紫茎泽兰经土壤传输的化感作用及自毒作用

论文摘要

起源于中美洲墨西哥和哥斯达黎加地带的菊科植物紫茎泽兰(Ageratina adenophira Sprengel,同名:Eupatorium adenophrioum Sprengel),作为一种典型的恶性入侵杂草,现已在全球很多国家和地区广泛分布,并在这些地区造成了严重的经济和生物多样性损失,甚至对人畜健康构成了一定的威胁。因此深入揭示紫茎泽兰的入侵扩展机理,对于成功实现对该杂草的可持续控制具有非常重要的意义。在综述国内外外来植物的入侵机理和紫茎泽兰种群扩展特征研究的基础上,本研究从紫茎泽兰与土壤的互作关系出发,分别从紫茎泽兰入侵对本地土壤的影响、紫茎泽兰入侵地土壤对旱稻生长的影响、活性炭处理的入侵地土壤对早稻生长的影响和紫茎泽兰的自毒作用等方面研究了紫茎泽兰经土壤传输的化感作用特点。主要结果如下:1.紫茎泽兰入侵对土壤的影响通过对紫茎泽兰不同入侵程度(重度、中度、轻度入侵区、当地植物区和未入侵区)的土壤理化性质和土壤提取物的比较,发现紫茎泽兰入侵提高了土壤中硝态氮、铵态氮、有效磷、速效钾和有机碳含量,其中重度入侵地土壤硝态氮和铵态氮的含量分别是未入侵区对应含量的2.9倍和2.1倍,是当地植物区对应含量的2.2倍和1.4倍;入侵地土壤中的几种有机化合物含量发生了改变,在几种土壤中依次降低。结果表明随着紫茎泽兰的不断入侵扩张,土壤养分发生了显著改变;土壤中可能存在一些来自紫茎泽兰的化学物质,与紫茎泽兰抑制受体植物生长有关。2.紫茎泽兰入侵地土壤对旱稻生长的影响在室内人工气候箱中采用生物测定的方法,研究了紫茎泽兰不同入侵程度的土壤及其土壤提取物对本地植物生长的影响,发现紫茎泽兰入侵地土壤及土壤提取物对早稻种子萌发和幼苗生长存在抑制作用,紫茎泽兰入侵时间越长,土壤的抑制作用越明显。以空白裸露土作为对照,抑制作用强度依次为重度入侵地土＞中度入侵地土＞轻度入侵地土＞当地植物土。紫茎泽兰入侵地的土壤提取物也呈现类似的规律。3.活性炭处理的入侵地土壤对旱稻生长的影响在紫茎泽兰不同入侵程度的土壤中加入活性炭,对活性炭吸附物进行比较并研究了经活性炭吸附后的土壤对受体植物生长的影响,发现经活性炭吸附后的紫茎泽兰入侵地土壤提取物对受体植物的生长没有显著的抑制作用,而活性炭洗脱物对受体植物的生长有显著的抑制作用,并从活性炭中洗脱出了几种有机化合物。这表明紫茎泽兰入侵地土壤中存在着一些能够抑制受体植物生长的物质,并且能够被活性炭吸附。4.紫茎泽兰的自毒作用在温室中对紫茎泽兰不同入侵程度的土壤对紫茎泽兰种子和幼苗的自毒作用进行了实验研究,并结合土壤理化性质的比较,发现入侵地土壤对紫茎泽兰种子和幼苗均有显著的抑制作用,而在土壤中添加活性炭能够减弱这种抑制作用,土壤微生物也有相似的作用。结果表明紫茎泽兰的土壤自毒作用与土壤中有机化合物的活性有关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 外来生物入侵机制研究进展
• 1.1.1 外来入侵植物与入侵地生境的互作:神秘武器假说
• 1.1.2 紫茎泽兰种群入侵扩展机理研究
• 1.1.2.1 紫茎泽兰生物生态学特征
• 1.1.2.2 紫茎泽兰入侵扩张的分子机理
• 1.1.2.3 紫茎泽兰与本地植物的资源竞争
• 1.1.2.4 紫茎泽兰化感作用研究
• 1.2 外来入侵植物的土壤化感研究
• 1.2.1 土壤对植物生长、竞争和群落演替的作用
• 1.2.2 化感物质在土壤中的特性和植物毒素活性
• 1.2.3 外来植物入侵对土壤生态过程的影响
• 1.2.3.1 外来植物入侵对土壤养分的影响
• 1.2.3.2 外来植物入侵对土壤微生物群落和功能的影响
• 1.2.3.3 外来植物入侵对土壤生态过程影响的途径
• 1.2.4 土壤环境调控对入侵植物生态替代的指导意义
• 1.2.5 总结
