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SX H N A IG C A I R
.
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.
( Na l,` ar l s
` i e n c 已 E d i z i o , , )
学报 《自然科学版 ) 2 0 0 9 , 2 9 ( 2 ) 0 0 2 4 9 4
杉木根腐解 3 个月后根化感物质对杉木种子的发芽效应
胡宗庆 ` , 曹光球“ , 林思祖 2 , 刘学芝“ , 郭育红 “
(l
. 福建林业职业技术学院 , 福建 南平 3 5 3 0 0 0 ; 2 . 福建农林大学 林学院 , 福建 福州 3 5 00 0 2 ;
3
. 郑州大学 环境技术咨询工程公司 , 河南 郑州 4 5。。。2)
摘 要 : 采用 丙 酮 、 乙酸 乙醋 、 蒸馏水 ( 2 : 2 : l) 混合提取腐解 3 个 月后 的杉木根化感物质 , 并用杉木 种子发 芽
试验进行 生物检测 。 结 果表明 : 杉 木根腐 解 3 个月后 , 添加氛态 N 、 梢 态 N 素及 不 加 N 素处理 的杉木根化感物质
对种 子发 芽具有不 同的效应 。 就弱杉性化 感物质 20 m g · k g 一 ’ 处理 而 言 , N H I CI 10 0 9 、 N H ; 1C 50 g 、 N a N O 、 50 9
处 理的对杉木种子绝 对发 芽势抑制作用 强 于不 加 N 素处理 ; N H ; 1C 50 g 、 N a N O : 1 0 0 9 处理的对胚根长和胚轴 长抑
制作 用强 于不 加 N 素处理 。 就极性化感物质 20 6 m g · k g 一 ’ 处理 而言 , N H ; lC 10 0 9 和 N a N 0 3 10 0 9 处理 的对 绝对
发 芽率抑制作用 强 于 不 加 N 素处理 , N H , lC l 0 g 、 N a N 0 3 l o o g 和 N a N O 。 50 9 处理的对绝对发 芽势抑制作用 强 于
不加 N 素处理 , 添加氛态 N 和梢 态 N 素处理的根极性化感物质对胚根长抑制作 用 强 于 不加 N 素处理 。
关键词 : 杉木根 ; 腐解阶段 ; 化 感物质 ; 种子发 芽试验
中图分类号 : 57 1 8 . 52 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 1一 8 1 5 1 ( 2 0 0 9 ) 0 2 一0 1 3 5一 0 4
E f fe e t o f A l l e lo e h e m i c a ls o f C h i n e s e F i r R o o t o n G e r m i n a t i o n o f C h i n e s e F i r S e e d A ft e r D e e o m P o s e d
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A b s t r a e t
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A l le lo e h e nr ie a l s o f C h i n e s e f ir r o o t e x t r a e t e d b y s o l v e n t m i x e d w i th d i s t i ll e d w a t e r a f t e r d e e o m p o s e d t h r e e
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o a s s a y o f C h i n e s分 f i r s e e d 、 w e r e d o n e in t h is p a p e r . T h o r e s u l t s h o w e d th a t t h e a l le lo e h e m ie a ls o f C h in e s e f i r
