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中国拥有世界总量一半以上的稻田，水稻Oryza sativa作为最主要的粮食作物，稻米质量达标是粮食安全的重要保障。在汞(Hg)污染严重的土壤上种植水稻将导致汞异常富集，危害人体健康[1]。如贵州省铜仁市由于长期汞矿开采及重金属冶炼等活动，周边农田土壤汞的平均质量分数达14.15 mg·kg−1 [2]，贵州务川汞矿区种植的稻米中总汞质量分数达到51~550 ng·g−1 [3]，远超国家食品安全标准(20 ng·g−1)。因此，减少水稻甲基汞的积累，是有效降低居民甲基汞暴露风险和确保粮食安全的关键。
当前土壤汞污染的修复方法主要包括土壤淋洗法[4]、低温热解法[5]等，这些方法大多受土壤要求限制，且需要消耗大量的人力、物力[6]，难以广泛应用。因此，选择更高效经济的方法来降低土壤中重金属的生物有效性，减少水稻中汞的积累，是降低稻田汞污染风险的关键。研究表明：生物质炭由于比表面积大、含氧官能团丰富等特点，在施入土壤后可提高土壤pH及有机质质量分数，降低土壤重金属的有效态，从而降低土壤重金属的生物毒性，在吸附和去除土壤重金属污染物方面具有很高的潜力[7]。MAN等[8]发现生物质炭施入稻田后，降低了土壤有效态汞的质量分数，且3%添加量的生物质炭处理组中精米的总汞质量分数低于20 ng·g−1，达到了国家食品安全标准。通过改变生物质炭表面结构特征和理化性质，可以促进或抑制生物质炭对污染物吸附与降解能力，而生物质炭的粒径大小是影响其吸附特性的关键因素[9]。XIAO等[10]研究发现：生物质炭粒径减小后，生物质炭微孔面积和比表面积显著增大，对Cd2+吸附量达165.77 mg·g−1，相较于普通粒径提高了93.91%。XU等[11]研究发现：减小生物质炭粒径后，其比表面积从260~343 m2·g−1增加到300~452 m2·g−1，并发现氮气或真空条件更有利于减小生物质炭粒径、增加比表面积。
稻田中汞来源众多，生物地球化学过程复杂，生物质炭在降低污染土壤中汞生物有效性的同时，也会为土壤汞甲基化创造有利条件，使得重金属汞的毒性增加，危害人体健康[12]。因此，在稻田土壤中施入不同粒径的生物质炭需要综合考虑其对土壤中汞甲基化和去甲基化过程的影响，本研究以水稻秸秆为原料，在600 ℃厌氧条件下通过筛分法制备不同粒径生物质炭，分析其结构特征的变化，并通过盆栽试验研究不同粒径生物质炭的施用对稻田土壤和水稻作物中甲基汞质量分数的影响，以期为生物质炭修复汞污染稻田土壤提供科学依据。
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供试生物质炭的热解原料为水稻秸秆，来自浙江省杭州市临安区於潜镇农产品加工厂。在氮气条件下，以10 ℃·min−1的速率升温至600 ℃，恒温2 h后冷却至室温。研磨过筛，获得粒径＜0.5、0.5~1.0和1.0~2.0 mm的生物质炭[13]，分别以RB1、RB2、RB3表示。将所有样品装入密封袋置于干燥器内备用。
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供试土壤采自贵州万山汞矿区水稻田0~20 cm土层，风干后研磨过2 mm筛备用。试验土壤pH为8.44；有机质质量分数为53.14 g·kg−1；全氮、全硫质量分数分别为2.51和0.54 g·kg−1；总汞和甲基汞的质量分数为11.20 mg·kg−1和3.70 μg·kg−1。
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表面超微结构分析：在扫描电子显微镜(ZEISS Sigma 300)上用2万倍的放大倍数观察不同粒径生物质炭形貌特征。表面官能团分析：将衰减全反射附件置于红外光谱仪的光路中，扫描空气背景，将生物质炭的待测表面紧贴于衰减全反射附件的红外透光晶体面上，使用傅里叶红外光谱仪(Nicolet iS20)测定生物质炭的红外光谱。元素组成分析：利用元素分析仪(Vario EL cube)测定生物质炭样品中的元素质量分数(碳、氢、氮、硫、氧)。比表面积和孔径分布：吸附质气体为氮气，采用全自动比表面积及孔隙度分析仪(ASAP 2460)测定3种粒径生物质炭比表面积的变化。
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在浙江农林大学的温室大棚中进行水稻盆栽试验，试验于2022年6—11月进行，共设置4个处理组，分别为添加3种粒径各3%的生物质炭处理组(SRB、MRB、LRB)以及未添加生物质炭的对照组(ck)，每个处理设置3个重复，共12盆。每盆称取4.20 kg土壤样品，与对应粒径的生物质炭混匀后装入盆中。参考《春季主要农作物科学施肥指导意见》和长江中下游地区水稻种植推荐的肥料施用量，在每盆中添加0.43 g·kg−1尿素、0.19 g·kg−1磷酸二氢钾以及0.21 g·kg−1氯化钾作为氮磷钾基肥，添加去离子水，形成约2 cm高的水层，淹水10 d后备用。
选择秧龄30 d以内的健康秧苗移栽，1穴1株，每盆种植4~5株。试验期间，所有盆栽在温室中随机摆放，并定期轮换，以确保均匀的光照条件。在水稻分蘖期、抽穗期、成熟期3个时期进行土壤采样，取水稻根部周围的土壤作为根际土，通过冻干机冷冻干燥后研磨过0.15 mm筛保存备用。水稻采样取根、茎、叶、籽粒4个部分，籽粒脱壳去皮得到精米，水稻样品通过冷冻干燥、球磨、过0.15 mm筛后，于−80 ℃条件下保存备用。
土壤甲基汞采用萃取-乙基结合GC-CVAFS法测定[14]，总汞采用测汞仪(DMA80)测定，检出下限为0.20 μg·kg−1。土壤有效态汞采用氯化钙法提取，通过原子荧光光谱法(AFS)测定质量分数[15]。土壤可溶性有机碳使用TOC元素分析仪(Vario)测定。水稻样品中的甲基汞采用溶剂萃取-水相乙基化衍生GC-CVAFS联用法测定[16]，使用手动汞形态测试系统(Brooks Rand)，检出下限为0.60 pg·kg−1。
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使用Origin 2021和Excel 2010进行数据处理和绘图，使用SPSS 26计算各指标平均值及标准差，进行单因素ANOVA方差齐性检验和LSD-T2多重比较差异显著性分析(P＜0.05)。
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结合3种粒径生物质炭的基本理化性质和扫描电镜图分析(表1和图1)，不同粒径生物质炭颗粒的表面形貌差异明显，RB1、RB2生物质炭表面形貌粗糙，RB1生物质炭表现为不规则的粗糙超细颗粒，RB3较RB1、RB2表面更光滑，孔隙结构减少。3种粒径生物质炭的比表面积表现为：RB1＞RB2＞RB3，RB1的比表面积和孔隙度显著高于其余2种粒径生物质炭(P＜0.05)，说明小粒径的秸秆生物质炭含有更丰富的孔隙结构。
表 1 生物质炭理化性质
Table 1. Physical and chemical properties of three particle sizes of biochar
编号 粒径/mm pH 总汞/
(mg·kg−1)元素组成/% 氢碳比 氧碳比 比表面积/
(m2·g−1)平均孔径/nm 碳 氢 氮 氧 硫 RB1 ＜0.5 10.71 − 55.38 1.67 1.12 10.26 0.28 0.36 0.14 134.36 0.04 RB2 0.5~1.0 10.57 − 60.75 1.72 0.99 9.65 0.24 0.34 0.12 107.85 0.03 RB3 1.0~2.0 10.65 − 62.50 1.70 0.95 9.58 0.27 0.33 0.12 62.80 0.02 说明: −为未检出。 
图 1 生物质炭扫描电镜图
Figure 1. Scanning electron microscopy of three particle sizes of biochar
