飞机草、紫茎泽兰与两种近缘植物叶片解剖结构比较研究

以外来物种飞机草、紫茎泽兰及同泽兰属的本地泽兰和佩兰为材料,通过石蜡切片,对不同种植物叶片解剖结构进行研究,以了解入侵种与本地种叶片结构的差异,探讨其结构特征与生态环境的关系。结果表明,4种植物叶片均具有表皮细胞体积大、被表皮毛、栅栏组织不发达、海绵组织发达等相似的结构,飞机草和紫茎泽兰具有外表皮分泌结构、厚的角质层和叶片、较多的维管束及较发达的维管组织,而泽兰和佩兰则不具有这些适应干旱的结构特征,说明两个外来物种更能适应干旱环境,具有较强的竞争能力。     

入侵植物紫茎泽兰的抗烟草花叶病毒活性研究

为综合治理及利用入侵植物紫茎泽兰,采用半叶枯斑法研究了紫茎泽兰不同部位提取物的抗烟草花叶病毒活性.结果表明,根、茎、叶和花的提取物均具有一定的抗烟草花叶病毒活性.其中,根、茎、叶提取物的活性较强,当浓度为10 mg/mL时均显示了中等的抑制活性,抑制率为50％左右;花提取物的活性相对较弱.这是首次对紫茎泽兰的抗烟草花叶病毒活性进行报道,扩展了植物源TMV抑制剂筛选的范围,为综合利用入侵植物紫茎泽兰提供了更广阔的思路.     

杀真菌剂对入侵植物紫茎泽兰与伴生植物生长的反馈作用

 【目的】通过盆栽控制试验,验证外来植物紫茎泽兰改变的土壤真菌在其入侵过程中的作用,揭示紫茎泽兰入侵的土壤微生物学机制。【方法】通过施加杀真菌剂控制土壤真菌,研究土壤真菌对紫茎泽兰和2种伴生植物的生长,以及对紫茎泽兰与伴生植物竞争互作的影响。【结果】未施加杀真菌剂处理,紫茎泽兰生物量在入侵过的土壤中是当地植物土壤中的1.85倍,而伴生植物在紫茎泽兰入侵过的土壤中生长明显受到了抑制。在入侵土壤中紫茎泽兰与燕麦草共生时,紫茎泽兰的生物量是其单独生长时的1.29倍。施加杀真菌剂的处理,紫茎泽兰和伴生植物单独生长的生物量都比未施加杀真菌剂处理有所增加;紫茎泽兰与伴生植物共生时,杀真菌剂处理明显降低了紫茎泽兰的竞争力。【结论】紫茎泽兰入侵改变的土壤真菌,促进了自身的生长,并增强了紫茎泽兰与伴生植物的竞争力。     

紫茎泽兰茎叶的燃烧性

为全面了解紫茎泽兰Eupatorium adenophorum的燃烧性,在防火戒严期内,对紫茎泽兰和对比植物的老活叶片、新叶片分别进行了100%氧气氛下的燃烧试验、垂直燃烧试验,计算了各种植物活叶片的燃烧速率、损毁程度;对紫茎泽兰活茎与旱冬瓜Alnus nepalensis活枝进行了点燃试验,测定了点燃时间和温度;对紫茎泽兰干枯茎与华山松Pinus armandii干枯枝进行了50%氧气氛下燃烧和105℃恒温条件下干燥试验,计算了燃烧速率,绘制了样品干燥过程质量变化曲线。分析表明:①紫茎泽兰老活叶片的燃烧性与中华常春藤Hedera nepalensis var.sinensis,常春油麻藤Mucuna sempervirens和大叶女贞Ligustrum lucidum相近,但损毁程度远低于滇青冈Cyclobalanopsis glaucoides和滇润楠Machilus yunnanensis;②在6种植物的垂直燃烧试验中,紫茎泽兰新叶片的燃烧速率最大而损毁程度各项指标均居中;③在质量或尺寸相近的情况下,紫茎泽兰活茎较旱冬瓜活枝难燃;④在直径相近的情况下,紫茎泽兰干枯茎较华山松干枯枝失水快,燃烧速率大于华山松干枯枝。     

