陳 娟,白尚斌,*, 周國模, 王懿祥, 梁倩倩, 程艷艷, 沈 蕊

(1. 浙江農(nóng)林大學林業(yè)與生物技術(shù)學院， 臨安 311300； 2. 浙江農(nóng)林大學環(huán)境與資源學院， 臨安 311300)

毛竹浸提液對苦櫧幼苗生長的化感效應(yīng)

陳 娟1,白尚斌1,*, 周國模2, 王懿祥2, 梁倩倩1, 程艷艷1, 沈 蕊1

(1. 浙江農(nóng)林大學林業(yè)與生物技術(shù)學院， 臨安 311300； 2. 浙江農(nóng)林大學環(huán)境與資源學院， 臨安 311300)

為探討毛竹(Phyllostachysedulis)擴張過程中潛在的化感作用，選擇苦櫧(Castanopsissclerophylla(Lindl) Schott)為研究對象。采用水浸提的方法，用毛竹莖葉、枯落物和土壤3部分浸提液澆灌苦櫧幼苗，以蒸餾水處理作為對照，對比分析質(zhì)量濃度分別為0.1、0.05、0.02 g/mL 的3個濃度梯度浸提液處理下苦櫧幼苗生長指標及各項光合生理指標的差異。結(jié)果表明，毛竹浸提液對苦櫧幼苗苗高、地徑和葉綠素相對含量的影響大體上呈現(xiàn)高濃度抑制低濃度促進的雙重濃度效應(yīng)。不同來源毛竹浸提液的化感效應(yīng)不盡相同，土壤浸提液對苦櫧幼苗生長和光合生理均呈現(xiàn)抑制作用，而莖葉、枯落物浸提液低濃度時為促進作用。毛竹潛在的化感作用，在其擴張過程中可能會干擾森林主要樹種更新，從而對森林群落產(chǎn)生威脅。

毛竹；浸提液；光合生理；化感作用；苦櫧幼苗

化感作用，是植物與植物、植物與微生物之間的生物化學關(guān)系，是植物通過化學媒介在生態(tài)系統(tǒng)中的一種自然調(diào)控作用[1]。它在森林生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，是不可忽視的化學生態(tài)因子，對森林群落的結(jié)構(gòu)、功能、效益及發(fā)展均有重大影響[2]。研究表明，許多植物可通過釋放有害的化感物質(zhì)，干擾森林植物的種子萌發(fā)、幼苗生長、生物量積累以及呼吸作用、光合作用等生理過程，從而影響其幼苗的生長發(fā)育，造成樹種更新和重建的失敗[3- 5]。因此，研究化感植物對樹木生理生態(tài)過程的化感效應(yīng)對認識和評估其對森林群落潛在的影響有著重要的科學意義。

毛竹(Phyllostachysedulis)屬禾本科竹亞科剛竹屬植物，是我國森林資源的重要組成部分，因其良好的經(jīng)濟價值而得到大力發(fā)展。然而近年來發(fā)現(xiàn)毛竹逐漸向周邊林分擴張，并不斷純林化，蠶食原始植被，威脅生物多樣性[6- 7]，如在天目山國家級自然保護區(qū)，由于毛竹的擴張使闊葉林的面積和數(shù)量減少，影響了保護區(qū)內(nèi)豐富的生物多樣性[8]。但有關(guān)毛竹擴張機制方面的探討卻鮮見報道，尤其從化感作用角度研究的更少。本項研究選擇常綠闊葉林群落優(yōu)勢樹種苦櫧(Castanopsissclerophylla)為測試物種，測定毛竹不同來源浸提液對其幼苗生長及光合生理等的化感效應(yīng)。探討毛竹擴張對周邊常綠闊葉林主要樹種更新的影響，為進一步分析毛竹擴張對常綠闊葉林群落產(chǎn)生的潛在影響及擴張機制提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料及試驗地概況

本試驗的供體植物是毛竹，分別采用3年生毛竹的莖葉、枯落物以及林下土壤3部分作為浸提液的來源。受體植物為苦櫧幼苗(株高(16.3±0.25) cm，地徑(0.70±0.03) cm)。

