三种牧草植物对黄顶菊田间替代控制

在田间条件下,采用替代试验对比研究了3种1年生牧草——高丹草、紫花苜蓿和欧洲菊苣与入侵我国华北地区的一种外来植物黄顶菊之间的相对竞争表现;通过设置不同牧草与黄顶菊组合的替代比例(牧草与黄顶菊分别单种及1∶1、1.5∶1和2∶1比例混种),建立了3种牧草与黄顶菊的田间替代试验区。结果表明:随着3种牧草替代比例的增加,其盖度也逐渐上升,均对黄顶菊表现不同程度的抑制,其中高丹草出苗较黄顶菊更早且具有更强的遮阴能力,在各混种替代组合中完全抑制了黄顶菊生长,抑制率达100%;紫花苜蓿和欧洲菊苣与黄顶菊的混种种群中,黄顶菊的生物量、株高等均极显著低于对照,且在中等替代比例(1.5∶1)下对黄顶菊的抑制效果为最佳,抑制率分别为87.7%和96.2%;在与3种牧草竞争的条件下,黄顶菊相对产量均显著1.0,表明黄顶菊种间竞争显著小于种内竞争,使该外来种生长受到有效抑制。在黄顶菊已入侵和易于入侵的生境建立牧草替代种群是进行生态重建和保持当地生物多样性的有效手段。     

替代牧草对黄顶菊生物量分配及光合作用的影响

选用高丹草、沙打旺两种牧草对入侵植物黄顶菊进行生物替代,比较不同替代处理中黄顶菊的生物量分配和光合特性的差异以验证替代效果。结果表明:替代调控明显地影响了黄顶菊的生物量积累并且改变了其分配格局;替代处理区的各生物量指标均显著低于对照区;与黄顶菊单种对照相比,沙打旺和高丹草中的黄顶菊总生物量分别下降了90.2%、94.2%;沙打旺中的黄顶菊和高丹草中的黄顶菊叶生物量比升高,而根生物量比、支持结构生物量比、根冠比降低,显示黄顶菊在替代处理下倾向于增加光合同化器官面积。替代处理下的黄顶菊光合作用均受到显著影响,净光合速率Pn显著下降,其中高丹草中的黄顶菊的Pn仅为2.15 μmolCO2·m-2·s-1。试验结果显示,在替代条件下限制光合的主要因素是非气孔限制因素,即导致黄顶菊光合作用大幅下降的原因是替代牧草遮阴作用引起的光能供应的不足。可塑性指数分析表明,黄顶菊具有较高的表型可塑性,显示其对逆境条件较强的适应性与入侵能力。替代措施能抑制黄顶菊的生物量积累与繁殖,影响其光合生产力,具有较好的防控效果。     

不同品种(系)牧草镉修复能力综合评价

该研究选用3种高丹草、2种苏丹草、2种杂交狼尾草、一年生黑麦草和多年生黑麦草共9个牧草品系,采用盆栽试验,设置0(CK)、10(Cd10)、20 mg/kg(Cd20)镉胁迫处理,考察不同品系的生长指标、镉含量和富集指标,运用极差化法和主成分分析建立综合评价模型,通过计算各牧草在模型中的综合得分,筛选出最适宜实地修复的牧草,探究不同品种和不同品系牧草的镉修复能力差异,建立Cd污染土壤植物修复能力评价体系,发掘兼顾富集量和后处理的镉污染土壤植物修复资源。结果表明：(1)镉胁迫会不同程度降低牧草的株高和生物量,其中江苏苏丹草在Cd10和Cd20中的耐胁迫能力均较强;(2)在Cd10和Cd20处理下,一年生和多年生黑麦草均具有较高的地上部和地下部Cd含量,高丹草的3个品系在Cd含量和Cd积累量两方面存在较大差异;(3)在Cd10和Cd20处理下,高丹草和黑麦草的富集指标表现优异,且富集指标在高丹草品系间存在较大差异;(4)2个镉质量分数处理下综合评价得分最高的均是一年生黑麦草,其次为高丹草。研究表明,参试牧草对镉胁迫均有较强的耐受性,但耐受能力和富集能力在品系间存在明显差异,并以高丹草品系间差异最大;一年生黑麦草能耐受20 mg/kg以下镉胁迫,且生物量较小,对镉有较强的浓缩效应,可作为镉污染土壤实地修复的可靠材料;综合评价模型可作为镉污染修复植物资源筛选的可靠方法。     