原产地和入侵地紫茎泽兰对泽兰实蝇寄生的耐受性及其生理响应

[目的]研究入侵植物紫茎泽兰对专食性天敌泽兰实蝇寄生的耐受性并探讨其入侵前后的生理响应,为紫茎泽兰的生物防治提供理论依据.[方法]泽兰实蝇寄生后,于初现羽化窗时测量紫茎泽兰原产地(墨西哥)和入侵地(中国)种群叶片脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量及多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理指标;全部羽化后测定并计算紫茎泽兰的株高、总生物量、根冠比和比茎长等生长指标,比较分析泽兰实蝇寄生后不同种群紫茎泽兰的抗性和耐受性.[结果]在泽兰实蝇寄生条件下,入侵地紫茎泽兰的总生物量、茎生物量比和根冠比较原产地种群分别显著升高37.80%、15.38%和21.77%(P<0.05,下同);入侵地紫茎泽兰PAL、POD和SOD活性分别较原产地显著降低46.91%、46.60%和37.52%,而PPO活性与原产地紫茎泽兰无显著差异(P>0.05);同时,入侵地紫茎泽兰的Pro和MDA含量分别较原产地显著增加66.30%和145.08%.[结论]入侵后紫茎泽兰的资源分配策略发生改变,入侵地紫茎泽兰种群对泽兰实蝇寄生的耐受性增强,对泽兰实蝇的防御响应有所降低,防御策略发生改变.     

紫茎泽兰与本地植物群落根际土壤酶活性和土壤肥力的差异

入侵植物对自然生境土壤养分的正反馈作用促进了入侵,一个可能的解释是入侵植物对入侵生境肥力平衡的打破而增加了其对本地植物的竞争能力.本文比较研究了入侵杂草紫茎泽兰和3种本地草本植物群落根际土壤肥力和土壤酶(蛋白酶、脲酶和磷酸酶)的活性,并对上述土壤酶活性和不同土壤肥力之间进行了相关分析.结果表明,紫茎泽兰群落根际土壤全氮、NH4 -N、NO3-N和全钾含量显著比在本地植物群落的高,而其土壤全磷和速效磷的含量显著比在本地植物群落的低,其土壤速效钾含量也较低;紫茎泽兰群落根际土壤蛋白酶、脲酶和磷酸酶的活性显著比在本地植物群落的高;土壤酶活性与全氮、NH4 -N、NO3--N和全钾显著正相关,而与全磷和速效磷显著负相关.与本地植物相比,紫茎泽兰改变了土壤养分的供求平衡,这种改变可能有利于紫茎泽兰的生长竞争和对本地植物生长的抑制,尤其有利于紫茎泽兰在贫瘠生境的入侵成功;不同植物群落根际土壤酶活性差异可能是引起土壤肥力变化的重要驱动因子之一.本文为紫茎泽兰入侵的生态影响和其成功入侵的原因提供了试验证据,为紫茎泽兰入侵生理机制的研究奠定了理论基础.     

紫茎泽兰自毒特性及种群自然更新研究

植物的自毒作用是同种植物个体间的一种化学竞争机制。为了探索紫茎泽兰种内竞争关系及种群受到自然破坏后的更新途径。采用生物测定及野外调查法,研究了紫茎泽兰叶片水浸液对其幼苗生长的影响及冻害后种群自然更情况。紫茎泽兰叶片水浸液对其幼苗的生长有明显的促进作用,对苗高的促进作用表现为先增加后缓慢减弱,3%浓度时促进作用达到了峰值;在潮湿的秋季紫茎泽兰入侵地破土后种子易发芽,未破土的地带由于枯落物的覆盖,阻碍了种子的发芽,土壤种子库主要分布在0~10 cm的土层中;紫茎泽兰单优势种群在受到冻害后,以萌蘖的方式进行种群更新。紫茎泽兰是一种抗自毒作用极强的植物,在干旱的条件下紫茎泽兰以萌蘖的方式进行种群更新。     