r o o t w h ie h a dd e d d if f e r e n t n i t r o g e n p la in s o u r e e s h a d d if fe r e n t e f f e e t s o n s e e d g e r m in a t io n ; A s f a r a s t h e l it t l e
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K e y w o r d s
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n e s亡 fi r r o o r ; D e e o m p o s it io n s t a g e ; A l le lo e h e m ie a l ; E x p e r im e n t o f s e e d g e r m i n a t i o n
植物化感作用 ( A Hel o aP ht y ) 是指 一种植物 响 , 就是植物 的自毒作用曰 。 自毒作用是植物种
通过向环境释放次生化学物质而对另外一种植物 内相互影响的方式之一 , 是种内关系的一部分 ,
(包括微生物 ) 所产生的 直接或间接的有害或有益 是生存 竞争 的一种 特殊形 式 , 可以 说是 植物 界
作用川 。 植物个体通过挥发 、 淋溶 、 分 泌以及植 “ 化学战争 ” 的特例 。
株残体腐解等途径 向环境中释放某些次生代谢物 , 植株残体及凋落物腐解是化感物质的主要来
对自身或同种其它个体产生直接或间接的有害影 源之一 。 植株残体及凋落物化感物质在土壤微生
收稿 日期 : 20 0 7一 10 一 2 5 修 回日期 : 20 0 8 一 12一 28
作者简介 : 胡宗庆 ( 19 56 今 , 男 ( 汉 ) , 福建尤溪人 , 副教授 , 硕士 , 主要 从事森林经理及化学生态等方 面的研究 。
基金项 目 : 福建省科技厅林业重大专项前期项 目 ( Zo 05 N lZ o Z。 ) ; 福建省教育厅课题 (J B o 5 2 9 8)
DOI : 10. 13842 /j . cnki . i ssn1671 -8151. 2009. 02. 023
山 西 农 业 大 学 学 报 (自然科学版 ) 2 0 09
物的作用下 , 逐步 向环境 释放 , 这是一个动态 的
过程 ; 并且在不同的腐解阶段 , 化感物质种类是
不一样的 , 致使其对受体的化感效应也发生变化 ,
这一结果 已被诸多学者证实仁3一 5〕 。 杉木人工林 自
毒作用是杉木连栽地力衰退 的重要 原因之一 .6[ ,〕 。
以住学者对杉木自毒作用的研究存在一些值得商
榷的问题 , 那就是杉木叶等器官自毒效应评价等
工作都是固定在某一时间点 , 研究结果存在片面
性 , 这是因为 自毒物质进入土壤后 , 通过植株吸
收才会对植株体产生化感效应 ; 此外 , 杉木 自毒
物质进人土壤后 , 在土壤微生物的作用下 , 是否
会成为另外一些 自毒物质的前体 ? 在此背景下 ,
通过评价不同腐解阶段杉木根化感物质对杉木 自
毒作用的动态变化 , 从而对杉木 自毒作用增添更
为详实的资料 。
1 实验材料和 实验设计
1
.
1 材料来源及处理
2 0 0 3 年 12 月份在福建省南平市福建农林大
学西芹教学林场连栽 2 代杉木人工林当年采伐迹
地上挖取杉木粗根 、 细根上坡位 20 一 60 c m 土壤 。
为使腐解土中含有杉木 2 代林 中的微生物 , 同时
减少杉木 2 代林土壤 中化感物质对 本实验影响 ,
将杉木 2 代林土壤与撩荒迹地 60 一 10 0 c m 黄心土
1
, 5 混合作为腐殖土 。 粗根劈成细块后与细根充
分混合 。 腐殖土理化性质 : p H 5 . 6 、 速效 K 36 . 4
拜g · g 一 ` 、 速效 p 2 . 5 拼g · g 一 ` 、 全 N o . o o g % 、
全 P 0 . 0 0 6 % 。
1
.
2 实验设计
称取腐解土 、 根各 2 5 0 9 及 2 50 9 , 充分混
合 , 混合后装人四周漆 为黑色的腐解桶 内 。 根据
杉木人工林林 分土壤全氮含量 , 拟不同氮素设置
为每腐解桶中分别加人 N a N ( ) 。 或 N H 4 C I各 10 0 9
和 50 9 , 以不加任何氮素的处理为对照 。 整个腐
解过程在 室 内进行 , 每 15 d 浇清水 1 次 , 每次
10 0 m L
。 腐解 3 个月后 , 将尚未腐解的杉木根置
于 4 5 ℃烘箱 中烘干备用 。
1
.