試驗地位于浙江農(nóng)林大學東湖校園內(nèi)(119°44′E，30°16′N)，海拔約50 m，此地屬亞熱帶季風氣候區(qū)，全年降雨量為1628.6 mm，極端高溫41.9 ℃，極端低溫-13.3 ℃，年平均溫度為15.8 ℃，歷年平均日照1939 h，無霜期約234 d。

1.2 實驗設(shè)計

1.2.1 毛竹浸提液制備

參考朱旺生等[9]的方法。將新鮮毛竹枝葉洗凈、晾干，剪成1 cm左右的小段，按1 g/mL(1 g干物質(zhì)中加入10 mL蒸餾水，下同)的比例加入適量的蒸餾水，常溫下浸泡48 h，雙重過濾，第一重用定性濾紙過濾，第二重用濾元單位為0.45 μm的濾膜過濾，得到莖葉浸提液的母液。

去除毛竹枯落物中的雜質(zhì)，將其剪碎，按1 g/mL的比例加入適量的蒸餾水，在常溫下浸泡48 h，經(jīng)雙重過濾后得到枯落物浸提液的母液。

將毛竹林下0—20 cm的土壤鮮樣晾干、研碎，按1 g/mL的比例加入蒸餾水，在常溫下浸泡48 h，經(jīng)雙重過濾夠得到土壤浸提液的母液。

分別將上述不同來源的毛竹浸提液母液加蒸餾水稀釋，得到0.1、0.05、0.02 g/mL 3種質(zhì)量濃度的溶液，即3種不同來源的毛竹浸提液均設(shè)3個濃度梯度。消毒后置于4 ℃冰箱中備用。

1.2.2 盆栽試驗布置

選取生長健壯、長勢相同的2年生苦櫧幼苗30 株于2011年秋季移栽于22 cm×27 cm的花盆中，每盆1 株，置于大棚內(nèi)進行實驗，常規(guī)管理。取現(xiàn)實林分土壤作為栽培土，土壤為黃紅壤，呈酸性，pH值5.7，有機質(zhì)含量8.56%，全氮0.8%，總磷含量0.13%，總鉀含量1.22%，水解性氮157.12 mg/kg，有效磷5.58 mg/kg，速效鉀56.23 mg/kg。

在緩苗期間，用清水澆灌。經(jīng)過4個月的恢復生長后，將苦櫧幼苗隨機分成10 組(3處理×3濃度+1對照)，每組3個重復。分別用3種不同濃度的毛竹水浸提液澆灌，對照組用蒸餾水澆灌。每2d澆灌1次。觀察幼苗生長狀況，3個月后，測定生長及光合生理指標。

1.2.3 生長指標測定

苗高測定 用卷尺從幼苗基部到主莖頂部，精確到0.1 cm；

地徑測定 用游標卡尺測定幼苗主莖基部的直徑，精確到0.001 cm。

1.2.4 光合指標測定

采用LI- 6400便攜式光合測定儀(Li-COR，USA)，選擇晴朗無風的天氣于8:00—11:00采用內(nèi)置紅藍光源對植株進行光合測定。測定時，在每組3株植物中隨機選取5片主梢上當年生成熟葉片，設(shè)置光強梯度為2000、1500、1200、1000、800、500、300、100、50、30、10和0 μmol m-2s-1，從最高光強開始測定。葉室溫度為25 ℃，氣體流量為500 μmol/s，相對濕度為50%。

1.2.5 葉綠素相對含量測定

利用便攜式葉綠素含量測定儀SPAD- 502(Millipore，Japan)在光合測定的相同葉片上同時進行葉綠素相對含量的測定，每個處理5個葉片，在每個葉片中脈兩側(cè)均勻選取5個點，這10個點的平均值為該葉片的SPAD值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

以光合有效輻射(PPFD)為橫坐標，凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)為縱坐標繪制光響應(yīng)曲線，并利用光合助手(Photosyn Assistant，1.1.2)對原始數(shù)據(jù)進行曲線擬合，得到如下參數(shù)：植物葉片的暗呼吸速率(Rd)、表觀量子效率(AQE)、光補償點(LCP)、光飽和點(LSP)和最大光合速率(Amax)。此軟件采用的曲線擬合方程為：

