全 文 :Vol. 32 No. 6
Jun. 2012
第 32卷 第 6期
2012年 6月
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Journal of Central South University of Forestry & Technology
收稿日期:2011-11-25
基金项目:国家科技支撑课题“沿海滩涂消浪护岸林体系研究与示范”(2009BADB2B04);广东省科技计划项目(重大专项及重点项目)
“广东省沿海红树林生态系统恢复与重建技术研究”(A3050102);广东省林业科技创新示范工程省级专项资金项目“2008年寒害
受损红树林生态系统快速恢复技术研究与示范”(2008KJCX012-03)
作者简介:朱宏伟 (1984—),男,内蒙古人,硕士,主要从事红树林生态恢复研究;E-mail:zhongjingshu@yahoo.cn
通讯作者:郑松发 (1957—),男,广东汕头人,研究员,主要从事红树林生态恢复研究;E-mail:zsff2002@yahoo.com.cn
无瓣海桑 Sonneratia apetala 是红树林中优良
乔木树种之一,天然分布于印度、孟加拉国、马
来西亚、斯里兰卡等国盐度较低的泥质滩涂上,
高为 15~ 20 m,胸径 25~ 30 cm,最大胸径达
50~ 70 cm[1]。1985年我国赴孟加拉国红树林考
察团从申达本红树林区带回无瓣海桑果实,在海
南东寨港育苗栽培成功,3年后开花结实 [2],由于
其速生性、抗寒性、抗逆性、防风御浪方面显著
优于其他红树林树种,成为华南沿海防护林体系
工程建设中的优良树种之一 [3],20世纪 90年代末
期至今,无瓣海桑先后在雷州半岛、珠江三角洲、
汕头、电白水东湾等地区推广扩种,其造林成活
率高达 80%~ 90%,且种植 2~ 3 a即可郁闭成林,
获得了良好的生态效益 [4]。而其生长迅速、结实
老鼠簕对无瓣海桑化感作用的研究
朱宏伟 1,郑松发 1,彭辉武 2,武 锋 1
(1.中国林业科学研究院 热带林业研究所,广东 广州 510520;2.萍乡市林业科学研究所,江西 萍乡 337000)
摘 要:以不同浓度的老鼠簕地上部分(茎叶)和地下部分(根)水浸液为供体,无瓣海桑种子为受体,采用
室内水培法,用无瓣海桑种子发芽力(发芽率、简化活力指数、萌根速度、田间出苗率)、幼苗素质(幼苗单
株鲜重、含水量、幼苗全长和幼苗根长)为指标,评价老鼠簕对无瓣海桑化感的潜力。结果表明:老鼠簕两个
部分对无瓣海桑均有化感作用,且地上部分作用强度大于地下部分,各部分的作用强度随着浓度的增加而增大;
在发芽力的影响上,除了 0.1 g·mL-1地下部分促进萌根速度外,其余都表现出显著和极显著的抑制效应,其中
地上部分 0.4 g·mL-1、0.5 g·mL-1组中,田间出苗率分别为 40%和 0%;在幼苗的素质影响上,老鼠簕两部都
呈现出极显著“高抑低促”的规律,含水量随着水浸液浓度增加而减少。
关键词:红树林;无瓣海桑;老鼠簕;化感作用
中图分类号:S79;S759.2 文献标志码:A 文章编号:1673-923X (2012)06-0034-03
Allelopathic effects of Acanthus ilicifolius aqueous extracts
on Sonneratia apetala
ZHU Hong-wei1, ZHENG Song-fa1, PENG Hui-wu2, WU Feng1
(1.Research Institute of Tropical Forestry, CAF, Guangzhou 510520, Guangdong, China;
2. Forestry Science Research Institute of Pingxiang, Pingxiang 337000, Jiangxi, China)
Abstract: By taking the ground sections(stems, leaves)and underground sections(roots)of Acanthus ilicifolius as the donors, the
Sonneratia apetala seeds as the receptors, and adopting indoor hydroponic cultivation method, the allelopathy of A. ilicifolius to S.apetala
was evaluated with the indexes system, including germination ability(germination rates, simplifi ed vitality index, root sprouting rate,
fi eld germination) and seedling quality (seedling plant fresh weight, water content, seedling length and seedling root length ). The results
show that the two parts of the Acanthus ilicifolius (stems, leaves)all had allelopathic infl uence on S.apetala, the intensity of aerial parts
were greater than the underground sections, each part of the interaction strength increased with increase of concentration; the infl uence
of germination, except the underground sections 0.1g • ml-1 , could promote the sprouting root speed, the rest showed a signifi cant and
very signifi cant inhibitory effect, ground sections 0.4 g • ml-1, 0.5 g • ml-1 group, fi eld germination were 40 % and 0%; in the aspect of
impact on the quality of the seedlings, Acanthus ilicifolius emerged two very signifi cant laws, nemaly“high concentrations inhibit and
low concentrations promote”, the water content decreased with increase of two part’s concentrations.
