几种牧草幼苗对冷蒿茎叶水浸提液化感作用的生理响应

采用沙培法对草木樨、披碱草、冰草和羊草进行幼苗生长试验,研究了不同浓度冷蒿茎叶水浸提液处理对4种牧草幼苗生长、根系活力、叶绿素含量以及抗氧化保护酶活性的影响,并采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对冷蒿茎叶水浸提液的化学成分进行了分析。结果表明:冷蒿茎叶水浸提液对草木樨、披碱草、冰草和羊草4种牧草幼苗生长有明显的影响,这种影响效应与牧草的种类及冷蒿茎叶水浸提液浓度显著相关。其中,25mgDw·mL-1的冷蒿茎叶水浸提液均表现出对4种牧草幼苗生长指标有极显著的抑制作用(P0.01),4种牧草幼苗根系活力分别降低了46.7%、65.9%、59.3%和66.7%,草木樨、披碱草和羊草幼苗叶绿素含量分别下降了47.3%、56.6%和46.7%。当冷蒿茎叶水浸提液浓度为10mgDw·mL-1时,对4种牧草幼苗体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性有显著的促进作用;当浓度为25mgDw·mL-1时,对4种牧草幼苗体内SOD、POD和CAT活性有显著的抑制作用,同时使幼苗体内丙二醛(MDA)的含量显著增加。冷蒿茎叶水浸提液有30种化感类次生代谢化合物,主要成分是樟脑(27.6%)、龙脑(10.1%)、蓍草苦素(9.8%)、桉树脑(8.7%)、喇叭烯醇(4.1%)和对-1-薄荷烯-4-醇(4.1%),占总量的60%以上。     

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。     

云雾山铁杆蒿茎叶浸提液对封育草地四种优势植物的化感效应

为了揭示铁杆蒿群落在植被演替中的作用,通过研究铁杆蒿茎叶浸提液对铁杆蒿草地4种优势植物(百里香、大针茅、本氏针茅和赖草)的种子萌发及幼苗生长的干扰,结果表明:高浓度的铁杆蒿浸提液(甲醇浸提液和水浸提液)使得百里香、大针茅、本氏针茅和赖草的种子发芽指数降低,发芽率、芽长和根长低于对照,种子平均发芽时间延长达1.13-2.16 d。而低浓度浸提液(0.005 g/mL)使得百里香的发芽要高于对照11.63%(水浸提液)、15.12%(甲醇浸提液)。在幼苗生长期,铁杆蒿浸提液对4种受试植物幼苗芽和根的生长受到不同程度的抑制,不同浓度的浸提液对植物的化感作用强度不同,随浓度的增加,抑制作用越强,0.1 g/mL相对其他浓度有显著性差异;其中0.005 g/mL浸提液对本氏针茅和赖草的幼苗生长有促进作用,幼根生长高出对照19.00%、16.06%,水浸提液对幼芽促进了2.33%、9.06%,在0.1 g/mL浓度下,本氏针茅或大针茅的生长完全受到抑制,芽长和根长抑制率为100%;同一浓度下的不同浸提液对植物的抑制作用也不同,其中百里香对铁杆蒿浸提液的敏感度是最低的;甲醇浸提液的化感作用要强于水浸提液。在封育过程中,百里香群落向铁杆蒿群落的过渡,铁杆蒿的化感作用是该草地演替的一个重要影响因子。     

冷蒿对三种禾本科植物种子萌发和幼苗生长的化感作用

研究了冷蒿茎叶水浸提液及冷蒿斑块土壤对羊草草原3种禾本科植物(羊草、克氏针茅和糙隐子草)种子萌发及幼苗生长的影响.结果表明:冷蒿茎叶水浸提液使受试植物种子的发芽指数降低,平均发芽时间延长.羊草、克氏针茅和糙隐子草幼苗苗高及克氏针茅幼苗根长均受冷蒿茎叶水浸提液抑制;浸提液浓度≥0.075g.ml-1时显著抑制羊草幼苗根长生长,≤0.05g.ml-1时则无显著影响;而茎叶水浸提液对糙隐子草幼苗根长有"低促高抑"的作用.冷蒿斑块土壤抑制受试植物幼苗生长;3种植物对冷蒿化感效应的敏感性依次为克氏针茅羊草糙隐子草,且幼苗根长的敏感性均大于苗高.     

