书城农林臭椿生理生态学特性及在混交造林中的应用
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第25章 臭椿提取物对幼苗生长的化感效应

(一)对刺槐幼苗生长的化感效应

采用臭椿的根浸提液(自来水提取):1:3浸提液,1:6浸提液,1:9浸提液,CK(自来水);2007年8月16日,选择生长一致的刺槐容器苗进行试验(苗高约16cm),每处理10盆(每盆1株幼苗),单株重复;试验期间,每5~7d采用处理液浇施刺槐容器苗一次(300ml/株),共浇施处理液8次,对照浇灌自来水;并视盆土湿度情况在处理间隔期内同时给所有植株浇水一次。试验期间,施肥一次(尿素+颗粒磷肥,0.3%,300ml/株)。每7d调查一次植株的苗高。试验结束前(处理55d)采用SPAD-502叶绿素计(Konica Minolta Sensing, INC。Japan)测定所有处理植株的叶绿素含量一次(每植株随机测定两片功能叶);试验结束后分别测定各处理所有植株(重复)的叶片数量、单叶面积(剪纸称重法)、苗高(钢卷尺测定)、地径(数显游标卡尺)以及生物量(烘干法,70℃,48h以上)。

1.幼苗苗高

处理从8月16日开始,经过一周后,对照组(CK)的苗高超过了处理组的苗高,并且苗高优势一直保持到处理结束时。对照组与处理组的苗高在前20d内生长均较快。对照组苗高增长6~8cm,处理组的苗高增长4~6cm,比对照组苗高约低2cm。自9月6日后处理组及对照组苗高均增长减慢,对照组到试验结束时增长3~4cm,而处理组从9月20日起基本没有增长趋势。可能因为9月6日后由于气温降低刺槐幼苗进入了增长缓慢期。

试验结束时对照组CK幼苗苗高值明显高于用根浸液1:9、1:6、1:3处理的幼苗苗高值,约高出5cm。用臭椿根浸提液处理的刺槐幼苗苗高间无明显差异。方差分析表明,处理与对照间刺槐幼苗苗高差异性显著(P=0.0194<0.05),而处理组间苗高差异不显著。

对照组CK处理刺槐幼苗的苗高到试验结束时总增长量明显大于处理组。臭椿根浸提液1:9、1:6、1:3处理的刺槐幼苗苗高的增长量分别为5.56cm、6.20cm、4.50cm, CK处理的刺槐幼苗苗高增量为10.35cm。其中1:3处理的刺槐幼苗苗高增量最低,1:6处理的刺槐幼苗苗高增量略高于1:9处理的。方差分析表明,对照组与处理组的苗高增量差异性极显著(P=0.0001<0.01),处理组间的苗高无显著差异。

2.幼苗叶片叶绿素含量

用臭椿根浸提液处理的刺槐幼苗的叶绿素含量明显低于CK处理的(平均低6SPAD)。方差分析可知,不同处理间叶绿素含量差异性极显著(P=0.0028<0.01),其中对照与1:6、1:3臭椿根浸提液处理之间叶绿素含量差异极显著,与1:9臭椿根水浸提液处理的无显著差异,而1:9、1:6和1:3臭椿根浸提液处理之间叶绿素含量无显著差异。

3.幼苗地径

刺槐幼苗对照组地径(5.694mm)最大,随着处理液浓度的增大刺槐幼苗地径呈减小趋势。但方差分析表明,对照与处理及各处理组间幼苗地径均无显著差异(P=0.0537>0.05)。

4.单株叶片量

刺槐幼苗的单株叶片量随着臭椿根浸提液浓度的增大逐渐减少,对照处理单株叶片量比其他处理的单株叶量多30~45片。方差分析表明,单株叶片量处理与对照间差异极显著(P=0.0008<0.01),但各浸提液处理间无显著差异。因此浸提液处理对刺槐幼苗的叶片量有抑制作用。

5.单叶面积

随着臭椿根浸提液处理浓度的增大,刺槐幼苗的单叶面积逐渐减小,但方差分析表明,对照与处理无显著差异(P=0.1262>0.05),表明臭椿根浸提液对刺槐幼苗单叶面积大小无显著影响。