紫茎泽兰入侵对土壤微生物、酶活性及肥力的影响

 【目的】通过比较外来植物紫茎泽兰不同入侵程度样地的土壤微生物、酶活性及肥力变化,以期揭示外来植物入侵对土壤生态的影响机制。【方法】本文采用传统培养的方法研究了紫茎泽兰对入侵地土壤微生物群落的结构变化;比较了入侵对8种土壤肥力因子和3种土壤酶活性的影响。【结果】紫茎泽兰入侵提高了土壤有机质、NO3--N、NH4+-N、有效磷、有效钾和土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶的含量。重度入侵生境中铵态氮含量最高达53.00 mg?kg-1,分别是空白对照土、混生当地植物土和单一当地植物土的14.1、9.9和5.9倍。脲酶含量在重度为2.87,显著高于当地植物区,并为空白区的3.9倍。培养结果表明紫茎泽兰入侵提高了土壤自生固氮菌、氨氧化细菌和真菌的数量。【结论】紫茎泽兰改变了入侵地土壤微生物群落结构和功能,暗示着微生物的改变引起土壤酶活性的改变进而影响了土壤肥力,形成对自身生长有利的微生态环境以利于入侵扩张。     

混种非洲狗尾草对紫茎泽兰表型特征的影响

紫茎泽兰是我国最具入侵性的外来杂草之一,现已在西南大部分地区造成危害。研究了紫茎泽兰和非洲狗尾草在重度、中度和轻度3个不同入侵程度的土壤和未入侵土壤中单种和混合种植时的表型特征差异。结果表明,混合种植时非洲狗尾草的长势明显强于紫茎泽兰,混种非洲狗尾草可明显降低紫茎泽兰的生长势。混种区的紫茎泽兰株高、节间距、节数、单株叶片数、绿叶率、叶绿素含量和根长均小于单种区,其中株高、节间距和叶绿素含量差异达到显著水平(P0.05);非洲狗尾草对紫茎泽兰生长的抑制作用随其密度的增加而增强,在非洲狗尾草植株数量3倍于紫茎泽兰时抑制效果最大,紫茎泽兰株高只有其单种的1/3,节间距只有单种的1/2,叶绿素含量不足单种的1/2。对不同入侵类型土壤中的替代效果进行比较研究表明,在相同种植比例下,随着入侵程度的增加,非洲狗尾草对紫茎泽兰的抑制作用呈现逐渐减弱的趋势。在紫茎泽兰与非洲狗尾草等比种植时,重度入侵土壤中的紫茎泽兰节间距和单株叶片数与轻度和中度入侵土壤中的紫茎泽兰节间距和单株叶片数差异达显著水平(P0.05),在轻度入侵土壤中开展紫茎泽兰的牧草替代控制效果最为显著。     

紫茎泽兰内生菌的分离及其代谢物的除草活性

为了从紫茎泽兰中分离内生菌并研究内生菌代谢物的除草活性,为开发高效、安全、与环境友好的新型农药奠定基础,用紫茎泽兰茎叶汁液固体培养基从紫茎泽兰茎中分离内生菌,并制备内生菌代谢物,以高梁、小麦、黄瓜、油菜4种供试植物为测试对象,以种子萌发法测定紫茎泽兰内生菌代谢物的除草活性.结果显示,从紫茎泽兰茎中分离得到9种内生真菌,且均能在马铃薯蔗糖琼脂培养基中正常生长;在1 mg/mL浓度下,9种内生菌代谢物至少对1种供试植物根长(或茎长)抑制率达80％以上,F1、F2、F5、F6、F7、F8、F9等7种内生菌代谢物至少对2种供试植物根长(或茎长)抑制率达80％以上,F1、F2、F8等3种内生菌代谢物至少对3种供试植物根长(或茎长)抑制率达80％以上.说明紫茎泽兰内生菌具有较强的除草活性.     