• 1.3 本研究的总体思路、主要内容和技术路线
• 1.3.1 总体思路
• 1.3.2 研究内容和意义
• 1.3.3 技术路线
• 第二章 紫茎泽兰入侵对土壤的影响
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验设计
• 2.1.2 土样采集区的自然概况
• 2.1.3 土样的采集与保存
• 2.1.4 提取物的方法与测定
• 2.1.4.1 土壤中化感物质的提取
• 2.1.4.2 GC-MS测定
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同入侵区的植物群落特征
• 2.2.2 不同入侵区土壤理化性质的差异
• 2.2.3 不同入侵区土壤提取物成分的差异
• 2.3 结论与讨论
• 第三章 紫茎泽兰入侵地土壤对旱稻生长的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 供试土样
• 3.1.2 生测材料及处理
• 3.1.3 土壤中化感物质生测
• 3.1.3.1 种子萌发实验
• 3.1.3.2 幼苗生长实验
• 3.1.3.3 土壤提取物生测
• 3.1.4 数据分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 不同入侵程度土壤对受体植物种子萌发的影响
• 3.2.2 不同入侵程度土壤对旱稻幼苗生长的影响
• 3.2.3 不同入侵程度土壤的提取物对旱稻幼苗生长的影响
• 3.3 结论与讨论
• 第四章 活性炭处理的紫茎泽兰入侵地土壤对旱稻生长的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 供试土样
• 4.1.2 生测材料及处理
• 4.1.3 活性炭处理
• 4.1.4 活性炭添加实验方法
• 4.1.4.1 活性炭中化合物检测
• 4.1.4.2 活性炭提取物生测
• 4.1.4.3 活性炭添加生测
• 4.1.5 数据分析
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 不同入侵程度土壤活性炭洗脱物质的比较
• 4.2.2 活性炭洗脱物对旱稻幼苗生长的影响
• 4.2.3 添加活性炭的土壤提取物对旱稻幼苗生长的影响
• 4.3 结论与讨论
• 第五章 紫茎泽兰的自毒作用
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 供试土样
• 5.1.2 种子材料
• 5.1.3 自毒作用研究
• 5.1.3.1 种子萌发实验
• 5.1.3.2 温室盆栽实验
• 5.1.4 数据分析
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 不同入侵地土壤对紫茎泽兰种子萌发的影响
• 5.2.2 不同入侵程度土壤对紫茎泽兰幼苗生长的影响
• 5.2.3 不同处理的土壤对紫茎泽兰幼苗生长的影响
• 5.2.3.1 活性炭处理的土壤对紫茎泽兰幼苗生长的影响
• 5.2.3.2 灭菌处理的土壤对紫茎泽兰幼苗生长的影响
• 5.3 结论与讨论
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.1.1 紫茎泽兰入侵对土壤环境的影响
• 6.1.2 紫茎泽兰入侵地土壤对旱稻生长的影响
• 6.1.3 活性炭处理的紫茎泽兰入侵地土壤对旱稻生长的影响
• 6.1.4 紫茎泽兰的自毒作用
• 6.2 本研究的创新之处
• 6.2.1 研究方法和技术
• 6.2.2 研究思路和试验设计
• 6.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历