6.单株幼枝生物量

对照组的刺槐幼苗单株幼枝的生物量高于处理组的,平均高0.3g。方差分析表明,对照与浸提液处理间有极显著差异(P=0.0001<0.01),而各浸提液处理间无显著差异。因此,臭椿根浸提液对刺槐幼苗的单株幼枝生物量有抑制作用。

7.单株叶生物量

对照组的刺槐幼苗单株叶生物量明显高于处理组生物量,高0.5~0.8g;用臭椿根浸提液1:9、1:6、1:3处理的刺槐幼苗叶的生物量分别为1.25418g、1.16885g、0.973208g。方差分析表明,对照与1:6、1:3臭椿根浸提液处理间的刺槐幼苗单株叶生物量差异极显著(P=0.0017<0.01),而各浸提液处理间无显著差异。这表明高浓度的臭椿根浸提液对刺槐幼苗的单株叶生物量有抑制作用。

8.单株茎生物量

对照刺槐幼苗单株茎生物量大于各浸提液处理的刺槐幼苗单株茎生物量。方差分析表明,对照处理下的刺槐幼苗单株茎生物量与1:6、1:3浸提液处理间的刺槐幼苗单株茎生物量差异性极显著(P=0.0034<0.01),与1:9浸体液处理的茎生物量无显著差异。而各浸提液处理间的刺槐幼苗单株茎生物量无显著差异。这表明,高浓度的臭椿根浸提液对刺槐幼苗的单株茎生物量有抑制作用。

9.幼苗根生物量

各处理间刺槐幼苗单株根生物量比较,对照处理刺槐幼苗单株根生物量与1:6、1:3浸提液处理的刺槐幼苗单株根生物量差异极显著(P=0.0012<0.01),与1:9浸体液处理间根生物量无显著差异。而各浸提液处理组间的刺槐幼苗单株根生物量无显著差异。但根生物量随处理浓度增大而降低,表明高浓度的臭椿根浸提液对刺槐幼苗的单株根生物量有抑制作用。

10.幼苗全株生物量

对照处理的刺槐幼苗全株生物量明显大于浸提液处理的全株生物量,存在极显著差异(P=0.0005<0.01),而各浸提液处理组之间无显著差异。因此,臭椿根浸提液对刺槐幼苗的全株生物量有抑制作用。

11.不同处理下化感效应指数

化感效应指数(RI):RI=T/C-1,式中:C为对照值,T为处理值。当RI>0时,表示为促进作用;当RI<0时,表示为抑制作用。RI绝对值的大小代表化感作用强度的大小。

对不同处理的刺槐幼苗的生物量指标计算化感效应指数,叶绿素含量、枝、叶、茎、根和全株的生物量的化感效应指数均为负值,说明臭椿根浸提液对刺槐幼苗生长具有抑制作用。枝生物量、叶生物量、根生物量和全株生物量随着浸提液浓度的增加,化感效应指数的绝对值增大;而叶绿素含量和茎生物量指标在1:3浓度处理的化感效应指数略低于1:6处理的。

对不同处理的刺槐幼苗形态指标计算化感效应指数,幼苗地径、单株叶片数量、叶面积、单叶重和苗高值及苗高增量在各浸提液处理下的化感效应指数均为负值,这表明臭椿的化感效应对刺槐叶的形态指标影响显著。而且臭椿根浸提液的浓度越大,则化感效应绝对值越大,说明浸提液对刺槐叶和苗高生长的抑制作用越强,化感效应越明显。

(二)对白蜡幼苗生长的化感效应

水浸提液的制备:采臭椿嫩枝叶称重500g剪碎,然后把嫩枝叶与蒸馏水以1:5的比例密封浸泡24h,过滤后将浸提液置于干净的玻璃容器内密封待用(注:所配原液下称母液,浓度为1:5)。水浸提液处理:试验设对照(CK),1:5(A),1:10(B),1:15(C)4个不同浓度处理。在温室盆栽2个月的新疆杨、白蜡苗木中挑出长势相近的植株,其中新疆杨处理为单株小区4次重复,白蜡处理为单株小区5次重复。每7~10d喷施一次水浸提液,共喷施7次,每次每株用量约12ml。

