外来种互花米草和土著种芦苇空中凋落物氮动态的比较研究

土壤氮含量是限制植物生长的重要因素, 所以入侵植物要入侵成功必须突破土壤氮限制的瓶颈。近年来, 外来种互花米草(Spartina alterniflora)在中国海岸带盐沼中快速取代土著种芦苇(Phragmites australis), 引起了多方面的生态学后果。为了解互花米草与本地种芦苇空中凋落物的氮含量是否存在差异及产生这种差异的机制, 2003年11月至2004年4月, 作者在长江口九段沙湿地对互花米草与芦苇空中凋落物氮含量(单位面积凋落物的总氮量, N g/m²)进行了测定, 结果表明互花米草的氮含量比芦苇高。在空中分解过程中, 互花米草茎(包括叶鞘与秆)凋落物的氮含量显著上升, 但芦苇茎凋落物的氮含量显著降低。2006年1月, 又对中国海岸带6个地点的盐沼中互花米草的凋落物进行取样和氮浓度测定, 发现互花米草空中叶鞘与秆的老凋落物(2004年冬季产生)的氮浓度均显著高于其新产生的凋落物(2005年冬季产生), 表明在空中分解过程中, 互花米草叶鞘与秆凋落物氮含量增加具有普遍性。进一步的温室受控实验结果表明, 互花米草凋落物氮含量增加可能是由腐生固氮微生物引起的。以上结果表明,互花米草取代芦苇后, 改变了空中凋落物的氮动态, 增加了生态系统中氮的输入, 可能有利于互花米草的快速扩张。     

木麻黄浸提液对榄仁树幼苗生长及生理生化的影响

该研究试图将榄仁树引入木麻黄海防林以期形成混交林型的海防林。以15 d榄仁树种子苗为材料,分别采用浓度为125 g·L~-1的木麻黄根、木麻黄凋落物和林下表层土壤的水浸提液胁迫处理榄仁树幼苗60 d,研究木麻黄化感作用对榄仁树幼苗生长、光合作用、膜系统伤害、抗氧化系统酶活性及游离Pro含量的影响。结果表明:木麻黄根、木麻黄凋落物及林下表层土壤的水浸提液都能降低榄仁树幼苗的存活率,影响幼苗株高、叶和根生物量,可以推断不同浸提液中对影响植物生长成分的浓度有所不同。3种浸提液均显著降低处理15~45 d期间幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Ccond)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr),且显著增加幼苗水分利用率(WUE)。第60天时3种木麻黄浸提液能显著增加幼苗叶片、根的Pro含量,使得幼苗根系组织细胞膜通透性增加,而木麻黄根浸提液能显著增加幼苗Ccond、Ci、叶SOD、根CAT含量,木麻黄凋落物浸提液能显著增加幼苗Ccond和Tr,同时凋落物浸提液会显著降低幼苗根POD含量。榄仁树幼苗通过调整自身的生理生化能适应木麻黄化感胁迫的影响,为此可考虑榄仁树作为沿海防护林建设的树种之一。     

菊芋块茎浸提液对生菜种子萌发生长的化感作用

以新鲜菊芋块茎、烘干菊芋块茎全粉和菊粉的水浸液作为化感物质,以发芽率、芽长、根长、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白作为种子萌发和幼苗生长的指标,探讨不同菊芋块茎浸提液对生菜种子萌发生长的化感作用。结果表明:当菊粉溶液浓度为40 mg·mL~(-1)(T4)时,发芽率最高,比对照高20.1%;当干样浸提液浓度为5 mg·mL~(-1)(T1)时,发芽率比对照高9.6%;当干样浸提液浓度为40 mg·mL~(-1)(T4)时,对生菜种苗芽长促进作用最明显,比对照高9.2%,在干样浸提液浓度为5 mg·mL~(-1)(T1)时,根长最长,比对照高28.3%;当菊芋块茎鲜样浸提液浓度为20 mg·mL~(-1)(T3)时,SOD的活性达到最高,而MDA含量低于对照,说明菊芋鲜样浸提液可以有效提高生菜的抗逆性;当菊粉溶液浓度为5 mg·mL~(-1)(T1)和10 mg·mL~(-1)(T2)时,MDA含量和蛋白含量极低,显著低于对照。采用化感综合效应指数分析菊芋块茎浸提液对生菜种子萌发的影响,结果表明,块茎鲜样和干样浸提液对生菜的种子萌发具有明显促进作用,而菊粉溶液具有较强的抑制作用。在实际生产中,应根据不同的生长要求,使用不同浓度的浸提液,以达到最佳的促进效果。研究表明,菊芋全粉可以更有效地作为化感物质,促进生菜种子萌发和幼苗生长。     

