两种入侵植物与三种本地植物根系特征的比较研究

以菊科2种入侵植物飞机草(Chromolaena odorata(L.)R.M.King&H.Rob)和紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Speng)以及生活型相似的3种本地植物异叶泽兰(Eupatorium heterophyllum DC.)、佩兰(Eupatorium fortune Turcz.)和白头婆(Eupatorium japonicum Thunb.)为研究对象,以单种为对照,分析5种植物的株高、生物量以及细根形态和结构特征对混种(竞争)的响应。结果显示,在单种情况下,2种入侵植物的株高和地上生物量比3种本地植物高。2种入侵植物的株高和地上生物量在单种和混种下无显著差异,但在混种下3种本地植物的株高、地上生物量、根生物量、细根长度、细根表面积和体积与单种相比显著降低。在混种情况下,2种入侵植物的根组织密度显著降低,但比根长和比根面积仅在紫茎泽兰中显著增加。5种植物在单种和混种下的株高与细根长度、根生物量呈显著正相关,地上生物量与细根体积、表面积呈显著正相关。主成分分析结果表明入侵植物位于株高和地上生物量更高的一端。说明在与本地植物竞争的过程中,飞机草和紫茎泽兰能通过调整根系碳投资策略实现更强的竞争力。     

2株草螺菌的鉴定及其对煤矸石胁迫下香根草的促生作用

【背景】植物-微生物联合修复技术在减轻环境胁迫作用、增强植物抗性、改善矿区景观等方面发挥重要作用,其中根际促生菌可与植物相互作用,促进植物生长,增强植物对非生物胁迫的耐受性。【目的】鉴定铜尾矿中分离得到的2株根际细菌,研究其对植物生长的促生特性,测定2株菌的接种对于煤矸石胁迫下香根草的影响。【方法】对铜尾矿中分离得到的2株菌进行16S rRNA基因序列鉴定和扫描电子显微镜观察,对菌株的促生特性进行测定,并将其分别接种于覆土5 cm的煤矸石和掺土10%的煤矸石中生长的香根草根际,测定2个月后香根草的理化指标和生理学指标。【结果】菌株P5-11和P5-19经鉴定均为草螺菌(Herbaspirillum),2株菌均具有固氮、溶磷、产吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid,IAA)和产铁载体的特性,其中P5-19的产吲哚乙酸能力约为P5-11的2倍,具有较好的促生能力;2株菌均能提高香根草的株高、生物量、氮积累量和抗氧化酶活性,并降低丙二醛积累量。【结论】2株草螺菌均具有良好的促生特性,能够促进煤矸石胁迫下香根草的生长发育,这不仅为促生菌肥的研制提供了优良菌种,也为香根草在矿区生态恢复中的应用提供了参考价值。     

两种不同根系类型湿地植物的根系生长

实验设计了一个水培系统，利用生活污水培养，对4种“须根型”植物美人蕉、风车草、象草和香根草和4种根茎型植物菖蒲、水鬼蕉、芦苇和水烛的根系生长进行比较研究。该系统由用于盛污水的塑料桶（顶部直径36．5cm，底部直径30．Ocm，高34．5cm）和用于固定植物于水面的泡沫板构成。每桶种植1株植物，每种种5株。水培至10周时，须根型植物的平均根数达到1349条／株，而根茎型植物的平均根数只有549条／株。实验结束（水培第21周）时，须根型植物的平均根生物量为11．3g／株，根茎型植物的平均根生物量为7．4g／株。须根型植物根系中，d〈1mm的细根生物量占根系总生物量的51．9％，而根茎型植物d〈1mm的细根的生物量只占25．1％。根茎型植物的根生物量与地上生物量的比值为0．2，显著高于须根型湿地植物（0．1）。须根型湿地植物的根系表面积（6933cm^2／株）极显著地高于根茎型湿地植物（1897cm^2／株）。根茎型湿地植物根的平均寿命（46．6d）较须根型湿地植物根的平均寿命（34．8d）长。美人蕉的平均根数达1871条／株，根表面积达到22832cm^2／株，远较其他种高。     

Variability of water supply affected shoot biomass and root depth distribution of four temperate grassland species in monocultures and mixtures

