不同林龄木麻黄的化感物质对海南本土树种化感潜力研究

The studies about the allelopathy effects of plant secondary metabolism product on their own or accompanying plants are important. Two-thirds of the coastal shelter forests are pure forests composed of Casuarina equisetifolia in Hainan. Allelopathy is the main reason of forest decline and poor natural rebirth capability of pure casuarina shelter forest. Building the mixed forest is the main method to solve the problem. Choosing native species in Hainan, such as Vatica mangachapoi Blanco, Thespesia lampas, Calophyllum inophyllum, can avoid the broken zone and bare land by casuarina pure forest decline, but also be beneficial to the protection of native rare species. But there is no existing related research. Our preliminary results showed that the allelochemicals inhibited Vatica mangachapoi Blanco growth, but the mechanism is not clear. Focusing on the soil micro environmental factors of casuarina forest, this project will further isolate and identify the allelochemicals from the root, rhizosphere soil and litter leaching extracts of Casuarina equisetifolia from the different age plantation. We will also confirm their allelopathy power by bioassay using above-mentioned native plants. This project will also discuss the correlation between the allelochemicals and soil non-biological factors and soil microorganism. Our studies will provide the theoretical basis and the practical guidance for revealing allelopathy mechanism of Casuarina equisetifolia on native tree species, and choosing the suitable native tree species and casuarina plantation age to build mixed forests.

植物次生代谢产物对自身或伴生植物的化感作用是研究的热点问题。海南三分之二的沿海防护林为木麻黄纯林，由化感物质引起的自毒作用是木麻黄防护林出现林分衰老、更新困难的主要原因，建立混交林是解决此问题的有效手段。选择海南特有本土物种青皮、肖槿等与木麻黄混交，可避免由木麻黄衰退引起的断带裸地，也有利于发展本土珍稀物种。以往没有这方面的研究。我们的前期研究表明，木麻黄化感物质对青皮生长具有抑制作用，但其作用机制尚不清楚。本项目以木麻黄林土壤环境为切入点，进行不同林龄木麻黄根、土壤及凋落物浸提液化感物质的分离鉴定，同时以青皮、肖槿等具有混交潜力的本土物种作为受试对象，由生物测定明确不同浸提液中主要的化感物质及其作用浓度；通过土壤非生物因子和微生物与化感物质相关性研究，探讨木麻黄化感物质的作用途径。本项目将为揭示木麻黄化感物质对本土树种的作用机制、确定适宜混交的本土树种和木麻黄林龄提供理论依据和实践指导。

海南现有海防林中有1.6万hm2是木麻黄单一树种构成的纯林，目前木麻黄林呈现林分衰老，更新困难等问题。木麻黄通过根系、鲜枝、枯落物等途径产生对自身毒害的次生代谢物聚积在土壤中，这些有毒物质不断积累，抑制林下幼苗生长，导致木麻黄林不能自然更新是产生以上问题的主要原因。选择适当树种植入木麻黄林，建立混交林是解决这个问题的主要途径。本项目以木麻黄林土壤环境为切入点，进行了不同林龄木麻黄根、土壤及凋落物浸提液的分离鉴定及动态分析；同时以青皮、肖槿等具有混交潜力的本土物种作为受试对象，由生物测定明确了不同浸提液中主要的化感物质种类与含量；确定了适宜混交的木麻黄林龄和适当的混交树种；进行了不同林龄木麻黄凋落物及土壤的养分、pH值、土壤理化性质及生化活性测定，以明确化感物质与土壤非生物因子间的相关性；通过土壤微生物的基因组DNA分析，明确了不同林龄的木麻黄林土壤细菌及土壤真菌多样性动态变化；并通过不同林龄木麻黄林地可培养土壤微生物的分离及其代谢产物的鉴定，及与根、土壤及凋落物浸提液成份的比较，明确了土壤微生物是木麻黄化感物质来源之一。项目研究成果可为混交海防林的建立提供实践指导，也可为化感作用机制的研究提供理论依据。.项目执行期间，共发表论文9篇，其中以第一作者或通讯作者发表SCI收录论文2篇，中文核心期刊论文6篇，项目组成员发表中文核心论文1篇。培养硕士研究生3名。