外来植物黄顶菊入侵对土壤理化性质及生物活性的影响

论文摘要

黄顶菊[Flaveria bidentis（L）Kuntze]是一种典型的恶性入侵杂草,已对许多国家和地区造成了严重的经济损失和生念危害。本研究从黄顶菊与土壤的互作关系出发,通过野外取样和温室盆栽试验,分别从黄顶菊根系分泌物对不同生境地土壤理化性质和生物活性的影响、黄顶菊茎叶浸提液对土壤微生物数量和土壤活性的影响等方面研究了黄顶菊入侵的土壤生态学机制。主要结果如下:1.黄顶菊的根系分泌物改变了部分土壤理化性质。开花期,显著提升了土壤全盐含量,对5种供试土壤分别提升了298.8%、435.3%、40.0%、175.7%、226.9%:略提升了土壤全氮含量,全氮含量在5种供试土壤中分别提升20.7%、18.7%、5.1%、57.0%、60.0%;降低了土壤速效钾含量,5种供试土壤均为对照的50%左右;pH在5种供试土壤都有所提高,仅衡水玉米土除外。总之,通过对黄顶菊入侵后不同生长期土壤理化性质的比较,得出黄顶菊根系分泌物改变了土壤理化性质,显著提升了土壤全盐含量,提高了土壤pH、全氮,降低了土壤速效钾含量,使其至原来的50%。2.通过对黄顶菊入侵后不同生长期微生物群落数量动态变化的研究,得出黄顶菊根系分泌物对土壤中细菌、真菌、放线菌数量影响一致,均是苗期繁殖激增,随着生长期,数量下降,维持到对照水平。但不同生境地在苗期增长幅度不同,细菌在献县枣林土高达对照的21.0倍,而在献县玉米土仅为对照的1.3倍;真菌在几种土壤中增幅为对照1.5-2.9倍:放线菌在献县枣林土高达对照的28.8倍,衡水棉花土为对照的3.1倍,其他三种土为对照1倍多。利用黄顶菊茎叶水浸提液施洒盆栽玉米,浸提液的添加,根际土中的微生物总数均显著减少,非根际土中的微生物总数有所增加:根际土中放线菌数量在微生物总数中所占比例有所增加,说明黄顶菊茎叶浸提液改变了微生物的群落结构和组成。非根际土壤中细菌、真菌、放线菌随着浸提液浓度的增加,数量减少,随着浓度的增加,受根际效应影响越来越大。R/S真菌值最大,真菌受根际影响最大。3.通过对黄顶菊入侵后不同生长期土壤酶活性的比较,得出黄顶菊根系分泌物改变了土壤酶活性。开花期,黄顶菊根系分泌物提高了土壤脲酶活性、土壤过氧化氢酶活性,降低了土壤碱性磷酸酶活性;土壤蛋白酶活性在土壤养分状况不同时表现有所差异,本底蛋白酶活性高则表现为下降趋势,低则表现为上升趋势。施洒浸提液开始阶段,浸提液浓度越高,对玉米根系土壤脲酶活性、碱性磷酸酶活性抑制作用越强,对玉米根系土壤过氧化氢酶活性反而有促进作用。一段时间后,玉米根系土壤过氧化氢酶活性仍呈促进作用;玉米根系土壤脲酶活性在高浓度仍表现为抑制作用,而低浓度时表现为促进作用;玉米根系土壤碱性磷酸酶活性随浓度的增加促进作用减弱。4.通过相关性分析,得出不同生境地下黄顶菊根系分泌物对土壤微生物、酶活性与土壤养分含量影响存在密切相关关系,故土壤微生物数量、酶活性可作为评价黄顶菊入侵土壤的指标,可为黄顶菊入侵对环境的影响提供参考。通过聚类分析,得出黄顶菊入侵主要与土壤理化性质有关,而和植被、地区没有很大关系。通过主成份分析,得出可以用土壤脲酶活性反应土壤总体生物活性水平。脲酶经添加浸提液后,随浓度显著下降。脲酶与土壤有机质含量呈正相关。而在黄顶菊入侵试验中,黄顶菊根系分泌物刺激土壤脲酶活性增长,有利于黄顶菊生长,黄顶菊的入侵对土壤环境影响属于自我加强型。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 外来生物入侵机制
• 1.1.1 外来入侵植物的生物生态学特征
• 1.1.2 被入侵生境的可入侵性
• 1.1.3 外来入侵植物与入侵生境的互作关系
• 1.2 外来植物入侵途径
• 1.2.1 挥发
• 1.2.2 淋溶
• 1.2.3 分泌
• 1.2.4 腐释
• 1.3 外来植物入侵土壤的生物学机制研究
• 1.4 土壤质量的微生物指标
• 1.5 土壤质量的酶活指标
• 1.5.1 土壤酶活性与土壤肥力
• 1.5.2 土壤酶在C,N,P等有机源元素的生物地球化学循环中的作用
• 1.6 土壤微生物与土壤酶活的关系
• 1.7 黄项菊入侵扩散现状
• 1.8 本研究的总体思路、主要内容
• 1.8.1 总体思路
• 1.8.2 研究内容和意义
• 2 不同生境黄顶菊根系分泌物对土壤理化性质和生物活性 的研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 研究区的自然概况
• 2.1.2 实验设计
• 2.1.3 土样的采集与保存
• 2.1.4 土样的测定与方法
• 2.1.5 数据分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 黄顶菊根系分泌物对土壤理化性质的影响
• 2.2.2 黄顶菊根系分泌物对土壤微生物群落的影响
• 2.2.3 黄顶菊根系分泌物对土壤酶活性的影响
• 2.2.4 黄顶菊入侵根系分泌物对土壤影响机理探索
• 2.3 结论
• 3 黄顶菊茎叶浸提液对土坡微生物数量和土城酶活性的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 黄顶菊茎叶浸提液的制备
• 3.1.2 温室条件监控
• 3.1.3 试验处理
• 3.1.4 测定方法
• 3.1.5 数据分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 黄顶菊茎叶浸提液对土壤微生物群落的影响
• 3.2.2 黄顶菊茎叶浸提液对土壤酶活性的影响
• 3.2.3 黄顶菊茎叶浸提液对土壤生物活性影响机理探索
• 3.3 结论
• 4 讨论
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历