结合生物质炭的红外光谱图分析(图2)，1 570和1 390 cm−1处的吸收峰分别对应C=C、C=O[17]和—COO的伸缩振动[18]，824 cm−1对应羧酸中—OH的伸缩振动[19]，这说明秸秆生物质炭的羧酸基团较丰富，而1 020 cm−1的振动带表明存在C—O的伸缩振动。随着粒径的减小，生物质炭C—O和—OH、—COO官能团强度增加，粒径越小的生物质炭反应活性更高，对土壤汞的络合作用更强，更有助于固定土壤中的重金属离子，降低土壤中汞的生物有效性。
图 2 不同粒径生物质炭的红外光谱图
Figure 2. Infrared spectra of biochar with different particle sizes
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由图3A可见：不同处理组中土壤总汞质量分数没有显著差异。各处理组中土壤总汞质量分数为10.21~10.83 mg·kg−1，与ck相比降低了3.23%~8.44%，变化幅度较小。相比ck，SRB和MRB处理组有效态汞的质量分数显著降低(P＜0.05，图3B)，分别降低了51.15%和42.19%，土壤中汞的迁移性或者生物可利用性降低。对比不同处理组，发现随着生物质炭粒径的减小，土壤中有效态汞质量分数进一步降低，生物质炭基本理化性质以及红外光谱图表明供试生物质炭中含有丰富的含氧官能团，能够通过形成含氧吸附、络合官能团对土壤中的汞进行固定，降低土壤中汞的生物有效性。
图 3 土壤总汞和有效态汞质量分数的变化
Figure 3. Changes in mass fraction of total Hg and available Hg in soil
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由图4A可见：生物质炭处理组土壤中可溶性有机碳质量分数显著高于ck，且可溶性有机碳质量分数随着生物质炭粒径的减小而增大，生物质炭的施入以及水稻根系分泌的大量醋酸、草酸直接向土壤中提供了大量的可溶性有机碳，土壤中可溶性有机物质量分数增多。与ck相比，SRB、MRB和LRB 处理组甲基汞质量分数差异显著(P＜0.05，图4B)，土壤甲基汞质量分数分别增加了76.56%、69.54%和70.69%。SRB处理组土壤甲基汞质量分数最高，为4.91 μg·kg−1，试验中施加的生物质炭含有较高的硫(0.24%~0.28%)，外源硫的添加活化了土壤中的汞，促进了土壤中汞的甲基化。
图 4 土壤可溶性有机碳和甲基汞质量分数的变化
Figure 4. Changes in mass fraction of DOC and MeHg in soil
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水稻生长过程中根、茎、叶甲基汞质量分数存在较大差异，成熟期根部甲基汞质量分数最高，叶甲基汞质量分数最低 (图5)。由图5A可见：水稻从分蘖期到成熟期，根部甲基汞质量分数逐渐降低，3个处理组水稻根部甲基汞质量分数在不同时期较ck均有所降低。成熟期时，与ck相比，LRB、MRB处理组根部甲基汞质量分数的变化不明显，SRB处理组根部甲基汞质量分数降低了22.10%~50.90%。
图 5 水稻各组织中甲基汞质量分数的变化
Figure 5. Changes in MeHg mass fraction in various tissues of rice
由图5B可见：整个水稻生长周期中，水稻茎部与根部的甲基汞质量分数变化规律均呈降低的趋势，与ck相比，生物质炭处理组水稻茎部甲基汞质量分数在分蘖期没有显著变化。在抽穗期，生物质炭处理组水稻茎部甲基汞质量分数与ck相比差异显著，甲基汞质量分数随着生物质炭粒径的减小而减少(P＜0.05)。在成熟期，与ck相比，SRB和MRB处理组水稻茎部甲基汞质量分数分别显著降低了52.20%和38.10% (P＜0.05)。
由图5C可见：水稻根、茎、叶3个部位甲基汞质量分数均呈逐渐下降的趋势，这是因为随着水稻生长发育，水稻各部位的甲基汞逐步向籽粒中转移，根、茎、叶部位中甲基汞质量分数减少，籽粒中的甲基汞明显增多。在抽穗期，ck与生物质炭处理组叶片甲基汞质量分数差异显著(P＜0.05)，其中SRB处理组叶片甲基汞质量分数最低。在水稻成熟期，相较于其他部位来说，叶片甲基汞质量分数最低，各处理组叶片甲基汞质量分数无明显差异。
由图5D可见：精米中甲基汞质量分数的分布情况为：ck＞LRB＞MRB＞SRB。与ck相比，SRB、MRB、LRB处理组精米中甲基汞质量分数分别降低了47.01%、29.78%、11.52%，其中SRB处理组对水稻甲基汞富集的抑制效果最为明显。
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从水稻不同部位甲基汞质量分数变化规律来看，根部甲基汞质量分数大于茎、叶、籽粒。在生长后期水稻根、茎、叶的甲基汞质量分数均呈下降趋势，其中叶的甲基汞质量分数最小。水稻叶片中的汞主要来源于大气，而种植水稻的温室大气汞质量分数较低，对叶片中的汞质量分数影响较小[20]。根部甲基汞质量分数最大，精米的甲基汞质量分数仅次于根部。其主要原因在于水稻根部能直接接触土壤，在接触土壤后吸收的甲基汞大量富集于根部[21]。随着水稻新陈代谢和生长发育，甲基汞从根部迁往茎部、叶部，最终在成熟期时积累在籽粒中[22]。
在水稻整个生长周期中，分蘖期水稻各部位甲基汞质量分数显著高于抽穗期和成熟期，成熟期甲基汞质量分数最低。这是由于水稻中甲基汞主要来源于种植初期根系对土壤甲基汞的吸收，该时期水稻植株矮小，生物量相对较低，所以水稻各部位甲基汞质量分数均较高。而随着水稻的生长，水稻生物量增大，在生物量稀释和生物质炭吸附固定作用下，水稻各部位甲基汞质量分数逐渐降低[23]。
3种粒径的生物质炭均能有效降低水稻中甲基汞的质量分数，与大粒径生物质炭相比，小粒径生物质炭的降低效果更好。其主要原因在于生物质炭粒径的减小能够增加其比表面积和官能团强度，扩大生物质炭的孔隙并提高生物质炭的反应活性。相关研究表明：生物质炭在施入土壤后对甲基汞的去除作用主要通过其表面官能团与甲基汞的稳定络合实现[24]，粒径减小后—OH、—COO、C—O官能团强度的增加使生物质炭与汞离子络合作用增强，土壤中的甲基汞被进一步固定，甲基汞的生物有效性降低，从而抑制了水稻对甲基汞的吸收，减少了水稻各组织中甲基汞的质量分数[25−26]。另一方面，可能是小粒径生物质炭比表面积和孔隙度的增大使其能够更好地释放速效养分，增强土壤保水、保肥能力，促进水稻生长，在生物量稀释作用下有效降低水稻的甲基汞质量分数[27]。
与水稻中甲基汞质量分数变化趋势不同的是，3种粒径生物质炭的施入均提高了土壤中甲基汞的质量分数，且这种正向的促进作用随着生物质炭粒径的减小而更为明显。这可能与施加生物质炭后，水稻生长过程中有机物质分解增强了铁细菌活性有关[28]。已有研究报道：生物质炭的添加提高了土壤可溶性有机物的质量分数[29]，加快了微生物介导下Fe3+的还原[30−31]，提高了汞甲基化微生物的活性，且随着施入生物质炭粒径的减小，更大的比表面积和更丰富的孔隙结构显著提升了土壤微生物的附着空间，进一步促进了土壤中汞的甲基化[32]。此外，土壤中的硫与土壤重金属有着密切的联系，生物质炭中质量分数较高的硫提高了土壤中硫酸根的质量分数，促进了水稻土壤中硫酸盐还原菌的微生物甲基化过程，增大了土壤中甲基汞的质量分数[33−34]。
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生物质炭的施入能够有效降低稻田土壤中甲基汞的生物有效性，通过含氧吸附、络合官能团为甲基汞在土壤中的固定创造有利条件，减少水稻对土壤中甲基汞的富集，且随着生物质炭粒径的减小，生物质炭对水稻组织甲基汞富集的抑制作用增强，水稻中甲基汞质量分数进一步降低。同时，施用生物炭增加了水稻根际土壤中甲基汞的质量分数，且这种正向促进作用随着粒径的减小而更为明显。