紫茎泽兰营养器官的形态解剖

为了研究紫茎泽兰营养器官的形态解剖,采用石蜡切片技术对紫茎泽兰(Eupatorium adeno-phorumSpreng)的根、茎、叶等营养器官解剖进行显微观察,确定了紫茎泽兰的显微结构特征。结果:根的次生结构自外而内依次为周皮(木栓层、木栓形成层和栓内层)、初生韧皮部(后期可被挤毁)、次生韧皮部和韧皮射线、形成层、次生木质部和木射线、初生木质部。茎由表皮、皮层和维管柱三大部分组成。叶片内部结构可分为表皮、叶肉和叶脉三大部分;叶柄由表皮、基本组织和维管束组成。     

紫茎泽兰和黄蒿根际土壤对油菜化感作用的比较研究

紫茎泽兰 （Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍａｄｅｎｏｐｈｒｏｕｍ）是一种典型的恶性入侵杂草,在入侵地可造成严重的生态破坏。前人研究发现紫茎泽兰根际分泌物对周围植物生长存在化感作用,并认为化感作用是其入侵扩张的主要原因之一。为了确认化感作用在紫茎泽兰入侵中的重要性,本研究首次将紫茎泽兰和本地杂草黄蒿 （Ａｒｔｅｍｉｓｉａ ｓｃｏｐａｒｉａ）的根际土壤对油菜 （Ｂｒａｓｓｉｃａｎａｐｕｓ）的化感作用进行了比较研究。结果表明,两种植物根际土壤对油菜种子萌发均有较强抑制作用,黄蒿根际土壤发芽抑制率 （４６.７％）极显著高于紫茎泽兰土壤 （２０.０％）（Ｐ＜０.０１）;试验第 ４天测定结果显示,紫茎泽兰和黄蒿对油菜根长和芽长的抑制作用极显著 （Ｐ＜０.０１）,而紫茎泽兰和黄蒿的根长抑制作用差异不显著 （Ｐ＞０.０５）。以上结果说明紫茎泽兰和黄蒿均存在化感作用,仅用化感作用不足以解释紫茎泽兰入侵扩张力强的原因。     

紫茎泽兰入侵地土壤微生物对紫茎泽兰和本地植物的反馈

植物与土壤微生物互作及其反馈影响自然界植物群落的竞争性演替。为了明确土壤微生物在我国恶性入侵植物紫茎泽兰传入定殖后迅速竞争性扩张中的作用,通过接种植物根际微生物（紫茎泽兰和本地植物的根际土壤分别进行灭菌处理、添加杀真菌剂处理和无处理（对照））的盆栽法,比较了土壤微生物对紫茎泽兰和2种本地植物（林泽兰和狗尾草）的生长反馈效应。结果显示,根际土壤微生物对3种植物的生长均产生正反馈,紫茎泽兰、林泽兰和狗尾草在添加杀真菌剂处理或灭菌处理的生物量均比对照显著下降。林泽兰和狗尾草的根系AMF侵染率在对照的紫茎泽兰土壤和本地植物土壤中没有显著差异;但在添加杀真菌剂处理后,林泽兰和狗尾草的根系AMF侵染率在紫茎泽兰土壤中比在本地植物土壤中分别高出8102%和897%,说明紫茎泽兰土壤的真菌具有更强的正反馈作用。磷脂脂肪酸（PLFAs）分析土壤微生物群落多样性和功能微生物丰度的结果显示,入侵植物紫茎泽兰土壤和本地植物土壤的土壤微生物群落存在显著差异。综合推断认为,紫茎泽兰入侵后改变了土壤微生物群落结构,从而产生更有利于自身生长的正反馈,进而进一步促进了竞争性扩张。     