极端降雨事件对生态系统功能影响的研究主要集中在干旱或洪水事件，通常包括全年或某个季度的平均或总降雨量的变化。然而，在不改变平均量或总量的情况下，增加降雨变异性的影响还很少被研究。本研究调查了增加水分供应变异性对单一栽培和混合栽培下4种草原植物的地上和根系生物量以及根系生物量分布的影响。将多年生黑麦草(Lolium perenne L., 浅根)，菊苣(Cichorium intybus L., 深根)，白车轴草(Trifolium repens L., 浅根)和红车轴草(Trifolium pratense L., 深根)种植在中型实验生态系统中。单一栽培条件下种植4株同种植物，混合栽 培条件下每种植物各1株。水分供应变异性处理设置低中高3种水平：与低变异水分供应处理相比，另设置一个中度变异处理(±40%)和高度变 异处理(±80%)，测定了地上和根的生物量，拟合了根系垂直分布模型。研究结果表明，与低变异处理相比，白车轴草，红车轴草和4种植物 混种群落的茎生物量在高变异处理下显著减少。在所有处理中，4种植物混种群落产生的茎和根生物量比单一栽培(超产)中物种表现所预测的要多。在水分变异增加的情况下，菊苣在单一栽培下根系分配了更多的生物量到更深的土层，而白车轴草在单一栽培下根系总生物量显著降 低。这些结果表明，水分供应变异的增加会对单一栽培和混合栽培草地的地上和根的生物量产生负面影响。在野外尺度上，水分变异对多物种 草地系统功能的影响需要进一步研究。     

中国野生的香根草种及其保护与分类问题

香根草(Vetiveria zizanioides)这一优良的水土保持和多用途植物目前在热带和亚热带地区广泛推广应用。中国的香根草栽培种主要是在50年代从国外引进的,但在广东和海南也有这一植物的野生种存在,尤其在广东的吴川有一块面积达6670 hm²左右的野生香根草群落。然而,由于人类活动的影响和过度开发利用,40年间,这片热带草原已遭到严重破坏,面积和蕴藏量都大幅度减少。为了不使这片珍贵的湿地消失殆尽,必须尽快采取措施加以保护。另外,香根草属的系统分类还很不完善,上述在中国分布的野生居群究竟是香根草还是野香根草(V. nigritana),迄今还没有定论,经对标本的研究鉴定,初步确定为香根草(Vetiveria zizanioides）。     

长期水陆周期性变化条件下香根草形态性状和生物量分配的可塑性

香根草是能够长期适应三峡水库消落带生境的少数物种之一。虽然国内对香根草的引种栽培和研究已有几十年的历史，但是对香根草在三峡库区消落带长期水陆周期性变化条件下的生态适应对策还知之甚少。为此，以2008年在三峡水库巫山段消落带建立的香根草引种栽培试验示范基地为研究平台，在2016年对海拔166—169 m、169—172 m和172—175 m区段的香根草的形态性状、生物量及其分配特征进行了研究。结果表明：(1)海拔166—169 m香根草的分蘖株数、平均株高、节间数量、节间长度、叶片数/分蘖株、叶片数/丛、叶片长等各指标值均低于海拔169—172 m和海拔172—175 m,海拔166—169 m与其它海拔区段的节间数量差异显著(P<0.05);(2)海拔166—169 m香根草的根系数量最少，但根系长度最长；(3)海拔166—169 m无节间的香根草株数最多，且与海拔172—175 m和海拔169—172 m差异显著(P<0.05);(4)不同海拔区段香根草的总生物量大小表现为海拔172—175 m>海拔169—172 m>海拔166—169 m,且海拔166—...     

