外来入侵植物黄顶菊与四种牧草间化感互作

选择对入侵植物化感作用具有耐受力的物种进行生物替代,有助于实现对被入侵生境有效的生态重建。本研究通过培养皿生测方法探讨了外来入侵植物黄顶菊与欧洲菊苣、红三叶、紫花苜蓿和一年生黑麦草之间的化感互作。结果表明黄顶菊和4种牧草的化感活性取决于植物组织来源和浸提液浓度水平。黄顶菊茎叶及根系浸提液在供试浓度范围内对紫花苜蓿化感综合效应均小于0,表现出促进生长的作用;而对其他牧草有不同程度的抑制。同时紫花苜蓿浸提液也对黄顶菊有较强的化感作用,其茎叶和根系浸提液对黄顶菊的化感综合效应值分别达65%和93%,为较有替代潜力的牧草种类。     

青藏高原不同海拔梯度黄花棘豆内生真菌多样性研究

为了分析不同海拔梯度黄花棘豆（Oxytropis ochrocephala）内生真菌的多样性及群落结构,进而为调控其主要成分-苦马豆素产量提供新的途径。本试验采用高通量测序技术测定青藏高原不同海拔梯度（2 512,3 005,3 490,3 977和4 493 m）黄花棘豆中内生真菌的ITS序列,观测真菌多样性和群落组成随海拔升高的变化情况,并运用CANOCO 5.0软件对真菌优势群落与植物营养和土壤环境因子间的关系进行冗余分析（Redundancy analysis,RDA）。结果表明：不同海拔梯度植物营养成分及土壤理化性质间均差异显著;从5个海拔梯度的黄花棘豆的样本中获得3615854条ITS序列,在97%序列相似性基础上可划分为750个分类单位（Operational Taxonomic Units,OTUs）。真菌群落的丰富度（Chao1）指数以海拔4 493 m最高,为254.10,而多样性（Shannon）指数以海拔3 005 m最高,为3.05。子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）是青藏高原黄花棘豆内生真菌的优势类群。RDA分析结果显示,真菌优势类群与海拔、粗灰分和土壤有机碳呈极显著相关（P<0.01）,与氮、磷和无氮浸出物呈显著相关（P<0.05）。海拔、植物营养及土壤养分含量均会影响黄花棘豆内生真菌多样性。     

高寒地区栽培牧草化感效应缓解初探

为研究探讨土壤微生物对化感效应的潜在作用,以高寒草地生态修复常用牧草为研究对象,通过室内生物学实验,测定种子发芽率及幼苗的苗高、根长和干重,计算分析化感综合效应。结果显示：以未灭菌土壤U100为基质的5种牧草种子发芽率均为最高,完全灭菌土壤U0的均为最低,不同比例未灭菌土壤U75,U50和U25则因牧草种子的不同而表现出不同差异;幼苗生长方面,‘青海’垂穗披碱草(Elymus nutans ‘Qinghai’)、‘同德’老芒麦(Elymus sibiricus ‘Tongde’)和‘青海’中华羊茅(Festuca sinensis Qinghai)幼苗苗高随灭菌土壤增加而减小;5种牧草幼苗的根长均在U100处理下最长;幼苗干重的变化趋势同苗高相似。未灭菌土壤对5种牧草的影响主要表现在根系生长和干重方面。研究证明在幼苗生长阶段土壤微生物对根系生长至关重要,土壤微生物能缓解化感效应提高种子发芽率,但对不同物种的影响存在差异。     

蔬菜-牧草轮作5年草地土壤微生物量变化及其群落结构分异

为明晰蔬菜-牧草轮作系统中种植牧草阶段土壤微生物群落年际和季节间的动态特征,本研究以温带气候区有机农牧场低投入蔬菜生产后种植牧草1~5年和永久性草地土壤为研究对象,运用高通量磷脂脂肪酸(PLFA)分析技术,测定土壤微生物脂肪酸种类和含量,通过非度量多维测度(NMS)排序和多响应置换过程(MRPP)分析,探究牧草不同生长年限和季节条件下土壤微生物生物量及其群落结构与功能变化规律。结果表明:1)随着牧草生长年限的延长,土壤中活体微生物的脂肪酸多样性提高,革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌脂肪酸的比例逐渐降低,真菌与细菌脂肪酸比例升高,微生物生物量增加。2)随着季节更替,特定脂肪酸比例、腐生真菌、厌氧菌生物量发生变化,土壤微生物群落结构亦存在差异。3)牧草生长4年后土壤微生物群落结构发生显著改变且趋近于永久性草地,土壤碳矿化和颗粒有机质含量变化驱动了土壤微生物群落结构分异。     