紫茎泽兰的化感物质对土壤有效磷含量和巨大芽孢杆菌生长的影响

紫茎泽兰是我国重要的入侵杂草,在室内条件下研究了紫茎泽兰根际的4种化感物质[邻苯二甲酸(2-乙基)己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、泽兰二酮(DTD)和羟基泽兰酮(HHO)]对其根际土壤有效磷含量和巨大芽孢杆菌种群生长的影响。结果表明:4种化感物质均可促进解磷细菌巨大芽孢杆菌的生长,主要表现在种群环境容量和内禀增长力的增加;无化感物质处理时,紫茎泽兰入侵地土壤的有效磷含量高于未入侵地。用4种化感物质处理紫茎泽兰入侵地土壤后,其有效磷含量又有不同程度的增加,其中DBP在低浓度、DTD在中高浓度下的促进作用与对照相比达显著水平。结果说明紫茎泽兰的化感物质具有"双面性"作用,除了可以抑制排挤本地伴生植物外,还能促进解磷细菌生长以提高入侵地土壤的有效磷含量;研究结果为深入阐释紫茎泽兰入侵后土壤营养环境变化的机理奠定了基础。     

紫茎泽兰对10种植物的化感作用研究

[目的]研究紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng.）叶水浸提液对植物发芽率和幼苗生长的影响,为进一步探讨入侵植物紫茎泽兰的化感作用机制奠定基础。[方法]用蒸馏水浸提紫茎泽兰叶片化感物质,以5种十字花科植物种子和5种禾本科植物种子为供试材料,利用培养皿滤纸法研究不同浓度紫茎泽兰叶水浸提液对种子萌发和幼苗生长的影响。[结果]紫茎泽兰叶水浸提液对受试的不同品种植物的发芽率和幼苗生长均有不同程度的影响。其中,萝卜、芥菜、小麦、高粱对紫茎泽兰的化感作用较敏感;玉米最不敏感。[结论]紫茎泽兰叶水浸提液的化感作用是客观存在的,但对不同物种的影响存在较大差异,该研究在一定程度上可为探讨紫茎泽兰化感作用与其入侵性的关系提供参考依据。     

黄花蒿对紫茎泽兰竞争效应的影响

采用复合De Wit取代试验设计方法,分析入侵杂草紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)与本土植物黄花蒿(Artemisia annua)的竞争关系,观察不同种植密度和种植比例对紫茎泽兰生长特性的影响。结果表明:在紫茎泽兰和黄花蒿混种样地中,紫茎泽兰相对产量(RYg)和相对密度(RDg)均小于1;随着黄花蒿混种比例的增加,紫茎泽兰的RYg和RDg均逐渐减小,同时紫茎泽兰的茎宽、分枝数、生物量逐渐降低;紫茎泽兰与黄花蒿之间的竞争大于紫茎泽兰的种内竞争,黄花蒿的存在抑制了紫茎泽兰种群数量的扩增;在黄花蒿混种比例较高的情况下,随着种群密度的增加,紫茎泽兰的根冠比逐渐降低,同时紫茎泽兰的株高逐渐增加;紫茎泽兰能采取地上优先生长策略应对黄花蒿的强大竞争压力;在紫茎泽兰入侵早期利用黄花蒿进行替代控制,可获得较好的防治效果。     