草莓车轴草的栽培与管理

草莓车轴草（Trifolium fragiferum）为一种豆科多年生草本植物，原产地中海一带，在我国新疆、华北和东北等地均有栽培。由于草莓车轴草的耐盐性和耐寒性很强，可适宜在滨海盐土或高寒地区生长；同时，它的草质鲜嫩，营养丰富，对畜、禽、鱼的适口性好，除了适于放牧利用外，亦可刈割饲喂，是一种理想的优质牧草。另外，这种植物不仅匍匐生长，可耐践踏，适作花园或草坪用草，而且它的花序形似草莓，每枚小叶中部都有一淡绿色的人字形斜纹，其它叶色略呈暗红色，因而具有一定的观赏价值。1生长特性草莓车轴草株高30—50cm，根系发达，…     

甜菊的生理特性与开发利用

甜菊又名甜叶菊、甜草，是一种多年生菊科野生草本植物。原产于南美的巴拉圭和巴西。1964年巴拉圭首次人工栽培成功。我国于1977年引种栽培也获得成功。这种植物的根、茎、叶均含有甜菊糖，特别是叶片中含量可高达15％。从干叶中提取出来的甜菊糖称为甜菊糖甙，是一种天然甜味剂。其甜度为蔗糖的200～300倍，而热量仅为蔗糖的1／300，是一种高甜度、低热量新型天然保健糖源。在国际上被誉为“植物糖王”、“最佳天然甜味剂”。它可替代食糖和糖精等化学合成的各种甜味剂，安全无毒，可广泛应用于食品、饮料、腌制品和医药制剂等行业。由于它…     

四种湿地植物在人工湿地的生长特性研究

研究了表面流人工湿地中香根草(Vetiveria zizanioides)、风车草(Cyperus flabelliformis)、芦苇(Phrogmites australis)和水鬼蕉(Hymenocallis littoralis)4种植物的根生物量和生长量、根系分布、地上部分的生长情况.风车草、香根草和水鬼蕉根系及地上部分的生长节律相似,9月或10月前生长较快,以后生长减慢甚至停止;芦苇则不同,7月以前生长缓慢,以后生长加速,冬季也保持较快的生长.全年根生长量和根生物量以水鬼蕉最大,显著高于其它植物(P<0.01),香根草最小,显著低于其它3种植物(P<0.01).香根草的根系垂直向下生长,分布较深,而其它3种植物的根系主要分布在浅层土壤中.风车草分株最多,叶面积指数最大.香根草叶面积指数最小.结果表明,在构建多种植物人工湿地群落时,可以考虑将芦苇与大多数湿地植物搭配以保证湿地全年保持较好的净化效果;水鬼蕉可以作为底层植物,和风车草等生长早、植株较高的植物构建多种湿地群落.     

基于根系形态可塑性的空心莲子草克隆分工特征

资源在空间和时间上不均匀分布现象往往形成资源异质性斑块,克隆植物凭借强大的侧向生长能力占据广阔空间,分株间的生理连接促进了其对异质性生境的适应。克隆分株首先通过资源获取结构的功能特化来提高从各种资源富养斑块中的养分获取,然后通过克隆整合作用实现分株间的养分传输,这种功能特化和资源共享模式被称为‘分工’。该文以入侵克隆植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象,研究其根系对资源异质性分布的形态可塑性响应;通过调节光照强度和土壤养分来实现资源的异质性分布,共设置4个处理:1近端分株高光低养—远端分株高光低养(HL-HL),2近端分株低光高养—远端分株低光高养(LH-LH),3近端分株高光低养—远端分株低光高养(HL-LH),4近端分株低光高养—远端分株高光低养(LH-HL);使用WinRHIZO Pro软件分析相关根系指标,SPSS 18.0单因素方差(one-way ANOVA)分析方法分析异质性条件对近、远端分株以及整个克隆片段的影响。结果表明:异质性斑块中经历高光低养的分株分配更多的生物量到地上部分,经历低光高养的分株分配更多的生物量到地下部分,空心莲子草通过调整对地上和地下部分的生物量分配比例实现了克隆分工;异质性斑块中,生长在富养斑块中的空心莲子草分株根系有更高的根生物量、根长、根表面积、根体积以及分枝系数等,表明空心莲子草分株根系通过对异质性斑块的形态可塑性变化提高了土壤养分的吸收能力。由此可见,空心莲子草通过对资源获取结构的功能特化提高了其资源吸收能力,这可能是其具强入侵能力的重要原因。     

