天竺桂凋落葉添加對(duì)鳳仙花生長(zhǎng)生理的影響.pdf

1、廣泛存在于自然界的化感作用對(duì)解釋植物個(gè)體、種間的相互作用機(jī)制以及植物群落的構(gòu)建都起著重要的作用，并對(duì)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(shí)踐意義。本研究采用盆栽試驗(yàn)，通過(guò)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(duì)鳳仙花(Impatiens balsamina)生長(zhǎng)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(gè)凋落葉添加水平，通過(guò)測(cè)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(zhǎng)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(duì)含量，推斷凋落葉中起化感作用的主要化學(xué)成分。同時(shí)為了觀測(cè)添加凋落葉對(duì)土壤通氣透水性改變和根系生長(zhǎng)的阻擋是否會(huì)對(duì)鳳仙花生長(zhǎng)產(chǎn)生顯著的影響，設(shè)置平行蒸煮空白實(shí)驗(yàn)。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(zhǎng)、地上地下部分生物量積累以及側(cè)枝數(shù)量的增加，而對(duì)株高生長(zhǎng)并無(wú)顯著影響。
　　2.隨著天竺桂凋落量的增加，鳳仙花開(kāi)花量呈下降趨勢(shì)，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(gè)處理盛花期相對(duì)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(wú)顯著差異;每個(gè)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(shì)，且L80處理

4、顯著高于CK。
　　3.天竺桂凋落葉添加總體上對(duì)H2O2含量無(wú)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(guò)氧化物酶和過(guò)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(shuō)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(guò)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(guò)了兩類ROS清除系統(tǒng)的清除能力，對(duì)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(gè)觀察的過(guò)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(shuō)明天竺桂凋落葉中的化感物質(zhì)可能不會(huì)對(duì)這兩種滲透物質(zhì)產(chǎn)生影響。
　　4.在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)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(gè)生長(zhǎng)過(guò)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(gè)氣體交換參數(shù)卻基本上呈相反趨勢(shì)。光響應(yīng)特征參數(shù)中不同光強(qiáng)下凈光合速率大小順序?yàn)?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(bǔ)償點(diǎn)(Lcp)和近光飽和點(diǎn)（Lsat）呈升高趨勢(shì)。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(shì)，而CO2補(bǔ)償點(diǎn)(Ccp)總體表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì);L20處理的胞間CO2飽和點(diǎn)（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(shí)也降低了鳳仙花對(duì)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(cè)通過(guò)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(duì)鳳仙花生長(zhǎng)無(wú)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(hù)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(wú)顯著差異。表明本試驗(yàn)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(guò)程中釋放的化感物質(zhì)可能才是抑制鳳仙花生長(zhǎng)的主要因素。
　　綜上分析可知，天竺桂凋落葉