Key words: mangrove forest; Sonneratia apetala; Acanthus ilicifolius; allelopathy
DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2012.06.022
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率高、定居容易、适应性广等特性引起了有关专
家和部门对无瓣海桑是否会导致生态入侵的关注,
一些学者们也做了相关的研究,如光照,盐度,
温度等因素对无瓣海桑种子发芽和幼苗生长的影
响 [5-7],但本地种对无瓣海桑的化感作用报道很少,
因此本研究用在淇澳岛分布广泛并在无瓣海桑林
下成单优群落的老鼠簕Acanthus ilicifolius为供体,
研究其对无瓣海桑的化感作用,为无瓣海桑生物入
侵安全评价和合理推广利用该树种提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 水浸液的制备与种子采集
2011年 10月从珠海淇澳岛采集供体植物老鼠
簕地上部分(茎叶)和地下部分(根),受体无
瓣海桑种子,将供体洗净、烘干、称重,剪碎分
别放入塑料桶中,按比例加蒸馏水配制成质量浓
度为 0.5 g·mL-1的溶液,在 20 ℃下浸泡 2 d,期
间不定时的搅拌,之后用双层纱布过滤 2次制成
母液,再将母液分别按比例加入蒸馏水配制成质
量浓度为 0.1、0.2、 0.3、0.4、0.5 g·mL-1的水浸液,
低温保存备用。用 5%的高锰酸钾浸泡无瓣海桑种
子消毒 5 min,晾干备用。
1.2 发芽实验
发芽试验采用室内水培法,具体做法:用直
径 9 cm的培养皿(内垫 2层滤纸)作为发芽床,
将已配好的不同浓度供体水浸液依次注入培养皿
中,体积为 5 mL,然后再在每个培养皿中放入 50
粒无瓣海桑种子,每个浓度下设三个重复,以放
入蒸馏水的培养皿为对照组,置于人工智能培养
箱中培养,光照强度 12 000 lx,光照 8 h/d,恒温
25 ℃。观察期间采用恒重法,添补损失的水分。
从第一天开始统计,每天观察、记载发芽数
(发芽以胚根突破种皮为准)、统计发芽率,测
量根的长度,第 4 d,测定简化生活力指数,第 7
d,测量幼苗全长,称鲜重,干重,计算根的生长
速、含水量,15 d后统计田间出苗率。其中鲜重
和干重为单株重量,含水量(%)=(鲜重-干重)
/鲜重;萌根速度(cm/d)=(第 m天根长-第 n
天根长)/(m- n),m> n;发芽率(%)=(发
芽种子数 /供试种子数)×100%;简化活力指数
=发芽率×S(S为一定时期内幼苗平均根长 );幼
苗全长 =胚轴 +根长;田间出苗率(%)=(发芽
终期规定时间内长成正常幼苗数/供试种子数)
×100%。
1.3 评价指标
以Williamson[8]提出的化感效应敏感指数为评
价指标,即 ERI=1-C/T ( T≥ C) 或 ERI =C/ T -1(T
< C),式中 C为对照值,T为处理值。ERI 表示
作用强度大小,正值表示促进效应,负值表示抑
制效应,其绝对值大小反映化感作用的强弱。用
SPSSv13.0统计分析软件对原始数据进行单因素方
差分析和用Duncan多重比较结果进行差异性标记。
2 结果与分析
2.1 老鼠簕对无瓣海桑种子发芽力的影响
用发芽率、萌根速度、简化活力指数和田间
出苗率四个指标来反映老鼠簕对无瓣海桑种子发
芽力的影响,其中简化活力指数反映了种子发芽
速度和幼苗的健壮程度,田间出苗率高低代表在
适宜的条件下种子出苗率高低。
从表 1得知:除了低浓度 0.1 g·mL-1地下部
分水浸液对处理的种子萌根速度有促进作用外,
其他不同部分不同浓度的种子处理都表现出极显
著抑制 (p< 0.01),同时随着浓度的增加抑制强度
也增加;从 ERI的绝对值来看,老鼠簕各部分对各
组的抑制效果为地上部分>地下部分;从发芽率