式中，A代表光合速率；Q代表的是光照強度；Φ代表表觀量子效率；K代表的是光合曲線的曲率，其大小介于(0，1)之間，Rd代表暗呼吸速率。

所有數(shù)據(jù)都通過Excel 2010軟件進行整理，并采用SPSS Statistics 19.0軟件中的單因素方差分析(One-way ANOVA)進行處理與分析。進行方差分析前，對所有數(shù)據(jù)進行正態(tài)性和方差齊性檢驗。利用Sigmaplot 10.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 毛竹不同浸提液對苦櫧幼苗生長的影響

苗高和地徑是植物生長最終也是最直觀的表現(xiàn)形式[10]。由表1可以看出，與對照(CK)相比，高濃度的莖葉浸提液和枯落物浸提液降低了苦櫧的苗高、地徑，低濃度則提高，且低濃度與高濃度間差異顯著(P<0.05)。3種不同質(zhì)量濃度的土壤浸提液均降低了苦櫧的苗高、地徑，且處理間存在顯著差異，苗高分別比對照降低了22.62%，20.72%，3.38%；地徑降低了18.84%，10.64%，2.20%。說明高濃度的毛竹浸提液對苦櫧苗高、地徑生長產(chǎn)生了較大影響。

表1 毛竹不同浸提液對苦櫧苗高和地徑的影響(平均值±標準誤差)

Table 1 Effects of different types of the aqueous extracts ofPhyllostachysedulison height and ground diameter ofCastanopsissclerophyllaseedlings (mean±SE)

浸提液類型Treatment苗高/cmHeight地徑/cmGrounddiameter莖葉浸提液Stemandleafextracts0.1g/mL43.4±0.9Aa0.792±0.021A0.05g/mL46.4±1.0ABab0.913±0.038B0.02g/mL48.7±1.6Bb0.942±0.032BCK47.3±0.6Bab0.865±0.021AB枯落物浸提液Litterextracts0.1g/mL38.3±2.2A0.776±0.035A0.05g/mL44.0±3.4AB0.821±0.035AB0.02g/mL48.7±4.2B0.956±0.837BCK47.3±0.6AB0.865±0.021AB土壤浸提液soilextracts0.1gg/mL36.6±2.5Aa0.702±0.038Aa0.05g/mL37.5±4.8Aa0.773±0.077Aa0.02g/mL45.7±3.9Bab0.846±0.089BabCK47.3±0.6Bb0.865±0.021Bab

同列同種浸提液中標有不同大寫(小寫)字母分別表示P=0.05(P=0.01)水平上差異顯著

2.2 毛竹不同浸提液對苦櫧幼苗光合特性的影響

2.2.1 苦櫧幼苗在毛竹不同浸提液處理下的光合作用-光響應(yīng)曲線

光是植物進行光合作用的能量來源，化感物質(zhì)會影響植物對光的反應(yīng)。從圖1中可以看出，苦櫧凈光合速率在光照強度(PPFD)100 μmol m-2s-1內(nèi)隨著PPFD的升高呈線性增加，各濃度梯度間差異不大。而在100 μmol m-2s-1以上光合有效輻射中，苦櫧凈光合速率(Pn)隨浸提液濃度的增加而降低，各濃度梯度間差異顯著(P<0.05)。在土壤浸提液處理下，對照組的凈光合速率明顯高于浸提液處理組，凈光合速率的大小順序為CK>0.02 g/mL>0.05 g/mL>0.1 g/mL，這說明毛竹浸提液對苦櫧光合有抑制作用，且抑制作用隨著濃度的增加逐步增強。而在莖葉浸提液和枯落物浸提液處理中，CK組的凈光合速率明顯高于中、高濃度浸提液處理組，而低于低濃度浸提液處理組，即毛竹浸提液對苦櫧葉片的凈光合速率有促進和抑制的雙重作用。這說明經(jīng)過一段時間的毛竹浸提液處理，中、高濃度的浸提液使苦櫧利用光合有效輻射的能力降低，而低濃度的浸提液(除土壤外)則提高。

圖1 苦櫧幼苗在不同毛竹浸提液處理下的光合作用-光響應(yīng)曲線(平均值±標準誤差)Fig.1 Photosynthesis-light response curves of C. sclerophylla seedlings under different treatments of aqueous extracts of Ph. edulis (mean±SE)