野生露珠杜鹃林不同分解层的土壤化感潜力

探明野生杜鹃群落不同层次土壤浸提物的化学成分及其含量差异,为阐明杜鹃群落天然更新障碍与化感作用之间的关系提供基础数据,从化学生态学角度解释群落天然更新障碍的原因。通过种子发芽试验,比较凋落物层(L层)、腐殖质层(H层)和土壤表层(S层)浸提液对自身种子萌发的化感效应,采用内标法结合气相色谱-质谱(GC/MS)联用等技术鉴定土壤浸提液所含的有机化合物。(1)种子发芽试验显示,露珠杜鹃不同土壤层浸提液的化感效应不同。L层的抑制作用最为强烈,其浸提液显著抑制自身种子的萌发。H层和S层对自身具有一定的抑制作用,与对照相比不显著;(2)鉴定了不同层次土壤浸提液中所含的有机化合物,L层、H层和S层均检测出31种组分,其中相对含量大于5%的组分分别有6、8和8种。L层浸提液主要化感成分为丙三醇和棕榈酸,分别达到总量的19.56%和19.17%;H层主要化感成分为2-羟基丙酸和棕榈酸,分别达到总量的14.05%和12.48%;S层土壤浸提物的主要化感成分为棕榈酸和2-羟基乙酸,分别达到总量的14.91%和12.79%。野生露珠杜鹃不同土壤浸提物的化感物质含量以L层最高,L层作为群落土壤化感物质的主要来源;从化感物质组分来分,长链脂肪酸和有机酸类是H层和S层主要的化感物质种类,长链脂肪酸类和醇类是L层主要的化感物质种类。杜鹃群落林下土壤中存在的化感物质可能是其天然更新障碍的重要原因之一。     

赤潮水体中胶体物质对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的影响

2004年2月9～10日在胶州湾发生的柔弱几内亚藻(Guinardia delicatula)赤潮期间分别在3个典型赤潮站位采集表层水样,利用过滤(0.7μm)和切向超滤(1000 Daltons)分离赤潮暴发水体中的胶体物质,分析了不同滤液及截留液的有机碳含量,并将赤潮异弯藻 (Heterosigma akashiwo)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)在<1000 Daltons的超滤液及具有不同含量胶体物质(1000 Daltons～0.7μm)的截留液中进行培养.结果发现在发生柔弱几内亚藻赤潮期间水体中的溶解有机碳浓度会增加,特别是胶体有机碳浓度会成倍增长;在不同胶体含量海水中培养的赤潮异弯藻的最大生长率μmax和最大生物量Bf与对照组相比会随着胶体含量的增加而显著增大,而中肋骨条藻的最大生长率μmax和最大生物量Bf与对照组相比会随着胶体含量增加而显著降低,表明柔弱几内亚藻赤潮水体中的胶体物质对赤潮异弯藻的生长起促进作用,而对中肋骨条藻的生长起抑制作用.这说明柔弱几内亚藻在增殖过程中所产生的胶体物质具有他感作用,会影响其它微藻的生长,从而可能对柔弱几内亚藻赤潮的形成起重要作用.     