Effect of biochar with different particle sizes on the enrichment of methylmercury in rice
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摘要:
目的 研究生物质炭粒径的改变对其理化性质以及汞污染稻田土壤中修复能力的影响，以期为减少汞污染地区水稻Oryza sativa甲基汞富集量、保障粮食安全提供科学依据。 方法 以水稻秸秆为制备生物质炭的原料，通过筛分法制备不同粒径(＜0.5、0.5~1.0、1.0~2.0 mm)的水稻秸秆生物质炭，利用元素分析仪、比表面分析仪、傅里叶红外光谱仪和扫描电镜仪分析不同生物质炭的结构特征变化，并结合盆栽试验研究施用不同粒径生物质炭对水稻甲基汞富集的影响。 结果 ①随着粒径的减小，生物质炭的表面形貌变化明显，生物质炭比表面积增大，孔隙增多， C—O、—OH和—COO含氧官能团强度增加。②与对照相比，3种粒径生物质炭的施入均降低了土壤中甲基汞的生物有效性，水稻各组织中甲基汞富集量减少，其中小粒径生物质炭的降低效果最佳，添加粒径＜0.5 mm的生物质炭组精米中的甲基汞质量分数降低了47.01%。③生物质炭的施入增大了水稻根际土壤甲基汞质量分数，且这种正向促进作用随着生物质炭粒径的减小而更加明显。 结论 生物质炭粒径的减小能够增强其在汞污染稻田土壤中的修复能力，减少水稻对甲基汞的积累，降低甲基汞暴露风险。图5表1参34 Abstract:Objective The impact of different particle sizes of biochar on the physicochemical properties and its remediation efficacy in mercury-contaminated rice soil was investigated, aiming to establish a scientific foundation for mitigating methylmercury accumulation in rice within mercury-polluted regions and ensure food safety. Method Rice straw was utilized as the feedstock for biochar production. The rice straw biochar with different particle sizes (＜ 0.5, 0.5 − 1.0, 1.0 − 2.0 mm) were obtained through sieving, and the structural characteristics of various biochar were analyzed using element analyzer, specific surface analyzer, FTIR spectrometer and scanning electron microscope. The impact of different biochar particle sizes on the accumulation of methylmercury in rice was investigated through a rice pot experiment. Result (1) With the reduction of particle size, the surface morphology of biochar had significant changes. There was an increase in the specific surface area and pore volume of biochar, as well as an enhancement in the strength of C—O, —OH and —COO oxygen-containing functional groups. (2) Compared with the control group, the application of biochar with different particle sizes reduced the bioavailability of methylmercury in soil, and the enrichment of methylmercury in rice tissues decreased. The application of biochar with the smallest particle size demonstrated the most significant effect, the addition of biochar with particles ＜0.5 mm reduced the mass fraction of methylmercury in polished rice grain by 47.01% compared to the control. (3) The application of biochar increased the mass fraction of methylmercury in the rhizosphere soil of rice, and this positive promoting effect became more obvious with the decrease of the particle size of biochar. Conclusion The reduction of biochar particle size can enhance the remediation capacity of biochar in mercury-contaminated rice soil, decrease the accumulation of methylmercury in rice, and mitigate the exposure risk of methylmercury. [Ch, 5 fig. 1 tab. 34 ref.] -
Key words:
- biochar /
- particle size /
- rice /
- methylmercury
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植物化感作用对其生态功能以及植物之间、植物与环境之间的关系产生重要影响[1]。探讨生态系统中种群间相互干扰和物种进化之间的关系是目前化感研究领域的热点[2]。除了制约其他物种的生长，植物产生化感作用的化学物质还具有如调节植物养分吸收和土壤生物群落、影响凋落物分解过程和土壤肥力等作用[2−4]。因此，探讨化感作用有助于深入地理解和解释竹林生态系统中植物组成分布、群落演替、协同进化及入侵等效应[5]。
毛竹Phyllostachys edulis是常绿乔木状竹类植物。毛竹的不同器官和毛竹林土壤浸提液含有不同化感物质，不同质量浓度的浸提液对其他物种生长及种子萌发产生抑制或促进效应[5−8]。从植物化感作用入手，充分利用毛竹林生态系统中化感物质的正效应，避免负效应，探寻合理的毛竹林立体经营模式具有较好的实践意义。
林药复合经营模式可利用林下生态群落学的生态位和空间结构原理，把竹类、灌木、草本等合理配置，形成多层次和多种群的健康生态系统。高效的毛竹-药用植物复合经营模式需要探索与其相适应的林下伴生物种。本研究选择大宗药材浙贝母Fritillaria thunbergii为目标植物，探讨毛竹不同器官及林内土壤的化感作用，为在毛竹林下和林窗发展林药复合经营的森林生态系统提供参考和技术支撑。
1. 研究区与方法
1.1 研究区概况