喜旱莲子草组织水浸液对黑麦草种子和幼苗的化感效应

以喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)地上和地下部组织为供体,黑麦草(Lolium perenne L.)为受体,运用室内培养皿生物测定方法研究了喜旱莲子草组织水浸液的化感作用.结果表明:喜旱莲子草组织水浸提液对黑麦草种子的萌发具有明显抑制作用,显著降低了其终萌发率,也明显抑制了黑麦草幼苗根和茎的生长;喜旱莲子草组织水浸提液处理使黑麦草幼苗叶片的电导率显著增加,但其叶绿素含量却明显降低;喜旱莲子草不同组织部位水浸提液的化感作用强弱不同,表现为地下部分水浸提液化感作用明显强于地上部分.     

三峡库区苏门白酒草(Conyza sumatrensis)化感作用与入侵性研究

为探讨外来种苏门白酒草(Conyza sumatrensis)的入侵机理,在长江三峡工程库区苏门白酒草入侵地,采用生物检测的方法研究开旷荒地、公路边、林缘3种不同生境条件下的苏门白酒草地上部分和地下部分水浸提液的化感作用。研究结果发现:(1)在小白菜(Brassica chinensis)幼苗萌发生长试验中,苏门白酒草地下和地上部分水浸提液对供试种子的萌发以及幼苗的生长主要表现出抑制作用,并随着浸提液浓度的增加,抑制作用增强;(2)在小白菜种子的萌发及幼苗生长各项指标的对比中发现,用各样地的苏门白酒草地上部分水浸提液处理的各组指标之间的差异大于用其地下部分水浸提液处理的各组指标之间的差异,说明对于不同样地的苏门白酒草的入侵力,地上部分的化感作用比地下部分具有更大的贡献力;(3)不同生境的苏门白酒草化感作用存在差异,生于公路边和开旷荒地生境的苏门白酒草地上部分和地下部分的化感作用能力最强,而生于林缘的苏门白酒草地上部分和地下部分的化感作用能力弱,即公路边开旷荒地林缘;(4)不同生境条件下的苏门白酒草化感作用力与本地植物的相对多度存在显著的正相关关系,表明苏门白酒草化感作用的差异是导致它在不同生境间入侵力差异的原因之一;(5)苏门白酒草的化感作用确实存在,也是其入侵成功的重要原因。     

太湖常见浮叶植物和沉水植物的光合荧光特性比较

利用水下饱和脉冲荧光仪(DIVING-PAM),原位观测太湖常见的水生植物菱、荇菜、苦草、黑藻的最大光化学量子产量(F_v/F_m)及在暗适应和光适应条件下的快速光曲线.结果表明:浮叶植物菱和荇菜光系统Ⅱ的潜在最大光合作用能力高于沉水植物苦草和黑藻,其最大量子产量分别为0.837、0.831、0.684和0.764;菱和荇菜的最大电子传递速率、半饱和光强分别高于沉水植物苦草和黑藻,且在光适应条件下尤为显著.     

入侵植物香丝草水浸提液对蚕豆和玉米根尖染色体行为的影响

以采自农田中自然生长的植物群落中的香丝草为供体,以典型的双子叶植物蚕豆和典型的单子叶植物玉米的幼苗为受体,运用根尖微核试验和染色体畸变试验,研究了香丝草的根、茎、叶和幼果4种器官水浸提液对受体的遗传毒性。结果表明:(1)在香丝草不同器官水浸提液作用下,蚕豆和玉米根尖细胞的有丝分裂各时期均受到明显影响,细胞中出现了微核、染色体桥、染色体断片、染色体环、染色体粘连及染色体滞后等多种染色体畸变。(2)香丝草各器官水浸提液对蚕豆幼苗根尖细胞分裂的抑制作用明显大于玉米。(3)香丝草各器官水浸提液对蚕豆和玉米幼苗根尖的染色体畸变诱导存在显著的浓度效应,即水浸提液浓度越高,受体的微核率和畸变率越高,相应的有丝分裂指数越低,水浸提液的诱导作用与浓度呈正相关关系,但不是简单的加和作用。(4)香丝草各器官水浸提液均具有较强的遗传毒性,但整体化感效应表现为叶＞幼果＞茎＞根,即叶片产生的化感作用最强。因此,香丝草分泌的化感物质可能通过对受体植物生长点的细胞有丝分裂和细胞形态产生影响,造成受体植物染色体的多种畸变和不可逆的遗传损伤,从而成功入侵新的栖息地。     

