全 文 ：Allelochemicals in Rhizosphere-soil of Green Prickleyash
L IAO Wei
1 , ZHANG J ian2 , Y ANG Wan-shen1 , ZOU Ping1 , WANG Han-guang1
(1.Colleg e of Biology and Science;　2.Colleg e of Fo restry and Hor ticulture ,
Sichuan Agricultural University , Yaan 625014 , Sichuan , China)
Abstract:Po tential allelochemicals in rhizosphere soil under g reen prickley ash are identified by gas
chromotagraph-mass spectrometer (GC-MS).23 and 29 compounds are determined respectively from
the topsoil and deep-seated soil samples.The compounds mainly include hydrocarbon , alcohol , ester ,
benzene , hydroxybenzene and amine , most of w hich are reported as allelochemicals.The results show
that there are allelochemicals in rhizosphere-soil of green prickleyash.
Key words:green prickleyash;rihzosphere-soil;allelochemiacals;GC-MS
青花椒根际土壤化感物质成分分析
廖　薇1 , 张　健2 , 杨婉身1 , 邹　平1 , 王晗光1
(四川农业大学 1.生命科学与理学院;　2.林学园艺学院 , 四川 雅安　625014)
摘要:用气质联用仪分析了青花椒根际区不同深度土壤水浸液中化感物质的成分。检测鉴定出表层土壤含有 23
个组分的化学物质 ,而深层土壤中含有 29 个化学组分。在不同深度根际土壤中主要含有烷烃类 、醇类 、酯类 、苯类 、
酚类及胺等有机化合物 ,其中包含有很多曾经被报道过的化感物质。结果表明 ,在青花椒根际土壤环境中确实存在
化感物质。
关键词:青花椒;根际土壤;化感物质;GC-MS
中图分类号:S573.9;Q945.1　　文献标识码:A　　文章编号:1000-2650(2006)01-0047-04
　　化感作用(Allelopathy)是指植物或微生物通过
向环境中释放一些特殊的化学物质而对其他植物或
微生物产生直接或间接 、有益或有害的作用[ 1 ,2] 。
由于化感作用在农林生态系统中发挥着重要的作
用 ,已成为当今科学研究重点之一 ,对其深入研究将
有利于复合农林中植物配置 、耕作制度和栽培措施
的科学化 ,在植物间加强促进作用 ,降低抑制作用 ,
促进生物多样性和农业可持续性发展。
花椒为芸香科落叶灌木或小乔木的成熟果
皮[ 3] ,品种较多 。青花椒(Zanthoxylum schinifolium
sieb et Zucc)为阳性树种 ,性喜光照和干燥温凉的气
候环境 ,花期为 3 ～ 4个月 ,果期 5 ～ 8个月 ,定植成
活后 2 ～ 3年开始挂果 ,第 4 ～ 5年进入盛果期[ 4] 。
它是中药花椒品种之一 ,其性味辛 、温 ,历代医家取
其温肾暖脾 、温通经脉之功 ,作为强身助气 、益寿延
年之品[ 5] 。前人对花椒的挥发油及其他一些花椒
品种的化学成分研究较多[ 5-10] ,但目前对青花椒根
际土壤的化感物质研究还未见有任何报道 。由于根
际土壤受植物根系吸收和分泌活动影响 ,在物理 、化
学和生物学特性上不同于原土体的特殊土壤微区 ,
是植物-土壤-微生物及其环境条件相互作用的场
所和特殊的微生物系统 ,同时也是各种养分 、水分和
有益 、有害物质进入根系参与生物链物质循环的门
户 ,是植物产生化感作用的媒介[ 11-18] ,因此 ,对植
物根际土壤进行研究是非常有必要的 。
本研究利用气质联用仪 ,分析青花椒根际土壤
中的化感成分 ,更充分了解这些物质对生态环境的
影响 ,进而在合理安排作物布局 ,作物的间套轮作 、
第 24 卷　第 1 期
2006 年 3 月 　　　　　　　　 　
四川农业大学学报
Journal of Sichuan Ag ricultural University
　　　　　　　　 　Vol.24 No.1
Mar.2006
收稿日期:2005-09-26
基金项目:国家“十五”科技攻关项目“四川盆地低山丘陵水土流失综合治理与示范”(编号:2001BR606A-06)。
通讯作者(Corresponding author)。
杂草防除方面提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　材　料
青花椒根际土壤于 2005年 6月底采于简阳石
桥镇青花椒实验基地(该基地花椒为 2002年栽种)。
