农林复合系统具有可持续发展和高效利用土地资源等特点,因而受到人们的普遍重视。核桃是我国传统的经济林树种,也是农林复合系统中重要的目的树种。近年来,随着经济林建设和退耕还林工程的实施,核桃栽植面积日益增大,在产生良好经济效益的同时,其化感作用所带来的生态负效应也受到了人们的关注,相关研究一直是国内外生态学研究的热点。在生产实践中,避免核桃化感作用对伴生农作物的影响,或采取科学合理的经营管理措施以减轻核桃的化感作用具有较强的现实意义。本试验在研究了秦巴山区核桃凋落叶分解的化感作用的基础上,陆续进行了川西高山峡谷区和四川盆地丘陵区核桃凋落叶分解的化感作用研究,一方面拓宽了核桃凋落叶的采集区域,使得实验结果更具普遍性,另一方面逐步加深了机理探讨,较为清晰地展现了核桃凋落叶分解过程中产生的强烈化感作用及其作用机制和主要化感物质。进一步地,通过GC-MS分析技术结合生物测试,对川西和秦巴两地核桃凋落叶分解的化感作用强弱进行了对比,从而明确了环境条件对核桃化感作用表达的影响。主要研究结果如下：1.三个地区的核桃凋落叶在分解过程中均显示出了明显的化感效应,受体植物萝卜、菠菜和小白菜的生长受到了明显的影响,不仅体现在营养生长受限上,也体现在开花物候延迟上。但是,受体植物子代的生长状况和化感耐受性并没有受到明显的影响。2.总体上看,三个地区的核桃凋落叶分解的化感效应均表现出随着在土壤中添加量增大而增强的“剂量效应”和随分解时间延长而减弱的“时间效应”。其中,秦巴和川西核桃凋落叶分解对小白菜生长的影响在75 d后减弱,川西核桃凋落叶对萝卜生长的化感效应在120 d得以恢复,而四川盆地核桃凋落叶对菠菜生长的化感效应在135 d得以缓解。3.在核桃凋落叶分解条件下,小白菜、萝卜和菠菜三种受体植物均可通过改变抗氧化酶活性来应对核桃化感作用对活性氧代谢失衡所造成的影响,这在一定程度上避免了膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量的上升。但随着化感效应增强,受体植物的细胞膜过氧化程度加重,保护酶活性降低,植物体内的生理代谢异常,这可能是受体生长受到抑制的原因之4.核桃地凋落叶在分解过程中可能影响了受体植物对水分的吸收,造成了一定的渗透胁迫,因而受体植物通过调节可溶性糖和可溶性蛋白含量来应对。5.核桃凋落叶分解还可抑制受体光合色素的积累,影响受体植物叶片的气体交换过程,降低其对光的适应和利用能力,从而减弱其光合作用,最终影响其生长。6.通过气质联用(GC-MS)检测,在川西、秦巴山区和四川盆地三地核桃凋落叶中检测出8类30种相对含量>1%的次生代谢物质,萜类12种,脂肪酸4种、醇类4种、甾族化合物3种,酚类2种、酯类2种、酮类2种、烯烃1种,其中的许多已被报道具有化感作用。7.平行空白试验发现,采用蒸煮并用有机溶剂浸提后的凋落叶施入土壤后并没有明显影响受体植物的生长,这一试验结果表明,核桃凋落叶在分解过程中释放的潜在的化感物质影响了受体植物的生长,而不是凋落叶的施入对土壤通气透水性的改变造成了上述结果。8.对比研究显示,川西核桃凋落叶分解的化感作用强于秦巴山区核桃凋落叶。这可能是川西高山峡谷区环境条件较差,导致核桃体内积累的白菖油萜、茅苍术醇、β-桉叶醇、6,10,14-三甲基-2-十五烷酮、亚麻油酸、硬脂酸、十八醇、γ-谷甾醇和豆甾-4-烯-3-酮等具有化感活性的次生代谢物质多于秦巴山区核桃。上述研究显示,核桃凋落叶分解普遍地对农作物具有明显的化感作用,特别是在环境条件相对较差的地区。进行核桃林下间作或套种等林农复合经营时,应清理堆积过多的核桃凋落叶,或先将其分散堆积于核桃树基,待作物生长一段时间后再回田,以免对农作物产生不良影响。