乙醚提取液的制备:采臭椿嫩枝叶称重500g粉碎,以嫩枝叶:乙醚:蒸馏水1:1:1的比例浸泡,用蒸馏法蒸馏出乙醚、提取液的混合液,再用水浴蒸馏回收乙醚。乙醚提取液处理:试验设对照(乙CK)、0.5%(Tr1)、1.0%(Tr2)、1.5%(Tr3)、2.0%(Tr4)等5个不同的处理浓度。挑选出长势相近新疆杨、白蜡的苗木植株,各处理为单株小区5次重复并随机摆放,每7~10d喷施一次乙醚提取液,共喷施处理7次,每次每株用量约12ml。

1.对苗木苗高的影响

随着水浸提液浓度的降低,对白蜡苗高增长呈现上升的趋势,当处理浓度为1:5时,与对照相比受到抑制作用,抑制率达到42%;处理浓度为1:10、1:15时,与对照相比,苗高增长了10cm、19cm。由此看出,在这两个处理浓度下对白蜡苗木苗高增长的促进作用明显。因此,同样表现出低浓度促进,高浓度抑制的变化规律。由方差分析可知,不同处理对白蜡苗高的影响存在显著差异(P=0.0184<0.05),进一步做多重比较看出处理C与其他处理存在显著差异。

嫩枝叶乙醚提取液对白蜡苗木苗高的增长的影响规律不明显,当处理浓度为0.5%时,白蜡苗木苗高增长最大,两次测定差值比对照大46%;当浓度为1.0%时,白蜡苗木苗高增长最小,两次测定差值比对照小21%。由方差分析表明,乙醚提取液不同处理对白蜡苗木苗高的影响不显著(P=0.6527>0.05)。

2.对苗木地径的影响

嫩枝叶水浸提液对白蜡苗木地径的增长有一定的影响,当处理浓度为1:5时,与对照相比地径的增长受到一定抑制作用,抑制率为29%。方差分析可知,水浸提液不同处理对白蜡苗木地径增长的影响不显著(P=0.4475>0.05)。

嫩枝叶乙醚提取液对白蜡苗木地径增长的影响规律不明显,当处理浓度为1.0%、1.5%时,与对照相比苗木地径增长受抑制的程度较大,抑制率分别为30%、27%。方差分析表明,乙醚提取液不同处理对白蜡苗木地径的影响不显著(P=0.4745>0.05)。

3.对苗木新梢长度的影响

嫩枝叶水浸提液对白蜡苗木新梢长度具有一定影响。当处理浓度为1:5时,与对照相比新梢长度抑制率达40%。可当处理浓度为1:10、1:15时,与对照相比新梢长度增长都在40%以上。说明在这两个浓度下对新梢的增长起到促进作用。由方差分析得出,不同处理对白蜡苗木新梢长度的影响存在显著差异(P=0.0211<0.05)。进一步做多重比较表明,处理C与其他处理间存在显著差异。

不同浓度臭椿嫩枝叶乙醚提取液对新梢生长的影响不同,当处理浓度为0.5%、1.0%时,与对照相比新梢生长受到抑制,抑制率分别为58%、42%;而当处理浓度为1.5%、2.0%时,抑制率分别为89%、79%。这说明乙醚提取液浓度越高对白蜡苗木新梢生长抑制程度越大,而且处理时间越长受抑制程度越明显。方差分析表明,不同处理对白蜡苗木新梢长度的影响存在显著差异(P=0.0308<0.05),进一步做多重比较可知,Tr4、Tr3与其他处理之间存在显著差异,表现为明显的抑制作用。

4.对苗木新梢直径的影响

臭椿嫩枝叶水浸提液对白蜡苗木新梢直径生长的影响无明显的变化规律,当处理浓度为1:5时,与对照相比增长了2倍,其他两个处理也有不同程度的增长。方差分析表明,水浸提液对白蜡苗木新梢直径的影响不显著(P=0.424>0.05)。

