不同植物对黄顶菊根际土壤微生物和土壤养分的影响

[目的] 不同植物对外来入侵植物的抵御能力不同,研究不同植物对入侵植物根际土壤生态的影响可为筛选入侵植物的竞争替代植物提供科学依据。[方法] 利用同质园试验,以入侵植物黄顶菊为研究对象,设置黄顶菊单种、黄顶菊与不同植物（地肤、苘麻、苏丹草、反枝苋）混种处理,采用磷脂脂肪酸分析方法来研究不同植物对黄顶菊根际土壤微生物群落结构的影响,并结合土壤养分的变化探究不同植物对黄顶菊根际土壤生态的影响。[结果] 与黄顶菊单种相比,地肤和苘麻降低了黄顶菊根际微生物的总含量,改变了黄顶菊根际微生物群落结构。地肤、苘麻能竞争性抑制黄顶菊对铵态氮的吸收,从而抑制黄顶菊的生长。[结论] 不同植物的抵御能力与其土壤生态有关,替代植物通过改变黄顶菊根际土壤微生物,抑制黄顶菊对氮的吸收,从而抑制黄顶菊的生长,实现对黄顶菊的替代控制。     

黄顶菊与3种本地植物竞争对丛枝菌根真菌种类和多样性的影响

【目的】外来植物黄顶菊对生态环境和农业经济造成了严重危害,了解黄顶菊与3种不同本地植物种植生长对丛生菌根(AM)真菌群落结构和多样性造成的影响,可以从土壤微生物角度进一步解释黄顶菊的入侵机制。【方法】通过同质园小区试验模拟黄顶菊入侵的生态进程,以黄顶菊和3种本地植物狗尾草、藜、黄香草木樨为研究对象,采用AM真菌的形态学鉴定方法,研究黄顶菊与3种本地植物不同种植方式对AM真菌群落结构和多样性的影响。【结果】(1)黄顶菊根际土壤聚集的AM真菌种类与其伴生本地植物种类有关:黄顶菊与狗尾草混种处理中优势种为网状球囊霉和根内球囊霉,而黄顶菊分别与藜、草木樨混种处理中优势种均为网状球囊霉、根内球囊霉和缩球囊霉;(2)黄顶菊分别与狗尾草和黄香草木樨混种处理中AM真菌种类既高于本地单种处理,也高于黄顶菊单种处理,说明随着黄顶菊的入侵和地上植物多样性的改变,AM真菌种类也发生改变;(3)与3种本地植物单种相比,黄顶菊各混种处理和黄顶菊单种处理中黄顶菊根际土壤根内球囊霉的重要值均增加,表明黄顶菊入侵有利于根内球囊霉的生长和发育。【结论】黄顶菊入侵改变了根际土壤AM真菌的群落结构和多样性,AM真菌的改变既与本地植物种类有关,也与入侵程度有关。     

3种入侵植物叶片挥发物对旱稻幼苗根的影响

入侵植物通过化感作用对入侵地的生态系统构成了严重的威胁,影响了入侵域农作物的生产。采用石蜡切片技术,利用光学显微镜进行观察,研究了不同质量浓度的黄顶菊、三叶鬼针草、胜红蓟3种入侵植物的叶片挥发物对旱稻幼苗初生根的结构以及根系发育的影响,结果表明:低质量浓度(5g)的三叶鬼针草和胜红蓟叶片挥发物对根皮层起抑制作用,低质量浓度(5g)的三叶鬼针草挥发物对维管柱有促进作用,而黄顶菊挥发物对髓腔影响比较大,表现为低浓度抑制,高浓度促进;20g质量浓度的三种入侵植物叶片挥发物对旱稻幼苗初生根结构影响最大,均出现结构上的变异;对侧根的发育随浓度的增加而呈现明显的抑制作用,20g质量浓度时没有侧根的发生。表明入侵植物对受体植物根结构的影响随植物种类和挥发物浓度的不同而有不同的特点。     

燕山地区6种花灌木幼苗耐旱特性的研究

以燕山地区6种花灌木1年生扦插幼苗为材料,通过盆栽试验研究干旱胁迫对其土壤含水量、叶片脱水枯死持续时间、叶片含水量、相对水分亏缺、叶保水力、叶肉质化程度和比叶面积等的影响.结果表明:(1)水分胁迫下各花灌木幼苗枯死临界点的土壤含水量依次是蚂蚱腿子>南蛇藤>孩儿拳头>木半夏>栓翅卫矛>叶底珠.(2)叶片脱水持续时间为叶底珠>栓翅卫矛>木半夏>孩儿拳头>南蛇藤>蚂蚱腿子,其叶片脱水过程中出现的暂时萎蔫、永久萎蔫、叶片开始脱落和叶片枯萎等表征在各材料间没有一定的规律.叶片含水量在水分胁迫过程中均呈下降趋势,且叶底珠和孩儿拳头的下降幅度明显;各材料的相对水分亏缺则呈明显的上升趋势,叶底珠和孩儿拳头在对照与永久萎蔫点的RWD差值(△RWD)高于其余4种材料.(3)在叶片保水力方面,栓翅卫矛和木半夏要明显强于其余4种材料,而且南蛇藤、蚂蚱腿子和栓翅卫矛与木半夏、孩儿拳头和叶底珠相比,其叶肉质化程度高,而比叶面积低.(4)根据水分胁迫下幼苗枯死临界点的土壤含水量值,6种花灌木的耐旱能力依次为:叶底珠>栓翅卫矛>木半夏>孩儿拳头>南蛇藤>蚂蚱腿子,它们的幼苗叶片维持水分平衡能力与其耐旱性关系不明显,说明它们具有不同的耐旱机理.     

