葉片水提取液的母液的制備方法與文獻(xiàn)[12]相同，其稀釋液則按1∶4、1∶7、1∶10的比例，將蒸餾水加入部分母液中稀釋而成。兩部分測(cè)試的方法及所取得數(shù)據(jù)的分析方法都與我們前面的研究[12]相同。

所有測(cè)試都在東莞市植物園的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，測(cè)試時(shí)間為2006年2～7月，其中火力楠的測(cè)試實(shí)驗(yàn)失敗，后于2009年3-4月重新采集了足夠數(shù)量的種子，補(bǔ)做了測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 水提取液對(duì)種子萌發(fā)的影響

在種子萌發(fā)方面，不同受體植物的種子發(fā)芽率不同(見(jiàn)表1)。從表1可知，與對(duì)照相比，母液和3種稀釋液對(duì)所有受體植物都沒(méi)有表現(xiàn)出顯著的影響(Z<1.96)。

檢測(cè)化感物質(zhì)對(duì)受體植物種子萌發(fā)的影響是化感物質(zhì)活性研究的一種常見(jiàn)方法[15-16]。文獻(xiàn)[17]在實(shí)驗(yàn)中得出尾葉桉葉片水提取液對(duì)江南頭菜Brassicajunceavar.napiformis和芥蘭頭Brassicaoleraceavar.caulorapa種子發(fā)芽率的抑制分別達(dá)到了69.58%和60.72%；而其他研究則一致認(rèn)為，尾葉桉葉片水提取液對(duì)受體植物種子萌發(fā)均不產(chǎn)生顯著影響[11,18-19]。這可能與水提取液的制備方法及其濃度大小有關(guān)，也與受體植物的不同以及種子本身的生物生理學(xué)特點(diǎn)緊密相關(guān)。而文獻(xiàn)[10]通過(guò)在野外桉樹(shù)林下的實(shí)地測(cè)試表明，高濃度的葉片水提取液對(duì)柱花草Stylosanthesguianensis的種子萌發(fā)是有影響的，低濃度的則沒(méi)有影響?？梢?jiàn)水提取液的濃度高低是化感作用能否對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生顯著影響的重要因素。

表1 葉片水提取液對(duì)受體植物種子發(fā)芽率的影響1)

1) / 表示數(shù)據(jù)缺失

2.2 水提取液對(duì)幼苗根莖生長(zhǎng)的影響

在幼苗根生長(zhǎng)方面，水提取液的影響結(jié)果見(jiàn)圖1。從圖可見(jiàn)，母液只對(duì)其中4種受體植物產(chǎn)生了顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)的影響，其中鴨腳木和三花冬青的根長(zhǎng)分別減少了75.28%和43.67%，抑制作用達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，肖蒲桃的根長(zhǎng)減少了31.42%，抑制作用達(dá)到顯著水平(P<0.05)，但小葉青岡的根長(zhǎng)則增加了133.91%，促進(jìn)作用達(dá)到了極顯著水平(P<0.01)。對(duì)另外4種植物則影響不顯著(P>0.05)，3種稀釋液對(duì)所有受體植物均無(wú)顯著影響(P>0.05)。

圖1 葉片水提取液對(duì)受體植物幼苗根長(zhǎng)的影響

水提取液對(duì)幼苗莖生長(zhǎng)的影響與根的情況略有不同(圖2)。由圖可知，母液只對(duì)其中2種植物產(chǎn)生了顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)的影響，其中使肖蒲桃的莖長(zhǎng)減少了34.31%，產(chǎn)生了顯著(P<0.05)的抑制作用，但卻使拐棗的莖長(zhǎng)增加了62.86%，表現(xiàn)了極顯著(P<0.01)的促進(jìn)作用，而對(duì)另外6種植物則影響不顯著(P>0.05)。3種稀釋液只對(duì)鴨腳木產(chǎn)生了極顯著影響(P<0.01)，對(duì)其余7種的影響都不顯著(P>0.05)。

圖2 葉片水提取液對(duì)受體植物幼苗莖長(zhǎng)的影響

由上可見(jiàn)，尾葉桉葉片水提取液對(duì)受體植物幼苗的根莖生長(zhǎng)的影響有抑制也有促進(jìn)。其中分別有3和2種植物分別受到了母液顯著抑制和顯著促進(jìn)，分別占受體植物總種數(shù)的37.5%和25%；只有1種植物受到了3種稀釋液的顯著促進(jìn)，占總種數(shù)的12.5%。這說(shuō)明，尾葉桉的葉片水提取液只對(duì)部分受體植物的根莖生長(zhǎng)具有顯著的化感作用，較高濃度的母液可對(duì)部分植物產(chǎn)生抑制或促進(jìn)，但較低濃度的稀釋液則完全沒(méi)有顯著抑制的表現(xiàn)。