香根草和百喜草对铅锌尾矿重金属的抗性与吸收差异研究

铅锌尾矿是一类重金属含量极高,对植物生长产生毒害的生境.盆栽实验的结果显示,香根草和百喜草在纯尾矿或由尾矿和垃圾组成的混合基质上都能生长,但植物的长势随基质中重金属含量的增加而减弱,其中香根草的生物量所受的影响比百喜草的更大,即百喜草有比香根草更强的重金属抗性.2种植物体内的重金属含量高低均为Zn＞Pb＞Cu,但二者对它们的富集能力大小分别是,香根草为Zn＞Cu＞Pb,百喜草则为Cu＞Zn＞Pb.香根草和百喜草的根系对3种重金属都有较强的滞留效应,滞留率均在50%以上;其中香根草对重金属的滞留率又明显高于百喜草;而且,同一植物对不同的重金属的滞留率也明显不同,香根草对Pb的滞留率最高,而百喜草对Cu的滞留率显著高过对Zn和Pb.由于香根草的生物量明显大于百喜草,结果香根草对Pb、Zn的吸收量比百喜草高.当用25%的垃圾改良金属尾矿时,百喜草对重金属的吸收量即达最大;而香根草则在尾矿和垃圾各占50%的基质中吸收最多的重金属;因此,添加一定量的垃圾(25%～50%左右)用于尾矿改良时,不仅能使尾矿得到更快的植被恢复与更高的植物修复效果,而且能使垃圾资源得到充分合理的利用.总之,当开展对金属尾矿的植被恢复时,可选择种植抗性强、覆盖快的百喜草,但如果要对尾矿中的重金属进行生物净化,则应选择种植生物量大的香根草,种植香根草还可较好地防止重金属的二次污染或生物富集.     

风车草和香根草在人工湿地中迁移养分能力的比较研究

为研究风车草(Cyperus alternifolius)和香根草(Vetiveria zizanioides)迁移养分的能力,建立17.0m²风车草潜流式人工湿地和13.3 m²香根草潜流式人工湿地处理猪场废水,在四个季节末测定植物生物量和组织氮、磷、铜、锌含量.结果表明,香根草地下部生物量大于风车草,地上部生物量则是风车草大于香根草.风车草年地上部收获量为3406.47 g·m^-2,比香根草的1483.88 g·m^-2高2.3倍;风车草的氮含量为22.69 mg·g^-1,比香根草的15.44 mg·g^-1高7.25 mg·g^-1;风车草的磷含量为6.09 mg·g^-1,比香根草的5.47 mg·g^-1高0.62 mg·g^-1.植株含铜、锌量风车草略比香根草高.风车草每年迁移N 68.72 g·m^-2和P18.49 g·m^-2,香根草迁移N 8.93 g·m^-2和P 3.69 g·m^-2.风车草人工湿地每年由植物迁移的氮、磷、铜、锌比香根草高4～7倍.     

水稻螟虫诱杀植物香根草的发现与应用

香根草Vetiveria zizanioides L.是一种多年丛生的草本植物。近年来研究发现香根草能够有效诱集水稻螟虫(二化螟Chilo suppressalis和大螟Sesamia inferens)雌成虫在其上产卵,但孵化出的幼虫在香根草上不能完成生活史。因此,香根草对于水稻螟虫来讲是一种诱杀植物。开发以香根草为基础的水稻螟虫绿色防控技术,不仅可以有效控制水稻螟虫,减少农药使用,还可以保育寄生蜂等天敌、增强生物多样性。香根草同时具有适应性强、种植管理轻简、无性繁殖不会扩散成为杂草、可供观赏等应用特点。因此,利用诱杀植物香根草为水稻螟虫防治提供了一种生态调控新途径,还可实现农民增收、改善生态环境,具有重要的经济、生态和社会效益。     

中国栽培的香根草是外来入侵种并会蔓延成为杂草吗?