研究区设在浙江省磐安县大盘山博物馆(28°49′N，120°17′E)。该区域属于亚热带季风气候，多年平均气温为 13.9~17.4 ℃，1 月最低平均气温为4.3 ℃，7 月最高平均气温为 28.8 ℃，无霜期短，雨量充沛，多年平均降水量为 1 409.8~1 527.8 mm。
1.2 浸提母液制备
于2019年9月在集约经营毛竹林内采集径级为0~5 mm的根系、3年生植株的新鲜枝叶、林下凋落物和0~20 cm土壤作为制备浸提液的材料。其中：根系的取材半径为以竹篼为中心的0.5 m范围内；新鲜枝叶取第6盘枝的3级枝和叶片；采集凋落物的范围与根系相同，尽量采集完整并去除杂质。
0~5 mm径级根系放置阴凉处风干；将新鲜枝叶洗净，均剪成1 cm左右的小段；凋落物混合均匀后从叶端开始向另一端剪碎，宽约1 mm；林下0~20 cm鲜土样风干，研碎，过2 mm筛。取1 g上述4种材料，加10 mL蒸馏水在室温[(26±1.2) ℃]下浸泡48 h后进行3重过滤：先用4层棉纱布过滤，再用普通滤纸过滤，然后用0.45 µm的微孔滤膜过滤。4 ℃消毒后置于冰箱。
1.3 试验设计
以蒸馏水作空白对照(ck)，将不同浸提液用蒸馏水稀释成0.005 kg·L−1 (T1)、0.010 kg·L−1 (T2)、0.020 kg·L−1(T3)、0.050 kg·L−1 (T4)和0.100 kg·L−1(T5) 等5个质量浓度并相应设置5个处理[9]。9月，选取无病虫害、颗粒饱满、大小均一的浙贝母块茎(10.9±1.12) g，选用直径30 cm、高30 cm的圆柱形控根容器种植，每盆种植3颗浙贝母块茎，穴距10 cm，呈等边三角形；每个处理设置5个重复，即5盆共15株，处理间所选用的块茎质量无显著差异。土壤为沙壤土，并混入竹炭肥100 g，搅拌均匀。竹碳肥理化性质：pH 5.6，全氮为(1.48±0.11) g·kg−1，全磷为(1.32±0.20) g·kg−1，全钾为(26.15±4.06) g·kg−1。将埋置块茎后的控根容器放置于大田，进行90 d的适应生长。随后隔15 d浇浸提液1次，每次每盆浇200 mL，处理期为90 d，期间进行常规管理。
1.4 参数测定
于2020年4月选取植株上部成熟、无病虫害叶片，采用Li-6400便携式光合仪测量光合特征参数。设置光照强度梯度为0、20、60、100、200、400、800、1 200、1 600 μmol·m−2·s−1，选择晴朗无风的天气于9:00—11:00采用内置红蓝光源测定植株光响应曲线。人工二氧化碳摩尔分数控制为400 µmol·mol−1，相对湿度约为70%。
用直尺测量浙贝母的高度，每个处理10株，并将这10株取回实验室分根、茎、叶放入烘箱中105 ℃杀青30 min后80 ℃烘至恒量，用天平称其质量。采用剪纸称量法计算叶面积[7]。
在每个处理中，选取剩余5株浙贝母植株同一方向的上、中、下层叶片各3片，混合后采用徐琳煜等[9]的方法提取光合色素，用紫外分光光度计测定波长为665、649、470 nm处的吸光度。同时，每个处理选取成熟度相近中下层的叶片10片，放入干冰中迅速带回实验室，放−80 ℃冰箱备用。叶片过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)质量摩尔浓度均采用试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定。
采用王文文等[10]和车朋等[11]的方法测定浙贝母的贝母素甲和贝母素乙。色谱条件：采用ELSD检测器检测，色谱柱为 Supersil ODS2 (4.6 mm×25 cm) E1828368。流动相：偶氮二环己基甲腈(AcCN)∶0.05%三乙胺溶液为75∶25，压力为10.0 MPa，流速为1 mL·min−1，柱温为30 ℃，进样量为20 µL。依次检测对照品和供试品溶液，并计算贝母素甲和贝母素乙的质量分数。
1.5 数据处理
采用SPSS 19.0的非直角双曲线模型拟合光合—光响应曲线，依据光响应曲线计算得出表观量子效率、最大净光合速率、光饱和点和光补偿点。
化感效应指数IR=1−C/T(T≥C)或IR=T/C−1(T＜C)。其中：T为试验值，C为对照值。IR＞0表示促进作用， IR＜0表示抑制作用[12]。综合化感效应指数用浙贝母的生长指标、光合色素和光响应特征参数的化感效应指数的算术平均值表示。
采用SPSS 19.0进行单因素方差分析及最小显著差异法(LSD法)检验(α=0.05)。
2. 结果与分析
2.1 毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液对浙贝母生长的影响
化感效应指数表明：毛竹根系、新鲜枝叶、凋落叶和土壤浸提液对浙贝母株高的影响表现为低质量浓度促进高质量浓度抑制(“低促高抑”)的效应(表1)，在T5处理时均表现出抑制浙贝母高生长的现象；凋落物和土壤浸提液处理时，分别从T3、T4处理开始发生抑制作用。差异显著性分析表明：新鲜枝叶和凋落物浸提液处理对浙贝母株高的影响不显著。
表 1 毛竹不同浸提液对浙贝母株高、生物量和叶面积的影响Table 1 Effects of different extracts of Ph. edulis forest on height of F. thunbergia浸提液 浙贝母株高 ck/cm T1 T2 T3 T4 T5 数值/cm IR 数值/cm IR 数值/cm IR 数值/cm IR 数值/cm IR 根系 42.75±2.31c 57.93±0.86 a 0.26 53.20±3.43 b 0.20 52.27±2.75 b 0.18 43.30±0.85 c 0.01 37.78±3.12 d −0.12 新鲜枝叶 42.75±2.31 a 46.80±3.89 a 0.09 46.00±2.73 a 0.07 45.50±3.51 a 0.06 44.55±5.39 a 0.04 42.50±1.84 a −0.01 凋落物 42.75±2.31 a 44.03±3.89 a 0.03 44.47±3.42 a 0.04 42.75±6.04 a 0.00 41.58±10.41 a −0.03 38.43±6.84 a −0.10 土壤 42.75±2.31 ab 46.47±3.78 a 0.08 43.97±1.08 a 0.03 42.02±3.99 ab −0.02 38.13±4.11 b −0.11 37.90±3.65 b −0.11 浸提液 浙贝母地上生物量 ck/g T1 T2 T3 T4 T5 数值/g IR 数值/g IR 数值/g IR 数值/g IR 数值/g IR 根系 0.85±0.03 b 1.02±0.09 a 0.17 1.09±0.11 a 0.22 1.08±0.15 a 0.21 0.81±0.03 b −0.05 0.75±0.10 b −0.12 新鲜枝叶 0.85±0.03 c 1.10±0.02 bc 0.15 1.16±0.04 ab 0.27 1.27±0.04 a 0.33 1.09±0.17 b 0.22 0.86±0.01 c 0.02 凋落物 0.85±0.03 b 0.90±0.07 b 0.05 1.04±0.10 a 0.18 0.93±0.04 b 0.09 0.90±0.02 b 0.06 0.85±0.06 b 0.00 土壤 0.85±0.03 b 0.87±0.04 b 0.02 1.15±0.06 a 0.26 0.10±0.17 ab 0.15 0.97±0.07 ab 0.12 0.87±0.04 b 0.02 浸提液 浙贝母地下生物量 ck/g T1 T2 T3 T4 T5 数值/g IR 数值/g IR 数值/g IR 数值/g IR 数值/g IR 根系 1.16±0.20 c 1.41±0.10 bc 0.18 2.21±0.01 a 0.48 1.59±0.29 b 0.27 1.16±0.11 c 0.00 1.05±0.01 c −0.10 