植物化感抑藻的作用机理

对植物化感物质抑藻机理,即化感物质影响藻细胞的光合作用、破坏细胞膜、改变细胞酶活性、影响细胞超微结构及基因表达等几个方面进行了综合评述。研究表明,化感物质主要通过降低叶绿素a含量,破坏光合系统Ⅱ,使细胞膜结构裂解,酶活性改变,抗氧化系统破坏,细胞膜内超微结构受损,基因表达异常等几个方面来抑制藻细胞的分裂或直接杀死藻细胞,从而减少藻细胞数量,抑制藻类的生长。未来应该从更微观角度,即基因表达、分子和遗传机制等方面对化感抑藻机理进行深入研究,以期为开发安全、高效的抑藻化感物质提供理论基础。     

大漂提取物抑制铜绿微囊藻的试验研究

为了确定高效脱氮除磷的水生漂浮植物大漂的主要化感活性物质, 本文通过乙醇超声波提取获得大漂的化感粗提物, 利用溶剂萃取法从粗提物中分离得到4种能抑制铜绿微囊藻(FACHB-911)生长的化感萃取物,当其浓度均为0.1 g/L时共培养5d后抑藻率分别为40%、69%、40%、35%。将抑藻率最高的化感萃取物通过酸性氧化铝柱层析法进一步分离纯化, 分离得到4组抑藻作用较弱的(5d后抑藻率分别为12%、11%、33%、41%)和1组抑藻作用较强的化感层析流分(5d后抑藻率高达80%)。将抑藻作用最强的化感层析流分通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)方法进行成分检测, 发现大漂提取物中含有对甲苯磺酸甲酯、硬脂酸酰胺两种具有化感潜力的化合物。     

盐度变化条件下芦苇对互花米草的化感效应

以芦苇凋落物为试材,采用溶液浸提法和厌氧腐解法,获得水提物和腐解产物两种浸提物母液;在5‰和10‰盐浓度下以两种浸提物母液和25%母液分别处理互花米草种子、刚萌发的幼苗以及互花米草滩涂中特有的互花米草益生菌,考察盐度变化对互花米草种子的萌发、幼苗生长以及菌落生长的影响.结果表明：盐处理能够显著促进互花米草种子的萌发、幼根以及互花米草益生菌的生长(P＜0.05).较高的盐浓度(10‰)下,芦苇水提物对互花米草的萌发、生长和互花米草益生菌的生长呈促进作用;当盐浓度降低至5‰时,该促进作用消失.在较低的盐浓度(5‰)下,芦苇腐解产物对互花米草萌发产生显著的抑制作用;在较高盐浓度(10‰)时,则对互花米草益生菌产生显著促进作用(P＜0.05);在试验的任一盐浓度下,芦苇腐解产物对互花米草幼苗和幼根的生长均存在显著的抑制效果(P＜0.05).     

模拟氮沉降对外来入侵植物互花米草生长及化感作用的影响

通过设置室内模拟实验, 从生长特性和化感作用的角度, 探讨了氮沉降对外来入侵植物互花米草入侵潜力的影响。结果表明, 低氮沉降和高氮沉降处理都明显促进了互花米草地上和地下部的生物量累积, 其中低高氮沉降分别使地上部生物量增加161.15%和120.20%, 使地下部生物量增加128.43%和71.06%。而氮沉降使叶面积和叶重也显著增加, 这将增强其对资源的捕获和利用能力。而不同氮沉降处理下互花米草的叶、根水浸液对莴苣种子萌发和幼根生长具有化感抑制作用, 当浸提液浓度相同时, 低氮沉降比其他氮处理有更强的综合化感效应。互花米草叶和根的综合化感效应分别在低氮沉降处理下浸提液浓度为0.02 g⋅mL–1 和0.04 g⋅mL–1 时最大。高氮沉降处理下互花米草各项指标并不完全优于低氮沉降处理, 这可能由于高氮沉降处理下其生长已不处于氮限制状态。全球氮沉降是一个漫长的过程,在目前的氮沉降条件下, 加强对互花米草的防治和管理迫在眉睫。     

