田雪晨，陳賢興

（溫州大學 生命與環(huán)境科學學院,浙江 溫州 325025）

大葉桉樹對幾種農作物和雜草的化感作用

田雪晨，陳賢興

（溫州大學 生命與環(huán)境科學學院,浙江 溫州 325025）

通過培養(yǎng)皿法和盆栽法對大葉桉樹 （Eucalyptus robusta Smith）葉子的浸提液的化感作用進行了研究,結果表明,對玉米、小麥,蘿卜、綠豆4種農作物的發(fā)芽指數和發(fā)芽率都有不同程度的抑制作用,但對幼苗生長的抑制作用不明顯；同時,還對土壤種子庫中雜草種子的萌發(fā)有明顯的抑制作用,大葉桉樹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；農作物；雜草種子；化感作用

大葉桉樹（Eucalyptus robusta Smith）是桃金娘科桉樹屬植物,原產澳大利亞［1］,為新南威爾士與昆士蘭南部樹種。原產地地理位置為南緯23°～36°的平坦臺地,屬降水均勻型；1890年桉樹引入中國,從只作為庭院觀賞樹木栽種發(fā)展到作為經濟樹種種植。大葉桉樹是一類重要的速生優(yōu)質樹種,其木材桃紅色,結構粗,材質硬重,是世界著名的硬木資源。近年來,人們對桉樹的優(yōu)良特性有了新認識,引種面積大大增加,人工林的產量逐漸提升,大葉桉樹已成為人工林栽種樹種之一。大葉桉樹在江浙一代引種頻繁,經濟效益顯著,尤其在溫州等地大葉桉樹種植面積較大。然而研究發(fā)現,大葉桉樹在帶來顯著的經濟效益的同時,也帶來了一系列的生態(tài)環(huán)境問題,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的干擾等,對于這些現象,以往通常將其歸結為桉樹對水、肥競爭的結果,但越來越多的研究結果表明,大葉桉樹除了具有較強的水、肥競爭力外,更重要的因素是其所具有的較強的化感作用。大葉桉樹會釋放某些化學物質以抑制林內其他植物的生長,從而導致林內群落結構簡單,林下灌木和草本植物稀少,進而引起較為嚴重的水土流失［2-3］。本文以大葉桉樹作為研究材料,通過對幾種農作物和雜草種子的化感作用進行試驗,旨在為合理利用大葉桉樹的化感作用規(guī)律和相關化感物質研究提供參考依據?，F將有關結果報道如下。

1 材料與方法

l.l 試驗材料

大葉桉枝葉采于溫州茶山。玉米 （Zea mays L.）、小麥 （Triticum aestiυum L.）,蘿卜（Raphanus satiυus L）、綠豆（Vigna radiata（L.）R.Wilczak）購于農貿市場。

l.2 桉葉化感物質的提取

取新鮮大葉桉葉片洗凈,剪成1～2 cm的片狀,稱取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；浸泡過程中不斷攪動,過濾后得大葉桉樹葉片水浸提取液,再將各組提取液貯存于冰箱（0～4℃）冷藏,用于試驗。

l.3 土壤收集和處理

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

l.4 試驗方法

1.4.1 桉葉浸提液對種子萌發(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,蒸餾水為對照組,每處理重復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℃恒溫箱內培養(yǎng),每天記錄1次,連續(xù)5 d記錄發(fā)芽數,所得數據采用最終萌發(fā)率和發(fā)芽速度指數 （I）［5-6］來定量,發(fā)芽速度指數按如下公式進行計算：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。

1.4.2 桉葉浸提液對種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

采用盆栽法研究桉樹化感物質對植物種子萌發(fā)的影響和對植物幼苗生長的影響［7-8］；考慮到自然條件下土壤因子的作用,因而采用盆栽法。將盆缽試驗分為玉米組、小麥組、蘿卜組、綠豆組4組,每組4個,其中2個用于蒸餾水組對照,2個用于桉葉水浸提取液組,分組標號。在上述每組盆缽中種下相應的種子20粒,再蓋上1 cm過篩滅菌后的細土,對各組進行澆水。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)芽種子數量,直到種子在盆缽中生長為幼苗,再測幼苗長度,記錄幼苗的生長狀況。

1.4.3 桉葉浸提液對土壤種子庫種子萌發(fā)的影響

采用盆栽法研究桉葉浸提液對土壤種子庫種子萌發(fā)影響。將盆缽分成蒸餾水和桉葉浸提液2組,每組重復5個,分別對各組澆蒸餾水、浸提液,澆量保持一樣,保持土壤濕潤,置于26℃人工氣養(yǎng)箱中培養(yǎng),記錄雜草出苗時間。發(fā)芽速度指數按如下公式進行計算：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。

2 結果與分析

2.l 桉葉浸提液對種子萌發(fā)的影響

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

種子萌發(fā)率的計算是采用最終萌發(fā)數量,統(tǒng)計其平均萌發(fā)率,其結果為表2。

從表1,2可見,桉葉浸提液對玉米種子的萌發(fā)表現出抑制作用。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根的,說明抑制作用較大。