鄱阳湖湿地景观恢复的物种选择及其对环境因子的响应

湿地是重要的生态系统,对人类和野生生物都具有极其重要的价值。由于自然因素的变化和人类活动的干扰,湿地退化严重。近年来,湿地恢复已成为世界环境问题改善的重要工具之一。选择适用的湿地植物是退化湿地恢复的关键途径。本文以鄱阳湖湿地为研究对象,通过专家赋值、野外调查、定位观测等方法,筛选了苦草、野菱、芦苇、苔草等25种鄱阳湖常见植物作为湿地景观恢复的优先物种。对苦草、黑藻、菹草、菖蒲、芦苇等5种植物对环境因子的响应进行观测。结果表明,苦草在清水环境130-140cm处的生长最好;黑藻在清水环境中100-110cm处的生长最好;菹草在不同水深(50-160cm)下都能够生长,菹草高度随水深增加而增加;菖蒲具有一定的耐淹能力(< 80cm),但完全淹水(水深100-120cm)明显影响到菖蒲根状茎萌发、幼苗生长和生物量的积累;芦苇根状茎萌发对水深要求严格,土壤要湿润且透气性良好才是芦苇萌发的最好条件,芦苇根状茎萌发前淹水超过20 cm其萌发将会受到明显抑制,淹水超过30 cm则无法萌发。通过对沉水植物的透明度研究表明,植物对水质的透明度都有一定的要求,透明度较好更利于湿地植物的生长发育。     

温度胁迫对白车轴草水浸提液化感作用的影响

采用蚕豆根尖细胞微核试验和染色体畸变试验,研究了温度胁迫下白车轴草水浸提液对蚕豆根尖细胞的化感作用。结果表明:不同温度(5℃、25℃和35℃)处理后的白车轴草的水浸提液对蚕豆根尖细胞有丝分裂指数的影响为低浓度促进,高浓度抑制。在白车轴草水浸提液的作用下,蚕豆根尖细胞内出现了多种染色体畸变,如微核、染色体断片、染色体桥、落后染色体等,对微核率和染色体畸变率的诱导效应表现为随水浸提液浓度的增大而增大。温度胁迫后的化感作用明显大于胁迫前,其化感效应表现为低温(5℃)下白车轴草水浸提液高温(35℃)常温(25℃)白车轴草水浸提液。推测原因可能是温度胁迫改变和增加了化感物质的释放。     

穗状狐尾藻与不同生长期苦草种间竞争研究

水生植物之间的竞争作用在水体生态系统恢复过程中具有重要作用。本研究采用取代系列实验方法,对穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)与不同生长期(幼苗期和成株期)苦草(Vallisneria natans(Lour.)Hara)的种间竞争进行了研究。结果显示,对于不同生长期的苦草,穗状狐尾藻均具有较强的竞争优势,成株期苦草的竞争能力强于其幼苗期;苦草成株组中的穗状狐尾藻平均株高比苦草幼苗组中的穗状狐尾藻平均株高增加了128.6%(P0.05),但苦草成株组中的穗状狐尾藻植株平均干重比苦草幼苗组中的穗状狐尾藻植株平均干重降低了62.8%(P0.05);苦草幼苗组中的穗状狐尾藻分枝较多、株丛大,对苦草幼苗形成了较大的遮光作用;苦草成株组中的穗状狐尾藻分枝少、植株较长,顶端漂浮于水面生长,表明受苦草的种间竞争压力增大,但仍小于穗状狐尾藻的种内竞争;另外,苦草幼苗组中的苦草根长比苦草成株组中的苦草根长平均长28.6%(P0.05),表明在与穗状狐尾藻竞争过程中,苦草幼苗更趋于竞争地下资源。本研究结果说明穗状狐尾藻竞争能力强于苦草,苦草幼苗受穗状狐尾藻的竞争影响较大。     

