外来植物紫茎泽兰入侵对土壤理化性质及丛枝菌根真菌(AMF)群落的影响

为了揭示外来植物紫茎泽兰入侵对入侵地土壤丛枝菌根真菌(AMF)群落及相关肥力的影响,比较测定了紫茎泽兰不同入侵程度土壤理化性质、AMF侵染率及AMF群落的差异。结果表明,紫茎泽兰入侵降低了土壤pH,使土壤中有机碳、全氮和速效钾含量分别增加83.0%,106.9%和111.0%;尽管对全磷含量没有显著影响,但有机磷含量呈升高的趋势,而速效磷呈降低的趋势。紫茎泽兰入侵降低了本地植物的AMF侵染率;随着入侵程度的加深,土壤中以膨胀无梗囊霉(Acauospora dilatata)为优势种的AMF群落结构逐渐转变为以近明球囊霉(Glomus claroideum )为优势种的结构,紫茎泽兰可在其根周选择培育近明球囊霉,而对其它AMF种,特别是对膨胀无梗囊霉则存在抑制作用;基于各AMF种多度的聚类分析表明,形成紫茎泽兰单优群落土壤中各AMF种多度与未入侵的本地植物群落及入侵程度较轻的紫茎泽兰与本地植物群落之间存在明显分歧。综合分析推断认为,紫茎法兰入侵改变了入侵地土壤理化性状,抑制AMF对土著植物的侵染,改变AMF群落,并在其根周选择培育近明球囊霉,这可能是紫茎泽兰入侵及扩张的重要途径之一。     

危害严重外来入侵植物—紫茎泽兰

我国地处亚洲东南部 ,地域辽阔 ,具有丰富的物种多样性 (biological diversity) ,但因其所跨越的地理带自然条件较好 ,在适宜本地植物 (native species)生长的同时 ,也为外来物种 (alien species)的传播和扩散提供了条件。如紫茎泽兰 (Eupatorium adenophorum)、飞机草(Eupatorium odoratum)、薇甘菊 (Mikania micrantha)、凤眼莲 (Eichhornia crassipes)、大米草 (Spartinaanglica)和三裂叶豚草 (Ambrosia trifida)等 ,近年来因自然或人为因素引进后 ,现已在我国一些地方形成单优势种群 ,对我国的农业、林业、牧业、生物多样性和自然生…     

紫茎泽兰入侵对土壤酶活性和理化因子的影响

紫茎泽兰是我国危害最严重的外来入侵植物之一,为探明其入侵对土壤肥力的影响,比较研究了紫茎泽兰、云南菅、狗尾草群落和撂荒地下0~30 cm的4层土壤中6种酶活性和12种理化因子。结果表明群落类型和土壤深度对测定的各参数均有显著影响。随土壤深度的增加,多酚氧化酶、碱性磷酸酶、脲酶活性,以及有机质、全氮、全磷、全钙、水解氮、有效磷、速效钾含量和pH值均降低。总的看来,紫茎泽兰群落下碱性磷酸酶和脲酶活性,有机质、全氮、全磷、全钙、水解氮和有效磷含量,以及pH值均较高,全钾含量较低,但速效钾含量并不低,表明紫茎泽兰入侵多年后土壤肥力水平提高,形成了对其生长有利的土壤环境。     

土壤微生物增强了外来植物紫茎泽兰对本地植物种的竞争力

【Background】The soil microbial community plays an important role in plant establishment, growth and nutrition. Invasion success may be linked to plant microbe interactions. 【Method】Under glasshouse conditions, we compared the effect of soil microbial communities to the growth and interactions between the exotic weed Ageratina adenophora and native plants. The microbial communities were from soil invaded by A.adenophora (IS) vs. that dominated by native weeds (NS). 【Result】A.adenophora which received inoculum from IS had higher arbuscular mycorrhizal colonization rate than that from NS, especially when Medicago falcata or Setaria viridis grew near A.adenophora. Microbial inoculum from IS accelerated the growth of A.adenophora, when planted in polyculture with the native plant S.viridis, but the native species growth was not affected. A.adenophora, receiving an inoculum from IS, inhibited the growth of its two neighboring native species, while no such effect was observed when using inoculum from NS. A.adenophora responded positively to the inoculum taken from IS in all planting combinations, but responded negatively to inoculum from NS both in monoculture and in polyculture with M.falcata. 【Conclusion and significance】Soil microbes, including arbuscular mycorrhizal fungi present in soil in the rhizosphere of A.adenophora enhanced the competiveness of this invasive weed against native species, which may be an important invasion mechanism of exotic plants.     

