紫茎泽兰叶片凋落物对入侵地4 种草本植物的化感作用

为了明确紫茎泽兰叶片凋落物对入侵地草本植物的化感作用, 研究了不同浓度紫茎泽兰叶片凋落物水提液对入侵地草本植物多年生黑麦草、白三叶、辣子草和紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响, 同时结合土培试验研究了叶片凋落物在入侵地土壤中的化感作用。结果表明, 除多年生黑麦草外, 水提液对其他3 种草本植物种子萌发均产生了显著的化感抑制作用, 且水提液的浓度越高抑制效果越强; 低浓度水提液对紫花苜蓿和辣子草的幼苗生长存在显著化感促进作用, 高浓度的水提液对除多年生黑麦草外的其他3 种植物幼苗的生长存在显著化感抑制作用, 水提液对多年生黑麦草幼苗生长的影响不显著; 土壤中按照50 g·kg^-1的比例添加叶片凋落物后, 显著抑制了白三叶的生长, 而添加活性炭后, 白三叶的单株生物量相对于未添加活性炭的处理增加71.25%, 进一步证实叶片凋落物在土壤中的化感抑制作用。这说明外来入侵植物紫茎泽兰可能通过其叶片凋落物在入侵地土壤中降解, 释放化感物质, 抑制伴生植物的种子萌发和幼苗生长, 为自身创造有利的生长环境, 实现其成功入侵和扩张。     

小麦秸秆浸提液和腐解液对水稻的化感效应

通过设置小麦秸秆浸提液和腐解液对水稻种子发芽和幼苗生长发育影响试验,明确小麦秸秆对水稻的化感效应.水稻种子萌发试验采用平板培养法,水稻生长发育试验采用砂培法.试验结果表明:与对照相比,小麦秸秆浸提液和腐解液均显著降低水稻种子的发芽指数和水稻植株生物量、叶绿素含量以及根系活力(p＜0.05),同时显著增加水稻植株丙二醛含量(p＜0.05);小麦秸秆腐解液对水稻的化感效应强于秸秆浸提液,小麦秸秆叶部浸提液对水稻的化感效应强于茎秆浸提液,小麦秸秆15d腐解液对水稻的化感效应强于7d腐解液;4种浸提液或腐解液5倍稀释后均减缓了对水稻发芽和植株生长发育的抑制作用.小麦秸秆浸提液和腐解液的总酚酸含量均较高,含量介于90.80～222 mg L-1,且总酚酸含量与水稻植株鲜重、根系活力、叶绿素以及水稻发芽指数显著负相关,而与水稻植株丙二醛含量显著正相关.小麦秸秆浸提液和腐解液均对水稻产生化感效应,其作用强度与秸秆腐解方式、秸秆不同部位及腐解时间有关,同时小麦秸秆化感效应的产生与浸提液和腐解液中的酚酸含量有关.     

5种松针浸提液对白三叶草的化感作用

为探讨油松、华山松、雪松、白皮松和樟子松5种不同品种松针水浸提液和甲醇浸提液对白三叶草的化感作用,本研究采用培养皿生物测定法,研究了不同浓度松针浸提液对白三叶草种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,松针浸提液对白三叶草种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均表现出明显的抑制作用,且随着浸提液浓度升高抑制作用增强;对幼苗生长主要表现为抑制作用,对根长的抑制作用明显高于苗高,但对白三叶草幼苗干重的影响不显著。5种松针水浸提液对白三叶草的化感作用敏感趋势大体为:华山松>雪松>樟子松>白皮松>油松;5种松针甲醇浸提液对白三叶草的化感作用敏感趋势大体为:油松>雪松>华山松>樟子松>白皮松。由此可知,5种松针浸提液对白三叶草具有化感抑制作用,能够影响白三叶草正常生长,松树林下林草复合模式不适宜选择白三叶草。这将为人工林下牧草的选择以及制定适宜的林草复合模式提供理论依据。     

