周麗珠 谷瑤

(廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院/廣西特色經(jīng)濟(jì)林培育與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530002)

化感作用普遍存在于桉樹(shù)人工林生態(tài)系統(tǒng)，化感物質(zhì)的釋放途徑主要有4種，揮發(fā)釋放、淋溶釋放、根系釋放和腐爛釋放[1]。植物化感作用因植物競(jìng)爭(zhēng)、昆蟲(chóng)危害、動(dòng)物取食和微生物侵染而加強(qiáng)[2]。桉樹(shù)的化感作用研究比較多。桉樹(shù)葉水浸提液對(duì)芥菜和油茶種子的化感作用顯著，使植物的幼苗根系活力降低[3]。巨尾桉葉片的揮發(fā)物對(duì)玉米種子萌發(fā)隨樹(shù)齡的增加而減弱，可抑制玉米幼苗側(cè)根分化，能顯著抑制胚根伸長(zhǎng)[4]，對(duì)林下植物三椏苦的幼苗也有明顯抑制作用[5]。也有研究表明，雖然巨尾桉會(huì)影響林下植物的產(chǎn)量，但是從藥材指紋圖譜看，對(duì)藥材質(zhì)量影響較小[6]。大葉桉會(huì)釋放某些化學(xué)物質(zhì)，從而抑制林地其它植物生長(zhǎng)，對(duì)土壤種子庫(kù)中雜草種子的萌發(fā)有一定的抑制作用[7]。藍(lán)桉枝葉的水浸提液對(duì)藍(lán)桉種子萌發(fā)及其幼苗生長(zhǎng)能起到促進(jìn)作用[8]，濃度較低時(shí)，對(duì)黑麥草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)也同樣具有促進(jìn)作用，濃度較高時(shí)則會(huì)抑制黑麥草幼苗生長(zhǎng)[9]。

檸檬桉(Eucalyptus citriodora Hook. f.)是桃金娘科(Myrtaceae)桉屬(Eucalyptus)樹(shù)種[10]，在我國(guó)海南、福建、廣東、廣西均有栽培種植。檸檬桉葉含揮發(fā)油，鮮葉含油率在0.8%～2.12%[11,12]，揮發(fā)油主要成分為香茅醛、新異胡薄荷醇、異胡薄荷醇、香茅醇、乙酸香茅酯、β-石竹烯等[13]。爪哇香茅(Cymbopogon winterianus Jowitt)是禾本科香茅屬植物，揮發(fā)性成分的主要組分為有香茅醛、香葉醇、β-香茅醇和欖香醇等[14]。檸檬桉和爪哇香茅揮發(fā)油的主要成分均為香茅醛，檸檬桉林下套種爪哇香茅草對(duì)植物生長(zhǎng)以及揮發(fā)油成分的影響研究還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。本研究以檸檬桉林下種植爪哇香茅草為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)爪哇香茅生物量的測(cè)定，以及檸檬桉精油和爪哇香茅油主要成分的測(cè)定，通過(guò)與純林進(jìn)行比較，考察香茅草、檸檬桉中香茅醛和香葉醇含量變化，分析復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式對(duì)檸檬桉油和香茅油品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

試驗(yàn)地選在防城港市防城區(qū)，防城區(qū)屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫21.2℃，年平均降雨量2213.3mm。雨量充沛，氣候溫暖，無(wú)霜凍期，符合檸檬桉和爪哇香茅種植的氣候條件。

爪哇香茅純林種植于平地，采用起垅雙排種植模式，保持排水良好，種植密度為0.7m×0.8m；檸檬桉油用林同樣在平地種植，以1.5m×2m密度造林，種植檸檬桉1a以后，在行間套種爪哇香茅，在行間起垅，確保林地排水性好。種植爪哇香茅、檸檬桉的試驗(yàn)地土壤條件、海拔、坡度均相似。

采集純林種植6個(gè)月以上的爪哇香茅鮮葉、純林種植1a以上的檸檬桉枝葉以及復(fù)合經(jīng)營(yíng)種植的6個(gè)月以上的爪哇香茅草和種植1a以上的檸檬桉枝葉，稱取鮮葉重量，提取揮發(fā)油，用氣相色譜儀分析揮發(fā)油的組分。

1.2 儀器與試劑

Aglient 7890A氣相色譜儀，石英毛細(xì)管柱BR-5。無(wú)水乙醇(AR，天津市大茂化學(xué)試劑廠)。

2 試驗(yàn)方法

2.1 含油率測(cè)定

分別將采集到的爪哇香茅鮮葉和檸檬桉鮮葉切碎至2～3 cm長(zhǎng)，采用四分法均勻抽樣，進(jìn)行水分測(cè)定，再將切好的鮮葉分別裝入2000mL的圓底燒瓶，用傳統(tǒng)水蒸氣法提取揮發(fā)油，爪哇香茅和檸檬桉鮮葉的蒸餾時(shí)間均為1h，稱取收集到的揮發(fā)油重量，參考秦榮秀等[15]方法計(jì)算絕干含油率。

2.2 檸檬桉精油檢測(cè)

采用氣相色譜對(duì)提取到的檸檬桉精油進(jìn)行定量分析，對(duì)比分析主成分的變化。GC定量分析條件：ZB-WAX石英毛細(xì)管柱(30m×0.25mm，0.25μm)，氫火焰離子檢測(cè)器(FID)；升溫程序：線性升溫從70 ℃至220 ℃，速率2℃·min-1；載氣(N2)流速1mL·min-1；檢測(cè)器溫度250℃，進(jìn)樣口溫度200℃，分流比1∶100，進(jìn)樣量0.5μL。

