核桃凋落叶分解对莴笋幼苗生长的影响初报

自20世纪70年代以来, 全球人口剧增, 资源过度消耗, 人类面临着生态环境恶化, 土地资源减少的紧迫形势, 环境和发展成为当今国际上的两大重要论题, 作为具有可持续发展特点的土地利用和经营方式, 农林复合系统日益受到人们的重视[1]。农林复合系统中植物之间普遍存在着相互影响的现象, 其主要现象之一就是化感作用, 它影响着复合系统的生态功能和经济效益, 近年来已成为世界各国科学家重视的一个新研究领域[2]。

近年来对核桃化感的研究多停留在对有害物质的分离、鉴定以及实验室生物测定, 该方法可以快速发现供体植物 (微生物) 的化感潜力, 但田间条件与实验室差异大导致该方法所得结果对现实生产的指导意义显得不足。本次试验在前人的基础上, 模拟测试核桃凋落叶在自然状态下分解对莴笋生长的影响。核桃为落叶树种, 通常在11月之前树叶掉落, 为充分利用土地资源, 人们通常会连带凋落叶翻土后播种蔬菜;又因核桃叶为纸质, 风干后易碎, 所以本次试验采用向土壤中施入不同量 (分别为0.5, 1.0, 1.5倍基准量) 核桃凋落叶碎末的方法来探讨核桃凋落叶在土壤中分解对莴笋生长的影响, 以期为之后的研究和生产提供指导参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供体材料

供试核桃凋落叶取自重庆市万州区10 a生核桃树当年凋落叶, 风干后粉碎至1~2 mm备用。

1.1.2 受体材料

供试莴笋种子购于重庆市种子市场。选择饱满、大小均一的种粒, 播种前先晒种1 d, 用0.1%Hg Cl2消毒后浸种24 h, 最后催芽48 h, 待用。

1.1.3 栽植土壤及容器

选择当地农田砂壤土, 每盆用土8 kg, 播种前将土壤与凋落叶碎末均匀混合, 再装入口径25 cm、高度25 cm的塑料盆钵。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

本试验在重庆市风景园林科学研究院温室中实施, 采用盆栽的方法进行, 具体方法是按设计的凋落叶量, 将凋落叶碎末与土壤均匀混合装盆, 在其中播种莴笋。本试验以60 g/盆作为基本施入量, 并采用0.5和1.5倍处理, 即凋落叶处理分别为T1 (30 g) 、T2 (60 g) 和T3 (90 g) , 对照CK不施凋落叶, 各处理和CK均设12盆重复。试验于2013年10月25日播种, 播种时将处理好的莴笋种子点播于盆中, 保证每盆种子数量基本相同并且在盆中分布均匀, 覆土2 cm厚, 浇透水。待种子萌发后, 采用HH2便携式土壤水分测定仪 (ML2x, GBR) 监测土壤含水量, 将土壤体积含水量控制在18%左右。

1.2.2 指标测定

待莴笋第3片真叶成熟后进行破坏性取样3盆, 测定株高、主根长及其生物量, 并取具代表性的新鲜叶片5 g带回实验室测抗性生理指标。其中:超氧化物歧化酶 (SOD) 活性测定采用Giannopolitis C N的方法[3];过氧化物酶 (POD) 活性测定采用熊庆娥的方法[4];过氧化氢酶 (CAT) 活性及丙二醛 (MDA) 含量的测定采用赵世杰的方法[5]。

1.2.3 数据处理分析

用Willamson和Richardson[6]提出的敏感指数RI为衡量指标来度量核桃凋落叶对莴笋的化感效应。即:

RI=1-C/T (当T≥C时) 或RI=T/C-1 (当T

其中, T为处理值, C为对照值, RI大于0表示促进作用, 小于0表示抑制作用, RI的绝对值代表化感作用强度的大小。

利用SPSS17.0 (SPSS Inc., USA) 分别对数据进行One-way ANOVA分析, 如果差异显著 (α值设置为0.05) , 再用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 核桃凋落叶分解对莴笋抗氧化物酶系统的影响