土壤微生物增强了外来植物紫茎泽兰对本地植物种的竞争力（英文）

【背景】土壤微生物群落对植物种群建立、生长及其营养都起着至关重要的作用,植物入侵进程也可能与植物—土壤微生物互作相关。【方法】在温室条件下,研究了从紫茎泽兰入侵的土壤(IS)和本地植物生长的土壤(NS)中获得的微生物群落对外来杂草紫茎泽兰与本地植物生长及其互作的影响。【结果】接种来自IS接种剂的紫茎泽兰,特别是与黄花苜蓿或狗尾草共同种植时,较接种NS接种剂具有更高的丛枝菌根侵染率。来自IS的接种剂促进了与本地植物狗尾草共同栽培的紫茎泽兰的生长,但这一本地植物种的生长却未受影响。接种IS接种剂的紫茎泽兰抑制了与其临近种植的2种本地植物的生长,而接种NS接种剂时,未受此影响。接种IS接种剂时,所有种植组合中的紫茎泽兰对接种剂均呈正响应;而接种NS接种剂时,单独种植或与黄花苜蓿共同种植的紫茎泽兰对接种剂呈负响应。【结论与意义】存在于紫茎泽兰根周包括丛枝菌根真菌在内的土壤微生物,增强了这一入侵杂草与本地植物种的竞争力,这可能是外来植物入侵的一个重要机理。     

紫茎泽兰不同入侵区域土壤细菌群落多样性比较研究

【目的】紫茎泽兰的入侵将对入侵地生态环境和农业经济造成严重危害,比较紫茎泽兰不同入侵区域土壤细菌多样性,丰富入侵植物的土壤微生物假说,也为紫茎泽兰的防控提供重要的理论依据。【方法】采用磷脂脂肪酸(PLFAs)分析法和16s rDNA高通量测序法,对不同紫茎泽兰重度入侵区域其根际土壤细菌群落进行分析比较,在此基础上使用相关性分析和主成分分析等统计方法,比较土壤细菌群落差异,探究其与土壤环境因子之间的相互关系。【结果】(1)各采样点中紫茎泽兰根际土壤细菌含量占微生物总量的比例均高于60%。其中Y2样点土壤细菌含量显著高于其他样点样品,达123.74μg·g~(-1),但该样地中检测到的门、科、属数量均低于其他样点。(2)从门水平上看,各样点土壤样品中相对丰度最高的前五个门分别是变形杆菌门、放线菌门、酸杆菌门、拟杆菌门和疣微菌门,其中变形杆菌门的相对丰度均为最高,在细菌群落中所占比例均超过30%;从属水平上看,四个样点存在不同的优势菌群,Y1样点优势菌群为固氮菌属和芽孢杆菌属,Y2样点优势菌群为乳酸杆菌属、结核分枝杆菌属以及根瘤菌属等,Y3样点优势属为鞘氨醇单胞菌属,Y4中的优势菌群为假单胞菌属。(3)土壤速效钾、铵态氮、有机碳、蔗糖酶、脲酶以及蛋白酶等环境因子与土壤细菌群落Alpha多样性指数存在显著相关性;土壤速效钾、硝态氮、有机碳、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶等环境因子影响不同样点紫茎泽兰根际土壤细菌群落组成。【结论】不同紫茎泽兰重度入侵区域其根际土壤细菌在含量、门水平和属水平上均存在差异。土壤速效钾、有机质含量、蔗糖酶、脲酶等是影响土壤细菌群落结构的主要因素。     

