巨桉根系分解对三种植物生长的影响

【摘要】：采用单因素随机试验设计,选择未种植过巨桉的农田沙壤土(土壤I)和2a生巨桉根系土壤(土壤II)作为培养基质(土壤类型一样),分别设置对照和加入巨桉根系2种处理,即对土壤I,设置不加根系(记作CK1)和加入根系50g(记作T1)2种处理；对土壤II,也设置不加根系(记作CK2)和加入根系50g(记作T2)2种处理,以小白菜、鸭茅和菊苣作为受体,通过为期80d的盆栽试验,观测3种受体植物形态生长、光合作用、抗性生理特征,分析巨桉根系分解过程中可能产生的化感作用,并采用GC-MS法测定了巨桉根系在分解过程中有机组分的变化。研究结果如下： 1.巨桉根系在土壤中分解对3种受体生长及生理代谢均产生了不同程度的影响,具体表现为： 土壤I：①巨桉根系在土壤I中分解并未对小白菜的生长产生明显的抑制作用,甚至表现出一定的促进作用,其可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)和游离脯氨酸(Pro)不同程度积累,气体交换能力和光合色素含量得以提高,光合速率、光合潜力和光适应范围得以增大；②对鸭茅而言,巨桉根系在土壤I中分解抑制其光合色素含量的积累,但对其生长、光合速率及气体交换有所促进,对其SP含量影响不大而抑制了Pro的积累；③菊苣的光合色素、光合速率、光适应范围、气体交换及光合潜力均受到明显的抑制,对低浓度CO2的利用能力减弱,且在黑暗下呼吸消耗增多,因此生长受到明显的抑制。 土壤II：①巨桉根系在土壤II中分解,小白菜光合色素、光合速率和气体交换均受到明显的抑制,光合潜力、光适应范围减小,生长明显受到限制,SP和Pro积累减少,但其SS含量变化不大；②鸭茅的生长受到相对较强的抑制作用,但其光合色素、光合速率、气体交换有所增加,SP和Pro的积累增多,但其SS的响应不太明显;③与在土壤I中分解相比,巨桉根系在土壤II中分解能对菊苣生长产生相对较强且较快的抑制作用,对其光合色素产生抑制作用也较快,且对其在各光强下光合速率的抑制作用较强,对其光合潜力、光适应范围的抑制程度更大。 2.巨桉根系中的主要有机成分有2,6-二叔丁基对甲酚、1-甲基,1-乙基-环己烷、十八烷、二十烷、二十二烷、正二十三烷、二十四烷、二十五烷、二十七烷、二十八烷、正三十烷、p-谷甾醇、N-甲基苯乙胺、六甲基环三硅氧烷。这些物质中,烷类最多,占63.8%,其次是p-谷甾醇,占31.2%。经7个月的分解,巨桉根系中各主要有机组分的离子流图的峰值降低或消失,只有p-谷甾醇仍存在较大的丰度,而烷类物质基本分解消失。 3.根据上述结果,巨桉根系在分解过程中,其释放到土壤中的烷类物质可能是主要的化感物质来源,然而结合其在2种土壤中分解可对同一受体(如本文的小白菜)生长产生作用的差异性,暗示了巨桉根系在土壤中分解很可能不是简单地释放烷类作用于受体的过程,而是这些烷类物质经过土壤学过程后衍生出的其它物质作用于受体的过程,或通过影响微生物数量、组成等土壤特性来间接影响受体的过程。 4.巨桉根系在2种土壤中分解均未明显改变3种受体体内活性氧代谢平衡,没有造成3种受体明显的膜脂过氧化伤害,因此巨桉根系分解可能并不会诱导受体体内活性氧的明显积累,或者根系分解虽然导致了受体体内活性氧的明显积累,但非酶抗氧化剂在清除活性氧的过程中也扮演着关键角色,甚至比抗氧化酶所起的作用还要大。 本研究为巨桉人工林营造中选择适合的间作植物提供了理论参考,对巨桉人工林可持续经营具有重要意义。