3 化感物质提取
采用有机溶剂与蒸馏水混合浸提腐解 3 个月
后杉木根化感物质 。 浸提溶剂为丙酮 、 乙酸乙醋 、
蒸馏水 (2 , 2 , 1 ) , 浸提时间为 Z X 3 d 。 浸提液
过滤后经高速旋转 离心机离心除去残渣 , 离心机
转速为 3 。。。 r · m i n 一 ` 。 离心后用旋转蒸发器除
去浸提剂 。 浸提物质先经丙酮完全浸提后 (弱极
性化感物质 ) , 再用无水 乙醇浸 提剩余化感物质
(极性化感物质 ) 。
1
.
4 试验添加液的配制
从每一组分的化感物质中分别称取 0 . 4 m g ,
用 2 m L 的无水 乙醇溶解后 , 加人 19 8 m L 的蒸馏
水配置成浓度为 2 0 m g · k g 一 ` 的母液 , 然后分别
稀释成浓度为 10 0 m g · k g 一 ` 、 5 0 m g · k g 一 ’ 的试
验添加液 (各试验添加液的乙醇含量均为 l x l少
m g
·
k g
’ `
)
。 对照为 1 又 10 ` m g · k g 一 ’ 的乙 醇溶
液 。 试验添加液在冰箱中冷藏备用 。
1
.
5 生物测定
生物测定方法为杉木种子发芽试验 , 整个发
芽试验在人工气候箱中进 行 , 温度 ( 27 士 2 ) C ,
相对湿度 ( 60 士 2) % , 芽床由直径为 9 c m 的定量
滤纸和培养皿构成 。 试验前 , 将培养皿置于烘箱
内 1 2 O C 消毒 Z h ; 人工气候箱用 1%福尔马林溶
液擦洗后 , 闷 2一 3 d 使用 ; 试验前杉木种子先用
清水漂洗除去空粒 , 用 0 . 15 %福尔马林溶液浸泡
3 0 m in
, 再闷 30 m in 灭菌 ; 消毒过的种子清洗后
置于 45 C 的蒸馏水中 自然冷却浸种 24 h 。 每个培
养皿放置 10 0 粒均匀一致 的种子 , 重复 4 次 。 对
照为 I X 10 ` m g · k g ” 乙醇溶液 。 每天加人 2 m L
的试验添加液 , 安置发芽 的当天为第一天 , 第三
天开始观察 、 统计发芽粒数 , 第 15 天结束 , 并于
试验当天测量胚根长 、 胚轴长 、 鲜重及其干重 。
1
.
6 数据处理
采用 D P S 统计分析软件对各发芽指标进行方
差分析 。
2 结 果与分析
2
.
1 杉木根腐解 3 个月后弱极性化感物质对杉木
种子的发芽效应
杉木根腐解 3 个月后丙酮浸提的化感物质对
杉木种子发芽的影响见表 1 。 表 1 的生物检测结
果表明 , 不同氮素来源化感物质对杉木种子发芽
效应不同 。 就 2 0 m g · k-g ’ 处理的而言 , 不同任
何 N 素处理对杉木种子绝对发芽率的抑制效应强
于添加氨态 N 及硝态 N 处理的 , N a N O 3 10 0 9 处
理对胚根生长的抑制效应强于其它处理 , N H 4 CI
50 9 处理对胚轴生长 的抑制效应 强于其它处理 。
对添加氨态氮化感物质 2 0 m g · k g 一 ’ 处理来看 ,
添加 10 0 9 氯化钱处理对杉木种子绝对发芽率 、 胚
根长及胚轴长的促进作用大于添加 50 9 处理的 ,
这表明添加的氨态氮的量越大 , 根腐解 3 个 月后根
2 9 (2 )胡宗庆等 :杉木根腐解 3个月后根化感物质对杉木种子的发芽效应 17 3
表 1杉木根腐解 3个月后弱极性化感物质对杉木种子 的发芽效应
T ab一 eE 1f f e et of l it t l- ep ol r a all el e ohem ie al s ofC h ine s ef ir r o ot ongr em in at in o ofC h ie ns ef ir s e e d aft r e de e omp s oit i ont hr e e
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N s ou r e e s
化感物质浓度
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.
