黑松化感作用初步研究

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山东农业科学2012,44(7):37—40 Shandong Agricultural Sciences 

黑松化感作用初步研究 

张静 ,王光美 ,曲卓卿 ,杨 林 ,王丽辉 ,孙敬国 ,张晓南 ,邢怀静。 

(I.烟台市莱山区林业局,山东烟台264003; 

2.山东省海岸带环境过程重点实验室/中国科学院烟台海岸带研究所,山东烟台264003; 

3.山东省科技厅星火计划办公室,山东济南250101) 

摘要:以大白菜作为受体,研究了黑松根、叶、枝条、树皮以及林下凋落物和表土浸提液对大白菜种子萌 发及幼苗生长的化感作用。结果表明:各浸提液均可显著降低大白菜种子的发芽率、胚根长度及生物量,对平 均发芽速率及胚轴长度则无显著影响;叶浸提液和凋落物浸提液在浓度为0.1 g/ml时可显著降低其发芽势, 随浓度降低,影响则不显著,其余各浸提液则对发芽势无显著影响;在实验室条件下,叶浸提液对发芽率的影 响最大,树皮浸提液对胚根生长抑制作用最强,而根浸提液在最终的生物量上抑制效果最为显著。 关键词:黑松;大白菜;种子萌发;幼苗生长;化感作用 中图分类号:¥791.256 文献标识号:A 文章编号:1001—4942(2012)07—0037—04 

Preliminary Study on Allelopathy of Pinus thunbergii 

ZHANG Jing ,WANG Guang—mel‘ ,QU Zhuo—qing ,YANG Lin。,WANG Li—hui , 

SUN Jing—guo ,ZHANG Xiao—nan ,XING Huai—jing (1.Laishan Forestry Bureau,Yantai 264003,China;2.Shandong Provincial Key Laboratory ofCoastal Zone Environmental Processes/Yantai lmtit ̄e ofCoastal Zone Research,Chinese Academy ofSciences,Yantai 264003,China; 3.Spark Plan Office,Department ofScience&Technology ofShandong Province,Jinan 250101,China) Abstract The allelopathy of water extract from Pinus thunbergii root,leaf,branch,bark,litterfall and 

the beneath topsoil on the seed germination and seedling growth of Chinese cabbage were measured.The re— sults indicated that all the water extracts could reduce the germination rate,radical length and biomass signifi— cantly,but had no significant effect on the average germination rate and hypocotyl length.The water extracts 

from leaf and litter could reduce the germination energy at the concentration of 0.1 g/ml significantly,and the 

inhibitions were no longer remarkable when the concentration decreased.Under laboratory conditions,the wa— ter extracts from leaf,bark and root had the most significant inhibitory effect on the germination rate,radicle length and biomass,respectively 

Key words Pinus thunbergii;Chinese cabbage;Seed germination;Seedling growth;Allelopathy 

植物群落内部各物种间,除进行激烈资源竞 

争外,还进行着“化学竞争”,通过向体外环境分 泌化感活性物质,对邻近植物产生相克或相生的 作用,亦即植物的化感作用…。化感作用在森林 

生态系统中普遍存在,在森林群落演替、林下植被 恢复以及混交树种的选择上有着重要作用 J。 自20世纪90年代以来,化感作用得到我国学者 的广泛关注,已对桉树、马尾松等多种树 进行 了研究。 

黑松(Pinus thunbergii)具有抗海风、耐瘠薄、 

适应性强的特点,在中性或微碱性砂滩、海岸能良 好生长,为我国北方沙质海岸基干林带的主要造 

收稿日期:2012—02—27 基金项目:烟台市科学技术发展计划项目(2010161) 作者简介:张静(1976一),女,工程师,主要从事林业科技开发及推广7--作。E—mail:lslyjzj@126.COB }通讯作者,E—mail:gmwang@yi