不同基因型水生植物对铵态氮和硝态氮吸收动力学特性研究

针对不同营养状况的富营养化水体修复而选择吸收养分效率较强的水生植物,采用改进常规耗竭法比较研究了6种不同基因型水生植物凤眼莲(Eichhornia crassipes Solms)、黄花水龙(Jussiaea stipulacea Ohwi)、再力花(Thalia dealbata Fraser)、美人蕉(Canna glauca L.)、水芹[Oenanthe javanica(Bl).DC]和豆瓣菜(Nasturtium officinaleR.Br.)对铵态氮和硝态氮吸收动力学特性。结果表明,不同基因型水生植物吸收铵态氮和硝态氮的动力学特性可用Michaelis-Menten方程来描述。在低浓度培养下,不同基因型水生植物对NH4+-N和NO3--N吸收的动力学参数Imax和Km差异较大,其吸收NH4+-N和NO3--N的Imax最大是水芹,其次是豆瓣菜;Km值最小的是水芹,其次是豆瓣菜;且水芹对NH4+-N和NO3--N不仅具有较强的亲和力,还具有较高的离子吸收速率。结果还表明,当介质中氮浓度较低时,水芹有优先吸收硝态氮的趋势,而豆瓣菜和再力花有优先吸收铵态氮的趋势。     

在极度弱光和两种底质条件下苦草的生长和生理响应

实验以云南大理州洱海水生植被重度退化区(湖心平台)作为实验地点, 探究极度弱光和两种底质(黏土、淤泥)环境下苦草(Vallisneria natans)在恢复过程中的形态及生理响应, 并依此探讨底质改善对苦草种群恢复的作用。结果表明: (1)在极度弱光环境下, 苦草部分死亡, 存活数量下降, 并在形态特征和生理特征上均表现出胁迫响应, 其形态特征值下降, 氮(N)含量和游离氨基酸含量上升, 碳(C)含量和淀粉含量下降; (2)苦草不同器官对弱光环境的响应有所差异, 叶片(地上部分)受到的胁迫影响大于根茎(地下部分); (3)苦草对弱光环境的响应在不同底质条件下有显著性差异, 苦草在黏土底质上表现出更小的胁迫反应和更高的存活数量, 两种底质相比较, 黏土更适合作为苦草恢复的底质条件。研究表明在洱海当前的水质环境下有希望结合局部的底质改善来实现在南部湖心平台的沉水植物恢复。     

云南高原湖滨带3种挺水植物对水体N的净化能力及响应

以云南常见湖滨带挺水植物水葱、芦苇、茭草为待试植物,通过静水培养试验,分析了3种湖滨带挺水植物在TN浓度为10～10.5mg·L^-1污水中的生长特征及其与净化能力的相互关系.研究表明,植物的生长、生理反应和净化能力间有较好的相关性,水葱、茭草和芦苇的相对生长速率分别为0.0023/d、0.0012/d和0.0017/d,水葱株高增长率为茭草的1.4倍,芦苇的1.84倍,水葱的生长量为(干重)3.53g,为芦苇的1.76倍,茭草的2.22倍;对N的累积能力分别比芦苇和茭草高1.1倍和1.3倍,对氮的同化利用率显著高于芦苇和茭草.水葱、芦苇、茭草对污水氮的净化率分别为86.59%、76.32%和74.83%,对氮的吸收率分别为23.81%、8.55%、11.30%;电导率和MDA比值分别为1.136,2.214和1.413;0.962,1.629和2.06,水葱均表现出较好的净化效果和较强的抗逆性.结果表明,植物对环境的适应及功能的发挥,一方面取决于自身的生物学特性,另一方面受生长环境的影响,环境胁迫导致其生长不良,不能有效发挥其湖滨水体净化功能.     