影响上看,整组发芽率都超过 90%,0.1、0.2、0.3
g·mL-1地上部分的对发芽率影响未达到显著(p
< 0.05)和极显著水平,0.1、0.2、0.3 g·mL-1地
下部分的影响未达到极显著水平;在萌根速度上,
地上部分和地下部分的不同浓度水浸液抑制作用
都达到了显著和极显著水平,0.5 g·mL-1地上部
分抑制最强,化感效应指数达 -4.429,其萌根速
度不及对照的 18%,而 0.1 g·mL-1地下部分有促
进萌根速度;对于简化活力指数影响,其结果与
萌根速度相似,但所有浓度水浸液都表现为抑制
作用;田间出苗率只受到在地上部分 0.4 和 0.5
g·mL-1高浓度的影响,其中在 0.4 g·mL-1浓度
下田间出苗率为 40%,而在 0.5 g·mL-1浓度下为 0。
2.2 老鼠簕对无瓣海桑种子幼苗素质影响
用鲜重、含水量、幼苗长和根长四个指标来
反映老鼠簕对无瓣海桑幼苗素质影响。
从表 2看出:老鼠簕不同部分的不同浓度水
浸液对无瓣海桑幼苗生长影响都呈极显著水平,
并表现为“高抑低促”,随着浓度的增加抑制作
强度也逐渐升高,根据 ERI的绝对值来看,同样表
现出地上部分抑制作用大于地下部分。
朱宏伟,等:老鼠簕对无瓣海桑化感作用的研究36 第 6期
从对鲜重影响来看,0.1 g·mL-1地上部分
的和 0.1、0.2 g·mL-1地下部分都表现出极显著
促进作用,从化感效应指数 ERI看出,在两部分
0.1 g·mL-1浓度作用下,地下部分的促进作用明显
超过了地上部分,将近 4倍,地上部分的 0.1 g·mL-1
和地下 0.2 g·mL-1水浸液对鲜重促进作用相当,
而在两部分其他浓度作用下,呈现出极显著抑制
效果,其强度随水浸液浓度增大而增大,同样从
ERI绝对值来,地上部分作用强度远超过地下部分,
在 0.5 g·mL-1组中,前者抑制作用是后者的 3.6倍。
含水量的多少直接影响到幼苗生长状况。在表
2 中,两部分对无瓣海桑幼苗含水量影响都达到了
极显著水平,除了地上部分 0.5 g·mL-1组中含水量
(76.08%)低于对照组外,其余组中无瓣海桑幼苗
含水量都超过了 80%,大于对照组(78.53%),并
都随着两部分水浸液浓度的增加而减少,含水量最
高的是地上部分 0.1 g·mL-1组中,达 86.97%。
对幼苗长的影响,从 ERI值来看,低浓度的两
个部分水浸液对无瓣海桑幼苗长有极显著促进作
用,高浓度会起极显著抑制作用,其中地上不抑
制作用大于地下部分,从 ERI绝对值得出,两部抑
制作用随浓度升高而增加,其中,地上部分 0.5
g·mL-1组中,根长只有对照的 60%。对根长的影
响,结果和对鲜重、幼苗长影响相似(表 2)。
表2 老鼠簕对无瓣海桑种子幼苗素质的影响
Table 2 Effects of A. ilicifolius aqueous extracts on seedling quality of S.apetala
供试物 水浸液浓度 /(g·mL-1) 鲜重 /g ERI,M 含水量 /% 幼苗长 /cm ERI,S 根长 /cm ERI,R
地上部分
(茎、叶)
0.1 0.028bB 0.071 86.97bB 3.25bB 0.046 2.23bB 0.036
0.2 0.025cC -0.040 83.40cC 3.05cC -0.016 2.01cC -0.070
0.3 0.024dD -0.083 83.13dD 2.61dD -0.188 1.54dD -0.396
0.4 0.015eE -0.733 80.01eE 2.15eE -0.441 1.25eE -0.720
0.5 0.009fF -1.889 76.08fF 1.35fF -1.296 0.61fF -2.525
地下部分
(根)
0.1 0.036bB 0.278 86.93bB 4.25bB 0.27 2.95bB 0.271
0.2 0.028cC 0.071 86.78cC 3.58cC 0.134 2.52cC 0.147