新鲜枝叶 1.16±0.20 a 1.29±0.06 a 0.10 1.43±0.03 a 0.19 1.46±0.36 a 0.20 1.40±0.10 a 0.17 1.34±0.07 a 0.13 凋落物 1.16±0.20 b 1.51±0.05 a 0.23 1.55±0.10 a 0.25 1.46±0.06 a 0.20 1.23±0.16 b 0.06 1.18±0.05 b 0.02 土壤 1.16±0.20 a 1.58±0.40 a 0.27 1.87±0.64 a 0.38 1.66±0.21 a 0.30 1.42±0.01 a 0.18 1.30±0.28 a 0.14 浸提液 浙贝母叶面积 ck/cm2 T1 T2 T3 T4 T5 数值/cm2 IR 数值/cm2 IR 数值/cm2 IR 数值/cm2 IR 数值/cm2 IR 根系 5.29±1.35 a 7.03±2.39 a 0.25 7.37±0.41 a 0.28 6.50±4.31 a 0.19 5.92±0.26 a 0.11 3.18±1.17 a −0.40 新鲜枝叶 5.29±1.35 a 6.21±1.16 a 0.15 7.28±2.35 a 0.27 6.08±4.20 a 0.13 5.77±1.03 a 0.08 5.60±1.72 a 0.06 凋落物 5.29±1.35 a 7.19±0.32 a 0.27 6.91±0.82 a 0.24 6.65±0.97 a 0.21 5.58±0.21 a 0.05 5.57±0.45 a 0.05 土壤 5.29±1.35 a 6.52±0.88 a 0.19 8.89±2.40 a 0.41 7.55±2.90 a 0.30 6.30±1.28 a 0.16 5.43±1.54 a 0.03 说明：同行不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)；表中数值为平均值±标准差。 除根系浸提液外，其他浸提液处理对浙贝母地上生物量的影响均表现为促进效应，促进程度随浸提液质量浓度的增加先升高后降低，且凋落物和土壤浸提液均在T2处理时地上生物量最大，在T5处理时最小(表1)。根系浸提液处理对浙贝母的地上和地下生物量的影响均表现为“低促高抑”的双重效应，均在T2处理时促进作用较为明显，T5处理时表现出抑制效应；新鲜枝叶浸提液对浙贝母地下生物量的影响不显著，对其地上生物量的影响在T2~T4处理时显著(P＜0.05)高于ck；凋落物浸提液处理时，T2处理地上部分生物量显著(P＜0.05)高于ck，而地下生物量在T1~T3处理时显著(P＜0.05)高于ck；土壤浸提液对地上生物量的影响在T2处理时显著(P＜0.05)高于ck。
毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液对浙贝母叶面积的影响均无显著性差异(表1)。但化感效应指数表明：除了根系浸提液的T5处理外，其他浸提液对叶面积有促进作用，趋势为随着浸提液质量浓度的增加先升高后降低，除凋落物浸提液外，均在T2处理时叶面积最大，但各处理组间差异性均不显著，表明毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液对浙贝母叶面积的影响不大。根系浸提液处理时对浙贝母叶面积的影响表现为“低促高抑”的效应。
2.2 毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液对浙贝母光合色素和光响应特征的影响
化感效应指数表明：除了根系浸提液的T5处理，不同浸提液对浙贝母的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b质量分数均有促进作用，随浸提液质量浓度增加呈现先升高后降低的趋势，且均在T5处理时质量分数最低。叶绿素a/b数值则随浸提液质量浓度的增加而增加(根系浸提液除外)，根系各处理间的差异不显著(表2)。毛竹根系浸提液处理时，叶绿素a和叶绿素a+b均表现为低质量浓度促进高质量浓度抑制的效应，而叶绿素b和类胡萝卜素质量分数均有不同程度提高。新鲜枝叶浸提液处理时，叶绿素b和类胡萝卜素质量分数表现为“低促高抑”的双重效应，这与凋落物浸提液处理时趋同。土壤浸提液处理时，对光合色素参数均有不同程度的提升作用(除了类胡萝卜素表现为“低促高抑”)，浙贝母光合色素质量分数随浸提液质量浓度的增加而降低。
表 2 毛竹不同浸提液对浙贝母光合色素参数的影响Table 2 Effects of different extracts of Ph. edulis forest on the photosynthetic pigment of F. thunbergia浸提液 叶绿素a ck/(mg·g−1) T1 T2 T3 T4 T5 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 根系 1.49±0.13 b 1.81±0.10 a 0.18 1.70±0.65 ab 0.13 1.68±0.23 ab 0.12 1.51±0.11 b 0.02 1.34±0.12 c −0.10 新鲜枝叶 1.49±0.13 d 1.76±0.02 b 0.15 1.93±0.02 a 0.23 1.63±0.02 c 0.09 1.57±0.01 cd 0.06 1.57±0.04 cd 0.05 凋落物 1.49±0.13 c 1.93±0.04 a 0.23 1.74±0.04 b 0.15 1.61±0.04 bc 0.08 1.58±0.01 bc 0.06 1.54±0.04 c 0.03 土壤 1.49±0.13 b 1.69±0.02 a 0.120 1.63±0.02 ab 0.09 1.58±0.03 ab 0.06 1.53±0.03 ab 0.05 1.55±0.06 ab 0.04 浸提液 叶绿素b ck/(mg·g−1) T1 T2 T3 T4 T5 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 根系 0.44±0.01 c 0.66±0.63 ab 0.34 0.75±0.54 a 0.42 0.62±0.64 ab 0.20 0.59±0.11 ab 0.26 0.50±0.06 bc 0.13 新鲜枝叶 0.44±0.01 b 0.68±0.01 a 0.36 0.73±0.01 a 0.40 0.50±0.01 b 0.13 0.47±0.01 ab 0.06 0.38±0.01 e −0.13 凋落物 0.44±0.01 c 0.75±0.02 b 0.42 0.81±0.01 a 0.46 0.47±0.01 c 0.07 0.45±0.01 c 0.03 0.43±0.01 c −0.01 土壤 0.44±0.01 c 0.67±0.01 a 0.35 0.63±0.01 a 0.31 0.53±0.01 b 0.18 0.51±0.01 bc 0.14 0.49±0.19 bc 0.12 浸提液 叶绿素a/b ck T1 T2 T3 T4 T5 数值 IR 数值 IR 数值 IR 数值 IR 数值 IR 根系 3.46±0.72 a 2.77±0.13 a −0.20 2.27±0.23 a −0.34 2.72±0.26 a −0.21 2.62±0.36 a −0.24 2.74±0.59 a −0.21 新鲜枝叶 3.46±0.72 ab 2.57±0.01 b −0.26 2.64±0.01 b −0.24 3.24±0.01 b −0.06 3.37±0.01 ab −0.03 4.16±0.04 a 0.12 凋落物 3.46±0.72 a 2.57±0.01 b −0.26 2.16±0.02 b −0.38 3.45±0.01 a −0.01 3.51±0.01 a 0.02 3.58±0.01 a 0.03 土壤 3.46±0.72 