由表1可知, 随着凋落叶施入量的增加, 莴笋叶片的SOD、POD、CAT活性几乎均呈现上升趋势, 各凋落叶处理均对莴笋幼苗叶中MDA含量影响不大。3种过氧化物酶活性对凋落叶处理的响应程度不同, 其中:SOD增幅最大, 各处理均显著高于CK (RI为0.264~0.355) ;CAT活性增幅也较大, 中、高凋落叶量处理 (T2、T3) 均显著高于CK (RI为0.198~0.288) ;P O D活性的响应度相对较低, 仅高凋落叶量处理 (T3) 与CK差异显著, 高出CK 25.2%。即核桃凋落叶所释放出的有害物质对莴笋幼苗抗氧化物酶活性的影响表现为:SOD>CAT>POD>MDA。

2.2 核桃凋落叶分解对莴笋形态指标的影响

由表2可知, 随着凋落叶的施入仅莴笋株高和主根长受到了轻微的抑制, 与CK差异不显著。总体来讲, 核桃凋落叶对莴笋幼苗各形态指标影响不大。

注:表中数据为平均值±标准差, 同列测定指标后的不同字母表示差异达显著水平 (P<0.05) , 表2同此。

3 小结与讨论

(1) 本次试验初步发现, 核桃凋落叶分解过程中刺激了莴笋幼苗抗氧化物酶活性, 增高了渗透调节物质含量, 从而增加了莴笋抗逆性;虽然, 测定值并未显现对生物量积累产生影响, 但从趋势上看必然会抑制其生物量积累 (该推论后在本实验室得到了证实, 待后续报道) 。因此, 认为核桃凋落叶在土壤中分解抑制了莴笋的生长, 在播种莴笋前应该清除凋落叶, 而不应该将其翻盖入土壤。

(2) 在凋落叶分解产生的有害物质作用下, T1、T2、T3处理的SOD活性高于CK, 其清除O2-的能力增强, T2、T3处理的POD、CAT活性显著高于CK, 表明其清除H2O2的能力也得到了提高。这与Ding J等[7]等采用黄瓜根系分泌物肉桂酸处理黄瓜的研究结果, 以及郭修武等[8]采用高浓度葡萄根系分泌物处理葡萄后的结果基本一致, 而并未出现张汝民等[9]采用冷蒿浸提液处理几种牧草, 以及缪丽华等[10]采用再力花水浸液处理几种水生植物所得到的“低促高抑”现象。可能是由于在土壤中分解所释放的有害物质较浸提液中所含有害物质少, 甚至高量凋落叶处理所释放出的有害物质还不够对莴笋抗氧化物酶系统造成抑制。本试验中, MDA含量并未出现Cheng ZH等[11]对大蒜茎以及陈业兵等[12]对银胶菊花研究发现的上升现象。可能是因受到胁迫所增加的O2-、H2O2等被SOD、POD、CAT协同清除, 从而防止了膜脂过氧化反应才没有造成MDA含量上升。

(3) 核桃凋落叶在土壤中分解对其株高、主根长、生物量、根冠比的影响并不显著, 这与Prasad B等[13]等采用核桃叶浸提液处理赤小豆和籽粒苋, 以及Yang LX等[14]等采用马尾松各器官浸提液处理核桃的结果不一致。可能是因为此次试验处理方法不同, 减缓了有害物质释放速度, 前期土壤中的有害物质含量低, 不足以对莴笋生物量积累造成影响, 而虽测定时高量处理 (T3) 光合作用已经开始受到抑制, 但是因时间短导致生物量差异截至测定时还不明显。

摘要：试验研究了核桃 (Juglan regia) 凋落叶在土壤中分解对莴笋 (Lactuca satiua) 幼苗抗性生理及生长的影响。设置CK (0 g) 、T1 (30 g) 、T2 (60 g) 、T3 (90 g) 4个凋落叶水平, 结果表明: (1) T1、T2、T3处理超氧化物歧化酶 (SOD) 活性均显著高出CK, 过氧化物酶 (POD) 、过氧化氢酶 (CAT) 活性也随着凋落叶量的增加而增强, 且T3处理均显著高于CK, 丙二醛 (MDA) 含量变化不明显; (2) 不同凋落叶量对莴笋形态及生物量的影响差异不显著。

关键词：核桃凋落叶,土壤,莴笋,抗性生理

参考文献

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