嫁接西瓜根、茎叶的化感效应及化感物质的鉴定

以南瓜作砧木嫁接西瓜,研究嫁接西瓜的根、茎叶浸提液对西瓜种子发芽和幼苗生长的化感效应,并对嫁接西瓜根和茎叶中的化感物质进行了GC-MS检测。结果表明,2.5、5、10和20g/L 4个浓度的浸提液（西瓜/南瓜嫁接苗,南瓜自根苗,西瓜自根苗的根、茎叶）对西瓜种子发芽和幼苗生长均呈现出低促高抑的规律。浸提液浓度为2.5g/...     

水花生及其根际土浸提液对马尼拉幼苗生长生理特性的影响

为探究外来入侵种水花生对草坪草马尼拉生长的影响及化感作用,采用水培法,利用不同质量浓度(5,10,20,40,80g/L)水花生及其根际土浸提液处理马尼拉草幼苗,检测其生理生态指标的动态变化。结果表明,随浸提液浓度的增大及处理时间的延长,马尼拉草幼苗根长、苗高、鲜重、叶绿素含量、抗氧化酶(CAT、POD、SOD)活性总体呈先上升后下降的趋势,而MDA含量稳定增长,各指标出现峰值的时间有所差异。在处理第21~28d,浸提液浓度≥40g/L时,各处理组马尼拉草幼苗生理生态指标与对照组均存在显著性差异(P0.05),马尼拉草幼苗生长受到明显抑制,水花生及其根际土浸提液对马尼拉草化感作用的强弱顺序依次为根叶根际土茎。     

马铃薯对瓜列当种子萌发的化感作用研究

瓜列当给瓜类等经济作物造成较大危害。本研究采用盆栽4个推广马铃薯品种"夏波蒂"、"青薯168"、"冀张薯5号"和"克新1号",以不同生长时期(幼苗期、开花期和结薯期)马铃薯根际土、根系和地上部的浸提液(甲醇和水)刺激瓜列当种子萌发,根据发芽率来判定其对瓜列当化感作用的强弱,同时筛选刺激瓜列当发芽率高的品种用于列当杂草的防除。结果表明,马铃薯能刺激瓜列当种子萌发;不同马铃薯品种对瓜列当的化感作用各有差异,随着马铃薯的生长,根际土中化感物质积累不断升高,根系化感作用逐渐减弱,而地上部化感作用逐渐增强。甲醇浸提液刺激瓜列当种子发芽率高于水浸提液,即甲醇浸提化感作用效果较好。"夏波蒂"根系甲醇浸提液刺激瓜列当种子的发芽率在幼苗期最高,为48.5%;而地上部甲醇浸提液处理的发芽率在结薯期最高,为51.2%。可以在瓜列当危害的农田轮作"夏波蒂"5~8年,同时采用马铃薯秸秆还田来减少土壤中瓜列当种子库,达到防除瓜列当危害的目的。     

当归营养期的化感作用

为探讨当归(Angelica sinensis)自毒作用与连作障碍的关系并建立合理的轮作制度,利用4个浓度当归营养期根部及茎叶部水浸液对当归及其种植区常见作物油菜(Brassica campestris)、小麦(Triticum aestivum)和燕麦(Avena sativa)的种子和幼苗进行了生物测定。分析结果表明,当归具明显的自毒作用(敏感指数M3=-0.258 3),茎叶部分的自毒效应强于根部,且作用强度随浓度增加而增强;小麦和燕麦对当归的化感作用有一定的耐受能力,综合敏感指数(M)分别为-0.075 5和-0.144 7;而油菜对当归的化感作用较为敏感,综合敏感指数为-0.307 9,这一结果与实际种植情况不符,推断可能与当归化感物质在土壤中的转化导致化感作用降低有关。在种间化感作用的研究中发现根部的化感作用强于茎叶,并有高抑制低促进的浓度效应。试验结果说明当归的自毒作用是造成连作障碍的原因之一;当归对小麦和燕麦的化感作用较弱,可以用于当归轮作体系,缓解因自毒作用而引起的连作障碍。     