a 2.51±0.01 a −0.28 2.57±0.03 a −0.26 3.02±0.01 a −0.13 3.16±0.01 a −0.11 3.46±0.79 a −0.09 浸提液 叶绿素a+b ck/(mg·g−1) T1 T2 T3 T4 T5 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 根系 1.92±0.09 c 2.47±0.16 a 0.22 2.45±0.03 a 0.22 2.30±0.08 ab 0.16 2.10±0.21 bc 0.08 1.84±0.06 c −0.04 新鲜枝叶 1.92±0.09 e 2.44±0.02 b 0.21 2.66±0.03 a 0.28 2.13±0.02 c 0.01 2.04±0.01 d 0.06 1.95±0.04 e 0.01 凋落物 1.92±0.09 d 2.68±0.05 a 0.28 2.54±0.05 b 0.24 2.08±0.05 c 0.08 2.04±0.01 cd 0.06 1.97±0.06 cd 0.02 土壤 1.92±0.09 d 2.35±0.02 a 0.19 2.26±0.03 b 0.15 2.11±0.04 c 0.09 2.07±0.03 c 0.07 2.05±0.03 c 0.06 浸提液 类胡萝卜素 ck/(mg·g−1) T1 T2 T3 T4 T5 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 数值/(mg·g−1) IR 根系 0.52±0.01 a 0.63±0.04 a 0.17 0.62±0.03 a 0.16 0.60±0.04 a 0.13 0.56±0.03 a 0.06 0.55±0.01 a 0.05 新鲜枝叶 0.52±0.01 b 0.60±0.01 a 0.13 0.59±0.01 a 0.12 0.53±0.01 b 0.02 0.45±0.01 c −0.15 0.43±0.01 c −0.17 凋落物 0.52±0.01 b 0.61±0.01 a 0.14 0.59±0.01 a 0.12 0.52±0.01 b −0.01 0.50±0.01 b −0.05 0.47±0.02 c −0.10 土壤 0.52±0.01 d 0.61±0.01 a 0.14 0.59±0.01 b 0.12 0.54±0.01 c 0.03 0.48±0.01 e −0.08 0.44±0.01 f −0.15 说明：同行不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)；表中数值为平均值±标准差。 除根系浸提液外，其他3种浸提液处理对浙贝母的最大净光合速率基本表现为促进作用，均提高浙贝母的表观量子效率和降低光补偿点，表明毛竹根系、枝叶、凋落物和土壤浸提液处理影响了浙贝母的光合代谢速率，提升了其对环境的生长适应能力(表3)。根系浸提液处理时，T5处理的光饱和点与光补偿点分别比ck降低了53%和50%，化感指数分别为−0.530和−0.500。新鲜枝叶浸提液处理时，浙贝母的光饱和点随浸提液质量浓度的增加呈现出先升高后降低的趋势，光补偿点与ck差异不显著。凋落物浸提液处理时，T1处理的光饱和点显著(P＜0.05)高于ck，T2~T4处理均显著(P＜0.05)低于ck。土壤浸提液处理时，表观量子效率随着浸提液质量浓度升高而降低，而光饱和点和光补偿点的值均在T1处理时最低。
表 3 毛竹不同浸提液对浙贝母光响应特征参数的影响Table 3 Effects of different extracts of Ph. edulis forest on photoresponse characteristic parameters of F. thunbergii浸提液 表观量子效率 ck T1 T2 T3 T4 T5 数值 IR 数值 IR 数值 IR 数值 IR 数值 IR 根系 0.048±0.013 de 0.071±0.005 b 0.324 0.065±0.008 cd 0.262 0.063±0.004 cd 0.238 0.049±0.004 e 0.020 0.096±0.010 a 0.500 新鲜枝叶 0.048±0.013 a 0.067±0.011 a 0.284 0.067±0.009 a 0.284 0.059±0.004 a 0.186 0.050±0.003 a 0.040 0.053±0.004 a 0.094 凋落物 0.048±0.013 b 0.054±0.008 b 0.111 0.084±0.012 a 0.429 0.072±0.011 ab 0.333 0.053±0.006 b 0.094 0.059±0.011 b 0.186 土壤 0.048±0.013 a 0.074±0.026 a 0.351 0.062±0.006 a 0.226 0.053±0.007 a 0.094 0.054±0.007 a 0.111 0.050±0.008 a 0.040 浸提液 最大净光合速率 ck/
(μmol·m−2·s−1)T1 T2 T3 T4 T5 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 根系 4.31±0.83 c 7.31±1.06 b 0.41 8.83±1.99 b 0.51 9.02±2.41 a 0.55 10.57±2.01 ab 0.59 3.99±0.68 c −0.08 新鲜枝叶 4.31±0.83 a 6.65±1.04 a 0.35 7.15±2.31 a 0.40 6.19±1.65 a 0.30 4.49±0.67 a 0.04 4.68±1.01 a 0.08 凋落物 4.31±0.83 b 6.52±0.42 a 0.34 6.52±0.82 a 0.34 5.32±1.21 ab 0.19 4.51±0.70 b 0.04 5.48±1.12 ab 0.21 土壤 4.31±0.83 a 4.92±0.61 a 0.12 4.78±0.59 a 0.10 4.763±0.52 a 0.10 4.58±0.66 a 0.06 4.52±0.70 a 0.05 浸提液 光饱和点 ck/
(μmol·m−2·s−1)T1 T2 T3 T4 T5 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 根系 110.67±10.00 c 116.92±16.63 bc 0.05 151.25±19.04 b 0.27 240.38±26.52 a 0.54 236.20±23.33 a 0.53 51.97±7.26 d −0.53 新鲜枝叶 110.67±10.00 a 114.18±12.30 a 0.03 121.60±16.16 a 0.09 121.81±20.48 a 0.09 109.84±12.00 a −0.01 107.09±12.52 a −0.03 凋落物 110.67±10.00 b 139.20±13.21 a 0.21 89.50±8.01 c −0.19 87.79±10.36 c −0.21 97.23±9.27 c −0.12 109.78±12.84 bc −0.01 土壤 110.67±10.00 a 80.00±7.32 b −0.23 93.23±10.25 ab −0.16 108.74±11.00 a −0.02 103.30±9.40 a −0.07 110.44±6.55 a −0.00 浸提液 光补偿点 ck/
(μmol·m−2·s−1)T1 T2 T3 T4 T5 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 数值/