紫茎泽兰与非洲狗尾草单、混种群落土壤酶活性和土壤养分的比较

 植物对土壤有效养分的影响是植物竞争取胜的重要生态策略之一, 土壤酶活性对土壤有效养分的变化具有重要作用。该文研究了紫茎 泽兰(Ageratina adenophora)单种(A)、非洲狗尾草(Setaria sphacelata)单种(S)和两物种混种(A+S)群落4种重要的土壤酶活性和土壤养分的 变化及其规律, 并对土壤酶活性与土壤养分进行了相关分析。结果表明: 1)群落S土壤有效氮(NH₄⁺-N和NO₃^--N)含量高于群落A对应养分含量, 而与群落A＋S该养分含量没有显著差异; 群落S土壤有效磷和有效钾含量低于群落A对应指标, 而群落A＋S其含量最低。2)群落S、A+S和A土壤蛋 白酶和脲酶活性的高低次序分别为S>A＋S>A、A＋S>S>A; 群落A+S、S和A磷酸酶活性依次升高; 群落A+S、A和S蔗糖酶活性依次降低。3)在生长 过程中, 3类群落土壤NO₃^--N、有效磷和有效钾含量在生长初期(5月)最高, 随后逐渐降低; 土壤NH₄⁺-N含量呈现单峰趋势, 在生长后期(9月)最 高。3类群落土壤蛋白酶和蔗糖酶活性随生长时间推移而升高, 在生长末期(11月)最高; 土壤磷酸酶和脲酶酶活性在生长过程中呈现单峰趋势, 在生长旺盛期(7月)最高。3类群落间土壤酶活性与土壤肥力具有较一致的相关性。由此推断, 非洲狗尾草对土壤含氮化合物的活化能力比紫茎 泽兰强, 且在种间竞争中能够强烈抑制紫茎泽兰对土壤含磷、含钾化合物的活化能力是其竞争取胜的可能原因; 不同植物群落土壤酶活性的差 异是引起土壤有效养分变化的重要驱动机制之一。     

外来入侵植物紫茎泽兰不同组织RNA提取方法

从植物组织中提取高质量的RNA是进行cDNA文库构建等分子生物学研究的前提。在苯酚法的基础上,改进并得到了一种适合紫茎泽兰根、茎、叶总RNA快速提取的方法,消除了蛋白质、DNA、多糖等的污染。该方法提取的紫茎泽兰不同组织总RNA纯度高、完整性好,可用于RT-PCR、cDNA文库构建、Northern杂交等分子生物学实验,而且简单、经济、重复性好,适合于多种植物组织总RNA的提取。Northern杂交表明F3’H基因在紫茎泽兰的根、茎、叶等组织中广泛存在,但在叶中的表达量最高,在根中的表达量最低。     

地形因素对外来入侵种紫茎泽兰的影响

 在紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)的分布区内设置171块临时样地,研究它的盖度和多度与经纬度、海拔、坡向、坡度、风向坡等地形因素的关系。结果表明,紫茎泽兰入侵最严重地区位于102° E左右,随着纬度增加入侵能力逐渐下降,但不显著(p>0.05);紫茎泽兰在中国的分布以云贵高原,尤其是云南高原为主体,通过云贵高原与原产地墨西哥、哥斯达黎加的气候条件对比,推断紫茎泽兰将来在中国的分布区主体还将局限在云贵高原,但不排除在某些局域气候条件下,形成斑块的可能;该次调查的海拔范围为75 m～2 330 m,以200 m为一个海拔梯度,多项式回归分析显示：紫茎泽兰的盖度与多度随着海拔升高而增加（p<0.05）,但在2 000 m左右已趋平缓,表明紫茎泽兰适宜生长在海拔2 000 m左右; ANOVA的结果显示：坡向对紫茎泽兰的入侵影响显著（p<0.05）,通过多重比较发现,北坡和南坡的盖度比东坡大（p<0.05）;北坡的多度比东坡大（p<0.05）,说明东坡不易被紫茎泽兰入侵,而北坡和南坡紫茎泽兰的盖度和多度差异并不显著（p>0.05）,说明温度与湿度可能不是造成不同坡向紫茎泽兰入侵差异的主导因素;坡度对紫茎泽兰入侵的影响并不显著（p>0.05）;风向坡对紫茎泽兰的盖度影响不显著（p>0.05）,而对多度的影响显著（p<0.05）,背风坡的多度显著大于侧风坡。     