柠条锦鸡儿叶浸提液对4种冰草化感作用的初步研究

为了明确豆科植物(柠条锦鸡儿)与禾本科植物之间的互作关系,利用生物检测法研究了柠条锦鸡儿叶浸提液对4种冰草的化感作用。结果表明:柠条锦鸡儿叶浸提液对4种冰草种子萌发和幼苗生长具有低浓度(≤0.02g/ml)促进和高浓度(≥0.02g/ml)抑制的化感效应,并且抑制作用随浓度的增大而加强;4种冰草保护性酶(SOD,POD)随浸提液浓度的增加呈"N"字形变化规律,过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)、根系活力(TTC)、非保护酶(PAL,PPO)活性随浸提液浓度的增加呈先降低后增加的"V"字形变化规律。综合分析可知,柠条锦鸡儿叶浸提液对4种冰草具有化感作用,能够影响4种冰草正常生长,其敏感性顺序依次为蒙古冰草扁穗冰草蒙农杂交冰草沙生冰草,蒙古冰草是柠条锦鸡儿叶浸提液的敏感受试植物。     

黄瓜和西芹间作对黄瓜生长及枯萎病发生的影响

为研究黄瓜与西芹间作对黄瓜生长、黄瓜枯萎病菌化感作用及田间黄瓜枯萎病发生的影响,本试验采用室内不同土壤浸提液培养黄瓜枯萎病菌和田间测定黄瓜生长与枯萎病病情指数的方法,探讨与西芹间作土壤浸提液对黄瓜枯萎病菌的化感作用和田间防病效果。结果表明:与西芹间作促进了黄瓜营养生长,降低了第1雌花节位,增加了1~30节内雌花数;与西芹间作土壤浸提液培养的黄瓜枯萎病菌菌落直径最小,分别与西芹单作和黄瓜单作达显著性差异(P0.05);黄瓜与西芹间作土壤的乙醇、丙酮和蒸馏水浸提液均对黄瓜枯萎病菌具有一定化感作用,且表现为抑制作用,化感效果可达38.11%~75.90%;且乙醇浸提液培养的枯萎病菌菌落直径最小,与丙酮和蒸馏水浸提液达极显著差异(P0.01)。采用上述3种土壤田间种植黄瓜,在黄瓜第1片真叶期接种黄瓜枯萎病菌,降低了黄瓜枯萎病的病情指数,对比黄瓜单作和西芹单作的抑病效果可达57.03%~72.15%。因此,黄瓜与西芹间作对黄瓜枯萎病菌具有一定化感抑制效果,能够有效降低田间黄瓜枯萎病的发生,为黄瓜土传病害的化感防控提供科学依据。     

黄顶菊水提液对玉米幼苗株高及叶片生理生化指标的影响

以黄顶菊新鲜植株为材料,用蒸馏水浸提活性物质,得到0.1、0.05和0.01g/mL三种不同干物质含量的黄顶菊水提液.以蒸馏水为对照,利用不同含量的黄顶菊水提液处理无土栽培的玉米幼苗,每4d测定幼苗叶片中MDA(丙二醛)、POD(过氧化物酶)、SOD(超氧化歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)和CHL(叶绿素)含量.结果表明,黄顶菊水提液处理对玉米幼苗株高产生了明显的抑制作用,且每个处理与对照相比差异达显著水平(P＜0.05).黄顶菊水提液中含量越高,抑制作用越显著.幼苗叶片中MDA含量、POD、SOD、CAT活性均高于对照,而CHL含量低于对照.研究还发现,不同含量处理和不同处理时间对玉米幼苗MDA含量、抗氧化酶和CHL含量的影响之间存在极显著的交互作用.结果预示黄顶菊水提液能够抑制幼苗生长,含量越大,作用效果越明显,可为进一步研究黄顶菊总体化感提供参考.     