土壤微生物对黄花蒿凋落物或青蒿素的响应

黄花蒿主要通过植株残体向土壤释放化感物质,影响土壤肥力和生产力。本试验开展了土壤微生物对黄花蒿凋落物和青蒿素的响应研究。结果表明,在土壤中添加黄花蒿凋落物和青蒿素,真菌数量增加,但显著降低放线菌、自生固氮菌、硝化细菌和亚硝化细菌的数量,不利于土壤有机质矿化,生物固氮和硝化作用。黄花蒿凋落物和青蒿素降低微生物熵,增大代谢熵,说明土壤微生物代谢受到干扰,活性降低。此外,黄花蒿凋落物和青蒿素还使土壤微生物标记性磷脂脂肪酸总量和种类以及细菌、放线菌和原生动物标记性磷脂脂肪酸减少,选择性地抑制了土壤微生物的繁殖生长。在黄花蒿凋落物、青蒿素和对照(不加凋落物和青蒿素)的土壤中,微生物种群结构差异显著,黄花蒿凋落物和青蒿素降低微生物多样性和均匀度指数。因此,在大规模集约化种植黄花蒿的过程中,进入土壤的凋落物抑制有益微生物生长繁殖,改变土壤微生物群落结构,种群减少,密度降低,这可能是黄花蒿抑制后茬和周围植物生长,进而造成减产的重要原因之一。     

川西北高寒牧区不同人工草地对土壤微生物多样性影响

为阐明人工种植牧草对川西北高寒草地生态系统土壤微生物群落结构和组成的影响,以川西北高寒牧区紫花苜蓿人工草地(Group 1)、燕麦人工草地(Group 2)以及天然草地(Group 3)土壤为对象,采用Illumina Hiseq测序平台对3个草地类型土壤细菌的16S rDNA和真菌的内转录间隔区(Internal Transcribed Spacer,ITS)基因进行序列测定,分析了各样本土壤微生物群落的组成和结构特征。结果表明:1)3种草地植被类型中土壤细菌群落丰富度和多样性无明显差异,真菌群落丰富度亦无显著差异,仅紫花苜蓿人工草地真菌群落多样性程度较燕麦人工草地和天然草地土壤高。2)所测土壤样本主要优势细菌类群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)等,人工草地土壤中酸杆菌门丰度显著低于天然草地土壤(P<0.05),放线菌门丰度显著高于天然草地土壤(P<0.05)。主要优势细菌纲为Spartobacteria纲、α-变形菌纲(α-proteobacteria)、β-变形杆菌纲(β-proteobacteria)、Thermoleophilia纲、酸杆菌纲(Acidobacteria)和放线菌纲(Actinobacteria)等,人工草地与天然草地土壤中多种优势细菌纲相对丰度存在显著性差异(P<0.05)。3)3种草地植被类型土壤优势真菌门是子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)、担子菌门(Basidiomycota);优势真菌纲有接合菌纲(Zygomycotes)、粪壳菌纲(Sordariomycetes)、伞菌纲(Agaricomycetes)、锤舌菌纲(Leotiomycetes)、座囊菌纲(Dothideomycetes)等,并且各区组间多种优势真菌纲相对丰度差异明显。4)β-多样性结果显示3种草地植被类型土壤细菌和真菌结构均差异明显,且天然草地与人工草地之间的土壤微生物差异系数大于两种人工草地之间的土壤微生物差异系数;聚类分析显示人工种植牧草显著提高了土壤中生防菌类群的相对丰度,同时,土壤中病原真菌的丰度较天然草地土壤也大幅增加。     

4种豆科栽培牧草根际土壤细菌群落分布特征研究

为探究高寒地区不同豆科栽培牧草的根际土壤细菌群落分布特征,本试验选取4种豆科栽培牧草扁蓿豆(Melissilus ruthenicus(L.)Peschkova(TrigonellaruthenicaL.))、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、红豆草(Onobry-chis viciifolia)、蚕豆...     