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10 0
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10 0
2 0 0
50
10 0
2 0 0
0 5
0 0 1
2 0 0
50
10 0
2 0 0
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平均绝对发芽率/ % 平士钮渔对发芽势/ % 平均胚根长/ T n c平均胚轴长/ cm平均鲜重/ g
G r em in at i on (妥 r em in at i on R ad ie alE b m ry oF r e s h
r at ep ot e nt ial l e ngt hl e ngt hw e ig ht
平均千重/ g
Dry w e ig ht
不加任何 N素
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.
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.
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.
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.
7 6
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.
2 0
9 5
.
90
2 6
.
8 3
4 7
.
18
5 7
.
14
65
.
7 1
4 5
.
9 8
5 3
.
14
4 6
.
7 6
5 6
.
9 5
52
.
3 3
4 4
.
5 7
52
.
4 4
42
.
42
34
.
2 9
2 4
.
8 1
5 6
.
5 3
2 6
.
14
50
.
) (2
7 3
.
8 6
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.
8 1
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.
5 7
4 3
.
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.
59
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1
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02
0
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N aN ()
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1
.
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.
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1
.
5 6
1
.
2 3
1
.
9 5
1
.
2 2
1
.
32
2
.
0 0
1
.
0 5
1
.
4 4
1
.
7 7
1
.
3 1
1
.
42
1
.
4 8
0
.
4 6
0
.
2 8
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.
2 6
0
.
2 5
0
.
32
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.
2 0
0
.
2 4
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.
2 3
0
.
2 9
0
.
32
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.
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0
.
2 8
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O自,苦内boù,é以门勺了J斗O口9ó月ù八己,J,.OJ江Ot了户改任
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弱极性化感物质有利于杉木种子的发芽及工时的
伸长生长 。 从添加硝态氮化感物质 2 0 m g · k g 一 `
对比看 ,添加 10 0 9 硝酸钠处理对杉木种子绝对发
芽率 、 绝对发芽势 、 鲜重及干重促进作用大于添
加 50 9 处理 的 , 这表 明添加的硝态氮的量越大 ,
根腐解 3个月后根弱极性化感物质有利用杉木种
子的发芽及生物量 的积累 。 不同浓度的化感物质
对杉木种子发芽的不同检测指标 的影响也不一样 。
不加任何氮素和添加硝酸钠浓度为 1 0 m g · k g 一 `
处理的 , 随着浓度的增加 , 各检测指标值反而减
少 ,表明化感物质 的浓度越高 , 对杉木种子 的发芽
促进作用逐渐减弱 。 添加 N H 习CI 10 0 9 处理 的 , 化
感物质浓度为 10 m g · k g 一 ` 的促进作用大于 50
和 20 0 m g · k g 一 ’ 的 。 经方差分析结果表明 , 不 同
N 素来源化感物质低浓度 ( 50 m g · k g 一 ’ ) 处理 的
绝对发芽率 、 不同 N 素来源不 同化感物质低浓度
处理的绝对发芽势 、 不同 N 素来源化感物质浓度
( 10 0 m g
·
k g
一 ’
) 处理 的胚根长以及不 同 N 素来
源化感物质浓度 ( 5 0 m g · k g 一 ’ 、 1 0 0 m g · k g 一 ’ )
处理的胚根长与对照相比差异达显著水平 。
2
.
2 杉木根腐解 3 个月后极性化感物质对杉木种
子的发芽效应
杉木根腐解 3 个 月后极性化感物质对杉木种
子发芽的影响见表 2 。
表 2 杉木根腐解 3 个月后杉性化感物质对杉木种子的发芽效应
T a b le 2 E f f
e e t o f p o la r a lle l o e h e m i e a ls o f C h i n e s e f ir r o o t o n g e r m i n a t io n o f C h i n e s e f ir s e e d a f t e r d e e o m p o s it io n t h r e e
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N 素来源
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化感物质浓度 平均胚轴长 / c m 平均鲜重 / g
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平均绝对发芽喇 % 平均绝对发芽势/ %
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A b s o lu r e g e r m i n
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平均胚根长 c/ m
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.