(μmol·m−2·s−1)IR 根系 20.88±4.22 a 14.09±3.26 ab −0.32 15.38±3.02 ab −0.26 17.86±4.63 ab −0.14 20.41±4.10 a −0.02 10.42±2.15 b −0.50 新鲜枝叶 20.88±4.22 a 14.91±2.11 a −0.28 14.92±2.69 a −0.28 16.95±1.65 a −0.19 20.00±3.21 a −0.04 18.87±2.91 a −0.09 凋落物 20.88±4.22 a 18.52±2.08 a −0.11 11.91±0.67 b −0.43 13.89±1.33 b −0.33 18.86±0.90 a −0.09 16.95±2.15 ab −0.19 土壤 20.88±4.22a 13.51±1.90 b −0.35 16.13±1.44 ab −0.23 18.70±2.61 a −0.09 18.52±1.55 a −0.11 20.00±2.71 a −0.04 说明：同行不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)；表中数值为平均值±标准差。 2.3 毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液对浙贝母的综合化感效应
综合化感效应表明：除根系浸提液外，其他3种浸提液对浙贝母的化感效应均表现为不同程度的促进作用，浸提液质量浓度越高促进作用越弱(表4)。根系浸提液对浙贝母的化感效应则表现为“低促高抑”，T5有一定的抑制效应，这与其生长指标和光合生理指标的研究结果一致。根系浸提液对浙贝母的综合平均化感效应指数为0.103，土壤浸提液对其化感效应最弱，平均化感效应指数为0.056。4种浸提液的综合化感效应指数从大到小依表现为根系浸提液、新鲜枝叶浸提液、凋落物浸提液、土壤浸提液。
表 4 毛竹不同浸提液对浙贝母的综合化感效应Table 4 Synthesis effects of different extracts of Ph. edulis forest on F. thunbergia处理 不同浸提液的综合化感效应指数 处理 不同浸提液的综合化感效应指数 根系 新鲜枝叶 凋落物 土壤 根系 新鲜枝叶 凋落物 土壤 T1 0.136 0.106 0.148 0.035 T4 0.104 0.039 0.020 0.041 T2 0.200 0.154 0.106 0.107 T5 −0.108 0.011 0.016 0.016 T3 0.180 0.102 0.053 0.081 平均值 0.103 0.082 0.069 0.056 2.4 毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液对浙贝母抗氧化酶及丙二醛的影响
毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液对过氧化氢酶的影响表现为随着浸提液质量浓度的增加，呈现先升高后降低的趋势，表明中低质量浓度的4种浸提液提高了浙贝母叶片的过氧化氢酶活性(图1)。根系浸提液处理时，T2和T3的过氧化氢酶活性显著(P＜0.05)高于ck。新鲜枝叶和凋落物浸提液的过氧化氢酶活性在T3时显著(P＜0.05)高于ck。土壤浸提液处理时，T2、T3、T4的过氧化氢酶活性显著(P＜0.05)高于ck。
图 1 毛竹不同浸提液对浙贝母抗氧化酶活性和丙二醛的影响Figure 1 Effects of different extracts of Ph. edulis forest on the activities of antioxidant enzymes and MDA content of F. thunbergii根系浸提液处理时，T5显著(P＜0.05)增加了过氧化物酶活性。新鲜枝叶浸提液处理时，过氧化物酶活性随浸提液质量浓度的增加表现为先升高后降低，其中T4显著(P＜0.05)高于ck。凋落物浸提液处理时，T2的过氧化物酶活性显著(P＜0.05)高于ck。土壤浸提液处理时，过氧化物酶活性随浸提液质量浓度的增加而增加，T3、T4、T5显著(P＜0.05)高于ck。
毛竹不同浸提液对超氧化物歧化酶活性的影响表现为随着浸提液质量浓度的增加呈现先升高后降低的趋势，这与过氧化氢酶类似。根系和凋落物浸提液处理时，T2、T3、T4的超氧化物歧化酶活性显著(P＜0.05)高于ck。新鲜枝叶和土壤浸提液处理时，各处理组与ck的差异不显著。
毛竹不同浸提液处理对丙二醛质量摩尔浓度的影响有差异。根系浸提液处理时，丙二醛质量摩尔浓度随浸提液质量浓度的增加而增加，T4、T5显著(P＜0.05)高于ck。新鲜枝叶和凋落物浸提液处理时，各处理组的丙二醛质量摩尔浓度与ck差异不显著。土壤浸提液处理时，丙二醛质量摩尔浓度随浸提液质量浓度的增加表现为先增加后降低，T1显著(P＜0.05)高于ck。
2.5 毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液对浙贝母药效成分质量分数的影响
浙贝母的贝母素甲和贝母素乙是其主要生物碱药效成分。随着毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物及土壤浸提液质量浓度的增加，贝母素甲和贝母素乙质量分数表现为先升高后下降(表5)。除根系浸提液处理外，其他浸提液对贝母素甲和贝母素乙质量分数的影响均表现为促进效应。贝母素甲和贝母素乙质量分数分别在根系浸提液的T3和T4时显著(P＜0.05)小于ck。
表 5 毛竹不同浸提液对贝母素甲和贝母素乙质量分数的影响Table 5 Effects of different extracts of Ph. edulis forest on the contents of fritillarin A and fritillarin B浸提液 贝母素甲/(mg·kg−1) ck T1 T2 T3 T4 T5 根系 65.15±1.84 b 87.15±1.53 a 88.77±0.27 a 58.30±0.30 c 40.12±0.12 d 39.79±3.29 d 新鲜枝叶 65.15±1.84 d 95.56±1.06 b 108.58±3.58 a 86.99±1.99 b 82.75±0.25 c 71.76±1.26 d 凋落物 65.15±1.84 e 113.94±3.00 a 91.22±1.22 b 87.75±0.25 c 83.26±0.26 d 81.89±1.35 d 土壤 65.15±1.84 d 95.21±3.01 bc 100.56±0.51 a 96.65±1.50 b 92.78±0.50 c 91.57±1.40 c 浸提液 贝母素乙/(mg·kg−1) ck T1 T2 T3 T4 T5 根系 29.10±1.10 b 41.93±0.40 a 42.15±0.15 a 27.92±0.60 b 22.45±2.20 c 16.70±1.20 d 新鲜枝叶 29.10±1.10 d 47.33±0.30 b 62.34±2.04 a 46.23±1.02 b 40.15±0.15 b 35.13±0.10 c 凋落物 29.10±1.10 c 45.45±1.30 a 43.47±3.40 a 39.07±1.07 b 38.42±1.96 b 38.04±1.04 b 土壤 29.10±1.10 d 41.75±1.50 b 52.23±2.20 a 51.88±1.50 a 40.26±0.20 b 38.41±1.20 c 说明：同行不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)；数值为平均值±标准差。 3. 讨论