已有的研究都認(rèn)為，尾葉桉葉片水提取液對(duì)受體植物產(chǎn)生了抑制作用[11,18-19]。這與所選擇的受體植物密切相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)的受體植物全是本土闊葉樹(shù)種，不同植物種對(duì)水提取液的反應(yīng)各不相同，占62.5%的植物種的幼苗根莖生長(zhǎng)表現(xiàn)出不受顯著抑制，其中25%的植物種受到了顯著促進(jìn)。

2.3 揮發(fā)物對(duì)種子萌發(fā)的影響

尾葉桉葉片揮發(fā)物對(duì)8種受體植物種子萌發(fā)的影響見(jiàn)表2。從表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，在50 g 和150 g處理中，所有植物的種子發(fā)芽率都沒(méi)有受到顯著抑制作用，其中只有拐棗在150 g處理中的發(fā)芽率(57.33%)比對(duì)照增加了72.01%，顯示出受到了顯著的促進(jìn)作用(Z>1.96)；在250g處理中，荷木的種子發(fā)芽率為2.67%，比對(duì)照下降了85.70%，抑制作用達(dá)到了極顯著(Z>2.58)水平；在350 g處理中，肖蒲桃和荷木的種子發(fā)芽率分別為37.78%和0，分別比對(duì)照下降了50%和100%，抑制作用達(dá)到了極顯著水平(Z>2.58)。這與文獻(xiàn)[11,18-19]的研究結(jié)果基本一致。

表2 葉片揮發(fā)物對(duì)受體植物種子發(fā)芽率的影響1)

1) * 表示受到顯著抑制或促進(jìn)(Z>1.96)，** 表示受到極顯著抑制或促進(jìn)(Z>2.58)；/ 表示數(shù)據(jù)缺失

2.4 揮發(fā)物對(duì)幼苗根莖生長(zhǎng)的影響

尾葉桉葉片揮發(fā)物對(duì)受體植物的幼苗根生長(zhǎng)的影響見(jiàn)圖3。在 50、150、250和350 g處理中都受到顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)抑制作用的只有三花冬青1種；在50 g處理中影響不顯著，但在150、250和350 g處理中都受到顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)抑制作用的種有荷木、拐棗和火力楠，共3種植物；在50 g和150 g處理中不受顯著影響，但在250 g和350 g處理中受到顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)抑制作用的種有鴨腳木、肖蒲桃和水翁，共3種植物；在50 g、250 g處理中不受抑制，只在350 g處理中受到顯著(P<0.05)抑制作用的只有小葉青岡1種。

圖3 葉片揮發(fā)物對(duì)受體植物幼苗根長(zhǎng)的影響

尾葉桉葉片揮發(fā)物對(duì)受體植物的幼苗莖生長(zhǎng)的影響見(jiàn)圖4。在 50、150、250和350 g處理中都受到顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)抑制作用的有肖蒲桃、荷木、拐棗和火力楠，共4種植物；在50 g處理中影響不顯著(P>0.05)，但在150、250和350 g處理中都受到了極顯著(P<0.01)抑制作用的只有三花冬青1種植物；在50～250 g處理中不受抑制，只在350 g處理中受到顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)抑制作用的有鴨腳木和小葉青岡2種植物，其中鴨腳木在50 g和150 g處理中還受到顯著的促進(jìn)作用(P<0.05)；完全不受顯著影響(P>0.05)的只有水翁1種。

由此可見(jiàn)，尾葉桉葉片揮發(fā)物對(duì)受體植物幼苗根莖生長(zhǎng)的影響，總體上表現(xiàn)為隨著揮發(fā)物濃度的增加，抑制作用逐漸增強(qiáng)，受抑制的植物種數(shù)逐漸增多。而已有的研究[11,18-19]都認(rèn)為，尾葉桉葉片揮發(fā)物對(duì)受體植物的幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制作用，本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果，支持了這一觀點(diǎn)。

圖4 葉片揮發(fā)物對(duì)受體植物幼苗莖長(zhǎng)的影響

3 結(jié) 語(yǔ)

尾葉桉葉片水提取液對(duì)所有受體植物的種子萌發(fā)都沒(méi)有顯著影響，但對(duì)部分植物的幼苗根莖生長(zhǎng)具有顯著的化感作用，其中較高濃度的母液可對(duì)37.5%和25%的受體植物產(chǎn)生顯著的抑制和促進(jìn)作用，但較低濃度的稀釋液則完全沒(méi)有產(chǎn)生顯著抑制作用的表現(xiàn)，只對(duì)個(gè)別植物產(chǎn)生促進(jìn)作用。