光肩星天牛对4种不同槭树科寄主植物的选择机制

用动态顶空采集法、TCT-GC-MS分析鉴定了复叶槭、五角枫、华北五角枫、挪威槭等4种槭树科植物挥发物的种类和相对含量,测定结果显示：4种植物的化学指纹图谱明显不同。“Y”型嗅觉行为测定结果表明,不同植物的挥发物对光肩星天牛的引诱效果不同：复叶槭对光肩星天牛的引诱效果最好,其次为五角枫,均达到了差异显著的程度,华北五角枫对光肩星天牛有引诱作用,但未达到显著程度,挪威槭对光肩星天牛既无引诱作用又无驱避作用。数据分析发现,五角枫、华北五角枫和挪威槭较复叶槭引诱作用差的原因可能与五角枫、华北五角枫中含有对光肩星天牛的驱避组分罗勒烯和反-2-己烯醇、挪威槭中含有对光肩星天牛的驱避组分（E）-1-戊烯-3-醇、反-2-己烯醇和trans-香叶基丙酮有关;在4种植物中醇类化合物、酮类和醛类化合物相对含量的排列顺序与植物的抗性顺序相同,而烷烃类和酯类化合物含量的排列顺序与植物的抗性顺序相反;复叶槭咬食程度轻的原因可能与其叶表面具有较少的表皮毛有关。     

入侵豚草与本地植物竞争对丛枝菌根真菌多样性的影响

外来植物入侵常引起入侵地丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）多样性的变化,但AMF多样性的变化与入侵域本地植物种类相关性目前尚不清楚。本研究采用野外同质园试验研究豚草与不同本地植物竞争时对AMF多样性的影响。本试验共设入侵豚草单种、本地植物狗尾草Setaria viridis单种、藜 Chenopodium album单种、黄香草木犀Melilotus officinalis单种、豚草和狗尾草混种、豚草和藜混种、豚草和黄香草木犀混种以及裸土（无任何植物生长）对照8个处理。采集根区土样后分离、鉴定AMF,分析植株生物量和AMF物种多样性变化间的关系。结果表明,对豚草而言,单种处理中生物量均高于混种处理;豚草分别与3种本地植物竞争时,与黄香草木犀混种中豚草竞争能力最强,而与藜混种中竞争能力最弱。豚草分别与3种本地植物混种时土壤中AMF种丰度和香农-威纳指数分别显著高于豚草单种和本地植物单种,其中豚草与藜混种中AMF的种丰度和香农-威纳指数最高,与狗尾草混种中AMF的种丰度和香农-威纳指数最低,而豚草分别与3种本地植物混种处理中孢子密度显著低于本地植物单种（豚草与黄香草木犀混种除外）。豚草单种、狗尾草单种、藜单种、豚草分别与狗尾草和藜混种4个处理中AMF优势种均为网状球囊霉Glomus reticulatum和缩隔球囊霉Septoglomus constrictum;黄香草木犀单种中优势种是网状球囊霉、缩隔球囊霉和根内根孢囊霉Rhizophagus Intraradices,豚草与黄香草木犀混种中优势种是网状球囊霉和根内根孢囊霉;狗尾草单种、豚草与狗尾草混种和豚草与藜混种3个处理的特有种分别是木薯根孢囊霉Rhizoglomus manihotis、近明球囊霉Claroideoglomus claroideum和美丽盾巨孢囊霉Scutellospora calospora。狗尾草单种生物量与孢子密度呈显著正相关,豚草与狗尾草混种中豚草的生物量与均匀度呈显著负相关,豚草与黄香草木犀混种中豚草的生物量与孢子密度呈显著正相关,与香农威纳指数呈显著负相关。综上可知,豚草与本地植物竞争对AMF多样性的影响具有异质性,这与本地植物种类密切相关。     