c.ac.cn 38 山东农业科学 第44卷 

林树种之一。自20世纪5O年代,黑松开始在烟 台沿海地区大规模栽植,并已成为山东半岛北部 

海岸带典型的生态系统类型。黑松林下植被比较 简单,灌木主要由紫穗槐、单叶蔓荆、胡枝子、野蔷 

薇等树种组成,草本层主要为羊胡子草、马齿苋、 肾叶打碗花、毛鸭嘴草、茵陈蒿、鸭跖草和龙葵等, 

且多为零星分布。与黑松海防林边缘灌木群落相 比,物种多样性显著降低。黑松群落郁闭度高,导 致林下光线较弱,可能是林下物种稀少的原因之 

一_5j。除此以外,黑松是否会通过化感作用对林 

下物种起到抑制作用,这一问题还未得到解释。 本研究以大白菜为受体,对黑松的化感作用进行 

了初步研究,以期为黑松林下物种的演替更新提 供科学依据。 

l材料与方法 

1.1 材料 供体植物为黑松,以其根、叶、枝条、树皮、凋 

落物和林下表土制备水浸液。材料于2010年5 月上旬采自烟台市牟平区西山北头村沿海黑松防 

护林带,均为随机多点采集,等量混合。受体植物 为大白菜。 1.2浸提液制备 

采集材料带回实验室,植物组织材料及凋落 物用蒸馏水冲洗干净后,用吸水纸吸去附着水分 后晾干。林下表土过筛,除去小石子及其他杂质 

后待用。按照每100 g植物材料(鲜重)用1 L蒸 馏水浸提的比例制备浸提液。凋落物及林下表土 

浸提液比例同上。浸提液于室温下静置24 h(每 隔12 h摇晃5 min)后,用双层滤纸抽滤,即得浓 

度为0.1 g/ml的浸提液母液。母液装人棕色磨 口瓶低温保存待用。0.05、0.025、0.0125 g/ml的 

浸提液由母液经蒸馏水稀释获得。 1.3种子萌发试验 

试验在光照培养箱内进行。选择饱满且大小 

一致的大白菜种子,均匀地置于培养皿(内径为 12 cm,内铺2张直径11 am的滤纸)中,每个培养 

皿放置50粒种子,分别注入上述各浓度浸提液, 每处理重复3次,以蒸馏水为对照,在25 ̄C下恒 

温培养。种子萌发过程中每24 h观测1次,观察 

培养皿中水分状况,视情况补充蒸馏水或浸提液。 

当胚根突破种皮时,即认为种子萌发 ,记录种 子萌发起始时间和每Et萌发种子数量。种子培养 7天后将培养皿取出,统计种子发芽数,并在每个 

培养皿中随机选择10株芽苗测定其胚根和胚轴 长度。测定结束后,将各培养皿中所有种子(萌 

发生长和未萌发)在80℃下烘干至恒重,用万分 之一天平测定其生物量。 

计算种子发芽率、发芽势、平均发芽速和化感 指数。 平均发芽速=∑(t×n)/∑n 

式中t为从发芽实验开始算的天数,n为第t天时 发芽的种子数。 

种子萌发和幼苗生长的化感效应敏感指数计 

算参照Williamson和Richardson 的方法,即: RI=T/C一1(T<C)或RI:1一C/T(T≥C) 式中,C为对照值,T为处理值。RI表示化感作 

用效应大小,RI>0为促进效应,RI<0为抑制效 

应,其绝对值大小反映化感作用的强弱。 1.4数据处理 应用SPSS16.0软件对各处理的发芽率、发芽 

势、平均发芽速、生物量、胚根和胚芽长度进行方 差分析和差异显著性检验。发芽率和发芽势在进 

行方差分析前进行反正旋转换。文中各指标数值 

均为平均值(标准误)。 

2结果与分析 

2.1 各浸提液对大白菜种子萌发的影响 统计分析结果(表1)表明,黑松根、叶、枝条、 

树皮、凋落物以及林下表土浸提液均使大白菜种 

子的发芽率显著降低;在发芽势方面,除叶(F= 5.762,P=0.007)和凋落物浸提液(F=3.471, P=0.039)对其有显著影响外,其他植物组织及 

林下表土浸提液对其影响均不显著。而在平均发 芽速上,各浸提液均对大白菜种子无显著影响。 

黑松植物组织、凋落物及林下表土随浸提液 浓度的变化,对大白菜种子萌发的影响有所不同。 

在本试验设置的4个浓度梯度下,各浸提液均能 

显著降低大白菜种子的发芽率。叶、枝条及凋落 物浸提液在浓度为0.1 ml时对大白菜种子发 

芽的抑制作用最为严重,明显高于其它浓度,当浓 度降至0.05 g/ml以下时,各浓度间的抑制作用 

差异不显著;根、树皮及林下表土浸提液在4个浓 

度梯度下对大白菜种子发芽率则无显著差异。在 第7期 张 静等:黑松化感作用初步研究 39 

对发芽势的影响方面,鲜叶浸提液和枯叶浸提液 

只有在浓度为0.1 g/ml时对其有显著抑制作用, 当浓度降至0.05 g/ml以下时,对大白菜种子的 

发芽势影响则不显著。 

表1 黑松植物组织、凋落物及林下表土 浸提液对大白菜种子萌发的影响 

2.2各浸提液对大白菜幼苗生长的影响 

统计分析结果(表2)表明,各浸提液均可显 著抑制大白菜幼苗胚根的生长,而对胚轴的生长 影响则不显著。在生物量方面,各种浸提液处理 

的大白菜幼苗较对照均有显著降低。 随浓度变化,各浸提液对大白菜幼苗生长的 

影响也不尽相同。在对胚根生长的影响方面,随 

浸提液浓度降低,各处理对胚根的抑制作用均呈 逐渐减弱的趋势。当根和叶浸提液浓度降低到 

0.0125 g/ml时,其对大白菜胚根生长的抑制作 

用则不显著,而其余各种浸提液,即使浓度低至 0.0125 ml,仍对大白菜胚根生长有显著抑制作 

用。在生物量抑制方面,本试验设置的4个浓度 梯度范围内,各处理的作用效果无显著差异。 

表2 黑松植物组织、凋落物及林下表土 浸提液对大白菜幼苗生长的影响 

2.3各浸提液对大白菜化感作用强度比较 由于各浸提液对大白菜发芽率、胚根长度及 生物量均有显著影响,本研究计算了相同浓度下 的各浸提液对上述指标的化感效应敏感指数,结 

果由表3可见,当浸提液浓度为0.1 g/ml时,叶 对大白菜种子发芽率的抑制作用最强,显著高于 

其他各处理,而当浸提液浓度降至0.05 g/ml时, 各处理间差异均不显著。在对胚根长度的影响