1988年国际香根草网络主席里查德·格雷姆肖先生引入到中国的香根草技术是一种利用香根草进行水土保持、环境保护、生境恢复、防灾减灾、污染治理的生态工程与植物修复技术。在过去20多年,该技术应用到中国南方10多个省区,取得了显著的生态效益与社会效益。然而,当年引入香根草技术时,海南、广东、福建等地早已有"野生"的香根草存在,甚至可以追溯到1936年。而最初的香根草种源究竟是中国本土生长还是从国外引入?至今未见确凿的证据或资料。目前,世界上栽种的香根草是通过分蘖等无性繁殖的,在中国未发现香根草的无序蔓延及其"排他"现象。与此相反,由于香根草的种植可改善恶劣的生境条件,使其他乡土植物得以很快定居并生长,从而导致香根草自身萎缩甚至消失。此外,香根草对除草剂非常敏感,常因除草剂的喷洒而消失。因此,把香根草当作外来入侵种并认为会成为杂草的说法是缺少科学依据的。     

鸡眼草水浸提液对4种草坪草的化感作用

为探讨鸡眼草(Kummerowia striata)不同部位、不同浓度水浸提液对高羊茅(Festuca arundinacea)、黑麦草(Lolium perenne)、狗牙根(Cynodon dactylon)、白三叶(Trifolium repens)等4种草坪草的化感效应和作用规律,采用培养皿纸床法,以蒸馏水为对照,研究鸡眼草剪碎的植株、未剪碎的植株、叶、茎、根、地上部分0.012 5、0.025、0.05 g/mL 3个不同浓度的水浸提液对高羊茅、黑麦草、狗牙根、白三叶的种子发芽率、发芽速率、幼根长、幼苗高的化感作用。结果表明,鸡眼草水浸提液对高羊茅、黑麦草、狗牙根、白三叶4种受体植物种子的萌发及幼苗生长均有较强的化感抑制作用,且对种子发芽率作用强弱顺序为:狗牙根白三叶黑麦草高羊茅,对种子发芽速率作用强弱顺序为:黑麦草高羊茅狗牙根白三叶,对幼苗苗高作用强弱顺序为:黑麦草白三叶狗牙根高羊茅,对幼苗根长作用强弱顺序为:白三叶黑麦草狗牙根高羊茅。对4种受体植物的综合化感效应以高羊茅最弱,黑麦草、狗牙根、白三叶较为相近。4种受体植物所受到的抑制作用均随着水浸提液浓度的增加而增强,在同一浓度不同部位水浸提液处理下,叶、整株(剪碎)水浸提液对4种受体植物抑制作用比根、茎、整株(未剪碎)及地上部分水浸提液强。高羊茅、黑麦草、狗牙根3种草坪草受0.05 g/mL鸡眼草叶水浸提液的化感抑制作用最强,白三叶则受0.05 g/mL鸡眼草整株(剪碎)水浸提液的化感抑制作用最强。     

地上-地下植食性天敌对入侵植物空心莲子草与本地种莲子草种间关系的影响

生物入侵是全球生物多样性的主要威胁,外来种与本地种的种间竞争能力会影响其能否成功入侵。本研究选用入侵植物空心莲子草和其本地同属种莲子草为对象,探究其专食性天敌莲草直胸跳甲与南方根结线虫对空心莲子草与莲子草的生长及种间关系的影响。结果表明: 与无天敌胁迫相比,线虫处理显著降低了莲子草的株高(28.1%),但显著增加了空心莲子草的株高(52.8%)和莲子草的地上生物量(63.7%);跳甲处理显著降低了莲子草的株高(40.7%),对空心莲子草无显著影响;而跳甲与线虫的共同胁迫显著降低了莲子草的株高(35.3%)和空心莲子草的地下生物量(62.2%),显著增加了莲子草的地上生物量(69.1%);天敌胁迫对两种植物的茎粗、分枝数和根长均无显著影响。无天敌作用下,两种植物的相对邻体效应指数(RNE)均为正值,且空心莲子草的RNE比莲子草高21.3%;天敌胁迫下,空心莲子草的RNE均为负值,而莲子草的RNE在线虫或跳甲单独胁迫下为正值,在线虫和跳甲共同胁迫下为负值。表明地上-地下天敌互作可以使两种植物的种间关系发生改变,并可能促进空心莲子草的入侵。     