不同入侵程度紫茎泽兰群落的根系分布特征

紫茎泽兰是一种世界性恶性入侵杂草,严重威胁入侵地区的自然生态系统和生物多样性.为了明确不同入侵程度紫茎泽兰群落的根系分布特征,本文对紫茎泽兰轻度、中度和重度入侵群落根系进行了系统调查和比较,结果显示:紫茎泽兰的平均根长密度(RLD)值随入侵程度的增加而增大,轻度入侵区域的紫茎泽兰根系主要集中在0～10 cm土壤中,约占总根量的75.9 %,其根系系统发达程度显著低于中度和重度入侵区域,轻度入侵区域的平均根长密度值显著小于中度和重度入侵群落(P<0.01).3种入侵区域的紫茎泽兰根长密度在水平分布上均由内到外逐渐变小,不同根系范围间的根系含量差异显著(P<0.01).在根系的垂直分布上,紫茎泽兰轻度、中度和重度入侵群落的根系均主要集中在0～10 cm深度,在10～20 cm深度轻度入侵群落根系含量显著低于中度和重度入侵群落.     

紫茎泽兰入侵对生物多样性及土壤养分的影响

研究了不同强度紫茎泽兰入侵(重度入侵,HI;中度入侵,MI;轻度入侵,LI;未入侵,CK)对入侵地生物多样性及土壤养分的影响.结果表明,紫茎泽兰改变了土壤结构并且降低了入侵地生物多样性,土壤容重和pH随紫茎泽兰入侵强度的增加表现为降低趋势,土壤含水量、电导率和总孔隙度表现为增加趋势,除了土壤全磷以外,土壤其他养分和微生物量也呈相应的增加趋势,均表现为HI＞MI＞LI＞CK,表明了紫茎泽兰入侵显著提高了土壤养分和微生物量,其中土壤有效养分对于茎泽兰入侵较为敏感;在紫茎泽兰入侵条件下土壤养分和微生物量呈现出季节同步变化规律,具体表现为冬季＞秋季＞夏季＞春季,表明紫茎泽兰入侵对土壤养分及微生物量的影响与其生长节律有关.相关性分析结果表明,紫茎泽兰入侵条件下生物多样性和土壤养分与微生物量呈显著的相关性,它们作为相互作用和影响的有机整体表现出统一性和同步性.     

紫茎泽兰入侵对生物多样性及土壤养分的影响

研究了不同强度紫茎泽兰入侵（重度入侵,HI;中度入侵,MI;轻度入侵,LI;未入侵,CK）对入侵地生物多样性及土壤养分的影响。结果表明,紫茎泽兰改变了土壤结构并且降低了入侵地生物多样性,土壤容重和pH 随紫茎泽兰入侵强度的增加表现为降低趋势,土壤含水量、电导率和总孔隙度表现为增加趋势,除了土壤全磷以外,土壤其他养分和微生物量也呈相应的增加趋势,均表现为HI>MI>LI>CK,表明了紫茎泽兰入侵显著提高了土壤养分和微生物量,其中土壤有效养分对于茎泽兰入侵较为敏感;在紫茎泽兰入侵条件下土壤养分和微生物量呈现出季节同步变化规律,具体表现为冬季>秋季>夏季>春季,表明紫茎泽兰入侵对土壤养分及微生物量的影响与其生长节律有关。相关性分析结果表明,紫茎泽兰入侵条件下生物多样性和土壤养分与微生物量呈显著的相关性,们作为相互作用和影响的有机整体表现出统一性和同步性。     

广西4种外来入侵植物提取物对烟蚜的生物活性

测试了飞机草、紫茎泽兰、银胶菊、水葫芦等4种外来入侵植物提取物对烟蚜的触杀、胃毒和选择性忌避作用等室内生物活性。结果显示,水葫芦提取物在5g／L浓度下对烟蚜的胃毒活性最高,48h校正死亡率达84．86％;飞机草、银胶菊、水葫芦提取物在10g／L浓度下处理48h对烟蚜的触杀校正死亡率均在65％左右;4种植物提取物对烟蚜有一定的忌避作用,但效果不太理想。研究结果初步证明水葫芦提取物对烟蚜有较高的胃毒活性,因此,有必要对从水葫芦提取物中分离出的对烟蚜有杀虫活性的物质做进一步研究,以明确其有效成分及结构,为研制开发新的植物源农药提供依据。