长雄野生稻及其后代抑草效果与化感潜力和农艺性状的关系

明确化感潜力和农艺性状对长雄野生稻(Oryza longistaminata)及其后代抑草效果的影响及相互关系,对发掘与利用野生种质资源的化感基因培育水稻化感新品种具有重要意义。本研究以化感抗稗草长雄野生稻、亚洲栽培稻‘RD23’及其杂交F1代(RD23×O.longistaminata)和F2代单株分离群体为材料,采用室内生物测定和温室盆栽试验相结合方法,研究化感潜力和农艺性状对长雄野生稻及其后代抑制稗草的影响,并探讨三者的相互关系。结果表明,室内生物测定为强化感潜力的水稻材料在盆栽条件下对稗草的密度防效、生物量防效和株高抑制作用并非总强于弱化感和无化感作用的水稻材料,但在根际距离0~3 cm时,强化感潜力水稻材料对伴生稗草的抑制效应显著强于弱化感潜力和无化感作用的水稻材料。不论供试材料化感潜力强弱,当根际距离大于3 cm时,株型高大、分蘖强的供试水稻材料在盆栽条件下对稗草的密度防效、生物量防效和株高抑制作用均显著强于株型矮小、分蘖少的材料。供试水稻材料在不同苗龄对稗草的抑制作用也存在显著差异,苗龄60 d的供试材料在根际距离0~3 cm范围内对伴生稗草的密度防效均小于苗龄30 d的对应处理组,但对伴生稗草的生物量防效和株高抑制作用则大于苗龄30 d对应处理组;之后随着距离的增加,除根际距离在3~6 cm的密度防效外,其他均无显著差异。在根际距离0~3 cm时,供试材料的化感综合效应指数(SE)与对伴生稗草的密度防效、生物量防效和株高抑制作用显著相关,但随根际距离的增加相关性逐渐减小;株高和分蘖数与稗草的密度防效不相关,与生物量防效和株高抑制作用存在一定的相关性。研究结果显示,长雄野生稻及其后代田间抑草效果与化感潜力、苗龄、株高和分蘖数等因素相关,在根际距离0~3 cm时,化感作用在苗龄30 d的强化感潜力水稻材料的抑草效应中起主要作用。     

假臭草植株不同分解阶段的化感作用动态变化

以小白菜为生测对象,采用滤纸培养皿试验和盆栽试验研究了自然状态下假臭草植株分解过程中化感作用的变化动态。滤纸培养皿试验结果表明:假臭草植株提取液对小白菜种子发芽的抑制作用随浓度增大而增大,且随植株分解时间的延长而逐渐减弱;就幼苗根长而言,不同分解时期0.1g·mL-l的假臭草提取液对根长均表现为抑制作用,除未分解的假臭草以外,其他时期其他浓度的假臭草提取液对根系生长均有促进作用;假臭草提取液对小白菜茎长总体表现为促进作用。假臭草与土壤混合的盆栽试验显示,未分解的假臭草与土壤以50g·2kg-1比例混合对小白菜种子发芽有抑制作用,抑制率达68%,在土壤中分解10d后抑制作用消失;各时期假臭草对小白菜生物量均有显著提高作用。可见,假臭草作为绿肥具有较好的营养价值,但需依据其在不同生长时期对不同作物的化感作用强度和时间设置合理的施用量与施用方法。     