地黄对芝麻的化感作用及其化感物质的分离鉴定

通过分离地黄(Rehmannia glutinosa)组织中抑制芝麻(Sesamum indicum)生长发育的化感物质, 以弄清地黄茬种植芝麻造成芝麻严重减产的原因。以芝麻为受体的生物测定为检测跟踪手段, 通过浸提、萃取、硅胶柱层析分离方法及气相色谱-质谱(GC-MS)鉴定方法, 分离鉴定了地黄组织影响芝麻的化感物质。对地黄不同组织的浸提液进行的生物测定结果表明: 影响芝麻生长发育的化感物质在地黄叶中含量高。地黄叶浸提液的不同有机相萃取组分的生物测定结果表明: 乙酸乙酯相化感活性最强, 乙酯乙酯相通过硅胶柱层析分离获得的洗脱组分Fr7化感活性最强。通过GC-MS及验证试验证明: 地黄抑制芝麻生长的化感物质是月桂酸和2,6-二叔丁基苯酚。研究表明地黄他感作用与自毒作用的化感物质是不同的。     

香蒲水浸提液对铜绿微囊藻的化感作用

通过液液萃取、薄层层析分离出香蒲叶浸提液中化感活性最高的组分,利用气质联用(GC-MS)技术对其化感物质进行分离与结构鉴定来探究香蒲(Typha orientalis)不同组织部位浸提液对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的化感作用及其作用机理。结果表明:香蒲不同部位对铜绿微囊藻的抑制作用强弱不同,抑制活性为叶浸提液根浸提液蒲黄浸提液,其中叶浸提液最高抑制率72.35%;香蒲叶浸提液对铜绿微囊藻的化感作用表现出低浓度(≤5 g·L-1)促进、高浓度(≥10 g·L-1)抑制现象(低促高抑效应),铜绿微囊藻细胞内叶绿素a含量下降,细胞膜透性增大,SOD活性和MDA含量均呈现先增加后下降的趋势;GC-MS结构表征结果表现为香蒲叶中主要化感物质为酚酸、脂肪酸、酯、酮和酰胺类等物质。该结果为香蒲应用于爆发水华的水生态系统治理提供了一定的理论指导意义。     

入侵植物肿柄菊叶片凋落物化感潜力的研究

外来入侵植物肿柄菊(Tithonia diversifolia)对入侵地的生态环境造成严重危害, 为明确肿柄菊叶片凋落物的化感作用, 研究不同浓度肿柄菊叶片凋落物水提液对黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca elata)和高丹草(Sorghum sudanense)幼苗生长的影响, 同时结合盆栽试验研究了肿柄菊叶片凋落物在入侵地土壤中的化感作用。结果表明, 肿柄菊凋落物水提液对3 种受体植物的生长具有显著地化感作用, 低浓度水提液对3 种受体植物的幼苗生长有显著促进作用, 而随着水提液浓度的增加则表现为抑制作用。当水提液浓度为0.1 g·mL–1 时, 肿柄菊对高丹草幼苗根长和黑麦草幼苗茎高的抑制作用最强, 化感效应指数分别为–52.2%和–33.9%。同时, 肿柄菊凋落物与土壤混合比例为30 g·kg–1 和50 g·kg–1 时可显著减低3 种受体植物的生物量, 进一步证实肿柄菊叶片凋落物在土壤中的化感抑制作用。研究表明, 肿柄菊可通过其叶片凋落物在入侵地土壤中分解, 释放化感物质, 从而抑制邻近植物的生长, 为其进一步入侵创造有利的生长环境。     

闽楠凋落物浸提液对其种子萌发和幼苗生长及生理指标的影响

采用不同浓度凋落枝、凋落叶浸提液处理闽楠（Phoebe bournei (Hemsl.) Yang）种子和幼苗,测定其萌发、生长及生理指标。结果显示：（1）整体上,闽楠凋落枝和凋落叶浸提液对自身种子萌发表现为抑制作用,且抑制作用均随两种浸提液浓度升高而增强,且凋落枝抑制作用大于凋落叶。在发芽指标上,抑制强度表现为枝>叶;在根芽长度上,抑制强度表现为叶>枝;综合化感效应表现为枝>叶。（2）凋落枝浸提液对一年生闽楠幼苗生长指标表现为抑制作用,凋落叶浸提液表现为“低促高抑”的效应。高浓度浸提液可严重抑制幼苗生长,并造成大量叶片出现斑点、萎缩和枯黄;（3）闽楠凋落物浸提液对闽楠幼苗生理的影响较为复杂,高浓度浸提液可造成幼苗生理紊乱,导致其抗氧化系统异常,引起丙二醛含量显著增加,叶片细胞膜通透性增大,导致植株处于非正常生长状态,而长期浇灌低浓度浸提液也会使植物处于胁迫状态而引起相关生理指标变化。     