替代物种与除草剂对紫茎泽兰的防效及其互作效应

[目的]研究替代物种与选择性除草剂,以实现对紫茎泽兰安全、高效和绿色的防控。[方法]采用植物间竞争试验法测定替代物种（高丹草、非洲狼尾草和黑麦草）和除草剂对紫茎泽兰的防效及其互作效应。[结果]高丹草、非洲狼尾草和黑麦草的竞争力依次强于紫茎泽兰。随着3种替代物种密度比例增加,紫茎泽兰的株高、分枝、根冠比、叶面积比均受到显著抑制,当替代物种与紫茎泽兰密度比为5∶1时,高丹草、非洲狼尾草和黑麦草对紫茎泽兰的替代控制效果分别为55.1%、46.9%和40.3%。除草剂氨氯吡啶酸、三氯吡氧乙酸、氯氟吡氧乙酸和二氯吡啶酸的毒力测定表明,二氯吡啶酸相对最高,LC₉₀为902.1 g·hm^-2,但三氯吡氧乙酸对替代物种的安全性相对最好,对高丹草、非洲狼尾草和黑麦草选择性指数分别为3.75、2.79和2.67。高丹草和非洲狼尾草与紫茎泽兰种植密度比例为3∶1时,结合二氯吡啶酸和三氯吡氧乙酸,非洲狼尾草和二氯吡啶酸结合表现拮抗作用,与三氯吡氧乙酸结合表现加成作用;高丹草和二氯吡啶酸结合表现加成作用,与三氯吡氧乙酸结合表现增效作用,在同等取得90%防效的情况下,可减少三氯吡氧乙酸用量20.0%~35.0%（即210.0~370.0 g·hm^-2）。[结论]合理的替代物种结合除草剂应用可实现互作增效,可作为紫茎泽兰综合防控的重要措施。     

紫茎泽兰与黑麦草苗期相对竞争力和生长特征的研究

为探究替代物种黑麦草（Lolium perenne）抑制外来人侵杂草紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）的潜力,采用de Wit取代系列设计,在野外小区内设置3水平多年生黑麦草栽植时间、4水平种植密度以及3水平混种比例等不同种植处理,于12周后收获,分别测量黑麦草与紫茎泽兰的地上生物量和地下生物量,用单株相对产量分析其竞争力。结果表明,种植密度、混种比例和黑麦草栽植时间显著影响紫茎泽兰的地上生物量,紫茎泽兰的竞争力在低种植比例情况下,随黑麦草栽植时间的推迟而明显增强,随种植密度的降低而增强。种植密度、混种比例、黑麦草栽植时间以及这些因素的互作等对黑麦草的地上生物量与地下生物量均具有显著影响;栽植时间越晚、密度越大,黑麦草的竞争力就越弱（尽管不存在直线关系）。在大多数种植处理条件下,紫茎泽兰经历的种间竞争明显大于种内竞争,表现出较弱的竞争力;而黑麦草在与紫茎泽兰同时栽植的情况下,经历的种内竞争大于种间竞争,表现出较强的竞争力。     

植物-微生物联合修复毒死蜱污染的土壤

本试验以毒死蜱污染土壤为研究材料,利用降解菌DSP-A分别与高丹草、紫花苜蓿、多花黑麦草进行联合修复,探讨了植物-微生物联合修复毒死蜱污染土壤的效果,以及影响联合修复的因素,结果表明,植物．微生物联合修复的效果优于单一的植物修复及单一的微生物修复效果。与DSP—A菌群较合适的植物是高丹草,该组合对毒死蜱的降解率达到96．44％,其次是多花黑麦草。研究了微生物数量、植株密度以及土壤湿度对联合修复效果的影响,结果表明,DSP．A菌菌液稀释倍数越大,联合修复的效果越差。植株密度对联合修复的影响,主要表现为对植物根系生长的影响。植株密度越大,对生存环境的竞争越激烈,植物根系的生长越不好。除了紫花苜蓿外,高丹草和多花黑麦草根系的生长均受到影响。高丹草种植密度为12株／盆时,与DSP—A菌的联合修复效果最好,多花黑麦草则为10株／盆。土壤湿度是影响联合修复的重要因素,不仅影响植物的生长,对微生物的生长也有影响。土壤湿度过大,造成土壤的含氧量降低,不利于植物根系和好氧细菌的生长,从而影响土壤中农药的降解。土壤湿度过小,容易造成植株缺水,根系生长和微生物的生长。高丹草与DSP．A菌、多花黑麦草与DSP—A菌联合修复最适浇水量都为20mL／d,紫花苜蓿与DSP—A菌联合修复最适浇水量都为15mL／d。     