嫩枝叶乙醚提取液在处理浓度为1.5%时,新梢直径生长量最大,两次测定的差值比对照大32%;当处理浓度为2.0%时,新梢直径生长量最小,两次测定的差值比对照小2.5%。进一步做方差分析可知,乙醚提取液对白蜡苗木新梢直径的影响无显著差异(P=0.9259>0.05)。

5.对苗木单株叶量的影响

嫩枝叶水浸提液处理对白蜡苗木单株叶量有一定的影响。当处理浓度为1:5时,与对照相比叶量减少表明,不同处理对白蜡苗木叶量的影响存在显著差异(P=0.026<0.05),进一步做多重比较看出,处理C与其他处理之间存在着显著的差异,表现为促进作用。

嫩枝叶乙醚提取液对白蜡单株苗木叶量的影响不明显。当处理浓度为0.5%时,叶量比对照增多了68%;当处理浓度为1.0%时,与对照相比减少了5%。方差分析表明,不同乙醚提取液处理对白蜡苗木叶量的影响差异不显著(P=0.7882<0.05)。

6.对苗木叶面积的影响

嫩枝叶水浸提液对白蜡苗木单叶叶面积有一定影响。当处理浓度为1:5时,与对照相比苗木叶面积减小,但方差分析表明,水浸提液不同处理对白蜡苗木叶面积的影响不显著(P=0.358>0.05)。

由6-55可以看出,嫩枝叶乙醚提取液对白蜡苗木叶面积有一定的影响,当处理浓度分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%时,叶面积比对照分别增大为338%、364%、361%、345%。

(三)对新疆杨幼苗生长的化感效应

臭椿提取液对新疆杨幼苗的处理方法与白蜡苗木的处理方法相同。

1.对苗木高度的影响

当水浸提液处理浓度为1:5时,新疆杨苗木苗增高与对照相比增高了10cm;当处理浓度为1:10时,与对照相比,苗高的增长量减少了12.5cm。方差分析表明,水浸提液不同处理对新疆杨苗木苗高的影响差异不显著(P=0.3781<0.05)。

臭椿嫩枝叶乙醚提取液对新疆杨苗木苗高的增长量变化规律不明显。当浓度为2.0%时,与对照相比苗高的增长量受抑制,抑制率达35%,当浓度为1.0%时,与对照相比苗高增长了16%,说明该处理促进苗木的增长。方差分析表明,乙醚提取液不同处理对新疆杨苗木苗高的影响不显著(P=0.4514>0.05)。

2.对苗木地径的影响

嫩枝叶水浸提液处理对新疆杨苗木地径的增长有一定的影响,但方差分析表明,水浸提液不同处理对新疆杨苗木地径的影响差异不显著(P=0.737>0.05)。

乙醚提取液对新疆杨苗木地径的生长有一定的影响。如当处理浓度为1.0%时,与对照相比,地径的生长受到抑制。但方差分析表明,乙醚提取液不同处理对新疆杨苗木地径生长的影响差异不显著(P=0.7688>0.05)。

3.苗木新梢长度

随着水浸提液浓度的降低,新梢长度略有上升的趋势。方差分析表明,水浸提取液处理对新疆杨苗木新梢长度的影响差异不显著(P=0.2826>0.05)。

乙醚提取液处理新疆杨苗木,对新梢长度的影响规律不明显。方差分析可知,不同处理对新疆杨苗木新梢长度的影响无显著差异(P=0.9453<0.05)。

4.对苗木新梢直径的影响

随着水浸提液浓度的降低,新梢直径的增长量呈上升趋势,当浓度为1:10时,新梢直径的增长量为对照的两倍。由方差分析表明,水浸提液不同处理对新疆杨苗木新梢直径增长的影响差异不显著(P=0.7205<0.05)。

臭椿嫩枝叶乙醚提取液浓度为1.5%时,新梢直径的增长量比对照减小了47%。而在浓度为0.5%时,增长量比对照又增加了19%。但方差分析可知,乙醚提取液处理新疆杨苗木新梢直径增长的差异不显著(P=0.8435>0.05)。