西芹种子子浸提液对黄瓜枯萎病菌的化感作用

为探讨西芹种子浸提液对黄瓜枯萎病菌是否有化感作用及其化感作用强度的大小,采用蒸馏水、乙醇、丙酮作为浸提剂,获得西芹种子的浸提液.用生长速率法研究其对黄瓜枯萎病菌的化感作用.结果表明:西芹种子的水、乙醇、丙酮浸提液都对黄瓜枯萎病菌有化感作用,浓度越大化感作用越强;50 mg·ml-1浓度的3种浸提液处理后144 h时与对照相比抑制黄瓜枯萎病菌蒸馏水浸提液为31.1%,乙醇浸提液为49.6%,丙酮浸提液为57.5%;乙醇、丙酮浸提液的化感作用强度大于蒸馏水浸提液.     

沉水植物浸提液组分对三种常见附植藻类生长的影响

采用长江中下游湖泊典型沉水植物乡土种轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)和外来种伊乐藻(Elodea nuttallii)、水盾草(Cabomba caroliniana)叶片浸提液的组分:N-苯基-2-萘胺(4种沉水植物均有)、苯丙酮(伊乐藻特有)和苯并呋喃(水盾草特有),研究不同物质种类及浓度对3种附植藻类:普通小球藻(Chlorella vulgaris)、斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus)和四尾栅藻(S.quadricanda)的相对生长率、藻细胞浓度、叶绿素含量等生长指标的影响。结果表明:3种物质均显著降低斜生栅藻和普通小球藻的细胞浓度以及叶绿素含量,对四尾栅藻生长的抑制较弱。3种附植藻类生长指标对不同物质浓度及处理时间的响应存在显著差异,呈现低浓度促进、高浓度抑制现象,随时间推移藻类显示出明显的生长趋势。物质作用效果:苯丙酮苯并呋喃N-苯基-2-萘胺,表明外来种沉水植物叶片浸提液中特有物质具有较强的抑藻效应。     

巴茅草水浸提液对3种作物种子萌发及幼苗生长的化感作用

本文以发芽率、发芽速度指数、发芽指数、根长、茎长和生物量为种子萌发和幼苗生长参数,研究不同生长时期巴茅草叶片和茎秆水浸提液对白菜、生菜、水稻的化感作用。结果表明: 巴茅草叶水浸提液化感作用强于茎秆水浸提液,叶水浸提液处理后受体植物的发芽指数和生物量均显著低于茎水浸提液。枯萎期巴茅草的化感作用强于生长旺盛期。不同浓度巴茅草叶水浸提液对3种作物的化感作用存在明显的量效关系,浸提液浓度越高,巴茅草的化感抑制作用越强。巴茅草叶水浸提液对白菜和生菜各萌发指标100%抑制的浓度分别为0.075和0.10 g·mL^-1;而0.10 g·mL^-1巴茅草叶水浸提液对水稻发芽率、发芽速度指数、发芽指数的抑制率分别为13.8%、27.2%、19.3%。巴茅草叶水浸提液对白菜和生菜各生长指标100%抑制的浓度分别为0.05和0.10 g·mL^-1;而0.10 g·mL^-1巴茅草叶水浸提液对水稻根长、茎长、生物量的抑制率分别为64.6%、92.9%、21.8%。结合种子萌发和幼苗生长的综合化感指数,3种供试作物对巴茅草化感作用的敏感程度为白菜>生菜>水稻。     

红树植物干粉和新鲜组织水提物对两种赤潮藻的化感抑制效应

通过测定藻细胞密度,研究了5种红树植物木榄、秋茄、海漆、海芒果、小花老鼠簕水提物对赤潮藻球形棕囊藻和赤潮异弯藻的化感抑制效应,探讨了高温处理对化感抑藻效应的影响.研究结果表明,红树植物干粉水提物和新鲜组织水提物对两种赤潮藻均显示出显著的化感抑制作用.第5 d,红树植物干粉水提物对2种赤潮藻的抑制效果依次为:海漆>秋茄>小花老鼠簕>木榄>海芒果.新鲜组织水提物抑藻效果最强的红树植物是木榄和秋茄.秋茄和海漆水提物中的抑藻化感物质对高温相对不稳定,木榄和小花老鼠簕水提物中的抑藻化感物质对高温相对比较稳定.     