简阳石桥镇属于西南丘陵地带 ,亚热带湿润季风气
候区 ,年平均气温 17 ℃,地貌以丘陵为主 ,土壤肥
沃 ,耕地主要为紫色砂壤 。
1.2　主要仪器
Agilent 6890GC/5973N MSD 质谱仪;Thermo
Savant冷冻干燥机。
1.3　实验方法
在实验基地选取生长良好的植株 ,定点从花椒
近根部采取根际深度 0 ～ 40 cm 的表层土壤和深度
40 ～ 80 cm 的深层土壤 ,在附近空白地区采集表层
土壤为对照 ,采回的土壤在阴暗处风干 ,以 40 目的
网筛筛去过大的颗粒 ,用蒸馏水按重量比 1∶1浸提 ,
并在摇床上充分振荡 1 h ,然后置于黑暗处静置 24
h[ 19-21] ,每处理设置 3 次重复 ,过滤后将滤液冷冻
干燥至干 ,再加入2 mL 乙醚溶解 ,过 0.45μm 膜 ,作
GC-MS 分析 。
1.4　气质联用分析条件
提取液组分进行气相色谱-质谱仪分析 ,电子
轰击源 ,载气为高纯 He气 ,倍增电压 1.047 kV ,扫描
质量范围 30 ～ 500 AMV ,离子源温度 230 ℃,石英毛
细管柱 30 m×0.25 mm ,进样口温度 250 ℃,程序升
温 ,流量 1 mL/min , 进样量 1 μL。应用标准图库
NIST98 ,通过计算机检索系统进行未知物的鉴定。
2　结　果
对青花椒根际的表面土壤和深层土壤化学成分
用 GC-MS进行分析(表 1),与空白土壤的分析结
果进行对照 ,表面土壤多分离出 35个组分 ,经 NIST
98 MS 数据库检索出了 23种成分 ,占该土壤成分的
88.84%,化学成分相对含量较高的为二苯胺
(27.287%),2 ,6 , 11-三甲基十二烷(9.160%),2-
甲基 -琥珀酸二仲丁酯(5.837%), 正十八烷
(3.908%), 2 ,4-二叔丁基苯酚(3.867%),2-甲基
二十烷(3.700%),正十三烷(3.263%);在深层土壤
中多鉴定出了 29 种化学成分 ,占该土壤成分的
91.879%,相对含量较高的主要成分是正二十七烷
(9.561%), 正二十九烷(9.265%), 正二十八烷
(8.550%),二苯胺(6.722%),丁羟甲苯(6.599%),
正二十五烷(6.086%)。
表 1　青花椒根际土壤浸提液 GC-MS 分析结果
Table 1　Compounds from rhizosphere soil of green prickleyash with GC-MS
化合物名称　　
Compound　　 分子式　Formula　
相对含量 Relative content(%)
表面根际土壤
Top rhizosphere
soil
深层根际土壤
Deep-seated
rhizo sphere soil
正十三烷(T ridecane) C13H28 3.263
琥珀酸二异丁酯(Diisobutyl succinate) C12H22O4 2.245
2-甲基十三烷(2-Methyltridecane) C14H30 2.513
2 , 6 , 11-三甲基十二烷(2 , 6 , 11-T rimethyldodecane) C15H32 9.160
2 , 4-二叔丁基苯酚(2 , 4-Di-tert-buty lphenol) C14H22O 3.867 1.329
2 , 6-二叔丁基苯酚(Phenol , 2 , 6-di-tert-butyl-) C14H22O 0.500
丁羟甲苯(Buty lated Hydroxytoluene) C15H24O 6.599
2-甲基-琥珀酸二仲丁酯[ Di(sec-buty l)2-methylsuccinate] C13H24O4 5.837 1.438
二苯胺(Diphenylamine) C12H11N 27.287 6.722
己二酸二异丁酯(Adipic acid , diisobutyl ester) C14H26O4 2.769
鲸蜡烷(Hexadecane) C16H34 1.876
正十七烷(Heptadecane) C17H36 1.936
正十八烷(Octadecane) C18H38 3.908 1.275
2-甲基十六烷(2-Methylhexadecane) C17H36 1.374
正十九烷(Nonadecane) C19H40 1.599 1.688
正二十烷(Eicosane) C20H42 2.661 1.329
邻苯二甲酸二异丁酯(Diisobuty l phthala te) C16H22O4 4.647
2 , 6 , 10 , 14-四甲基十七烷(2 , 6 , 10 , 14-Tetramethylheptadecane) C21H44 1.421
正二十一烷(Heneicosane) C21H44 1.990 1.614
2-甲基二十烷(2-Methyleicosane) C21H44 3.700
2 , 6 , 11 , 15-四甲基十六烷(Crocetane) C20H42 1.270
48　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　四川农业大学学报　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 24 卷