西芹鲜根浸提液作用后黄瓜枯萎病菌弱毒菌株的筛选

结合室内化感抑菌作用试验和温室人工接菌盆栽试验, 研究了西芹鲜根浸提液连续处理对黄瓜枯萎病菌菌丝生长的影响及病菌致病力的变化。结果表明, 在连续5代浸提液作用下, 50 mg·mL^-1的西芹鲜根丙酮、乙醇浸提液与其对照相比, 显著抑制了黄瓜枯萎病菌菌落的生长, 表现为化感抑制作用。50 mg·mL^-1的西芹鲜根蒸馏水浸提液处理只有在第3代培养过程中, 对菌落生长表现为化感抑制作用, 其他几代则既有抑制作用又有促进作用。温室人工接菌各代不同处理的黄瓜枯萎病菌进行菌株致病力测定, 并于1周开始发病后调查病情。结果显示, 连续5代继代培养后接种过程中, 西芹鲜根丙酮、乙醇、蒸馏水浸提液处理较其对照致病力降低, 表现为浸提液对黄瓜枯萎病菌毒力的致弱作用; 且随继代培养代数的增加, 病菌的致病力表现为逐渐降低。继代培养至第5代时, 丙酮浸提液处理的致病力为0, 表现为致弱作用最强。试验通过西芹鲜根浸提液的连续处理筛选到了黄瓜枯萎病菌的弱毒菌株。     

紫茎泽兰和黄顶菊入侵对土壤微生物群落结构和旱稻生长的影响

为比较入侵植物与本地植物对土壤微生态影响的差异, 探索外来植物入侵的土壤微生物学机制, 本研究通过同质园试验, 比较分析了2种入侵菊科植物(紫茎泽兰、黄顶菊)和2种本地植物(马唐、猪毛菜)对土壤肥力和微生物群落的影响, 并通过盆栽反馈试验验证入侵植物改变后的土壤微生物对本地植物旱稻生长的反馈作用。同质园试验结果表明: 2种入侵植物和2种本地植物分别对土壤微生态产生了不同的影响, 尤其是紫茎泽兰显著提高了土壤有效氮、有效磷和有效钾含量,紫茎泽兰根际土壤中有效氮含量为39.80 mg·kg^-1,有效磷含量为48.52 mg·kg^-1。磷脂脂肪酸指纹图谱结果表明, 2种入侵植物与2种本地植物相比, 较显著增加了土壤中放线菌数量, 而紫茎泽兰比其他3种植物显著增加了细菌和真菌数量。盆栽结果表明: 黄顶菊生长过的土壤灭菌后比灭菌前旱稻株高增加113%, 紫茎泽兰也使旱稻的株高增加17%。由以上结果可知, 紫茎泽兰和黄顶菊可能通过改变入侵地土壤的微环境, 形成利于其自身生长扩散的微生态环境从而实现其成功入侵。     

Assessment of allelopathic effects of residues of Flaveria bidentis (L.) Kuntze on wheat seedlings

Flaveria bidentis (L.) Kuntze, an invasive plant, poses a serious threat to the structure and function of the native ecosystem in Hebei Provience, China. However, little is known about the allelopathic activity of the residues of this plant species. In this study, the impact of the phytotoxicity of unburnt (UR) and burnt (BR) residues of the exotic invasive weed on the growth of wheat (Triticum aestivvm L.) was assessed. Extracts prepared from both UR and BR reduced the shoot length, root length and dry weight of wheat significantly compared with the control, thereby indicating the presence of some water-soluble allelochemicals in F. bidentis residues. Growth studies conducted in soil amended with UR and BR extracts or residues also revealed phytotoxic effects towards wheat. A significant amount of phenolics was detected in the residue extracts and in residue-incorporated soil. The phenolic content rose with increasing residue concentration, thereby showing their direct involvement in the observed growth inhibition. The inhibition of wheat growth by the burnt residue and its water extracts was similar to that of unburnt residue, so burning it is not a good way to eliminate the allelopathic effects of the residue of F. bidentis on native plants.     