大型海藻龙须菜浸出组分对中肋骨条藻的化感抑制作用

研究了龙须菜乙醇浸出组分对中肋骨条藻的化感抑制作用。结果显示,浸出组分对中肋骨条藻产生明显抑制作用,且微藻的生物量迅速减少。当龙须菜浸出成分浓度为42mg·L^-1时,相对抑制率为50%,即半效应浓度(EC₅₀)。龙须菜对赤潮藻产生明显的化感抑制作用,延缓了富营养化水体中赤潮藻的爆发,从而使龙须菜具有控制中肋骨条藻赤潮发生的潜在价值。     

沉水植物化感作用控藻能力评述

沉水植物所释放的化学物质对藻类的抑制作用是浅水湖泊维持清水状态的机制之一.本文从具有化感活性的沉水植物在湖泊中出现的频度、盖度、化感物质的种类、抑藻效应等方面对化感控藻进行了评述.已有研究结果表明：穗花狐尾藻、金鱼藻、伊乐藻等是具有很高活性的沉水植物,尤其是在其生物量达到一定程度,且湖泊中的优势藻为较敏感的种类时,沉水植物分泌的化感物质对浮游藻类的抑制作用更强;沉水植物释放的多酚类等化感物质具有控藻能力;化感物质对于不同种类藻的抑制作用具有选择性,蓝藻和硅藻比绿藻更为敏感,附生藻类通常比浮游藻类具有更高的耐受性;环境因素如光照、营养限制、温度等会显著影响沉水植物化感作用效果.沉水植物的化感控藻研究尚处于初始阶段,关于环境因素对化感作用的影响、化感物质的分离鉴定、选择性抑藻机理以及化感物质代谢途径等方面还有待深入、全面的研究.     

强壮前沟藻化感物质分析

微藻化感作用是一种极其复杂的生理、生态学现象。选取强壮前沟藻指数生长初期Ⅰ和平台生长初期Ⅱ两个阶段的滤液对中肋骨条藻、海洋原甲藻、锥状斯氏藻及球等鞭金藻生长的影响进行了研究,并萃取了阶段Ⅱ的粗提物,抑藻检测表明其具有"杀藻"效应,通过GC/MS分析该粗提物中具有潜在化感作用的物质种类。研究发现强壮前沟藻两个生长阶段的滤液对中肋骨条藻均产生强烈致死效应(phaseⅠ:F=15.18475,P=0.00298<0.05;phaseⅡ:F=6.24559,P=0.03149<0.05);锥状斯氏藻在强壮前沟藻滤液中生长,实验结束时两个阶段中的细胞密度分别是对照组的79.3%和68.9%;海洋原甲藻在强壮前沟藻生长阶段Ⅱ滤液实验的最后3d,其生长受到显著抑制(F=4.84438,P=0.04925<0.05);而等鞭金藻在强壮前沟藻两个生长阶段滤液中被抑制现象不明显(P>0.05)。强壮前沟藻滤液实验表明,强壮前沟藻能够向微环境中分泌代谢产物来抑制中肋骨条藻和海洋原甲藻的生长,并且这种抑制效应具有种类特殊对应性。上述实验结果还表明,强壮前沟藻生长阶段Ⅱ的滤液具有的生长抑制作用较为明显。采用乙酸乙酯萃取强壮前沟藻生长阶段Ⅱ滤液中的代谢产物,检测发现其代谢粗提物具有溶藻效应,GC/MS分析结果表明粗提物中存在4种可能产生化感抑制作用的物质,其中二丁基羟基甲苯(Butylated Hydroxytoluene BHT)被认为具有抗滤过性病原体和抗微生物活性。