雪松對(duì)其樹(shù)下植物多樣性影響的機(jī)制研究.pdf

1、雪松（Cedru deodara）是松科雪松屬植物，作為城市園林和荒山綠化樹(shù)種被廣泛種植。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雪松樹(shù)下草本植物生長(zhǎng)稀疏，冠幅內(nèi)的地表往往裸露，無(wú)任何植物定居，這不僅會(huì)影響城市綠化效果，而且容易造成水土流失。本文首先通過(guò)不同季節(jié)雪松以及對(duì)照樹(shù)下植物多樣性調(diào)查、雪松不同部位化感差異比較，初步分析了雪松引起樹(shù)下植物多樣性低的原因；然后，測(cè)定了雪松枝葉水浸提液下，高羊茅種子萌發(fā)和植株生長(zhǎng)中生理指標(biāo)變化、激素變化、根際土壤生物活性的變化

2、，深入探討了雪松抑制樹(shù)下植物生長(zhǎng)的機(jī)制，為雪松樹(shù)下物種的合理配置提供重要的理論依據(jù)，也為后期開(kāi)展更深層次的化感機(jī)制研究提供重要的參考資料。主要研究結(jié)果如下：
　　1、在調(diào)查區(qū)域內(nèi)，以樹(shù)下光線強(qiáng)度與雪松相似或較高為標(biāo)準(zhǔn)，選擇楓楊、七葉樹(shù)、烏桕、泡桐、五角楓、大葉女貞等為對(duì)照樹(shù)種，實(shí)驗(yàn)分別對(duì)雪松樹(shù)下和對(duì)照樹(shù)種下的草本植物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在5月、8月、10月，雪松樹(shù)下植物的重要值、蓋度、植物多樣性指數(shù)都明顯低于對(duì)照。其中雪松

3、樹(shù)下除人工綠化植物外，其它野生植物的重要值均明顯低于對(duì)照樹(shù)種；10月份雪松樹(shù)下植物蓋度僅有13.92％，而對(duì)照達(dá)到了33.84%，差異明顯；不同月份，雪松樹(shù)下Shannon-Wiener指數(shù)也分別比對(duì)照分別低了57.35%，40.27%，59.18%。說(shuō)明在樹(shù)下光線相似的情況下，雪松樹(shù)下的植物的重要值、蓋度、多樣性都明顯低于對(duì)照樹(shù)種，因此雪松樹(shù)下植物稀疏，光禿裸露，不完全與其樹(shù)下光線弱有關(guān)。
　　2、研究了雪松不同部位水浸提液和新

4、鮮枝葉揮發(fā)物對(duì)受體植物白菜和萵苣的化感作用。水浸提液是雪松枝葉、凋落物、根際土、根用蒸餾水浸泡而成，分別配制成0.1、0.05、0.025g干重/mL。結(jié)果表明，雪松枝葉、凋落物、根際土、根水浸提液以及新鮮枝葉揮發(fā)物對(duì)白菜和萵苣種子萌發(fā)均有抑制作用，且水浸提液濃度越高，抑制作用越顯著，其中枝葉水浸提液化感作用最強(qiáng)，在0.1g干重/mL時(shí)對(duì)白菜發(fā)芽率的抑制達(dá)到了94.49%；凋落物化感作用次之，根際土最弱。
　　3、通過(guò)顯色法對(duì)各水

5、浸提液的酚類物質(zhì)鑒定，結(jié)果表明枝葉、凋落物和根水浸提液中含有酚類物質(zhì)，而根際土中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)酚類物質(zhì)的存在。通過(guò)GC-MS對(duì)雪松新鮮枝葉揮發(fā)物成分進(jìn)行了分析研究，結(jié)果表明，揮發(fā)物中萜烯類化合物占了52.78%，其中主要成分α-蒎烯（17.16%）、b-側(cè)柏烯（13.06%）、β-蒎烯（11.53%）、D-檸檬烯（9.66%）。初步確定雪松含有化感抑制性物質(zhì)，且存在于各個(gè)組織中。
　　4、通過(guò)培養(yǎng)皿濾紙法和盆栽實(shí)驗(yàn)，研究了化感作用最強(qiáng)的

6、枝葉水浸提液（0.1、0.05、0.025g干重/mL）對(duì)高羊茅種子萌發(fā)和植株生長(zhǎng)過(guò)程中生理指標(biāo)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨水浸提液濃度增加和處理時(shí)間延長(zhǎng)，種子萌發(fā)過(guò)程和植株生長(zhǎng)過(guò)程中的各生理指標(biāo)均發(fā)生顯著變化。種子萌發(fā)中，48h之前， SOD和CAT活性以及WSS、Pro含量隨水浸提液濃度增加和時(shí)間延長(zhǎng)顯著升高，MDA含量與對(duì)照差異不顯著，維持在較低水平，而48之后，SOD和CAT酶活性以及WSS含量隨水浸提液濃度增加和時(shí)間延長(zhǎng)顯著降低，MD

7、A含量顯著增加。高羊茅植株在水浸提液處理的40d內(nèi)，其體內(nèi)的SOD、POD、CAT活性以及WSS、Pro含量均隨水浸提液濃度增加和處理時(shí)間延長(zhǎng)而顯著升高，而MDA含量也隨濃度增強(qiáng)和處理時(shí)間延長(zhǎng)顯著增加。種子萌發(fā)和植株生長(zhǎng)過(guò)程中的SP含量變化相似，均隨水浸液濃度增加而降低，隨處理時(shí)間延長(zhǎng)而增加。結(jié)果表明，枝葉水浸提液影響了高羊茅種子萌發(fā)過(guò)程和植株生長(zhǎng)過(guò)程中的生理代謝，且脅迫時(shí)間延長(zhǎng)，種子萌發(fā)和植株生長(zhǎng)受到的抑制作用加劇。
　　5、雪

8、松枝葉水浸液對(duì)高羊茅植株處理40 d后，對(duì)其根際土壤生物活性的變化進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各濃度下，根際土壤細(xì)菌、真菌、放線菌以及微生物總數(shù)都有所減少，且高濃度（0.1 g干重/mL）時(shí)數(shù)量最少；微生物量C、N顯著降低，隨濃度增加呈下降趨勢(shì)，高濃度（0.1 g干重/mL）時(shí)分別比對(duì)照降低了31.46%和38.24%，達(dá)到顯著水平；而土壤呼吸作用明顯增強(qiáng)，但各濃度之間差異不顯著。土壤蛋白酶、脲酶、多酚氧化酶活性明顯降低，隨濃度增加呈下降趨勢(shì)

9、，而磷酸酶活性升高，濃度效應(yīng)不顯著。相關(guān)性分析表明，土壤細(xì)菌數(shù)量、微生物總數(shù)和土壤蛋白酶、多酚氧化酶活性與高羊茅株高和根長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)性。結(jié)果說(shuō)明，雪松枝葉水浸提液能夠抑制根際土壤微生物生長(zhǎng)，改變土壤微生物結(jié)構(gòu)，降低微生物量C、N以及根際土壤酶活性，從而改變根際土壤微生態(tài)環(huán)境，降低土壤有效營(yíng)養(yǎng)成分的供給，最終影響雪松樹(shù)下草本植物的生長(zhǎng)。
　　6、通過(guò)酶聯(lián)免疫法，研究了枝葉水浸提液對(duì)高羊茅種子萌發(fā)和植株生長(zhǎng)過(guò)程中赤霉素和脫落酸含量的