馬尾松根系分泌物的化學(xué)組成及其化感作用研究.pdf

1、馬尾松林存在嚴(yán)重的林下水土流失和土地退化現(xiàn)象，已經(jīng)成為南方紅壤區(qū)退化面積最大的森林類型，也是該區(qū)域水土流失治理亟待解決的問題。林下群落植物組成單一及分布稀疏，是其林下水土流失的最主要和最直接原因。然而森林群落的植物組成及分布，不僅與植物的生物學(xué)特性、生境條件相關(guān)，而且與其森林系統(tǒng)的化感作用效應(yīng)存在密切聯(lián)系。本文選擇南方紅壤區(qū)典型的馬尾松純林作為研究對象，以林下植被較好的楓香木荷混交林作為對照，分別采集馬尾松、楓香根際土壤，采用有機(jī)萃取、

2、GC-MS（氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀）和生物檢測等技術(shù)手段，研究馬尾松根系分泌物的物質(zhì)組成及其化感作用，探明馬尾松根系分泌物的主要化感物質(zhì)種類及其對林下群落植物組成和分布的影響機(jī)制。研究結(jié)果有利于解釋馬尾松林下植被匱乏的現(xiàn)狀和篩選適宜林下植被恢復(fù)種植的先鋒草本植物，以期為馬尾松林下有針對性的植被恢復(fù)工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。試驗結(jié)果表明:
　　1、馬尾松根系分泌物的化學(xué)組成
　　利用乙醇作為浸提劑提取的馬尾松、楓香根系分泌物組

3、分為109、96種;其中相對含量＞0.6％，馬尾松根系分泌物27種，楓香根系分泌物40種。乙酸乙酯提取的馬尾松、楓香根系分泌物組分為56、63種。相對含量大于0.6％，馬尾松根系分泌物共26種，楓香根系分泌物共30種。分屬于烴類、醇類、醛類、酮類、酸類、酯類、酚類、酰胺類等，各浸提液均以有機(jī)酸類物質(zhì)相對含量最高，且純林的有機(jī)酸含量明顯高于混交林。因此，從物質(zhì)種類和數(shù)量角度考慮，乙醇浸提更充分，有機(jī)化合物種類更豐富。馬尾松的乙醇、乙酸乙酯

4、浸提液都是脫氫松香酸（二萜類樹脂酸）相對含量最高，達(dá)28.98％，是楓香根系分泌量的8倍以上。
　　2、馬尾松根系分泌物的化感作用
　　馬尾松根系分泌物對四種受體植物各項指標(biāo)的化感作用均為抑制效應(yīng)，具體有無明顯濃度效應(yīng)、隨濃度升高而增強(qiáng)和隨濃度升高而降低三種濃度效應(yīng)類型，且抑制效應(yīng)強(qiáng)度:馬尾松純林＞楓香木荷混交林。而楓香根系分泌物在不同的濃度下對不同受體植物的各項指標(biāo)具有不同程度上的抑制或促進(jìn)作用。馬尾松根系分泌物對四種受體

5、植物的化感效應(yīng)指數(shù)大小為:(1)狗牙根:根長＞苗高＞干重＞發(fā)芽指數(shù)＞發(fā)芽率;(2)白三葉:根長＞發(fā)芽指數(shù)＞干重＞苗高＞發(fā)芽率;(3)巴哈雀稗:根長＞干重＞、發(fā)芽率＞發(fā)芽指數(shù)＞苗高;(4)早熟禾:根長＞發(fā)芽指數(shù)＞發(fā)芽率＞干重＞苗高。四種受體植物受馬尾松根系分泌物化感影響最大的為根長，表明受體植物的幼根對馬尾松根系分泌物更為敏感。
　　3、馬尾松有機(jī)酸類化感物質(zhì)的化感作用
　　三種有機(jī)酸對四種受體植物的四項生長指標(biāo)（發(fā)芽率、根長

6、、苗高、干重）都具有一定的抑制作用，但不同的處理濃度對不同受體植物各項指標(biāo)的抑制強(qiáng)弱程度各有差異。同一種受體植物對三種有機(jī)酸的化感作用強(qiáng)弱規(guī)律，(1)狗牙根:脫氫松香酸＞棕櫚酸＞硬脂酸;(2)巴哈雀稗:脫氫松香酸＞硬脂酸＞棕櫚酸;(3)狗尾草:硬脂酸＞棕櫚酸＞脫氫松香酸;(4)狼尾草:脫氫松香酸＞棕櫚酸＞硬脂酸。同一種有機(jī)酸對四種受體植物的化感綜合效應(yīng)強(qiáng)弱順序，(1)脫氫松香酸:狼尾草＞狗尾草＞巴哈雀稗＞狗牙根;(2)硬脂酸:狗尾草＞巴

7、哈雀稗＞狼尾草＞狗牙根;(3)棕櫚酸:狗尾草＞狼尾草＞巴哈雀稗＞狗牙根。
　　4、馬尾松根系分泌物對林下土壤微生態(tài)環(huán)境的影響
　　馬尾松根系分泌物對林下土壤微生態(tài)環(huán)境的改善具有一定程度上的積極效應(yīng)，但效應(yīng)強(qiáng)度明顯不及楓香木荷混交林。具體表現(xiàn)為:林下土壤pH值的降低，以及有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量的增加。馬尾松純林對林下土壤過氧化氫酶和磷酸酶活性具有一定的抑制作用，而楓香木荷混交林對其具有明顯的促進(jìn)作用。而土壤脲酶影響不大，土壤蔗糖酶

8、活性則表現(xiàn)出明顯的促進(jìn)作用。此外，馬尾松純林和楓香木荷混交林根系分泌物對土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均勻一定的促進(jìn)作用，但純林的作用強(qiáng)度不及混交林。因此，土壤的基本理化性質(zhì)、酶活性和微生物數(shù)量對其生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力都具有一定的影響，其中土壤pH值、磷酸酶和過氧化氫酶的活性是影響馬尾松林下土壤微生態(tài)環(huán)境的重要因素。
　　綜上，馬尾松根系分泌物對其林下群落植物組成單一及分布稀疏具有一定的影響。主要表現(xiàn)為土壤pH值的降低和抑制周邊植物種子的萌