3种本地植物与入侵植物紫茎泽兰的竞争

为筛选替代控制紫茎泽兰的本地植物及探讨提高替代控制效率的方法,通过盆栽实验并利用相对产量(RY)和竞争攻击力系数(A)衡量了3种本地植物与紫茎泽兰的竞争关系,同时评估了活性炭(AC)、杀真菌剂(FC)和二者联合(AC+FC)对它们竞争的影响。结果表明：(1)不添加任何物质条件下：紫茎泽兰与南酸枣混种时,紫茎泽兰的生物量明显高于单种(P<0.05),其RY和A分别显著大于1和0(P<0.05);紫茎泽兰分别与假地豆和狗尾草混种时,紫茎泽兰的株高和生物量均明显低于单种(P<0.05),其RY和A均分别显著小于1和0(P<0.05)。说明紫茎泽兰的竞争力强于南酸枣而弱于假地豆和狗尾草,假地豆和狗尾草可以在一定区域作为替代控制紫茎泽兰的潜在目标植物。(2)与不添加任何物质相比,紫茎泽兰与南酸枣混种时,AC、FC及AC+FC处理增加了紫茎泽兰的根冠比,降低了其地上生物量比,也降低了南酸枣的生物量(P<0.05);紫茎泽兰与假地豆混种时,AC和AC+FC处理增加了假地豆的株高和生物量,FC处理增加了紫茎泽兰的株高(P<0.05);紫茎泽兰与狗尾草混种时,AC和A...     

紫茎泽兰根际土壤中优势细菌的筛选鉴定及拮抗性能评价

采用分离培养的方法,从紫茎泽兰根际土壤中筛选鉴定了优势细菌25株,并测定了其中8株优势细菌及其代谢产物对病原菌的拮抗性能．结果表明：紫茎泽兰根际土壤中存在着丰富的芽孢杆菌和假单胞菌,其中枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌数量最多,占鉴定细菌总数的55．6％;这些优势细菌类群对番茄枯萎病菌和青枯病菌有不同程度的拮抗作用,以枯草芽孢杆菌BS-5和苏云金芽孢杆BT-1对番茄枯萎病菌的拮抗效果最为明显,其代谢产物的抑菌率分别为85．5％和83．8％;优势细菌代谢液比菌体对病原菌的拮抗作用更强．紫茎泽兰根际丰富的具有强拮抗性能的细菌类群可能是紫茎泽兰不受土传病害侵扰的原因,也是其逃避天敌的重要手段;通过这种根际有益微生物的反馈作用,紫茎泽兰在与当地植物竞争中直接或间接地处于有利地位,从而有利于其排挤当地植物,迅速扩张蔓延．     

Changes in soil diversity and global activities following invasions of the exotic invasive plant, Amaranthus viridis L., decrease the growth of native sahelian Acacia species

The objectives of this study were to determine whether the invasive plant Amaranthus viridis influenced soil microbial and chemical properties and to assess the consequences of these modifications on native plant growth. The experiment was conducted in Senegal at two sites: one invaded by A. viridis and the other covered by other plant species. Soil nutrient contents as well as microbial community density, diversity and functions were measured. Additionally, five sahelian Acacia species were grown in (1) soil disinfected or not collected from both sites, (2) uninvaded soil exposed to an A. viridis plant aqueous extract and (3) soil collected from invaded and uninvaded sites and inoculated or not with the arbuscular mycorrhizal (AM) fungus Glomus intraradices . The results showed that the invasion of A. viridis increased soil nutrient availability, bacterial abundance and microbial activities. In contrast, AM fungi and rhizobial development and the growth of Acacia species were severely reduced in A. viridis -invaded soil. Amaranthus viridis aqueous extract also exhibited an inhibitory effect on rhizobial growth, indicating an antibacterial activity of this plant extract. However, the inoculation of G. intraradices was highly beneficial to the growth and nodulation of Acacia species. These results highlight the role of AM symbiosis in the processes involved in plant coexistence and in ecosystem management programs that target preservation of native plant diversity.     

