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本研究采用盆栽试验,以小白菜(Brassica rapa)和萝卜(Raphanus sativus)为受体,模拟自然状态下花椒(Zanthoxylum bungeanum)凋落叶在土壤内腐解过程中对其生长的影响。根据花椒林年凋落量,小白菜试验组花椒凋落叶施入量设置为0g·pot-1 (CK), 10g·pot-1 (T1),20 g·pot-1 (T2),40 g·pot-1 (T3)4个水平,萝卜试验组花椒凋落叶施入量设置0g·pot-1 (CK),15 g·pot-1 (S1),30 g·pot-1 (S2),60 g·pot-1 (S3)4个水平。每受体每处理设置8个重复,共64盆。于第一次取样完成后从每处理8盆中抽出4盆开始进行施肥缓解试验(平行缓解试验),使用的肥料为BB肥(N:29%,P:16%,K:10%),施肥量为1 g·pot-1,于前两次取样完成时分两次施入(每次0.5 g·pot-1)。于第30 d,45 d和60 d采用匀苗的方式取样,在室内测定生物量(鲜重)和抗性生理指标。在30 d和60d左右,选择晴天对受体进行光合参数测定。同时,采用气质联用技术(GC-MS)鉴定花椒凋落叶原样品中的化学成分和相对含量,初步分析花椒凋落叶中可能存在的化感物质。研究结果如下:1花椒凋落叶分解对小白菜生物量(鲜重)的抑制效应及施肥的缓解作用①在小白菜未施肥试验组,播种后30 d,小白菜生物量(鲜重)在低凋落叶量(T1)处理时显著高于CK,在中凋落叶量(T2)处理时略微低于CK且差异不显著,而在高凋落叶量(T3)处理时,其生物量(鲜重)显著低于CK,表现为低促高抑现象;播种45~60 d后,随着凋落叶施入量的增加,各处理生物量(鲜重)均显著高于CK,而处理间差异不明显。表明花椒凋落叶仅在分解初期(0-30 d)对小白菜产生了明显的化感抑制作用,而到45 d后,花椒凋落叶分解对小白菜已经表现为促进作用。这可能是因为在45 d后,随着处理时间延长,凋落叶分解释放的化感物质减少,其化感抑制效应逐渐减弱乃至基本消失,而凋落叶中营养物质的却大量释放,这两种因素的综合作用的结果导致花椒凋落叶对小白菜在中后期的生长表现出明显的促进现象。②在小白菜施肥缓解试验组,45 d时,各处理生物量均显著高于CK,60 d时,除T2处理显著高于CK外,其余各处理与CK差异不显著;双因素方差分析显示,无论是45 d还是60 d时,凋落叶的化感效应与施肥的缓解效应存在明显的交互作用,并且施肥条件下化感作用效应指数(RI值)比相同凋落叶量处理下未施肥试验组的RI值低,说明施肥明显缓解了凋落叶分解对于小白菜生长的促进作用。2花椒凋落叶分解对小白菜光合色素和光合作用的抑制效应①30 d时,T2、T3处理下的小白菜光合色素受到明显抑制。45 d时,各处理对小白菜叶绿素含量的影响不显著。60 d时,与CK相比,各处理小白菜叶绿素的含量仍明显低于CK。表明花椒凋落叶分解对小白菜叶绿素含量具有一定抑制作用,同时随凋落叶添加量和处理时间而变化。②60 d时,小白菜CK净光合速率(Pn)最小,并与T2、T3差异显著。同时,CK处理小白菜的气孔导度(Gs)和胞间C02浓度(Ci)与凋落叶处理下的小白菜无显著差异。3花椒凋落叶分解对小白菜抗氧化保护系统的影响①播种后30 d,小白菜叶片过氧化物酶(POD)活性在T2和T3处理下显著低于CK;播种后45 d,各处理对POD活性的效应也表现为抑制;60 d时凋落叶对POD活性的效应已表现为促进,并在T2处理下达到显著水平。②播种后30~45 d,各处理小白菜叶片过氧化氢酶(CAT)活性与CK差异不显著;播种后60 d,各处理对CAT活性表现为抑制效应。③播种后30 d,超氧化物歧化酶(SOD)活性在T3处理时受到抑制,差异达到显著水平,播种后45~60 d,各处理虽然平均值低于CK,但差异均不显著。④播种后30~45 d,各处理均表现为凋落物的加入降低了MDA含量;到60 d时,仅T2处理的MDA含量高于CK。⑤以上表明随着时间的延长,凋落叶分解释放的化感物质对小白菜产生的化感抑制效应逐渐减弱。4花椒凋落叶分解对小白菜渗透调节的影响①30 d时,小白菜各处理的可溶性蛋白含量均与CK差异不显著;45~60 d时,各处理的可溶性蛋白含量均显著低于CK,表明花椒凋落叶在分解过程中可能抑制了小白菜叶片内可溶性蛋白的合成。②30~45 d时,凋落叶的加入对小白菜可溶性糖含量的效应为抑制,且这种抑制作用随着凋落叶量的逐渐增加表现为增强的趋势;而60 d时,各处理与CK差异不显著;表明花椒凋落叶分解可能影响了小白菜的糖类代谢。5花椒凋落叶分解对萝卜生长和生理的影响花椒凋落叶分解对萝卜生物量(鲜重)、光合特征的影响与凋落叶分解对小白菜的影响趋势基本一致,对抗氧化保护系统和渗透调节的影响较小白菜不明显。这可能是因为萝卜植株的体积相对于小白菜植株体积较大,从而导致作用到单位体积的化感物质较小白菜少。6花椒凋叶次生代谢物质的鉴定与分析采用气质联用(GC-MS)检测技术,从花椒凋落叶中共分离鉴定出45种物质,共占花椒凋落叶挥发油总量的99.58%。其中主要是萜类物质,共24种,占总物质含量的54.20%。这些萜类物质中以单萜最多,13种,占总物质含量的34.13%。另外倍半萜有6种,二萜3种,三萜2种。甾体类化合物在其中所占的比例也较高,达17.46%,共有4种物质。此外花椒挥发油当中还包含8种烷烃,一种酯类,两种酚类,两种杂环类物质,两种脂肪酸,一种烯烃,和一种烯醇,分别占总物质含量的0.36%,12.79%,5.95%,5.86%,0.98%,1.55%和0.25%。含量均在5%以上的主要物质包括桉叶油醇,芳樟醇,乙酸芳樟酯,马兜铃酮,二十八烷,γ-谷甾醇,天然维生素E以及值-香树精。这些物质中桉叶油醇、芳樟醇及乙酸芳樟酯具有明显的化感潜力,γ-谷甾醇和α-香树精可能具有潜在的化感作用。