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.
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.
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山 西 农 业 大 学 学 报 (自然科学版 )2 0 0 9
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平均移寸发芽率 / %平均绝刘发芽势 / %平均胚根长 / c m平均胚轴长 / c m平均鲜重 / g
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平均干重 / g
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D r w y ei gh t
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.
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.
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.
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.
6 51
.
7 6 0
.
2 8
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.
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.
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.
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.
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.
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.
7 2 1 5
.
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.
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.
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.
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.
0 7 0
.
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.
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.
18
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.
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.
20
20 0 4 3
.
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.
3 3 0
.
94 1
.
2 1 1
.
3 1 0
.
2 3
对 照 ( 乙醇 ) I X 10 4 4 4 . 5 7 18 . 8 3 1 . 2 9 1 . 4 2 1 . 4 8 0 . 25
生物检测结果表明 , 不同氮素来源处理根腐
解 3 个月后根化感物质对杉木种子发芽效应不同 。
不同 N 素 、 加氮态 N 及硝态 N 化感物质 2 0 m g
·
k g
一 `处理对杉木种子绝对发芽率 、 胚根长及鲜
重等发芽指标的抑制作用强于对照处理 ; 除不加
任何 N 素 及不 加任何 N 素 化感物质 2 0 m g ·
k g
一 `处理对杉木种子胚轴长的促进作用强于对照
外 , 其余同浓度处理 的杉木根极性化感物质对杉
木种子胚轴长的抑制作用强于对照 ; 对绝 对发芽
势则 表 现 不 加 任 何 N 素 、 N H ; C I 5 0 、 N a N O 3
1 0 0
、
N a N O
3 5 0 9 化感物质 2 0 0 m g · k g 一 ’ 处理对
杉木种子绝对发 芽势 的促进作用 强于对照处理 。
同一处理不同浓度极性化感物质对杉木种子发芽
也具有不 同的效应 。 就绝对发芽率而言 , 不加任
何 N 素 、 N H ; C 1 5 0 、 N H 、 C I 1 0 0 、 N a N ( ) : 10 0 9
化感物质对绝对发芽率的效应体现 为随着浓度 的
升 高 抑 制 效 应 增 强 。 经 方 差 分 析 结 果 表 明 ,
N H
;
C I 10 0 及 N a N ( ) 。 1 0 0 9 处 理化感 物质浓度
( 2 0 0 m g
·
k g
一 ’
) 处理的绝对发芽率 、 氨态氮处
理化感 物质 浓度 ( 2 0 0 m g · k g 一 , ) 处理 的胚根
长 、 N H 、 C I 1 0 0 9 处理化感物质浓度 ( 2 0 0 m g ·
k g
一 `
) 处理的胚轴长与对照相 比抑 制效应差异达
显著水平 。
3 小 结与讨论
评价杉木化感效应 的生物检测方法很多 , 其
中种子发芽试验是最常采用的一种方法 。 种子发
芽不同检测指标对杉木根化感 物质的敏感性也不
一 , 这主要是因为杉木根腐解 3 个 月后其化感物
质成分复杂 , 有些成分对杉木种子的某些检测指
标会产生正面效应 , 如大部分化感物质对杉木种
子的平均绝对发芽率都表现出了不 同程度 的促进
作用 , 有些成分对杉木种子的某些检 测指标会产
生负面效应 , 如添加 N a N ( ) 3 5 0 9 的 , 对平均胚
根长 、 平均鲜重和平均干重表现 出不 同程度的抑
制作用 。
土壤中不同 N 素形态及其 N 素含量直接影响
着土壤微生物种类及数量 , 而土壤 中微生物种类
和数量影响杉木根腐解速度 , 从而导致不 同腐解
阶段杉木根化感物质的种类存在差异 , 但本论文
只从化感作用的角度论证了杉木根腐解 3 个月后
的化感物质对杉木种子发芽 的影响 , 至于其余腐
解阶段杉木根化感物质对杉木的化感作用见后续
报道 。
植株主要通过雨雾等水淋溶 、 枯枝落叶腐解 、
根腐解 、 根系分泌等途径 向环境 中释放 次生代代
谢物质 , 从而对植物产生有利和不利 的影响 , 因
此研究杉木根腐解 3 个月后化感物质 对杉木种子
发芽效应对杉木造林具有重要的理论 意义和现实
意义 。 但本论文只从化感作用的角度论证 了杉木
根腐解 3 个月后的化感物质对杉木种 子发芽的影
响 , 至于其余腐解阶段杉木根化感物质对杉木 的
化感作用有待于今后的跟踪研究 。
参 考 文 献
[ 1」 R i e e E 1 . A ll e l o p a t h y 仁M〕. N e w Y o k e : A e a d e m se p r e s s , 2 9 5 4 : l 一5 0 .