尾葉桉葉片揮發(fā)物對(duì)受體植物生長(zhǎng)的影響，表現(xiàn)出隨著濃度的增加，抑制作用逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)。在種子萌發(fā)方面，揮發(fā)物在較高濃度(如350 g處理)時(shí)，可對(duì)25%的受體植物產(chǎn)生顯著的抑制作用，但在較低濃度(如50 g處理)時(shí)，對(duì)所有受體植物都沒(méi)有顯著影響；在幼苗根莖生長(zhǎng)方面，揮發(fā)物在較高濃度(如350 g處理)時(shí)，可對(duì)100%的受體植物產(chǎn)生顯著的抑制作用，但在較低濃度(如50 g處理)時(shí)，只對(duì)50%的受體植物產(chǎn)生了顯著抑制。

總體而言，尾葉桉具有化感作用，其強(qiáng)度因化感物質(zhì)含量不同而變化，而不同的受體植物產(chǎn)生的反應(yīng)不同。尾葉桉葉片揮發(fā)性化感物質(zhì)的化感作用強(qiáng)度要比水提取液的高，而幼苗根莖生長(zhǎng)比種子萌發(fā)更易受化感物質(zhì)的抑制。

參考文獻(xiàn)：

[1] 余雪標(biāo)，李維國(guó). 桉樹(shù)人工林的若干生態(tài)問(wèn)題及其研究進(jìn)展[J]. 熱帶林業(yè)科學(xué)，1997(4)： 60-68.

[2] 王震洪，段昌群，起聯(lián)春，等. 我國(guó)桉樹(shù)林發(fā)展中的生態(tài)問(wèn)題探討[J]. 生態(tài)學(xué)雜志，1998，17(6): 64-68.

[3] 謝耀堅(jiān).中國(guó)桉樹(shù)人工林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略初探[J]. 世界林業(yè)研究，2003，16(5): 59-64.

[4] 陳秋波. 桉樹(shù)人工林土壤生物多樣性問(wèn)題研究[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，22(1)：66-76.

[5] LISANEWORK N，MICHELSEN A. Allelopathy in agroforestry systems: the effect of leaf extract ofCupressuslusitanicaand threeEucalyptusspp. on four Ethiopian crops[J]. Agroforestry Systems，1993，21: 63-74.

[6] BEHERA N，SAHANI U. Soil microbial biomass and activity in response toEucalyptusplantation and natural regeneration on tropical soil[J]. Forest Ecology and Management，2003，174: 1-11.

[7] FLORENTINE S K，F(xiàn)OX J E D. Allelopathic effects ofEucalyptusvictrixL. on Eucalyptus species and grasses[J]. Allelopathy Journal，2003，11(1): 77-84.

[8] BATISH D R，SETIA N，SINGH H P，et al. Phytotoxicity of lemon-scented eucalypt oil and its potential use as a bioherbicide[J]. Crop Protection，2004，23(12): 1209-1214.

[9] MALIK M S. Effects of aqueous leaf extracts ofEucalyptusglobuluson germination and seedling growth of potato，maize and bean[J]. Allelopathy Journal，2004，14(2):213-220.

[10] 楊小波，李東海，李躍烈. 桉樹(shù)人工林土壤環(huán)境對(duì)植物種子發(fā)芽和生長(zhǎng)的影響[J]. 林業(yè)科學(xué)，2006，42(12)：148-153.

[11] 丘嫻，余世孝，方碧真，等. 尾葉桉對(duì)四種豆科植物的化感作用[J]. 中山大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2007，46(3)：88-92.

[12] FANG Bizhen，YU Shixiao，WANG Yongfan，et al. Allelopathic effects ofEucalyptusurophyllaon ten tree species in south China[J]. Agroforestry Systems，2009，76: 401-408.

[13] ROBERTS E H. Predicting the storage life of seeds[J]. Seed Sci Technol，1973，1: 499-514.

[14] 冉春燕，陶建平，宋利霞. 亞熱帶常綠闊葉林幾種喬木種子萌發(fā)特性研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2005，27(6)：753-756.

[15] 曾任森. 化感作用研究中的生物測(cè)定方法綜述[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1999，10(1): 123-126.

[16] 楊期和，葉萬(wàn)輝，廖富林，等. 植物化感物質(zhì)對(duì)種子萌發(fā)的影響[J]. 生態(tài)學(xué)雜志，2005，24(12): 1459-1465.

[17] 黃卓列，林韶湘，譚紹滿，等. 尾葉桉等植物葉提取液對(duì)幾種植物插條生根和種子萌發(fā)的影響[J]. 林業(yè)科學(xué)研究，1997，10(5): 546-550.

[18] 曾任森，李蓬為. 窿緣桉和尾葉桉的化感作用研究[J]. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，18(1): 6-10.

[19] 曾杰，翁啟杰，鄭海水. 幾種桉樹(shù)生化他感作用的生物測(cè)定[J]. 林業(yè)實(shí)用技術(shù)，2004(6):4-5.