表1 不同濃度浸提液對玉米種子萌發(fā)指數的影響

表2 不同濃度浸提液對種子發(fā)芽率的影響 %

從表1和表2中可見,大葉桉水浸提取液對小麥種子的萌發(fā)表現出抑制作用。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5,10,20倍濃度組中都有露白而根卻未生長的,說明對小麥種子萌發(fā)的抑制作用較大。相比對照組,試驗組露白的和未萌發(fā)的種子數要高,說明小麥種子對大葉桉樹水浸提取液很敏感；即大葉桉樹水浸提取液對小麥種子的萌發(fā)有抑制作用。

從表1,2表可見,大葉桉水浸提取液對蘿卜種子的萌發(fā)表現出抑制作用。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%。同時發(fā)現,5,10,20倍濃度組中未萌發(fā)的種子數,試驗組要高于對照組,說明蘿卜種子對大葉桉樹水浸提取液很敏感,即桉葉浸提液對蘿卜種子的萌發(fā)有抑制作用。

從表1,2可見,桉葉浸提液對綠豆種子萌發(fā)也有抑制作用,在對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%。同時發(fā)現,萌發(fā)種子的根部都有萎焉,說明提取液對綠豆種子根的生長有抑制作用。相比對照組,試驗組中5,10,20倍濃度組中未萌發(fā)的種子數要高,說明綠豆種子對桉葉浸提液高濃度液較敏感,即大葉桉樹水浸提取液對綠豆種子的萌發(fā)有一定抑制作用。

總的來說,大葉桉樹水浸提取液對玉米、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 桉葉浸提液對種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

采用盆栽法研究桉樹化感物質農作物種子萌發(fā)和幼苗生長的影響；將盆缽分成4個處理組,分別為玉米、小麥、蘿卜、綠豆組,每處理分4個組,每組2個重復。

從表3可見,大葉桉樹葉水浸提液對玉米、小麥、蘿卜、綠豆4種受體植物幼苗生長的抑制效應隨著處理濃度增大呈增強的變化趨勢。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照組 （蒸餾水）要小,最長芽的長度和平均芽長都要小于對照組,且被提取液處理過的幼苗長勢都不均勻。

表3 桉葉浸提液對種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

從表4中可見,桉葉浸提液對玉米、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 桉葉浸提液對不同種子發(fā)芽率的影響

2.3 桉葉浸提液對土壤種子庫種子萌發(fā)的影響

采用盆栽法研究桉葉浸提液對土壤種子庫種子萌發(fā)影響。將盆缽分成2組,每組5個重復,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。結果至第6天,盆缽開始有小苗出現,至第10天出苗結束,沒有再長出新苗。從剛開始出苗到出苗結束,統(tǒng)計每天的出苗情況,然后算出土壤出苗指數 （出苗指數按種子指數的算法）。

從表5可見,桉葉浸提液對土壤中的種子萌發(fā)有顯著的抑制作用。

表5 桉葉浸提液對種子萌發(fā)的影響

試驗結果顯示,尖葉和圓葉的發(fā)生比例,對照為14∶13,桉葉為4∶2。由此認為,尖葉一般為單子葉植物,圓葉為雙子葉植物。由試驗可知,大葉桉樹對單、雙子葉植物種子的萌發(fā)抑制作用存在差異,但由于數量有限,還有待進一步研究。

3 小結與討論

3.l 桉葉浸提液對種子萌發(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象更明顯,這可能是高濃度處理會抑制種子內貯藏淀粉和蛋白質的分解,從而影響種子萌發(fā)所需要的物質和能量,致使種子萌發(fā)受抑制。與對照組相比,受體植物種子萌發(fā)過程中根系受到不同程度的影響。試驗觀察可知,桉樹葉水浸提液對4種不同受體植物種子萌發(fā)具有明顯抑制作用。

3.2 桉葉浸提液對幼苗生長的抑制作用

可能是受體植物種子萌發(fā)和幼苗的生長狀況受化感物質的影響,在種子萌發(fā)過程中,一些促使種子萌發(fā)和幼苗生長的因子被抑制。試驗觀察可知,對照組的幼苗生長正常,試驗組的幼苗生長不均,原因可能與種子結構、浸出液的化感作用特點有關。所以在試驗中表現出幼苗的正常生長受阻,說明桉葉浸提液對玉米、小麥、蘿卜、綠豆幼苗生長有抑制作用。這與郭曉光等［10］的研究結果一致。

3.3 桉葉浸提液對土壤中雜草種子有抑制作用

可能是因為浸提液中的化感物質對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,大葉桉樹的水溶性物質具有化感作用,且影響了種子萌發(fā),從而使物種更新產生障礙,直接影響到植物在群落中的多度。有研究發(fā)現,種子發(fā)芽率越低,發(fā)芽時間延長,致使出苗延后,甚至影響幼苗生長,并嚴重影響植物對地上和地下資源的競爭能力。本研究證實了大葉桉樹的水溶性物質具有強烈的化感作用,導致其林下植物稀少,林木分布不均衡,易造成水土流失。

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（責任編輯：張瑞麟）

S451

：A

：0528-9017（2014）04-0530-03

文獻著錄格式：田雪晨,陳賢興.大葉桉樹對幾種農作物和雜草的化感作用 ［J］.浙江農業(yè)科學,2014（4）：530-532,534.

2013-11-16

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

陳賢興 （1958-）,浙江溫州人,高級實驗師,大專,研究方向為植物分類及資源的開發(fā)利用。