外来入侵植物黄顶菊在我国的地理分布格局及其时空动态

【目的】黄顶菊是20世纪90年代入侵我国的恶性外来杂草,近年来呈快速扩散蔓延趋势。全面解析黄顶菊在我国的扩散动态对制定早期监测预警等管理措施具有重要意义。【方法】通过查阅文献和标本记录及实地调查等途径重建了黄顶菊在我国扩散的历史过程,分析了其地理分布格局及其主要扩散路线,以及最早入侵地与传入途径。【结果】黄顶菊最早入侵河北省南部的邯郸、衡水,其后主要沿公路扩散蔓延,71%的分布点在距入侵地国道等主要公路2 km的范围内。目前,该杂草已从最初的入侵地向北扩散到天津市,向东扩散到山东省东营市,向西扩散到了山西省黎城市,向南扩散到了河南省开封市。黄顶菊向4个方向扩散的直线距离不等(100～350 km),这种差异与自然屏障和扩散通道相关。太行山脉是黄顶菊向西扩散的地理屏障,但这个屏障已逐渐被突破。至今,黄顶菊已入侵华北地区5个省市(河北、山东、天津、河南和山西)的100余个县。【结论】黄顶菊在我国仍处于快速扩散阶段,未来应该会继续沿公路向南和向西蔓延。因此,亟需在扩散的前沿地带开展监测预警工作,以抑制其在我国的进一步扩散。     

不同处理的豚草残留物对小麦的化感作用

豚草是一种危害性恶性入侵杂草,对农业生态系统造成了严重危害。本实验主要研究了燃烧及未燃烧的豚草残留物及其水浸提液对小麦的化感作用,探讨了是否可用燃烧的方法来消除或减弱豚草残留物的化感作用。结果表明:豚草的残留物及其水浸提液均对小麦的早期生长有抑制作用,且残留物水浸提液对苗长的影响较残留物大,说明豚草残留物的化感物质可能是一些水溶性的物质,水的浸提使植物体中的一些化感物质得到了较完全的释放;混有豚草残留物的土壤的理化性质也发生变化,且随着土壤中豚草残留物浓度的增加,土壤的pH、电导率、有机碳含量及酚酸含量均有不同程度的升高,这些因素的综合作用抑制了小麦幼苗的生长,其中酚酸是其主要化感组分之一;通过对燃烧和未燃烧的豚草残留物的化感作用比较研究发现,燃烧过的残留物与未燃烧的残留物对苗长均有显著的抑制作用,但二者之间的差异不显著,因此不能用燃烧的方法消除豚草残留物对本地植物的影响。     

天女木兰花粉形态特征及其生活力

对天女木兰（Magnolia sieboldii）花粉的采集时期、形态以及培养的温度和培养基进行了研究，并探讨贮存温度和时间对花粉生活力的影响。结果表明，扫描电镜观察到的花粉形状和萌发孔与其他已报道的木兰科植物相同，但大小和花粉外壁的纹理不同。在花瓣刚刚展开的初花期采集的花粉生活力最高。25℃下最适于花粉的萌发；花粉在含10％蔗糖＋0．1％硼酸的培养基上培养14h的萌发率最高，0．01％～0．05％的氯化钙对花粉的萌发影响不显著，0．1％的氯化钙对花粉的萌发有抑制作用。随着贮存时间的延长，花粉萌发率不断降低。不同贮存温度下花粉萌发率的降低速度依次为-10℃〈4℃〈25℃，-10％下贮藏5d的花粉萌发率降低了48．8％，10d后萌发率降低为0。     

入侵植物与本地植物互作对丛枝菌根真菌AMF侵染率的影响

外来植物成功入侵与菌根共生体存在着密不可分的关系,丛枝菌根真菌（AMF）侵染率是反映其侵染植物情况的重要指标,影响侵染率的因素很多,但是入侵植物与本地植物互作对AMF侵染率的影响目前还不清楚。因此,本研究以外来入侵植物黄顶菊Flaveria bidentis、豚草Ambrosia artemisiifolia、三叶鬼针草Bidens pilosa和本地植物狗尾草Setaria viridis、黄香草木犀Melilotus officinalis、藜Chenopodium album为研究对象,设置入侵植物单种处理、本地植物单种处理、每种入侵植物分别与本地植物两两混种处理以及每种入侵植物同时与所有本地植物混种处理,观察测定不同处理下入侵植物与本地植物根系丛枝、泡囊、菌丝及总侵染率,比较研究本地植物种类变化对入侵植物和本地植物根系AMF侵染率的影响,以及3种入侵菊科植物对本地植物AMF侵染率的影响规律是否一致。结果表明,与入侵植物单种相比,除豚草与藜、豚草同时与3种本地植物混种两个处理中,豚草根系的AMF菌丝及总侵染率显著增加外,其余所有处理中入侵植物总侵染率均无显著差异;与狗尾草或黄香草木犀单种相比,每种入侵植物同时与所有本地植物混种处理中,本地植物狗尾草和黄香草木犀根系上的AMF菌丝及总侵染率均显著降低,即随本地植物种类数目的增加,对本地植物根系的菌丝及总侵染率存在显著抑制作用,而对入侵植物无显著影响。