川西北高寒牧区不同人工草地对土壤微生物多样性影响

为阐明人工种植牧草对川西北高寒草地生态系统土壤微生物群落结构和组成的影响,以川西北高寒牧区紫花苜蓿人工草地(Group 1)、燕麦人工草地(Group 2)以及天然草地(Group 3)土壤为对象,采用Illumina Hiseq测序平台对3个草地类型土壤细菌的16S rDNA和真菌的内转录间隔区(Internal Transcribed Spacer,ITS)基因进行序列测定,分析了各样本土壤微生物群落的组成和结构特征。结果表明:1)3种草地植被类型中土壤细菌群落丰富度和多样性无明显差异,真菌群落丰富度亦无显著差异,仅紫花苜蓿人工草地真菌群落多样性程度较燕麦人工草地和天然草地土壤高。2)所测土壤样本主要优势细菌类群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)等,人工草地土壤中酸杆菌门丰度显著低于天然草地土壤(P0.05),放线菌门丰度显著高于天然草地土壤(P0.05)。主要优势细菌纲为Spartobacteria纲、α-变形菌纲(α-proteobacteria)、β-变形杆菌纲(β-proteobacteria)、Thermoleophilia纲、酸杆菌纲(Acidobacteria)和放线菌纲(Actinobacteria)等,人工草地与天然草地土壤中多种优势细菌纲相对丰度存在显著性差异(P0.05)。3)3种草地植被类型土壤优势真菌门是子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)、担子菌门(Basidiomycota);优势真菌纲有接合菌纲(Zygomycotes)、粪壳菌纲(Sordariomycetes)、伞菌纲(Agaricomycetes)、锤舌菌纲(Leotiomycetes)、座囊菌纲(Dothideomycetes)等,并且各区组间多种优势真菌纲相对丰度差异明显。4)β-多样性结果显示3种草地植被类型土壤细菌和真菌结构均差异明显,且天然草地与人工草地之间的土壤微生物差异系数大于两种人工草地之间的土壤微生物差异系数;聚类分析显示人工种植牧草显著提高了土壤中生防菌类群的相对丰度,同时,土壤中病原真菌的丰度较天然草地土壤也大幅增加。     

野生黄花蒿植株和土壤中的青蒿素、黄酮含量变化及其对土壤微生物的影响

黄花蒿在生长过程中,主要通过植株残体腐解、淋溶、根系分泌等途径向土壤中释放多种化感物质,影响邻近和后续植物的生长发育。本试验研究了野生黄花蒿植株及土壤中的青蒿素类物质和黄酮含量,以及土壤可培养微生物数量。结果表明,各生育期野生黄花蒿叶片和根区土壤中青蒿素含量的变化趋势为:现蕾期>始花期>盛花期>营养生长期;根区土壤中的去氧青蒿素平均含量最高,青蒿酸次之,青蒿素最低,三者合计516.93 μg/kg干土,且3种化合物的总量根际和根表显著高于非根际。野生黄花蒿植株黄酮含量呈现出茎>叶>根系>花,根区土壤黄酮含量表现为根表>根际>非根际,且盛花期增至最大均值434.77 μg/kg干土。说明根系分泌也是黄酮类化合物进入土壤的主要途径。土壤青蒿素含量与细菌和放线菌数量呈显著负相关(r=-0.508^*和r=-0.478^*,n=24),去氧青蒿素含量与放线菌数量呈极显著负相关(r=-0.528^**,n=24)。因此,土壤中的青蒿素类物质可能抑制微生物的生长繁殖,影响土壤生物化学过程。     

应用体外产气与体外消化法评定不同生育期豆科牧草营养价值

本试验旨在探讨华北农牧交错带紫花苜蓿、棘豆、草木樨和野豌豆4种主要豆科牧草不同生育期营养价值变化规律.利用常规化学成分分析、体外消化技术和体外发酵产气技术测定4种豆科牧草盛花期和结实期的主要营养成分、体外消化率和瘤胃微生物体外发酵产气量.结果表明:开花期草木樨、紫花苜蓿的粗蛋白质含量差异不显著(P>0.05),与棘豆和...     

猪毛蒿枯落物水浸提液对5种草地植物种子萌发的化感作用

通过研究黄土高原撂荒农田优势植物猪毛蒿(Artemisiascoparia)枯落物水浸提液对5种草种子萌发的化感作用,以期为黄土高原撂荒地人工草地的建植及杂草防治提供一定的科学依据.结果表明,随着猪毛蒿枯落物水浸提液浓度的增大,受试草种测定指标有所差异,多年生黑麦草(Lolium perenne)、红豆草(Onobr ...     