2.2.2 苦櫧幼苗在毛竹不同浸提液處理下的氣孔導度

氣孔導度反映氣體通過氣孔傳導的能力，直接影響蒸騰、水勢和光合速率等。由圖2可以看出，隨光照強度的增加，苦櫧氣孔開張程度不斷增大。其中土壤水浸液處理對苦櫧葉片氣孔導度都呈現(xiàn)抑制的效應(yīng)，同時表現(xiàn)出同一處理之間的濃度梯度效應(yīng)，即隨著處理液濃度的增加，抑制效應(yīng)增強。其它兩種浸提液對苦櫧氣孔導度的影響表現(xiàn)為高濃度抑制、低濃度促進的雙重效應(yīng)，說明不同毛竹浸提液對苦櫧葉片氣孔導度的影響和對凈光合速率的影響一致。

圖2 苦櫧幼苗在不同毛竹浸提液處理下的氣孔導度(平均值±標準誤差)Fig.2 Stomatal conductance (Gs) of C. sclerophylla seedlings under different treatments of aqueous extracts of Ph. edulis (mean±SE)Gs：氣孔導度Stomatal conductance

2.2.3 苦櫧幼苗在毛竹不同浸提液處理下的光合作用-光響應(yīng)

苦櫧幼苗各項光合生理參數(shù)在毛竹不同浸提液處理下均有顯著性差異。如圖3所示，苦櫧的Rd值在3種浸提液處理下均呈現(xiàn)0.1 g/mL <0.05 g/mL <0.02 g/mL

Amax反映植物利用光能的多少，具有較高Amax的植物可以更有效地利用葉片吸收的光能，減少對光合結(jié)構(gòu)的光破壞[11]。3種浸提液處理下的Amax值的變化規(guī)律與光響應(yīng)曲線及氣孔導度的大致相同。即在土壤浸提液處理組中，苦櫧Amax均受到了顯著抑制，浸提液濃度為0.1 g/mL時的值與其他3組差值較大，說明高濃度的浸提液處理可能增加了其光合結(jié)構(gòu)的光破壞。在莖葉浸提液和枯落物浸提液處理下均表現(xiàn)為在浸提液濃度為0.02 g/mL時Amax值最大，其中枯落物處理處出現(xiàn)了極大值。0.05 g/mL時與對照差值不大，而在高濃度時Amax值最低。與對照相比，0.1 g/mL的莖葉浸提液比對照降低了42.64%，0.1 g/mL 的枯落物浸提液比對照降低了23.24%。說明苦櫧在長期高濃度浸提液處理下，降低了自身的凈光合速率，反之，低濃度的浸提液提高了苦櫧的凈光合速率。

圖3 苦櫧幼苗在不同毛竹浸提液處理下最大凈光合速率(Amax)、光飽和點(LSP)、光補償點(LCP)、表現(xiàn)量子效率(AQE)和暗呼吸速率(Rd)Fig.3 The maximum net photosynthetic rate (Amax), light saturation point (LSP), light compensation point (LCP), apparent quantum efficiency (AQE) and dark respiration rate (Rd) of C. sclerophylla seedlings under different treatments of aqueous extracts of Ph. edulis誤差線上不同大寫(小寫)字母分別表示P=0.05(P=0.01)水平上差異顯著

AQE反映植物對光能的利用效率，毛竹不同浸提液處理下的AQE在土壤浸提液處理下表現(xiàn)為0.02 g/mL >0.05 g/mL >0.1 g/mL >CK的規(guī)律，但是處理間差異不顯著。在其它兩種浸提液處理下的AQE沒有呈現(xiàn)特定的規(guī)律，而且處理間差值不大，說明AQE對浸提液處理的反應(yīng)不靈敏。

LCP和LSP反映的是植物對光強的利用范圍。毛竹浸提液對LSP的影響表現(xiàn)為中、高濃度抑制、低濃度促進的效應(yīng)，而且處理間差值較大。LSP在質(zhì)量濃度為0.02 g/mL的枯落物處理處出現(xiàn)了極大值，這與Amax值的研究結(jié)果一致。3種浸提液處理下的苦櫧LCP值均高于對照，但各處理組內(nèi)的差值不大，這說明長期的毛竹浸提液處理使苦櫧的光補償點提高。表明苦櫧對弱光的利用能力減弱，對強光的利用能力增加，進而縮短了植物進行光合作用的時間，影響了同化CO2的能力，增加了有機物的消耗，使光合作用有機物積累量減少，影響了苦櫧的生長。

