广泛存在于自然界的化感作用对解释植物个体、种间的相互作用机制以及植物群落的构建都起着重要的作用,并对农林生产有重要的影响,因此,深入研究化感作用具有重要的科学和实践意义。本研究采用盆栽试验,通过向土壤中添加天竺桂(Cinnamomum japonicum)凋落叶的方式,模拟凋落叶自然分解对凤仙花(Impatiens balsamina)生长生理的影响。本研究设置0g·pot-1 (CK)、20g-p·pot-1 (L20)、g·pot-1 (L40)、80g·pot-1 (L80) 4个凋落叶添加水平,通过测定凤仙花形态指标、抗性生理指标、光合生理指标以及观察其生殖生长特性,研究天竺桂凋落叶的化感作用。采用GC-MS鉴定天竺桂凋落叶原样和蒸煮样品中的化学成分和相对含量,推断凋落叶中起化感作用的主要化学成分。同时为了观测添加凋落叶对土壤通气透水性改变和根系生长的阻挡是否会对凤仙花生长产生显著的影响,设置平行蒸煮空白实验。研究结果如下：1.天竺桂凋落叶添加显著抑制了凤仙花地径生长、地上地下部分生物量积累以及侧枝数量的增加,而对株高生长并无显著影响。2.随着天竺桂凋落量的增加,凤仙花开花量呈下降趋势,且L40和L80处理均显著低于CK。虽然各处理间花期相差不显著,但L40和L80两个处理盛花期相对于CK明显推迟,L80处理的始花期也推迟了3天。各处理植株收集到的蒴果数、种子总重量以及其种子百粒重均无显著差异；每个蒴果所含种子重量总体上随凋落叶添加量的增加而呈现上升的趋势,且L80处理显著高于CK。3.天竺桂凋落叶添加总体上对H202含量无显著影响,但现蕾前期H202含量显著增加；凤仙花叶片中活性氧清除系统(ROS)中的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性显著降低,而抗坏血酸(ASA)含量在现蕾前期随天竺桂凋落增加而上升。凤仙花现蕾后丙二醛含量随天竺桂凋落量的增加而上升,说明非酶促ROS清除系统可能是凤仙花抵御氧化胁迫更为重要的清除系统,其中ASA在凤仙花受ROS胁迫的早期过程扮演着重要角色。天竺桂凋落叶添加处理所造成的氧化胁迫可能超过了两类ROS清除系统的清除能力,对凤仙花膜系统造成伤害,导致凤仙花地径和生物量积累显著降低。凤仙花渗透凋节物质可溶性糖在整个观察的过程中未随凋落叶量的增加而显著变化,可溶性蛋白在现蕾前期和盛花期也是如此,说明天竺桂凋落叶中的化感物质可能不会对这两种渗透物质产生影响。4.在整个生长过程中随着天竺桂凋落叶量的增加凤仙花叶绿素含量均下降,特别是在移栽58 d后,L40和L80处理叶绿素含量受到显著抑制作用。在整个生长过程中天竺桂凋落叶处理的凤仙花净光合速率(Pn)与水分利用效率(WUE)均受到显著的抑制作用,而Gs、Ci和Tr三个气体交换参数却基本上呈相反趋势。光响应特征参数中不同光强下净光合速率大小顺序为：CK>L20>L40>L80,表观量子效率(AQY)、最大净光合速率(Pn man)和暗呼吸速率(Rd)均随添加量的增加而降低,而光补偿点(Lcp)和近光饱和点(Lsat)呈升高趋势。C02响应特征参数中Pn值均随凋落量的增加呈现出与光响应一致的梯度变化：CK>L20>L40>L80,随着凋落叶施入量的增加,RuBP羧化效率(CE)、最大净光合速率(Pn max)和光呼吸速率(Rp)总体上表现出逐渐下降的趋势,而C02补偿点(Gp)总体表现出逐渐升高的趋势；L20处理的胞间C02饱和点(Cisat)最小,L80的Ci sat最大。表明凋落叶添加处理不但降低了凤仙花净光合速率,同时也降低了凤仙花对弱光和低浓度CO2的利用能力。5.天竺桂凋落叶原样中共确定了68种化学成分,占总挥发油含量的85.44%,它们主要包含43种萜类(41.44%)和3种酚类(17.66%)。从蒸煮天竺桂凋落叶中共确定了19种化学成分,占总挥发油含量的72.1%。这19种化合物中,主要包括酚类4种(39.3%)、醇类2种(12.05%)、萜类5种(7.48%)。推测通过蒸煮而除去或大量减少的香豆素、桉叶油醇、肉桂醛、反式石竹烯和松油醇等可能为天竺桂凋落物中的主要化感物质。6.蒸煮叶片处理对凤仙花生长无明显影响。凤仙花形态指标中的地径(33d)、株高(33 d)和地上部分生物量(85 d),光合形态指标中的净光合速率,H202含量(48 d),抗氧化保护酶系统中的SOD活性(48 d), MDA含量(48 d)和渗透调节物质中的SS含量(48 d)均无显著差异。表明本试验凋落叶施加的范围内,土壤的通气透水性并未受到明显影响,凋落叶分解过程中释放的化感物质可能才是抑制凤仙花生长的主要因素。综上分析可知,天竺桂凋落叶在土壤中通过分解释放香豆素、桉叶油醇、肉桂醛、反式石竹烯和松油醇等化感物质,破坏凤仙花非酶促ROS清除系统,对膜系统造成伤害；同时,化感物质通过破坏凤仙花叶绿素或抑制其合成,降低凤仙花净光合速率并削弱其对弱光和低浓度C02的利用能力,导致凤仙花地径和生物量积累降低；前期天竺桂凋落叶化感物质对凤仙花营养生长的抑制导致其生殖生长阶段始花期和盛花期推迟,开花总量下降,使得凤仙花观赏价值下降。