微囊藻毒素对沉水植物苦草生长发育的影响

MC RR抑制大型沉水植物苦草 (Vallisnerianatans (Lour.)Hara .)的生长和发育。在 0 0 0 0 1— 10mg/L的浓度下 ,苦草种子的发芽、子叶生长、真叶的形成和生长、不定根的形成和生长以及根毛的生长都受到了一定的抑制作用。当MC RR浓度≥ 0 .1mg/L时 ,处理第 30d ,MC RR对苦草鲜重和第一片真叶的生长有极显著的抑制作用 ,当MC RR浓度为 10mg/L时 ,根的生长和叶片的发生也受到了极显著的抑制作用     

黄河三角洲湿地水生植物组成及生态位

通过大范围的野外调查和室内测定,运用Levins及Pianka公式,对近代黄河三角洲湿地水生植物的构成及主要物种的生态位进行了研究.结果表明:调查样方内共有水生植物34 种,隶属于16科26属;各调查区域间物种组成和群落类型具有一定的差异性.区域形成的年份越久,其物种数和群落类型就越丰富;挺水植物中以芦苇的生态位宽度最大,为0.905,藨草的最低,为0.127; 沉水植物中轮藻、穗花狐尾藻、川蔓藻及小茨藻的生态位宽度较大,分别为0.783、0.673、0.669和0.640,金鱼藻的最低,仅为0.100.龙须眼子菜、大茨藻和苦草间,马来眼子菜和菹草间生态位重叠值较大,说明这几种植物具有相似的环境适应能力.物种的生态位宽度与该物种的分布范围及耐盐区间的大小存在显著的相关性,由此可以断定土壤和水体盐度是导致黄河三角洲湿地水生植物生态位分化的关键因子.     

水生植物腐烂分解对水质的影响

对6种水生植物进行64 d的腐烂分解试验,对比不同水生植物腐烂分解过程中水体营养盐浓度的变化.结果表明： 6种水生植物的腐烂分解速率差别较大,浮叶植物分解速度最快,沉水植物次之,挺水植物最慢.不同水生植物腐解过程对水质影响不同,并与植物生物量密度相关.挺水植物芦苇腐解过程中的水体化学需氧量、总氮和总磷浓度最低;在茭草分解后期,水体化学需氧量和总氮浓度上升,水质变差.浮叶植物荇菜和莲腐解过程中,水体化学需氧量和总氮浓度高于其他植物.沉水植物菹草和狐尾藻腐解过程中,水体铵态氮、硝态氮和总磷浓度最高.对于同一种植物,不同生物量密度处理下,主要水质指标变化趋势相似.适量的植物残体的存在可以有效促进水体氮、磷等营养元素的循环,一定程度上去除硝态氮,降低水体氮负荷.     

Allelopathic aquatic plants for aquatic weed management

This report presents, results of a feasibility study of use of allelopathic aquatic plants for aquatic weed management. In order to establish a list of potential allelopathic plants, we selected 16 aquatic plants native to the southeastern United States and subjected them to two bioassays — one involving lettuce seedlings and one involving the aquatic plantLemna minor as the target species. The lettuce seedling bioassay was selected because it is a widely used, experimentally simple assay to determine allelopathic activity. However, it uses lettuce, a terrestrial plant, as the target species, and thus may be less appropriate for use with aquatic plants. TheL. minor assay involves an aquatic plant as the target species and so is more appropriate for our goals, but it is experimentally much more complex and time-consuming. The plants selected for study wereBrasenia schreberi, Cabomba caroliniana, Ceratophyllum demersum, Eleocharis acicuiaris, Eleocharis obf usa, Hydrilla verticillata, Juncus repens, Limnobium spongia, Myriophyllum aquaticum, Myriophyllum spicatum, Najas guadalupensis, Nymphaea odorata, Nymphoides cordata, Potamogeton foliosus, Sparganium americanum, and Val/isneria americana.Nymphaea odorata (leaves and petioles) inhibited 78 % of lettuce seedling radicle growth and 98 % ofL. minor frond production. Brasenia schreberi inhibited 82 % of lettuce seedling radicle growth and 68 % of L. minor frond production. These results suggest thatN. odorata andB. schreberi are both highly inhibitory and are therefore candidates for use in aquatic weed management. Results also suggest that the simple lettuce seedling assay is a reasonable first “easy” one to use in an attempt to determine allelopathic potential of aquatic plants.