2.3 毛竹不同浸提液對苦櫧幼苗葉綠素相對含量的影響

葉綠素是評價植物葉色和觀賞價值的重要指標，植物葉綠素的含量和組成與光合速率有著密切的關(guān)系。

從表1中可以看出，毛竹浸提液對苦櫧葉綠素相對含量的影響作用整體上表現(xiàn)為低濃度促進高濃度抑制的趨勢。質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的3種浸提液均抑制苦櫧的葉綠素相對含量，且枯落物浸提液的抑制作用最顯著，比對照下降了22.85%，莖葉和土壤浸提液的葉綠素相對含量比對照下降了17.55%和18.87%。質(zhì)量濃度為0.05 g/mL的枯落物浸提液抑制苦櫧的葉綠素相對含量，其他兩種浸提液均促進葉綠素相對含量，但促進和抑制作用均不顯著。質(zhì)量濃度為0.02 g/mL的3種浸提液均促進苦櫧葉綠素相對含量的積累。

表2 毛竹不同浸提液對苦櫧幼苗葉綠素相對含量的影響(平均值±標準誤差)

Table 2 Effects of different types of the aqueous extracts ofPh.edulison chorophyll relative content ofC.sclerophyllaseedlings (mean±SE)

處理Treatment葉綠素相對含量SPAD值chlorophyllrelativecontent0.1g/mL0.05g/mL0.02g/mLCK莖葉浸提液Stemandleafextracts24.9±0.781Aa34.0±0.406BCb35.3±1.260Cb30.2±1.910Bab枯落物浸提液Litterextracts23.3±1.637Aa27.9±3.030Aab37.8±2.117Bb30.2±1.910Aab土壤浸提液Soilextracts24.5±2.157Aa30.7±0.491Bab34.4±0.689Bb30.2±1.910Bab

同一行中標有不同大寫(小寫)字母分別表示P=0.05(P=0.01)水平上差異顯著

3 討論

研究表明，毛竹不同來源水浸提液處理苦櫧幼苗，引起苦櫧幼苗生長及各項光合生理特征的抑制或促進，說明毛竹浸提液中具有化感活性物質(zhì)?；形镔|(zhì)對植物光合作用的抑制效應(yīng)主要表現(xiàn)為葉綠素含量的減少和光合速率的降低[12- 14]，本研究中，高濃度的毛竹水浸提液顯著降低了苦櫧幼苗的葉綠素相對含量、凈光合速率和氣孔導度等光合特性。浸提液處理增加LCP，而降低LSP，說明毛竹浸提液降低了苦櫧對光能的利用效率。因此葉綠素含量及光合因子的改變可能是毛竹水浸提液化感效應(yīng)引起苦櫧幼苗生長產(chǎn)生相應(yīng)變化的生理機制之一。毛竹化感物質(zhì)對苦櫧幼苗生長的干擾很有可能是先通過影響生理過程而最終表現(xiàn)出來的。

化感作用依賴于浸提液濃度、測試物種和化感來源[15]。本研究中，高濃度的浸提液抑制苦櫧的生理過程，低濃度則促進，反映出化感物質(zhì)具有濃度效應(yīng)[16- 17]。植物間的化感作用十分復雜，同一供體不同來源的浸提液也能表現(xiàn)出一定的差異[18]。本研究發(fā)現(xiàn)低濃度的莖葉和枯落物浸提液能促進苦櫧幼苗的光合生理過程，土壤浸提液則表現(xiàn)出較強的抑制作用，這可能與不同部位的化感成分不同有關(guān)[5]，盡管各種物質(zhì)進入土壤會經(jīng)過理化反應(yīng)或微生物活動進行分解或降解[19]，但這些物質(zhì)的瞬時存在會直接、及時、有效地發(fā)揮作用。

