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巨桉(Eucalyptus grandis)作为我国南方地区退耕还林主要树种,具有生长快、对气候变化适应性强、更新速度快、经济效益高的特点。以往桉树人工林化感作用研究较多关注水溶性酚酸类化感物质,其产生的挥发性主要是单萜类及其衍生物由于其较低的水溶性大多数研究局限在单萜类物质经空气为载体的直接作用,缺乏挥发性单萜经土壤载体对受体植物和土壤微生物作用及反馈机制研究,这不能全面、系统地解释桉树人工林的化感行为。本研究在前期研究的基础上,以外源添加的方法,研究在巨桉林下土壤中存在且相对浓度较高的三种挥发性化合物(辛烷、2,4-二叔丁基苯酚、2,2’-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚))对三种受体植物萌发、幼苗生长及生理指标(MDA, TTC)以及土壤微生物(细菌和真菌)群落结构特征的化感作用,旨在探究巨桉人工林挥发性物质的化感作用机制,为巨桉人工林的科学经营和管理提供理论依据。结果如下:(1)巨桉人工林三种挥发性物质中,2,4-二叔丁基苯酚对受体植物的抑制作用最强,且具有浓度效应,不同浓度的处理显著抑制植物种子萌发和生长;2,4-二叔丁基苯酚处理显著促进了各受体幼苗MDA含量,尤其对幼苗的根系活力影响更为显著。辛烷对三种受体种子的萌发和生长均具有显著抑制作用,且具有高抑低促进或不显著的作用,对绿豆的作用最显著,其次为莴苣和萝卜;辛烷对受体的根系活力(TTC)均表现为高浓度抑制低浓度促进,但辛烷对三种受体植物幼苗中丙二醛含量的影响均呈现高浓度促进低浓度抑制。2,2’-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)对萝卜种子萌发和生长的化感抑制作用较大,对绿豆萌发率、根长苗高均呈现高浓度抑制,低浓度抑制作用显著降低甚至促进作用,对苗/根鲜重比在较高浓度(C3)时呈现促进作用,同时,在该物质处于低浓度时,对绿豆的幼苗中MDA含量还有一定程度的抑制作用。(2)本研究利用Illumina Miseq技术,通过巨桉(Eucalyptus grandis)人工林三种挥发性物质外源添加入弃耕土壤,对土壤细菌和真菌群落结构特征进行测序研究,分别获得细菌17个门类和真菌6个门类。除在DGGE中得到的优势类群外本研究还发现了细菌门类的泉古菌门(Crenarchaeota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、浮霉菌门(Planctomycetes)、放线菌门(Actinobacteria)、广古菌门(Euryarchaeota)、Parvarchaeota、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、OD1、WS3、 Armatimonadetes和真菌门类的子囊菌门(Ascomycota)、Basal_fungi、担子菌门(Basidiomycota)、LKM11、LKM15。(3)从细菌和真菌的条带数来看,随着2,4-二叔基丁酚浓度的降低,细菌和真菌可利用的条带数均表现为增强的抑制作用。在辛烷处理下,细菌可利用条带数表现为高浓度促进低浓度抑制的作用;真菌条带数表现为高浓度抑制低浓度促进的作用。2,2’-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)对细菌可利用条带数表现为高浓度促进低浓度抑制的作用;对真菌可利用条带数表现为减弱的抑制作用。(4)从优势细菌群落组成来看,随着2,4-二叔基丁酚浓度的降低,在门的分类水平上,除变形菌表现为增强的促进作用外,其余各优势菌群均表现为减弱的抑制作用;在属的分类水平上,除变形菌门下分属的细菌(假单胞杆菌、无色杆菌、固氮弓菌以及产碱菌)表现为促进作用外,其余优势菌群表现为抑制作用,但对芽孢杆菌、硝化螺旋菌、光合细菌Rhodoplanes和固定化甲烷八叠球菌的抑制作用不受浓度影响。辛烷对不同细菌门类表现出促进或抑制作用;在属的分类水平上,辛烷除对假单胞菌表现为促进作用外,对变形菌门其他优势分属和其他优势菌群均表现为抑制作用。在2,2’-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)作用下,变形菌、厚壁菌、浮霉菌和绿弯菌受到抑制,其他优势菌群则呈现出化感促进作用;变形菌门中的假单胞菌和无色杆菌受到抑制作用,而产碱菌和固氮弓均则表现为促进作用。从优势真菌群落组成来看,2,4-二叔基丁酚对子囊菌和担子菌均呈现促进作用,对LMK15表现为高浓度抑制低浓度促进的作用,而对Basal-fungi则表现为抑制作用;在属的分类水平上,除对拮抗真菌Panorb is-viscosus表现为高浓度促进低浓度抑制、浮孢菌表现为促进作用、青霉菌不受影响外,其余均表现为抑制作用。辛烷对子囊菌表现为促进作用,对Basal-fungi表现为抑制作用。2,2’-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)对子囊菌和担子菌表现为促进作用,对Basal-fungi和LMK15表现为抑制作用;在属的分类水平上,其对绝大多数优势真菌类群表现为促进作用。(5)从细菌和真菌群落多样性和丰富度来看,2,4-二叔基丁酚对土壤细菌多样性和丰富度表现为抑制作用;除对土壤真菌Shannon-wiener和Simpson指数表现为增强的促进作用外,对其余丰富度和物种发育指数均表现为抑制作用。辛烷对土壤细菌丰富度和多样性指数均表现为减弱的抑制作用;除chaol外,对真菌其余指数均表现为高浓度促进低浓度抑制的作用。在2,2’-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)作用下,土壤细菌多样性和丰富度指数均表现为高浓度促进低浓度抑制或无影响:其对土壤真菌多样性和丰富度指数均表现为促进作用。从土壤细菌和真菌主成分分析和聚类分析来看,土壤细菌和真菌根据挥发性物质的种类不同分别聚集在一支,而浓度处理差异在此时所起的作用不十分明显。综上所述,巨桉人工林土壤中存在且在轮伐期前土壤中存在较多的三种挥发性化合物2,4-二叔基丁酚、辛烷、2,2’-亚甲基双(6-叔丁基·4-甲基苯酚)对三种受体植物的萌发和幼苗生长均具有化感抑制作用,且具备高浓度抑制低浓度促进的浓度效应。2,4-二叔基丁酚和辛烷对细菌和真菌群落结构及多样性、丰富度均具有化感抑制作用,2,2’-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)对细菌和真菌群落结构及多样性、丰富度化感作用不明显。三种挥发性物质中,2,4-二叔基丁酚的化感抑制作用较强。这些结果对认识巨桉人工林化感作用机制具有十分重要的意义。