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[ 4 ] G
o n z a l e z l
,
S o u t o x C
,
R e ig o s a M J
.
A ll e l o p a t h i e e f f e e t s o f A e
a e i a m e l a n o x y l o n R
.
B R
.
p h y l l o d e s d u
r
i n g t h e i r d e
e o m p o s i t i o n 仁J ]
F o r e s t E e o l o g y a n d M a n a g e rn e n r
.
1 99 5
,
7 7
:
5 3
一 63
.
( 下 转第 1 5 6 页 )
5 1 6山 西 农 业 大 学 学 报 (自然科学版 ) 29 0 0
表 6液体菌种与固体菌种生产性能比较
a Tbe l6C o mp
a a rt io o n f t he p ro de ut io npe rfo r me e n ab e t we e n l iq ui dn a dso l i dsp a wn s
菌种类型
SP a wn ty Pe
接种日期 (日 /月 )
D a te o f inoe ul a t io n
满袋 日期 (日 /月 )
D a te o fs P a wn
一 r un
始菇期 (日 /月 )
D a te o fP r imo r dial
fo r ma t io n
终菇期 旧 /月 )
D a te o f te rm in a t io n
生物学效率 / %
B io lo g ie ale f f ie ie e ny
液体菌种
固体菌种
18八
8 1/ l
6/ 2
2 6/ 2
2/ 4
8/ 4
5 2/5
2 6/ 4
4 1
.
70
4 3
.
64
3小 结与讨论
( ) 1综 上所述 , 杏 鲍菇在 配方 a 中长势好 ,
大小均匀 , 其次是配方 d , 配方 b 最差 。 从成本上
考虑配方 a 相对稍高 , 且因玉米粉较多 ,培养液太
粘稠 ,不适宜做液体菌种 , 综合考虑 , 配方 d 为最适
培养基 。 正交试验表明 ,杏鲍菇摇瓶最佳条件为装
量 1 0 0 m L , 温度 2 6 oC ,转速 2 10 r · m i n 一 ’ , 接种
量 1 5% 。
(2 ) 固体菌种生产原种 30 d 以上长满瓶 , 生
产栽培种 39 d 长满袋 , 而用液体菌种生产原种及
栽培种只需 7 d , 但液体菌种常温下保存期短 , 如
果将其做杏鲍菇生产中间种生产原种 21 d 左右满
瓶 , 栽培种 19 d 长满袋 , 既发挥 了液体菌种菌龄
一致 、 发菌快 、 污染少的优 势 , 又保留了固体菌
种耐保存的优点 , 因而摇瓶发酵结合固体料制种
技术是可行的 , 不仅可缩短制种 周期 , 也能缩 短
杏鲍菇栽培周期 , 并能提高杏鲍菇产量 , 同时还
能节省能耗 , 特别适合小 型食用菌生产单位组织
生产 。
参 考 文 献
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n e s e f i r 〔J ] . J o u r n a l o f F o r e s t r y R e s e a r e h . 2 0 0 3 , 1 4 ( 2 ) : 12 2一 1 2 6 .
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