5.对苗木叶量的影响

随着水浸提液浓度的降低,对单株叶片数量的影响不明显。方差分析表明,水浸提液不同处理对新疆杨幼苗单株叶量的影响差异不显著(P=0.908>0.05)。

随着乙醚提取液浓度的增大,叶量增长的变化趋势不明显。乙醚提取液处理对新疆杨苗木叶量的增长差异不显著(P=0.4439<0.05)。

6.对苗木叶面积的影响

随着臭椿嫩枝叶水浸提液浓度的降低,对新疆杨苗木单叶叶面积增长的影响趋势不明显。由方差分析可知,各处理对新疆杨苗木单叶叶面积增长的影响差异不显著(P=0.7929>0.05)。

臭椿嫩枝叶乙醚提取液对新疆杨苗木单叶叶面积有一定的影响。与对照相比,处理浓度为0.5%时,对苗木叶面积的增长起到促进作用;而浓度为2.0%时,对叶面积的增长的抑制率达50%;表现为低浓度促进,高浓度抑制的作用规律。方差分析表明,不同处理对新疆杨苗木叶面积增长有显著差异(P=0.0492>0.05);进一步做多重比较可知,处理Tr1与其他处理间存在显著的差异,表现为促进作用。

(四)对新疆杨、白蜡生物量的影响

1.臭椿水浸提液对新疆杨、白蜡苗木生物量的影响

臭椿嫩枝叶水浸提液对与新疆杨、白蜡苗木枝和根的生物量增长与对照相比没有明显的差异。其中,当水浸提液处理浓度为1:5时,白蜡枝的生物量与对照相比,增长了17g;当处理浓度为1:15时,对新疆杨枝的生物量有明显的促进作用,增长了12g,但水浸提液对根的生物量没有显著的影响。

2.臭椿乙醚提取液对新疆杨、白蜡苗木生物量的影响

嫩枝叶乙醚提取液对新疆杨、白蜡苗木枝、根生物量的增长没有明显的影响。与对照CK相比处理Tr1中白蜡枝的生物量有明显的增长,增长量为17g,其余各处理生物量在不同处理浓度的影响下均无明显的变化,说明乙醚提取液对新疆杨白蜡苗木生物量的增长影响不大。

臭椿嫩枝叶水浸提液处理浓度为1:5时,对新疆杨苗木地径、叶量和白蜡苗木苗高、地径、新梢长度、叶量、叶面积等都有一定程度的抑制作用,其中对白蜡苗高的抑制率达到42%。当处理浓度为1:10、1:15时,对新疆杨、白蜡苗木大部分形态指标都有明显的促进作用,对白蜡苗木新梢长度的促进作用达到378%,这充分说明用水浸提液处理新疆杨、白蜡苗木表现出高浓度抑制,低浓度促进的作用结果。张凤云等(2005)所做的核桃青皮提取物对几种作物苗木生长的影响也表现出相同的结果,为什么会出现促进的作用还有待于进一步研究。

臭椿嫩枝叶乙醚提取液处理新疆杨苗木时,当乙醚提取液浓度为0.5%、1.0%时,新疆杨苗木苗高、新梢长度、叶面积的增长量都有不同程度的增加;处理白蜡苗木时,对白蜡苗木苗高、叶量等增长量同样表现出不同程度的增加,这说明当浓度较低时对新疆杨、白蜡苗木的生长表现出促进作用,促进作用明显的新疆杨苗高增长率可达35%;但当处理浓度1.5%、2.0%时,对新疆杨苗木苗高、新梢长度、新梢直径、叶面积等都有不同程度的抑制作用,对白蜡新梢长度、新梢直径也表现为抑制作用,白蜡苗木新梢长度抑制最大,抑制率达80%以上。这也说明,乙醚提取液浓度越大,苗木生长受抑制越明显,但低浓度起到一定的促进作用。

通过两种提取液对新疆杨、白蜡苗木各个形态指标化感效应的分析表明,乙醚提取液对苗木生长的影响要明显强于水提取液,这说明乙醚提取液内的有效成分的活性比水提取液的强。例如两种提取液同时对白蜡新梢长度指标进行处理,结果表明,乙醚提取液浓度为2.0%时,白蜡新梢长度的抑制率可达80%,但水浸提液处理却表现为促进作用,而且促进生长达40%以上。至于出现的低浓度促进,还有待于继续探讨和研究。