杉木化感自毒作用是杉木人工纯林连作后生产力下降的重要原因, 根系分泌和凋落物分解又是化感物质的重要来源. 通过研究不同磷胁迫和凋落物处理下杉木幼苗根系及距根土界面不同距离土壤切片中化感次生物质的种类和含量, 采用间接的方法, 探讨根系分泌和凋落物分解产生的化感次生物质对杉木幼苗生长的影响, 为杉木连作地力衰退的化感作用机理提供新的依据.
本研究分析了不同磷胁迫下杉木幼苗根/土界面的化感物质及其对杉木种子发芽的化感效应。结果发现,杉木根/土界面土壤水浸液中的几种化感酚类化合物的含量并不受磷胁迫的影响。随后,我们对研究工作做了部分调整。首先,用固体高分辨核磁共振技术(NMR)结合魔角旋转(MAS)和交叉极化(CP) 技术进行分析了杉木根/土界面土壤 (与根的距离<2MM的土壤) 和非杉木根/土界面土壤 (与根的距离>10MM的土壤)中土壤碳库的化学组成。发现杉木根系分泌物显著增加了土壤中烷基碳和芳碳的比例,但对其它碳组份没有显著影响。其次,我们采用以空间代替时间的方法, 利用13C-MAS-CP-NMR技术, 研究了连栽杉木人工林中采伐剩余树桩的腐殖化过程及碳结构的变化,发现随着树桩分解程度的增加, 多糖碳和乙缩醛碳比例减少,而烷基碳、芳香族碳和羧基碳比例随着树桩分解程度的增加而增加. 最后,我们利用稳定同位素的自然丰度探讨了杉木叶及根凋落物水浸液中化感物质影响杉木幼苗生长的生理学机制.结果发现110浓度的杉木叶及根凋落物水浸液降低了杉木叶片d13C (‰), 但氧同位素组成没有影响.