林下套種模式下爪哇香茅生長情況的研究

周麗珠 谷瑤

(廣西壯族自治區林業科學研究院/廣西特色經濟林培育與利用重點實驗室，廣西 南寧 530002)

化感作用普遍存在于桉樹人工林生態系統，化感物質的釋放途徑主要有4種，揮發釋放、淋溶釋放、根系釋放和腐爛釋放[1]。植物化感作用因植物競爭、昆蟲危害、動物取食和微生物侵染而加強[2]。桉樹的化感作用研究比較多。桉樹葉水浸提液對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]。巨尾桉葉片的揮發物對玉米種子萌發隨樹齡的增加而減弱，可抑制玉米幼苗側根分化，能顯著抑制胚根伸長[4]，對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，雖然巨尾桉會影響林下植物的產量，但是從藥材指紋圖譜看，對藥材質量影響較小[6]。大葉桉會釋放某些化學物質，從而抑制林地其它植物生長，對土壤種子庫中雜草種子的萌發有一定的抑制作用[7]。藍桉枝葉的水浸提液對藍桉種子萌發及其幼苗生長能起到促進作用[8]，濃度較低時，對黑麥草種子萌發和幼苗生長也同樣具有促進作用，濃度較高時則會抑制黑麥草幼苗生長[9]。

檸檬桉(Eucalyptus citriodora Hook. f.)是桃金娘科(Myrtaceae)桉屬(Eucalyptus)樹種[10]，在我國海南、福建、廣東、廣西均有栽培種植。檸檬桉葉含揮發油，鮮葉含油率在0.8%～2.12%[11,12]，揮發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油的主要成分均為香茅醛，檸檬桉林下套種爪哇香茅草對植物生長以及揮發油成分的影響研究還未見相關報道。本研究以檸檬桉林下種植爪哇香茅草為研究對象，通過對爪哇香茅生物量的測定，以及檸檬桉精油和爪哇香茅油主要成分的測定，通過與純林進行比較，考察香茅草、檸檬桉中香茅醛和香葉醇含量變化，分析復合經營模式對檸檬桉油和香茅油品質的影響。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

試驗地選在防城港市防城區，防城區屬南亞熱帶季風氣候，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、檸檬桉的試驗地土壤條件、海拔、坡度均相似。

采集純林種植6個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合經營種植的6個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，提取揮發油，用氣相色譜儀分析揮發油的組分。

1.2 儀器與試劑

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

2 試驗方法

2.1 含油率測定

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，采用四分法均勻抽樣，進行水分測定，再將切好的鮮葉分別裝入2000mL的圓底燒瓶，用傳統水蒸氣法提取揮發油，爪哇香茅和檸檬桉鮮葉的蒸餾時間均為1h，稱取收集到的揮發油重量，參考秦榮秀等[15]方法計算絕干含油率。

2.2 檸檬桉精油檢測

采用氣相色譜對提取到的檸檬桉精油進行定量分析，對比分析主成分的變化。GC定量分析條件：ZB-WAX石英毛細管柱(30m×0.25mm，0.25μm)，氫火焰離子檢測器(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；檢測器溫度250℃，進樣口溫度200℃，分流比1∶100，進樣量0.5μL。

2.3 爪哇香茅精油檢測

采用氣相色譜對提取得到的爪哇香茅精油進行定量分析，對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℃，進樣口250℃，分流比1∶50，進樣量0.4μL；色譜柱：毛細管柱，長50m，內徑0.25mm；固定相：PEG 20000；膜厚：0.25μm；檢測器：火焰離子化檢測器。

3 結果與分析

3.1 林下套種對爪哇香茅株高、分蘗能力、含油率和鮮葉產量的影響

對試驗地種植的爪哇香茅(純林和林下套種)株高、分蘗數、絕干含油率以及鮮葉產量進行測定分析，相關數據從2020年3月開展進行跟蹤收集，跟蹤測定8個月，截止至12月，數據見表1。通過純林種植爪哇香茅和林下套種爪哇香茅對比，從表1可知，隨著爪哇香茅生長期的延長(3—9月)，株高、每穴的分蘗株數以及每株鮮葉產量均明顯提高，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月生長高度呈現增長趨勢，但增加的幅度減少。純林種植的每穴分蘗株數從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。由于試驗林地種植的檸檬桉生長期不長，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，爪哇香茅的生長需要強光照，試驗條件下純林和林下爪哇香茅的鮮葉的產量也相差不多。絕干含油率在12月出現下降，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、鮮葉產量較9月增加幅度不高。總體上看，純林種植爪哇香茅生長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抑制爪哇香茅的生長，但是影響不大。從揮發油得油率看，通過檸檬桉和爪哇香茅的復合經營，較純林種植比較，能夠有效提高揮發油得油率。因此，檸檬桉林下種植爪哇香茅可作為一種有效的復合經營模式。

表1 不同種植模式下爪哇香茅的生長情況比較

表2 爪哇香茅油和檸檬桉油成分分析

3.2 林下套種對爪哇香茅揮發油主成分的影響

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，檢測結果見表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%，達到國家標準《檸檬桉(精)油》對香茅醛含量的要求。香葉醇在爪哇香茅油中含量較高，純林種植時，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，達到18.722%，而香葉醇在檸檬桉油中占比較低，僅為0.181%，復合經營模式之后，在檸檬桉油中檢測不到香葉醇。在復合經營模式下，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降低了，香葉醇、香茅醛和香茅醇均屬于鏈裝單萜類化合物，在植物生長過程中也會相互轉化，因此，檸檬桉和爪哇香茅的套種，有利于揮發油和主成分含量的提高。

4 結論

本研究通過對爪哇香茅草純林和檸檬桉-爪哇香茅草復合經營林的爪哇香茅生長情況對比發現，隨著生長期的增加，爪哇香茅的含油率呈現先增后降的趨勢，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。在生長期6個月之后，株高、分蘗數以及平均鮮葉產量均有增加，但幅度不大，與純林對比，套種林的爪哇香茅生長情況相差不大。