植物的株高、生物量和叶面积等生长参数是反映化感作用最直观的指标[6, 13]。研究表明：化感作用强度与化感物质的种类、来源、含量以及目标植物对其的敏感程度有关[5, 14−15]。本研究发现：毛竹新鲜枝叶、凋落物及土壤浸提液对浙贝母的生长有积极作用，这与毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物及土壤浸提液对块茎类草本药用植物延胡索Corydalis yanhusuo株高、地上部分、地下部分和叶面积影响表现为“低促高抑”的结果不同[7]，也有别于毛竹浸提液对苦槠Castanopsis sclerophylla幼苗的株高和地径的试验结果[5]，本研究中高质量浓度毛竹新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液抑制浙贝母高生长的同时能促进地上、地下生物量的积累。
光合色素是光合作用过程中的重要物质，叶绿素质量分数的变化是植物对化感作用响应的最直接的表现形式之一[16]。本研究发现：毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液对浙贝母光合色素的影响均随浸提液质量浓度的增加先升后降，除根系浸提液T5外，其他处理的所有光合色素均值都大于ck。这与黄永杰等[16]用水花生Alternanthera philoxeroides浸提液处理马尼拉草Zoysia matrella的结果不同，与张瑞等[7]用毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液处理延胡索的结果亦有差异。本研究中，浙贝母叶绿素a、叶绿素b增加且叶绿素b的增量超过了叶绿素a，表明浸提液处理提高了浙贝母直射光吸收的同时亦大大提高了漫射光(蓝紫光)的吸收，增加其能量的积累，有利于浙贝母生长；而叶绿素a/b表明浙贝母具备中性植物的特点，在将来的复合经营体系中能较好地适应和利用毛竹林下(林窗)环境。
光合作用是化感物质影响植物生长的重要途径[17]。本研究发现：毛竹新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液处理使浙贝母对光能的利用能力和吸收能力增强；同时，毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液不同程度提高了浙贝母的表观量子效率，降低了光补偿点，且在高质量浓度浸提液处理下降低光饱和点，表明毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液促进了浙贝母对弱光的吸收，使之适应了光环境的变化。浙贝母在适应弱光环境的同时增加最大光合速率，可以在光合生理生化过程中最大程度地利用自身可塑性适应环境，最优化摄取环境资源。这与浸提液处理后浙贝母的生长指标、光合色素变化以及化感综合效应值的结果一致。本研究的结果与陈娟等[5]利用不同毛竹浸提液降低了苦槠对光能的利用效率的结果不同，原因可能是化感作用依赖于浸提液质量浓度、测试物种和化感物质的来源[3]。浙贝母在毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液处理下的这一光合特性十分重要。毛竹属于典型的大型克隆植物，处于抛荒和自然发育的毛竹林更是具有强大的入侵扩张能力，能建立高郁闭度的单优群落。浙贝母属于浅根系的早春植物，通过吸收由毛竹叶片淋溶、凋落物分解和土壤微生物发育等方式释放到环境中的化感物质，来提高毛竹林隙和林下弱光的利用率，以利于生存、生长和发育。这是浙贝母与毛竹建立复合经营体系的优势。
植物抗氧化能力的提高是植物在胁迫环境下生存的重要保障。在本研究中，毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液对抗氧化酶的影响基本表现为先升高后下降，表明毛竹浸提液在一定质量浓度范围内可以提升浙贝母的抗氧化能力。这可能与毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液具有抗氧化性、清除自由基的能力有关[18]，亦有可能是其含有激活过氧化氢酶相关基因表达的物质[19]，同时，中低质量浓度毛竹根系浸提液可以促进过氧化氢酶活性，提高浙贝母的抗逆性。亦有研究表明，不同物种在不同胁迫类型的影响下，其过氧化氢酶活性表现出提升、无影响和下降的现象[19]，因此植物在应对胁迫时有多种途径和策略可以选择[20]。高质量浓度毛竹根系浸提液处理时，增加了浙贝母丙二醛质量摩尔浓度，说明高质量浓度毛竹根系浸提液对浙贝母产生了一定的伤害，限制了浙贝母生长，这与其生长指标的研究结果一致。土壤浸提液处理对浙贝母丙二醛质量摩尔浓度影响不一致。T1处理时浙贝母丙二醛质量摩尔浓度显著高于ck，表明T1胁迫程度在其承受范围之内，所以浙贝母的抗氧化系统能迅速清除其体内过多的活性氧自由基，保护浙贝母的生理功能免受伤害。新鲜枝叶和凋落物浸提液处理时，浙贝母丙二醛质量摩尔浓度与ck之间没有显著差异，这与陈昱等[20]在芥菜Brassica juncea浸提液对豇豆Vigna unguiculata幼苗的抗氧化酶活性的影响结果相似。可见，毛竹林化感物质对浙贝母丙二醛的影响不大，但提高了浙贝母叶片的抗氧化酶活性，从而促进了浙贝母的生长。
在毛竹根系、新鲜枝叶、凋落物和土壤处理下，浙贝母的主要药效成分贝母素甲和贝母素乙的变化与其生长指标、光合生理、抗性生理的表现趋同，所有浸提液(中、高质量浓度的根系浸提液除外)均有增加药效成分的效应，这种效应为竹药复合经营提供了基础。高质量浓度毛竹根系浸提液对浙贝母生长有一定的抑制作用亦体现在其药效成分上，而其他3种浸提液特别是新鲜枝叶浸提液对药效成分的提升较为明显，原因可能是竹叶具有丰富的黄酮类化合物、酚酸类化合物、蒽醌类化合物等活性成分[18]。
4. 结论
浙贝母具备中性植物的特性，可适应0.005~0.100 kg·L−1的毛竹新鲜枝叶、凋落物和土壤浸提液浇灌处理。上述3种浸提液提高了浙贝母的生物量、叶面积、光合色素、弱光环境适应能力和药效成分等，但高质量浓度毛竹根系浸提液对浙贝母有一定的限制作用。在实际生产经营中，可以在毛竹林中适当开辟林窗和林隙，整地挖除根鞭后栽培浙贝母。
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图 1 生物质炭扫描电镜图
Figure 1 Scanning electron microscopy of three particle sizes of biochar
图 3 土壤总汞和有效态汞质量分数的变化
Figure 3 Changes in mass fraction of total Hg and available Hg in soil
图 5 水稻各组织中甲基汞质量分数的变化
Figure 5 Changes in MeHg mass fraction in various tissues of rice
表 1 生物质炭理化性质
Table 1. Physical and chemical properties of three particle sizes of biochar
编号 粒径/mm pH 总汞/
(mg·kg−1)元素组成/% 氢碳比 氧碳比 比表面积/
(m2·g−1)平均孔径/nm 碳 氢 氮 氧 硫 RB1 ＜0.5 10.71 − 55.38 1.67 1.12 10.26 0.28 0.36 0.14 134.36 0.04 RB2 0.5~1.0 10.57 − 60.75 1.72 0.99 9.65 0.24 0.34 0.12 107.85 0.03 RB3 1.0~2.0 10.65 − 62.50 1.70 0.95 9.58 0.27 0.33 0.12 62.80 0.02 说明: −为未检出。 
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链接本文:
https://zlxb.zafu.edu.cn/article/doi/10.11833/j.issn.2095-0756.20230588
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