不同供氮水平下加拿大一枝黄花的化感作用与资源竞争分析

为探讨加拿大一枝黄花在入侵过程中的化感作用与资源竞争之间的关系,采用化感-竞争分离法,分析了加拿大一枝黄花在入侵过程中其化感作用与资源竞争及在不同氮水平下的反应特性。结果表明,外来入侵杂草加拿大一枝黄花具有较强的生物干扰能力,在不同氮素水平下,其资源竞争能力较强且表现稳定,但化感作用潜力则随供氮水平的下降而明显增强,土著植物一枝黄花不具化感作用潜力,在供氮水平充足下,其资源竞争能力减弱,但氮胁迫下却明显增强,这被认为是在环境资源匮乏时生态位之间竞争加剧的结果。     

外来入侵植物黄顶菊残体的恢复再生能力和在土壤中的分解特性

在华北平原, 外来入侵植物黄顶菊[Flaveria bidents (L.) Kuntze]是一种农田和生态环境中的恶性杂草, 使用除草剂清除势必威胁到农业生产尤其是蔬菜生产的安全性。本课题研究了黄顶菊的不同部位离体茎段和残留部分的恢复再生能力; 并采用土壤培养试验, 研究了含氮量为12.2 g·kg^-1的黄顶菊烘干残体和含氮量为23.3 g·kg^-1的白三叶草残体在土壤中的分解过程及矿质氮的供应能力, 探讨人工拨除的黄顶菊作为绿肥的可能性。试验表明, 黄顶菊不同部位离体茎段的再生能力达10%~80%, 不同大小的残留部分再生能力达70%~100%。因而人工除草后必须将拔除的黄项菊残体带出田间以防其再生。在整个60 d的土壤培养期间, 黄顶菊和白三叶草残体均表现为施入土壤的前10 d内表观CO₂-C日释放量最大, 以后趋于平稳; 但黄顶菊残体处理土壤的CO₂-C日释放量一直低于白三叶草。黄顶菊残体处理的土壤微生物量氮高于白三叶草残体处理及土壤对照; 微生物量碳则为黄顶菊残体处理低于白三叶草残体处理, 且与土壤对照相近。在培养的前20 d, 黄顶菊残体分解过程中显著固定了土壤矿质氮素, 培养40 d后的表现为矿质氮释放。黄顶菊残体具有提高土壤氮素营养和微生物量, 增肥土壤的作用, 人工拨除的黄顶菊经灭活处理后可以作为绿肥施入田间。     

看麦娘叶片对化感小麦根水提液的生理响应

为阐明小麦化感抑草的生理机制,选择强化感小麦‘115/青海麦’、‘92L89’和弱化感小麦‘抗10103’,通过添加浓度为0.2%、0.5%和1.0%的小麦根水提液进行水培试验3周后,测定了各处理看麦娘的鲜重,分析叶片中叶绿素(SPAD值)、可溶蛋白、MDA、类黄酮、总酚的含量以及SOD、POD、CAT活性。结果表明,水提液处理显著抑制了看麦娘的生长,抑制率在不同处理浓度及小麦品种间均存在显著差异,强化感小麦的抑制率显著高于弱化感小麦。在处理浓度范围内,不同小麦根水提液的抑制率大小依次为‘115/青海麦’(24.7%~74.3%)‘92L89’(15.7%~71.6%)‘抗10103’(13.8%~61.4%);0.2%、1.0%和5.0%水提液处理的抑制率大小依次为13.8%~24.7%、41.7%~66.4%和61.4%~74.2%。看麦娘叶绿素含量(SPAD值)随处理浓度增大显著降低,可溶蛋白含量,SOD、POD、CAT活性,MDA、类黄酮含量随处理浓度增大显著升高,强化感小麦对看麦娘的生理刺激作用高于弱化感小麦。1.0%‘115/青海麦’及5.0%各小麦水提液处理的看麦娘总酚含量高于对照。可见,小麦化感胁迫提高了看麦娘的保护酶系统活性,增强了抗氧化物质代谢,但显著增强了细胞膜脂质过氧化和叶绿素降解,不利于靶标植物看麦娘的生长。