锰渣-土壤混合基质上黑麦草和紫花苜蓿生长状况及其对锰的累积特征

以紫花苜蓿(Medicago sativa)和黑麦草(Lolium perenne)为材料,在盆栽条件下探讨紫花苜蓿和黑麦草在电解锰渣-土壤混合基质中的生长状况及其对锰(Mn)的吸收特点.结果表明:土壤添加7％、14％、21％、28％、35％的电解锰渣后,紫花苜蓿、黑麦草的发芽率明显下降,而总生物量随着电解锰渣添加量的增加先增加后降低;但两种植物的株高均出现不同程度的增加,特别是黑麦草.随着电解锰渣添加量的增加,黑麦草中光合色素含量增加,在锰渣添加为14％时叶绿素含量最大,显著高出无锰渣对照34.7％(P<0.05);紫花苜蓿中叶绿素和类胡萝卜素含量随着锰渣添加先增加后下降,在锰渣添加量为14％时达到最大,分别高出对照59.7％、28.0％.在土壤中添加锰渣后,紫花苜蓿中丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性明显提高,而黑麦草中MDA含量、SOD、CAT和POD活性没有明显变化,说明黑麦草的耐受性大于紫花苜蓿.同时,在锰渣-土壤混合基质上紫花苜蓿、黑麦草的地上部分和根系中的锰含量均随着电解锰渣的添加量增加而提高,总体上黑麦草的富集系数大于紫花苜蓿,而对Mn的转移能力是紫花苜蓿大于黑麦草.研究结果显示,两种植物都可作为锰渣堆场生态修复的备选植物,但锰渣对紫花苜蓿的抑制作用大于黑麦草,因此,黑麦草更适合作为锰渣堆场生态修复的先锋植物.     

黄土高原油松纯林腐殖层土壤对10种植物的化感效应

采集黄土高原丘陵区和残塬区典型油松（Pinus tabulaeformis）纯林和荒地腐殖层土壤对10种常见植物进行盆栽试验,跟踪测定植物种子萌发、幼苗生长和生理活性等指标。结果表明：丘陵区油松纯林土壤显著抑制苜蓿（Medicago sativa）和草木樨（Melilotus officinalis）种子萌发,显著降低紫穗槐（Amorpha fraticosa）、苜蓿和毛苕子（Vicia villosa）的苗高、根长和生物量生长,以及紫穗槐和草木樨的叶片叶绿素含量、 过氧化氢酶（CAT）活性,且显著提高刺槐（Robinia pseudoacacia）、胡枝子（Leapedeza bicolor）、毛苕子和沙打旺（Astragalus adsurgens）叶片丙二醛（MDA）含量。残塬区油松纯林土壤显著抑制沙棘和苜蓿种子萌发,以及胡枝子、小冠花（Coronilla varia）和苜蓿的苗高和生物量生长,降低了草木樨、苜蓿的叶绿素含量和柠条（Caragana korshinskii）、草木樨的CAT活性,显著提高柠条、紫穗槐、小冠花和毛苕子的MDA含量。表明黄土丘陵区油松纯林腐殖层土壤对紫穗槐、苜蓿、草木樨、毛苕子、刺槐和沙打旺以及黄土残塬区油松纯林腐殖层土壤对沙棘（Hippophae rhamnoides）、苜蓿、和沙打旺综合表现为化感抑制作用。     

施肥对黔中地区混播草地牧草生长性能的影响

本文研究了氮磷钾不同配比施肥量对黑麦草和紫花苜蓿混播草地牧草生长的影响,结果表明:氮肥促进禾本科牧草叶的生长(P<0.05),增施钾肥对禾草的生长有利;磷能促进豆科牧草根的生长(P<0.05)且豆科牧草株高随着施磷量的增加各处理间差异显著(P<0.05),高氮抑制豆科牧草的生长;最高产量的施肥方式:N:P_2O_5:K_2O为20:30:20,比对照处理的草地产量增加63.92％。     

不同品种紫花苜蓿冬季再生草化感作用的研究

以萝卜种子为受体,采用培养皿砂培法的生物检测方法对10个品种紫花苜蓿冬季再生草的化感作用进行研究。结果表明,不同品种的紫花苜蓿茎叶浸提液在适宜浓度下均对萝卜种子的萌发、幼根和幼苗的生长产生明显的促进作用,说明供试的紫花苜蓿品种均存在化感作用;同一浓度处理下,不同品种表现出很大的差异;不同品种化感作用的适宜浓度范围不同;艾丽丝、艾格、赛特和三德利的化感作用较强。     