四种牧草植物替代控制对黄顶菊入侵土壤细菌多样性的影响

土壤微生物群落与植物的生长发育密切相关, 入侵植物可以改变入侵地土壤微生物类群, 使土壤理化性质发生变化, 从而促进其入侵过程。该文通过比较高丹草(Sorghum bicolor × S. sudanense)、向日葵(Helianthus annuus)、紫花苜蓿(Medi- cago sativa)和多年生黑麦草(Lolium perenne)4种替代植物与黄顶菊(Flaveria bidentis)混合种植(以下简称混种)后不同时期的土壤细菌多样性的变化, 揭示土壤细菌群落对黄顶菊入侵及替代管理措施的响应规律。结果表明, 单独种植(以下简称单种)黄顶菊的土壤细菌多样性下降, 并且在整个生长期多样性指数多数情况下低于高丹草、向日葵、紫花苜蓿和多年生黑麦草单种或与黄顶菊混种的土壤。当4种替代植物与黄顶菊混种后, 土壤细菌16S rRNA的变性梯度凝胶电泳(DGGE)图谱与它们分别种植时存在明显差异, 且不同生长期各个混种土壤都有特征细菌群落。4种替代植物单种或与黄顶菊混种的土壤细菌Shannon多样性指数变化规律与植物生长发育趋势相同, 7月份达到高峰, 8月份开始降低。总之, 黄顶菊入侵降低了土壤细菌群落多样性, 4种替代植物与黄顶菊混种后, 又可提高土壤细菌群落多样性, 这种变化对黄顶菊成功入侵和替代防控具有重要作用。     

不同植物(组合)对入侵杂草黄顶菊功能性状的影响

【目的】外来植物的入侵能力与其性状之间的关系是入侵生态学中的基本问题之一。外来植物成功入侵具备哪些植物功能性状,一直是研究的热点问题,研究和把握这些性状对外来植物的入侵机理研究具有重要的现实意义。【方法】利用同质园实验,以入侵植物黄顶菊为研究对象,设置不同的植物(或组合)与黄顶菊竞争处理,研究不同植物(组合)对黄顶菊植物功能性状的影响,从而探究不同植物对黄顶菊的抵御能力。【结果】地肤、苘麻、苏丹草和苏丹草与地肤、黄花草木樨组合对黄顶菊有一定抑制作用,混种处理中黄顶菊的生物量、分枝数、株高显著低于黄顶菊单种处理,且对叶片功能性状、根功能性状、植株的全C和全N量等都有一定程度的影响。而反枝苋、反枝苋和紫花苜蓿组合对黄顶菊的生长有一定的促进作用,混种处理中黄顶菊的生物量与全C、全N含量较单种黄顶菊显著增加。【结论】不同植物与黄顶菊竞争生长对黄顶菊的影响不同,地肤和苘麻可以显著地抑制黄顶菊的主要功能性状生长发育,而反枝苋和紫花苜蓿促进黄顶菊生长发育。     

入侵植物黄顶菊生长、再生能力对模拟天敌危害的响应

缺乏专性天敌可能是外来植物扩散蔓延的原因之一.生物防治是环境友好且高效的防除方法,而人工模拟天敌危害对植物的生长、再生指标影响的效果与自然天敌的效果相似.在田间条件下,对入侵植物黄顶菊进行不同程度模拟天敌危害处理,探讨对黄顶菊生长、再生能力影响的效果,为生物防治提供理论基础.结果表明,轻度处理和摘顶处理下黄顶菊生物量、株高、分枝数、花蕾数、净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)指标表现出超补偿效应,只有重度处理下受到显著抑制;轻度至重度处理初始荧光(F0)则显著高于对照和摘顶处理,而PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ的潜在活性(FV/F0)则显著降低.分析发现,分枝数、花蕾数、生物量等具很高的表型可塑性指数,显示黄顶菊的生长指标对模拟天敌危害具有更强的适应能力.综上,轻度天敌危害对黄顶菊无明显抑制作用,重度危害对黄顶菊的生长、开花结实抑制效果最为理想.生产实践中建议结合其他方法以实现对黄顶菊的有效控制.     

热锻炼对高羊茅(Festuca arundinacea)和多年生黑麦草(Lolium perenne)抗高温能力的影响

夏季高温胁迫已成为限制冷季型草坪草生长和发育的一个主要问题.以两种耐热性不同的冷季型草坪草高羊茅和多年生黑麦草(前者较耐热)为材料,经过3d 30℃的热锻炼预处理后,分别在38、42、46℃的高温下处理14h.在这些高温条件下,研究了经过热锻炼预处理的高羊茅和多年生黑麦草叶片膜脂过氧化、抗氧化剂含量以及叶绿体超微结构的变化.结果表明:(1)热锻炼提高了高羊茅和多年生黑麦草的耐热性,显著缓减了高温条件下两种草坪草叶片膜脂过氧化程度的加剧,降低了叶片过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2)的产生速率.(2)高温条件下,热锻炼使高羊茅和多年生黑麦草叶片中抗氧化剂抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)的含量下降程度有所缓减.(3)热锻炼减轻了高温胁迫对高羊茅和多年生黑麦草叶片叶绿体超微结构的损伤.这些结果说明热锻炼能够减轻高温对草坪草叶绿体的伤害可能与其在高温胁迫下和对照相比具有较高的抗氧化剂含量有关,这也可能是冷季型草坪草对高温的适应机制之一.