毛竹化感作用近年來受到廣泛關(guān)注，已有研究發(fā)現(xiàn)毛竹不同來源浸提液對許多植物的種子萌發(fā)和幼苗早期生長具有一定的抑制作用。如，鮮毛竹葉化感物質(zhì)對陽春砂仁種子的萌發(fā)具有顯著抑制作用，且質(zhì)量濃度越高抑制作用越顯著[20]；毛竹水浸提液對高羊茅種子的萌發(fā)產(chǎn)生明顯的抑制作用，對苗高、干重等指標的影響表現(xiàn)為低濃度促進高濃度抑制的趨勢[21]；毛竹葉和鞭生化物質(zhì)對馬尾松種子的萌發(fā)及鮮重、干重等具有不同程度的促進作用[5]，說明毛竹代謝過程釋放出的次生代謝物質(zhì)與化感作用有關(guān)，這些物質(zhì)的釋放可能是毛竹擴張對森林生態(tài)系統(tǒng)造成干擾的重要原因。毛竹屬于典型的無性系繁殖植物，無性繁殖的營養(yǎng)生長過程(即克隆生長)使其具有相當大的水平擴展能力，通過地下竹鞭向周邊常綠闊葉林分擴張?？鄼阶鳛槌＞G闊葉林的主要樹種，必然與擴張而來的毛竹形成強烈的種間關(guān)系。毛竹不同來源浸提液對苦櫧幼苗生長、生理生態(tài)過程產(chǎn)生的化感效應(yīng)，說明毛竹在擴張過程中釋放的代謝物質(zhì)可能會干擾常綠闊葉林主要樹種苦櫧的更新，從而對常綠闊葉林群落產(chǎn)生潛在的影響。

化感物質(zhì)主要是通過淋洗、植物體分解浸出液及根系分泌物等發(fā)揮作用[22- 24]。本研究結(jié)果顯示毛竹的莖葉和枯落物浸提液均對苦櫧幼苗生長及光合生理有明顯的影響，說明毛竹化感物質(zhì)可能是由地表莖葉通過雨水和霧滴等的淋溶或枯落物分解等方式釋放到環(huán)境中，來干擾其他植物的生長、發(fā)育。因此在毛竹林的經(jīng)營管理中，為了防止“有毒物質(zhì)”積累造成混交樹種生長抑制及林下更新失敗，要及時清除毛竹的枯枝落葉，提高林下透光率，為其他樹種更新創(chuàng)造有利條件。毛竹擴張是一個較為敏感的生態(tài)學問題[25]，為了對其擴張過程的更好理解，毛竹浸提液的化學組成及作用方式還需進一步研究。

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Allelopathic effects ofPhyllostachysedulisextracts onCastanopsissclerophylla

CHENJuan1,BAIShangbin1,*,ZHOUGuomo2,WANGYixiang2,LIANGQianqian1,CHENGYanyan1,SHENRui1

1 School of Forestry & Biotechnology, Zhejiang Agriculture & Forestry University, Lin′an 311300, China 2 School of Environment & Resource Sciences, Zhejiang Agriculture & Forestry University, Lin′an 311300, China