2.3 爪哇香茅精油檢測(cè)

采用氣相色譜對(duì)提取得到的爪哇香茅精油進(jìn)行定量分析，對(duì)比分析主成分的變化。GC定量分析條件：載氣為N2；升溫程序：80℃保持1min，以2℃·min-1升溫速率升至150℃，再以10℃·min-1的升溫速率升至230℃，在230℃下保持5min， 汽化室250℃，進(jìn)樣口250℃，分流比1∶50，進(jìn)樣量0.4μL；色譜柱：毛細(xì)管柱，長(zhǎng)50m，內(nèi)徑0.25mm；固定相：PEG 20000；膜厚：0.25μm；檢測(cè)器：火焰離子化檢測(cè)器。

3 結(jié)果與分析

3.1 林下套種對(duì)爪哇香茅株高、分蘗能力、含油率和鮮葉產(chǎn)量的影響

對(duì)試驗(yàn)地種植的爪哇香茅(純林和林下套種)株高、分蘗數(shù)、絕干含油率以及鮮葉產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定分析，相關(guān)數(shù)據(jù)從2020年3月開(kāi)展進(jìn)行跟蹤收集，跟蹤測(cè)定8個(gè)月，截止至12月，數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。通過(guò)純林種植爪哇香茅和林下套種爪哇香茅對(duì)比，從表1可知，隨著爪哇香茅生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)(3—9月)，株高、每穴的分蘗株數(shù)以及每株鮮葉產(chǎn)量均明顯提高，爪哇香茅純林的株高從3月的86.1cm增加至9月的110.2cm，林下套種的爪哇香茅的株高從3月的85.4cm增加至9月的106.3cm，到12月生長(zhǎng)高度呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，但增加的幅度減少。純林種植的每穴分蘗株數(shù)從3月的80.4株增加到93.4株，純林的分蘗能力明顯高于林下套種。由于試驗(yàn)林地種植的檸檬桉生長(zhǎng)期不長(zhǎng)，還屬于幼林，林地的郁閉度不高，爪哇香茅接收光照與純林差別不大，爪哇香茅的生長(zhǎng)需要強(qiáng)光照，試驗(yàn)條件下純林和林下爪哇香茅的鮮葉的產(chǎn)量也相差不多。絕干含油率在12月出現(xiàn)下降，純林爪哇香茅從9月的1.90%降至1.78%，林下爪哇香茅從9月的2.0%下降至1.90%，總體上看，純林的爪哇香茅的得油率低于林下爪哇香茅的得油率，不管是純林還是林下，爪哇香茅的株高、分蘗數(shù)、鮮葉產(chǎn)量較9月增加幅度不高。總體上看，純林種植爪哇香茅生長(zhǎng)情況高于林下套種的爪哇香茅，表明檸檬桉落葉的化感作用在一定程度上會(huì)抑制爪哇香茅的生長(zhǎng)，但是影響不大。從揮發(fā)油得油率看，通過(guò)檸檬桉和爪哇香茅的復(fù)合經(jīng)營(yíng)，較純林種植比較，能夠有效提高揮發(fā)油得油率。因此，檸檬桉林下種植爪哇香茅可作為一種有效的復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式。

表1 不同種植模式下爪哇香茅的生長(zhǎng)情況比較

表2 爪哇香茅油和檸檬桉油成分分析

3.2 林下套種對(duì)爪哇香茅揮發(fā)油主成分的影響

采用氣相色譜儀分析爪哇香茅油和檸檬桉精油的香茅醛和香葉醇含量，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。爪哇香茅油和檸檬桉油主成分含量最高的香茅醛較純林相比也得到了一定提高，尤其是檸檬桉油的香茅醛含量從純林的72.64%提高到75.34%，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《檸檬桉(精)油》對(duì)香茅醛含量的要求。香葉醇在爪哇香茅油中含量較高，純林種植時(shí)，香葉醇含量為17.988%，套種在檸檬桉林下，香葉醇含量有小幅度增加，達(dá)到18.722%，而香葉醇在檸檬桉油中占比較低，僅為0.181%，復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式之后，在檸檬桉油中檢測(cè)不到香葉醇。在復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式下，爪哇香茅油中香茅醇含量較純林種植提高了，而檸檬桉油中香茅醇含量較純林種植時(shí)降低了，香葉醇、香茅醛和香茅醇均屬于鏈裝單萜類(lèi)化合物，在植物生長(zhǎng)過(guò)程中也會(huì)相互轉(zhuǎn)化，因此，檸檬桉和爪哇香茅的套種，有利于揮發(fā)油和主成分含量的提高。

4 結(jié)論

本研究通過(guò)對(duì)爪哇香茅草純林和檸檬桉-爪哇香茅草復(fù)合經(jīng)營(yíng)林的爪哇香茅生長(zhǎng)情況對(duì)比發(fā)現(xiàn)，隨著生長(zhǎng)期的增加，爪哇香茅的含油率呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì)，套種林的爪哇香茅得油率高于純林，且精油的特征組分含量較純林高。在生長(zhǎng)期6個(gè)月之后，株高、分蘗數(shù)以及平均鮮葉產(chǎn)量均有增加，但幅度不大，與純林對(duì)比，套種林的爪哇香茅生長(zhǎng)情況相差不大。