续表 1:
化合物名称　　
Compound　　 分子式　Formula　
相对含量 Relative content(%)
表面根际土壤
Top rhizosphere
soil
深层根际土壤
Deep-seated
rhizo sphere soil
进样口隔垫峰(Phthalic acid , buty l 8-methylnonyl ester) C22H34O4 3.755
2 , 6-二叔丁基-4-乙基酚(2 , 6-di-t-Buty l-4-ethylphenol) C16H26O 1.462
正二十六烷(Hexacosane) C26H54 1.295
3-甲基二十一烷(3-Methylheneicosane C22H46 1.263
甲酸 1-二十一酯(1-Heneicosy l formate) C22H44O2 1.994
甘二烷(Docosane) C22H46 2.463
2-己基-1-癸醇(2-Hexyl-1-decanol) C16H34O 1.994
1-硬脂醇(1-Octadecanol) C18H38O 4.514
9-己基十七烷(9-Hexy lheptadecane) C23H48 2.426
十七烷基环己烷(Heptadecylcyclohexane) C23H46 0.554
正二十三烷(T ricosane) C23H48 4.819
1-二十三烷醇(1-T ricosanol) C23H48O 1.325
4 , 2-甲酚酸 , 6-甲氧基 ,甲酯 , 4 , 6-二甲氧基-o-甲苯甲酸酯(4 ,
2-Cresoticacid , 6 -methoxy -, bimol.ester , methyl ester , 4 , 6 -
dimethoxy-o-tolua te) C29H30O10 2.330
2-甲基-1-(3 , 4-二甲氧基苯基)-1-(2 , 4-二异丙氧基苯基)丙烷[ 2-Methy l-1 -(3 , 4 -dimethoxypheny l)-1-(2 , 4-diiso-
propoxy-phenyl)propane] C24H34O4 1.972
亚油酸乙酯(Ethyl lino lea te) C20H36O2 1.214
二十烷基环己烷(Icosylcyclohexane) C26H52 1.267
正二十五烷(Pentacosane) C25H52 6.086
十八酸乙酯(Stearyl acetate) C20H40O2 1.660
3-乙酰氧基-7 , 8-环氧羊毛甾烷-11-醇(7 , 8-Epoxylanostan-
11-ol , 3-aceto xy) C32H54O4 1.698
正二十七烷(Heptacosane) C27H56 1.496 9.561
邻苯二甲酸异辛酯(Isooctyl phthalate) C24H38O4 1.909
正二十八烷(Octacosane) C28H58 8.550
正二十九烷(Nonacosane) C29H60 9.265
　　注:相对含量(%)表示各组分在 GC-MS 分析中的出峰面积占出峰总面积的比例。
3　讨　论
从测试结果可知 ,青花椒的根际土壤有机化合
物种类有烷烃类 、醇类 、酯类 、苯类 、酚类 、胺及其衍
生物等 ,其中一些曾被报道为化感物质[ 11 , 19 ,22] 。正
十三烷 ,2 , 6 ,11-三甲基十二烷 , 2 , 6-二叔丁基苯
酚 ,鲸蜡烷 ,2-己基-1-癸醇 ,十七烷 ,2-甲基十
六烷 ,十八烷 , 1-硬脂醇 ,十九烷 ,二十一烷 , 2 , 6 ,
11 ,15-四甲基十六烷 ,十八酸乙酯 ,2 , 6 ,10 , 14-四
甲基十七烷 ,甘二烷 ,3-甲基二十一烷 ,二十三烷 ,9
-己基十七烷 ,二十五烷 ,二十七烷 ,二十八烷 ,邻苯
二甲酸酯都曾被资料报道为根际土壤化感物质的成
分[ 11 , 19] ,而这些成分绝大多数是属于深层根际土
壤。
在分析所得成分中 ,长链脂肪烃类化合物较多 ,
其中的鲸蜡烷可能是来自树根中十六酸的还原产
物 ,其分子量较小 ,结构也较简单 , 但化感作用较
强[ 19] 。其次是酯类和芳香族化合物 ,其中邻苯二甲
酸酯有驱虫避蚊及抗氧化 、抗癌 、抗菌活性[ 23] 。琥
珀酸二异丁酯是对昆虫具有驱避作用的活性物
质[ 24] 。亚油酸乙酯和十八酸乙酯具有杀虫活性 ,而
其本身却对人体无毒 ,易于降解[ 25] 。二苯胺在两种
土壤中的含量都相对较高 ,根据韩东等人对西洋参
果实的研究[ 26] ,发现二苯胺是具有生物活性的发芽
抑制物质。
通过分析 ,我们了解了花椒根际土壤中的化感
成分 ,然而根据需要 ,我们还将对青花椒根际土壤中
这些化学物质的来源 、起决定作用的化感成分以及
其作用机理进行深入研究。
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(本文审稿:孔垂华)
50　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　四川农业大学学报　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 24 卷