植物源化感物质对银合欢种子的抑制效应：多元分析与机器学习在全球入侵物种防控中的应用

本研究通过多元统计与机器学习（Random Forest）模型，系统评估了六种植物提取物（包括桉树属、肖乳香属和古巴香胶树等）及木醋液对入侵物种银合欢（Leucaena leucocephala）种子萌发与早期生长的化感抑制效应。结果表明提取物浓度依赖性显著抑制现象（最高达1.2% v v?1），为开发环境友好型生物除草剂（bioherbicides）提供了理论依据与实践路径。

　　

Highlight

植物提取物

桉树（Eucalyptus globulus）和斯塔格桉（Eucalyptus staigeriana）的精油在最高浓度下表现出最显著的抑制效果，分别将银合欢种子萌发率降低至22%和28%。肖乳香（Schinus terebinthifolius）和古巴香胶树（Copaifera officinalis）提取物虽也引起明显抑制，但效果稍弱。而木醋液（pyroligneous extract）即使在较高浓度下仍保持约50%的萌发率，抑制效应相对温和（表2）。

表3展示了萌发同步性（germination synchrony）和幼苗形态学参数的变化。所有提取物均导致萌发同步性下降，且幼苗根长、苗高和生物量呈现浓度依赖性减少。其中E. globulus处理组的根长抑制率最高（达78%），表明其强烈影响根系发育。

植物提取物的作用机制

提取物导致的萌发抑制现象凸显了这些物质的化感潜力（allelopathic potential）。E. globulus的强烈效应与其高浓度单萜（monoterpenes）和酚类（phenols）物质相符，这些成分能够破坏萌发所需的关键生理过程。相比之下，木醋液的温和抑制效应提示其化学成分相对温和或活性化合物可用性较低。

多元统计分析（PCA）揭示了浓度与抑制效应之间的强正相关性，其中E. staigeriana和C. citriodora在1.2%浓度时形成独立聚类，表明其高效性。机器学习模型（Random Forest）进一步验证了浓度是预测抑制效果的最重要变量，其预测准确率达92%。

最终建议

用于控制银合欢（Leucaena leucocephala）萌发和早期发育的植物提取物，其效果随施用浓度而变化。Eucalyptus staigeriana和Corymbia citriodora的最有效浓度为1.2%，而Eucalyptus globulus推荐使用浓度从0.8%起。Schinus terebinthifolia所有测试浓度（0.2%至1.2%）均呈现满意效果。Copaifera officinalis精油和木醋液在1.0%和1.2%时效果最佳。本研究证实植物提取物可作为控制银合欢的可行生物除草剂。

作者贡献声明

（此处按用户要求省略翻译）

利益冲突声明

作者声明不存在任何已知的竞争性财务利益或个人关系影响本研究。