天竺桂凋落葉添加對鳳仙花生長生理的影響.pdf

1、廣泛存在于自然界的化感作用對解釋植物個體、種間的相互作用機制以及植物群落的構(gòu)建都起著重要的作用，并對農(nóng)林生產(chǎn)有重要的影響，因此，深入研究化感作用具有重要的科學(xué)和實踐意義。本研究采用盆栽試驗，通過向土壤中添加天竺桂（Cinnamomum japonicum）凋落葉的方式，模擬凋落葉自然分解對鳳仙花(Impatiens balsamina)生長生理的影響。本研究設(shè)置0 g·pot-1(CK)、20 g·pot-1(L20)、40 g·pot

2、-1(L40)、80 g·pot-1(L80)4個凋落葉添加水平，通過測定鳳仙花形態(tài)指標(biāo)、抗性生理指標(biāo)、光合生理指標(biāo)以及觀察其生殖生長特性，研究天竺桂凋落葉的化感作用。采用GC-MS鑒定天竺桂凋落葉原樣和蒸煮樣品中的化學(xué)成分和相對含量，推斷凋落葉中起化感作用的主要化學(xué)成分。同時為了觀測添加凋落葉對土壤通氣透水性改變和根系生長的阻擋是否會對鳳仙花生長產(chǎn)生顯著的影響，設(shè)置平行蒸煮空白實驗。研究結(jié)果如下:
　　1.天竺桂凋落葉添加顯著抑

3、制了鳳仙花地徑生長、地上地下部分生物量積累以及側(cè)枝數(shù)量的增加，而對株高生長并無顯著影響。
　　2.隨著天竺桂凋落量的增加，鳳仙花開花量呈下降趨勢，且L40和L80處理均顯著低于CK。雖然各處理間花期相差不顯著，但L40和L80兩個處理盛花期相對于CK明顯推遲，L80處理的始花期也推遲了3天。各處理植株收集到的蒴果數(shù)、種子總重量以及其種子百粒重均無顯著差異;每個蒴果所含種子重量總體上隨凋落葉添加量的增加而呈現(xiàn)上升的趨勢，且L80處理

4、顯著高于CK。
　　3.天竺桂凋落葉添加總體上對H2O2含量無顯著影響，但現(xiàn)蕾前期H2O2含量顯著增加;鳳仙花葉片中活性氧清除系統(tǒng)(ROS)中的超氧化物歧化酶、過氧化物酶和過氧化氫酶活性顯著降低，而抗壞血酸(ASA)含量在現(xiàn)蕾前期隨天竺桂凋落增加而上升。鳳仙花現(xiàn)蕾后丙二醛含量隨天竺桂凋落量的增加而上升，說明非酶促ROS清除系統(tǒng)可能是鳳仙花抵御氧化脅迫更為重要的清除系統(tǒng)，其中ASA在鳳仙花受ROS脅迫的早期過程扮演著重要角色。天竺桂

5、凋落葉添加處理所造成的氧化脅迫可能超過了兩類ROS清除系統(tǒng)的清除能力，對鳳仙花膜系統(tǒng)造成傷害，導(dǎo)致鳳仙花地徑和生物量積累顯著降低。鳳仙花滲透凋節(jié)物質(zhì)可溶性糖在整個觀察的過程中未隨凋落葉量的增加而顯著變化，可溶性蛋白在現(xiàn)蕾前期和盛花期也是如此，說明天竺桂凋落葉中的化感物質(zhì)可能不會對這兩種滲透物質(zhì)產(chǎn)生影響。
　　4.在整個生長過程中隨著天竺桂凋落葉量的增加鳳仙花葉綠素含量均下降，特別是在移栽58 d后，L40和L80處理葉綠素含量受到

6、顯著抑制作用。在整個生長過程中天竺桂凋落葉處理的鳳仙花凈光合速率(Pn)與水分利用效率(WUE)均受到顯著的抑制作用，而Gs、Ci和Tr三個氣體交換參數(shù)卻基本上呈相反趨勢。光響應(yīng)特征參數(shù)中不同光強下凈光合速率大小順序為:CK＞L20＞L40＞L80，表觀量子效率(AQY)、最大凈光合速率（Pn max）和暗呼吸速率（Rd）均隨添加量的增加而降低，而光補償點(Lcp)和近光飽和點（Lsat）呈升高趨勢。CO2響應(yīng)特征參數(shù)中Pn值均隨凋落量

7、的增加呈現(xiàn)出與光響應(yīng)一致的梯度變化:CK＞L20＞L40＞L80，隨著凋落葉施入量的增加，RuBP羧化效率(CE)、最大凈光合速率（Pn max）和光呼吸速率（Rp）總體上表現(xiàn)出逐漸下降的趨勢，而CO2補償點(Ccp)總體表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢;L20處理的胞間CO2飽和點（Ci sat）最小，L80的Cisat最大。表明凋落葉添加處理不但降低了鳳仙花凈光合速率，同時也降低了鳳仙花對弱光和低濃度CO2的利用能力。
　　5.天竺桂凋落

8、葉原樣中共確定了68種化學(xué)成分，占總揮發(fā)油含量的85.44％，它們主要包含43種萜類(41.44％)和3種酚類(17.66％)。從蒸煮天竺桂凋落葉中共確定了19種化學(xué)成分，占總揮發(fā)油含量的72.1％。這19種化合物中，主要包括酚類4種(39.3％)、醇類2種(12.05％)、萜類5種(7.48％)。推測通過蒸煮而除去或大量減少的香豆素、桉葉油醇、肉桂醛、反式石竹烯和松油醇等可能為天竺桂凋落物中的主要化感物質(zhì)。
　　6.蒸煮葉片處理

9、對鳳仙花生長無明顯影響。鳳仙花形態(tài)指標(biāo)中的地徑(33d)、株高(33 d)和地上部分生物量(85 d)，光合形態(tài)指標(biāo)中的凈光合速率，H2O2含量(48 d)，抗氧化保護酶系統(tǒng)中的SOD活性(48 d)，MDA含量(48d)和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)中的SS含量(48 d)均無顯著差異。表明本試驗凋落葉施加的范圍內(nèi)，土壤的通氣透水性并未受到明顯影響，凋落葉分解過程中釋放的化感物質(zhì)可能才是抑制鳳仙花生長的主要因素。
　　綜上分析可知，天竺桂凋落葉