0.3 0.024dD -0.083 85.14dD 3.05dD -0.016 2.12dD -0.014
0.4 0.021eE -0.238 83.33eE 2.75eE -0.127 1.81eE -0.188
0.5 0.017fF -0.529 82.46fF 2.25fF -0.378 1.45fF -0.483
对照 CK 0.026aA 0 78.53aA 3.10aA 0 2.15aA 0
表1 老鼠簕地上与地下水浸液对无瓣海桑种子发芽力的影响†
Table 1 Effects of A. ilicifolius aqueous extracts on germination of S.apetala
供试物 水浸液浓度 /(g·mL-1) 发芽率 /% ERI,G 萌根速度 /% ERI,R 简化活力指数 ERI,A 田间出苗率 /%
地上部分
(茎、叶 )
0.1 96.2aA -0.038 0.32bB -0.188 1.21bB -0.438 100
0.2 95.2aA -0.05 0.19cC -1 0.73cC -1.384 100
0.3 94.3aA -0.06 0.16dD -1.375 0.47dD -2.702 100
0.4 92.8bB -0.078 0.11eE -2.455 0.41eE -3.243 40
0.5 91.2bB -0.096 0.07fF -4.429 0.33fF -4.273 0
地下部分
(根)
0.1 98.8aA -0.012 0.39bB 0.026 1.37bB -0.413 100
0.2 94.7bA -0.056 0.35cC -0.086 1.25cC -0.392 100
0.3 94.1bA -0.063 0.31dD -0.226 1.09dD -0.596 100
0.4 93.2bB -0.073 0.26eE -0.641 0.91eE -0.912 100
0.5 93.4bB -0.071 0.13fF -1.923 0.74fF -1.351 100
对照 CK - 100aA 0 0.38aA 0 1.74aA 0 100
† 同列数据中小写字母不相同两组表示差异显著(p<0.05),大写字母不相同两组表示差异极显著(p<0.01)。下同。
3 结论与讨论
(1)从 ERI绝对值上看,老鼠簕地上部分抑
制强度高于地下部分,这可能和化感物质在两部
分分配量有关,也可能是存在不同的化感物质。
一般的化感物质为酚类、萜类、炔类、生物碱和
其他结构等 [9],而在老鼠簕中,萜类、生物碱类
物质已被提取 [10],但老鼠簕对无瓣海桑化感效应
是否是以上物质作用,以及化感物质在老鼠簕植
株上分布和作用方式与机理有待进一步的研究和
证实。
(下转至第 47页 )
47第 32卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
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[本文编校:文凤鸣 ]
(上接第 36页 )
(2)在发芽力影响上,除了 0.1 g·mL-1地下
部分对萌根速度上有促进作用,其他浓度对其他
发芽力指标都表现出抑制作用,在幼苗素质影响
上都表现为“高抑低促”规律。
(3)无瓣海桑每年可产大量的种子,但其林
下很少有幼苗出现,很难自我更新 [11-13],除了受
到光照、温度、盐度、滩涂基质和动物的啃咬 [11]
等因素外,其林下老鼠簕的化感作用也 起到了一
定的潜在影响。
(4)本研究的实验是在室内进行的,其结果
可能会与野外大不相同,化感物质会被潮水冲刷
稀疏,使得老鼠簕化感作用减弱。总之,老鼠簕
对无瓣海桑的化感作用还需要深入的研究,包括
进一步的室内和田间试验,化感物质的提取分离
以及作用机理等。
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[本文编校:文凤鸣 ]