陌上菅对三种禾本科植物的化感潜势研究

为探究长江中下游通江湖泊消落带优势种陌上菅的占优机制,以3种湿地常见的禾本科植物黑麦草、狗牙根、虉草作为受体植物,探讨了陌上菅对消落带常见禾本科伴生种的化感潜势。采用培养皿发芽试验和苗期盆栽试验,分析陌上菅浸提液对受试植物种子萌发、幼苗形态指标、抗氧化酶活性以及丙二醛含量的影响。结果表明:与对照(CK)相比,陌上菅浸提液显著抑制了3种受体植物种子的发芽率、发芽势以及胚根胚芽的生长。100 g·L^-1陌上菅叶片甲醇浸提液和水浸提液处理对3种受体植物发芽率的抑制率均高于95%。相同浓度条件下,陌上菅甲醇浸提液对种子萌发的抑制作用高于水浸提液。陌上菅显著影响了黑麦草和虉草幼苗生长发育。陌上菅浸提液处理下,黑麦草和虉草的根叶比相较CK显著降低(P<0.05),两种受体植物根系和叶片中的丙二醛(MDA)含量随浸提液浓度升高而升高。黑麦草超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性呈先升后降趋势。综上所述,陌上菅对3种禾本科植物萌发以及黑麦草和虉草幼苗生长均具有一定的抑制作用,其中虉草对陌上菅浸提液响应最敏感。陌上菅对3种伴生禾本科植物的化感潜势可能是导致陌上菅成为优势种群的原因之一。     

空心莲子草浸提液对苜蓿、菊苣和燕麦的潜在化感效应

空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)是全球难以根除的恶性杂草,遍布我国20多个省(市)的陆地和水域,造成巨大的生态灾难和经济损失,研究它对牧草的化感作用可为有效防除和选种牧草提供科学依据。本研究以苜蓿(Medicago sativa)、菊苣(Cichorium intybus)和燕麦(Avena sativa)为受体植物材料,采用培养和盆栽试验,研究了空心莲子草地上部(ESA)和根系浸提液(ERA)对牧草种子发芽和幼苗生长的影响。结果表明,用ESA和ERA浸种,抑制牧草胚乳蛋白质、淀粉和肌醇磷酸盐水解,降低种子游离氨基酸、可溶性糖和水溶性无机磷含量,破坏种子细胞膜结构,从而抑制牧草种子萌发,其发芽率、发芽指数和活力指数的最大降幅依次为95.66%、96.15%和98.63%。用ESA和ERA浇灌幼苗,会降低牧草根系活力、硝酸还原酶活性和叶绿素含量,减少植株氮、磷、钾吸收,抑制幼苗生长,生物量的最大降幅分别为52.27%(ESA)和63.74%(ERA)。此外,ESA和ERA对3种牧草的化感指数和化感综合效应均为负值,其绝对值随浸提液浓度增加而增大,且表现为ERA大于ESA,燕麦大于苜蓿和菊苣。因此,空心莲子草浸提液对3种牧草均有化感抑制作用,ERA的化感效应大于ESA,燕麦种子发芽和幼苗生长受到的抑制程度大于苜蓿和菊苣。在牧草栽培中,选种较不敏感的菊苣和苜蓿有益于减轻危害和减少损失。     

土壤铜污染对5种草坪草生长指标的影响

通过模拟土壤铜污染处理,对2种暖季型(狗牙根Cynodon dactylon、结缕草Zoysia matrella)和3种冷季型(高羊茅Festuca arundinacea、草地早熟禾Poa pratensis、多年生黑麦草Lolium perenne)草坪草种的生长指标进行了分析.结果表明:铜污染处理对狗牙根草坪的地上部分叶片生长量的影响不显著,对根系生长量和叶绿素含量的影响也明显小于结缕草;铜污染处理未引起冷季型草坪的叶绿素含量的下降,对高羊茅草坪的密度影响不显著,对叶片生长量的影响也明显小于草地早熟禾和多年生黑麦草,而草地早熟禾虽然叶片生长受到了严重的抑制,但根系生长未受到显著影响,也表现出了对土壤铜污染的一定的耐性.因此,铜污染土壤的植被恢复和绿化可以选用暖季型的狗牙根草种或者冷季型的高羊茅或草地早熟禾草种.     

苦瓜秸秆水浸提液对3种杂草的化感作用

为探索苦瓜(Momordica charantia L.)秸秆在防治杂草方面的潜力,以黑麦草(Lolium perenne L.)、苏丹草(Sorghum sudanense(Piper)Stapf)和鬼针草(Bidens pilosa L.)为受体,采用室内生物测定法研究苦瓜秸秆不同部位水浸提液对3种杂草的化感作用。结果表明:苦瓜秸秆各部位的水浸提液对3种杂草种子萌发和幼苗生长的均有一定的化感效应,对其化感综合效应平均值均为负值;受化感抑制作用由强到弱依次为鬼针草、黑麦草和苏丹草。苦瓜秸秆在杂草防治方面的具有较好的前景,其除草活性值得深入研究。