植物外来种对土壤理化特性的影响

植物外来种对土壤特性可产生深刻的影响。植物外来种可影响土壤的温度、湿度、土壤侵蚀等土壤物理特性 ;同样会影响土壤的含氮量、有机质、金属元素等化学特性。植物外来种对土壤特性的影响是十分复杂的 ,在不同的环境里同一植物外来种可产生不同的影响。总的来说 ,植物外来种对土壤特性的影响有正面、中性和负面 3种效应     

氮肥和种植密度对紫茎泽兰生长和竞争的影响

紫茎泽兰（Ageratina adenophora）是我国西南热带亚热带地区危害最严重的外来入侵植物之一。本研究在野外设置不同氮肥供给水平和种植密度下的紫茎泽兰、拔毒散（Sida szechuensis）、伏生臂形草（Brachiaria decumbens）和非洲狗尾草（Setaria anceps）的单种和紫茎泽兰与其他3种植物混种的人工群落,从植被-土壤相互作用的角度分析紫茎泽兰的入侵机制。结果表明：单种时4种受试植物均表现了对氮营养的响应,随氮肥水平的升高,根冠比降低,比叶面积升高;通过比较总生物量增幅,氮响应能力非洲狗尾草>伏生臂形草>紫茎泽兰>拔毒散。混种时受试植物与紫茎泽兰的生物量比和株高也表明非洲狗尾草的竞争能力>伏生臂形草>紫茎泽兰>拔毒散;与拔毒散混种的紫茎泽兰以及与 紫茎泽兰混种的伏生臂形草和非洲狗尾草的种内竞争随种植密度的增大而增大,导致种间竞争能力下降,在高种植密度下对混种物种的抑制作用减弱。紫茎泽兰在氮响应能力、竞争能力和表型可塑性方面均强于本地种,可能与其入侵机制有关;牧草的氮响应能力和竞争能力强于紫茎泽兰,其中非洲狗尾草又强于伏生臂形草,可能更适宜于入侵地的替代控制。     

西双版纳外来入侵植物及其共存种叶片氮、磷化学计量特征

诊断外来植物和本地种的资源利用方式是入侵生态学研究的热点问题。叶片氮(N)、磷(P)含量和化学计量特征可以反映受侵地区植物的N、P吸收能力和限制状况, 为把握外来植物的入侵能力、为本地植物共存或消失的机制提供基础科学依据。该研究以我国西南地区典型外来入侵植物(飞机草(Chromolaena odorata)、紫茎泽兰(又叫破坏草, Ageratina adenophora))及其共存的本地植物为对象, 探讨不同入侵条件下入侵种及其共存的本地植物的N、P利用策略。在云南西双版纳孔明山研究区, 调查了无入侵条件下和飞机草与紫茎泽兰的不同入侵程度(按入侵种生物量比例划分)下的物种数量和生物量, 分析了主要植物的叶片N、P含量和N:P值。结果显示: 尽管群落地上生物量随飞机草和紫茎泽兰入侵程度增加而增加, 但本地植物种数随飞机草和紫茎泽兰入侵程度增加而显著减少。飞机草与紫茎泽兰的叶片N、P平均含量无显著差异, 但均显著高于无入侵条件下的本地植物以及与其共存的本地植物。两种入侵植物的N、P含量均随它们所占样方总生物量的比例增大而升高, 本地植物N含量也有相似的变化趋势。当对比入侵和无入侵两类样方的同种植物N、P和N:P变化时发现多数本地种叶片P含量呈降低趋势, N含量和N:P呈升高趋势。根据叶片N、P绝对含量和N:P值及其随入侵的变化规律, 推测入侵可能提高了植物的N可利用性, 但本地植物仍然受N限制; 入侵植物N:P值总体小于10与其具有相对于N吸收的较高的P吸收能力有关。该研究揭示了西南典型外来入侵植物具有较强的N、P吸收富集能力。