喜旱莲子草营养繁殖特征对干扰的响应

养分富集和物理干扰是人类活动影响下外来植物在入侵地所面对的重要生境特征,而克隆生长和营养繁殖是外来植物入侵高资源干扰生境的重要生活史特征。喜旱莲子草似（Alternanthera philoxeroides）是一个世界性的入侵种,它主要分布于暖温带-亚热带气候区各种淡水生态系统的水陆交界区域,这些生境易受养分富集和物理干扰的影响。喜旱莲子草在入侵地有性繁殖缺失,因而贮藏根形成、根芽萌发和分株生长等是其重要的生活史环节和营养繁殖特征。本文中通过种植实验研究了喜旱莲子草的营养繁殖特征对养分增加和物理干扰（贮藏根片段化和埋藏）的响应。结果表明：（1）高养分条件下喜旱莲子草的总生物量增加了约1．5倍,贮藏根分配（营养繁殖分配）增加了约15％,贮藏根平均长度增加了约1．5倍;（2）喜旱莲子草的根芽萌发数随贮藏根段大小的增加而增加,平均每克贮藏根（干重）能够萌发出约15个根芽,萌发出1个根芽只需要不到0．1g的贮藏根,埋藏深度不影响根芽萌发数;（3）贮藏根段大小和埋藏深度对喜旱莲子草分株的主枝长和平均相对生长率均没有显著影响。这些结果暗示,喜旱莲子草的营养繁殖特征对养分富集和物理干扰非常适应,能够促进其局域种群的快速增长和流域范围内集合种群的长期续存。     

水位和氮浓度对三江藨草幼苗生长和生物量分配的影响

以莫莫格国家级自然保护区常见植物三江藨草(Scirpus nipponicus)为研究对象,设置低(5 cm)、中(35 cm)、高(65 cm) 3个水位和低(4 mmol·L-1)、中(8 mmol·L-1)、高(12mmol·L-1) 3个氮浓度交互的室内控制实验,探究不同水位和氮浓度对湿地植物三江藨草幼苗生长及生物量分配的影响。结果表明:水位对三江藨草幼苗生长、生物量及其分配均产生显著影响(P<0.05),随着水位的升高,三江藨草株高增加,分株数、球茎数及根生物量降低,根茎、球茎、地下、地上和总生物量均呈先增加后降低的趋势;植株地上生物量分配增加,地下(包括根和球茎)生物量分配降低;氮浓度仅对植株株高、球茎数以及地下与地上部分的生物量分配有显著影响(P<0.05),对分株数及生物量的累积均无显著影响(P>0.05);综合三江藨草幼苗的生长特征和生物量累积,认为其生长的最适宜水位为35 cm;且低水位有利于植株对氮的吸收,高水位和高氮浓度限制植株的生长。     

河岸美人蕉和香根草的生长繁育及其腐烂规律

以河岸带中的美人蕉、香根草为对象,研究了河岸带生态恢复过程中植物的生长及其作用。结果表明:美人蕉和香根草二者对水深的耐受性均不强,不适合在深水中生长与繁殖;与美人蕉相比,香根草对水深的耐受性更强;美人蕉不适合在水深>20cm的水域生长;美人蕉地上的生物量比地下高27.5%,香根草地上的生物量比地下高79%;通过收割美人蕉分别带走美人蕉所固定的全部氮、磷的59%和55%,收割香根草带走香根草所固定的全部氮和磷的57%;经过130d的浸泡,美人蕉、香根草质量损失率分别为31.89%和19.8%,全氮、全磷的损失美人蕉分别为49.43%和77.30%,香根草分别为47.54%和86.06%;植物浸泡释放有机物、氮和磷,但水中COD、NH4 -N和TP浓度并不持续增加。     

显示植物维管束的方法

我们用肉眼观察植物体,是不能看出维管束在植物体内的系统分布情况的,用显微镜观察切片,也往往只能看到某植物的部分维管束分布,因此,很难满足我们对一株植物从根到叶的整个维管束系统分布的观察和了解。为此,我们必须想法满足这一要求,以便更进一步研究植物体的结构及水份的输导情况。现在,我们向大家介绍几种显示植物维管束的方法。我们两年的试验,获得了良好的效果,我们所用的材料局限於草本茎和幼小植物体。第一.碱性洋红染色法:我们把生活着的旱金莲(Tropaeolum majus L.)和蚕豆茎用快刀在水中截断,向日葵、绿豆等的幼苗则连根拔起,用清水冲净,及时的把截口或根插入盛有碱性洋红(Basic fuchsin)水溶液的烧杯或培养缸中(配方:0.5克碱