Interspecificcompetitionisoftencitedasoneofthemainreasonsforthesuccessfulexpansionofplantspecies,anditcanresultinirreversiblehomogenizationofplantcommunities.Allelopathyisaspecialtypeofinterferencecompetition.Therehavebeenrelativelyfewstudiesonallelopathy,especiallyinwoodyspecies,eventhoughallelopathyisincreasinglyregardedasamechanismunderlyingtheexpansionofvariousplantspecies.Itsimportanceinthestructureofplantcommunitieshasbeendemonstratedbythefactthatsomeallelopathicplantsformmonoculturesinpreviouslydiversecommunities.Allelopathicplantsproducetoxiccompoundsthatgivethemanadvantageovercompetitors.Thesecompounds,knownasallelochemicals,includeawiderangeofphenolicacidssuchasbenzoicandcinnamicacids,alkaloids,andterpenoids.Theyarereleasedintotheenvironmentinappreciablequantitiesviarootexudatesandleafleachates,andviadegradationofrootsandotherplanttissues.Thesesubstancescanmodifymanyprocessesinplantgrowthanddevelopment,includinggermination,earlyseedlinggrowth,biomassaccumulation,respiration,andphotosynthesis,leadingtothefailureofcompetingspeciestogrowandregenerate.Therefore,allelopathyisthoughttobeanimportantmechanismintheexpansionofplantcommunities. Phyllostachys edulis (Poaceae)isapopularandusefulplantindigenoustoChina.Itsshootsandculmsareharvestedasafoodsource,butitisalsoanimportantbiomassresource.PlantationsofPh. edulishaveexpandedrapidlyinsouthernChina.Recently,thisspecieshascometoberegardedasaweed;withitsrobustgrowthandstrongrhizomes,itiscapableofdominatingsomeforeststandsbydisplacingothernativeforestspecies.Thus,itisathreattobiodiversitywhenitspreadsfromplantationsintoneighboringevergreenbroad-leavedforests.However,thereislittleinformationabouttheallelopathiceffectsofthisspeciesontheregenerationofthemaintreespeciesinneighboringforests.ToexplorethepotentialallelopathyintheinvasionprocessofPh. edulis,wedeterminedtheeffectsofaqueousextractsfromPh. edulisonthegrowthofCastanopsis sclerophyllainapotexperiment.WepreparedaqueousextractsfromPh. edulisleavesandstems,litter,andsoil,atthreeconcentrations; 0.1g/mL, 0.05g/mL,and0.02g/mL.Wemeasuredtheheight,grounddiameter,andphotosynthesisofC. sclerophyllaseedlingsaftertreatmentswiththeextracts.Theallelopathiceffectsdependedontheconcentrationoftheaqueousextractanditssource.TheaqueousextractsofPh. edulisaffectedtheheight,grounddiameter,andchlorophyllrelativecontentofC. sclerophyllaseedlings.Thehighestextractconcentration(0.1g/mL)showedsignificantinhibitoryeffectsontheseparameters,whilethelowestconcentration(0.02g/mL)showedstimulatingeffects.The0.1g/mLextractreducednetphotosyntheticrateandstomatalconductanceofC. sclerophyllaseedlings.ThelightcompensationpointofC. sclerophyllaseedlingswasincreasedbytreatmentswithhighandlowconcentrationsoftheextracts.Theeffectsoftheextractdiffereddependingonthesource.Thesoilextractsshowedstrongerallelopathiceffectsthandidthestemandleafextractsandthelitterextracts.Soilextractsshowedinhibitoryeffectsatallconcentrations(0.1g/mL, 0.05g/mL,and0.02g/mL),whilestemandleafextractsandlitterextractsshowedstimulatingeffectsatthelowestconcentration(0.02g/mL).ThechangesinchlorophyllcontentandphotosyntheticperformancewereamongthemostimportantallelopathiceffectsofPh. edulisaqueousextractsonseedlinggrowth.Intheseexperiments, Ph. edulisshowedallelopathiceffectsagainstC. sclerophyllaseedlings.ThesefindingsindicatethatasPh. edulisinvadesintonewenvironments,itmayinterferewiththeregenerationofthemaintreespeciesandharmthesurroundingforest.Tobetterunderstandtheimportanceofallelopathy,futureresearchshouldfocusondeterminingthechemicalcompositionofaqueousextractsfromPh. edulisanditsmechanismsofaction.

Phyllostachys edulis;aqueousextract;photosyntheticphysiology;allelopathy; Castanopsis sclerophyllaseedlings

國家自然科學基金項目(31170594); 浙江省大學生科技創(chuàng)新(新苗人才)項目(2012R412041); 浙江農(nóng)林大學科研發(fā)展基金項目(2009FR060)

2012- 12- 23; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2014- 03- 04

10.5846/stxb201212231846

*通訊作者Corresponding author.E-mail: sequia96@163.com

陳娟,白尚斌, 周國模, 王懿祥, 梁倩倩, 程艷艷, 沈蕊.毛竹浸提液對苦櫧幼苗生長的化感效應(yīng).生態(tài)學報,2014,34(16):4499- 4507.

Chen J, Bai S B, Zhou G M, Wang Y X, Liang Q Q, Cheng Y Y, Shen R.Allelopathic effects ofPhyllostachysedulisextracts onCastanopsissclerophylla.ActaEcologicaSinica,2014,34(16):4499- 4507.