3个树种凋落叶水浸提液对三叶鬼针草生长及抗性生理的影响

入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)对农业生产、生物多样性和生态系统安全有极大的威胁,利用植物间的化感作用抑制有害植物生长或开发植物源除草剂,是减少化学除草剂对环境负面影响的良好措施。常见树种巨桉(Eucalyptus grandis)、香樟(Cinnamomum camphora)和核桃(Juglans regia)叶片所含次生代谢物质对植物和微生物具有较强的化感潜力,可能会在入侵草本植物的防治上起到重要作用。选用巨桉、香樟和核桃凋落叶,分别制成不同浓度水浸提液,结合培养皿萌发试验和盆栽试验,通过测定三叶鬼针草发芽率、发芽速度、幼苗植株鲜质量、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量,综合评价3个树种凋落叶浸提液的作用效果。巨桉和香樟凋落叶浸提液可显著抑制三叶鬼针草的发芽。三叶鬼针草地上部分鲜质量明显受到高浓度巨桉凋落叶浸提液的抑制,而香樟和核桃凋落叶浸提液的抑制作用微弱;3个树种凋落叶浸提液对三叶鬼针草过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性具有促进作用,而对其过氧化氢酶(CAT)活性具有抑制作用;巨桉凋落叶浸提液处理三叶鬼针草抗氧化酶系统表现出"钝化"响应,而其体内丙二醛(MDA)含量则显著增加;对巨桉和香樟凋落叶浸提液而言,三叶鬼针草可溶性蛋白和可溶性糖含量均随浸提液剂量的增加而升高,而在核桃凋落叶浸提液处理下则表现出低促高抑的效应。总体来看,3个树种凋落叶含有干扰三叶鬼针草生长的物质,但效应因树种和浸提液浓度而异。相比较而言,巨桉凋落叶浸提液的综合抑制作用最强,香樟次之,核桃最弱。     

Heavy metal accumulation and phytostabilization potential of dominant plant species growing on manganese mine tailings

Screening plants that are hypertolerant to and excluders of certain heavy metals plays a fundamental role in a remediation strategy for metalliferous mine tailings. A field survey of terrestrial higher plants growing on Mn mine tailings at Huayuan, Hunan Province, China was conducted to identify candidate species for application in phytostabilization of the tailings in this region. In total, 51 species belonging to 21 families were recorded and the 12 dominant plants were investigated for their potential in phytostabilization of heavy metals. Eight plant species, Alternanthera philoxeroides, Artemisia princeps, Bidens frondosa, Bidens pilosa, Cynodon dactylon, Digitaria sanguinalis, Erigeron canadensis, and Setaria plicata accumulated much lower concentrations of heavy metals in shoots and roots than the associated soils and bioconcen- tration factors （BFs） for Cd, Mn, Pb and Zn were all 〈 1, demonstrating a high tolerance to heavy metals and poor metals translocation ability. The field investigation also found that these species grew fast, accumulated biomass rapidly and developed a vegetation cover in a relatively short time. Therefore, they are good candidates for phytostabilization purposes and could be used as pioneer species in phytoremediation of Mn mine tailings in this region of South China.     

模拟酸雨对外来入侵植物三叶鬼针草生长及化感作用的影响

外来入侵植物三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）对我国华南地区生态系统造成严重危害,同时华南地区也是强酸雨分布区域。采用不同pH值（2.5,4.0,5.6）的模拟酸雨对三叶鬼针草种子和幼苗进行处理,测定其对种子萌发和幼苗生长的影响;室外模拟酸雨喷淋三叶鬼针草,生物测定三叶鬼针草叶片水浸提液对受体植物的化感作用的变化。结果表明：pH为4.0和5.6的酸雨处理后提高了三叶鬼针草种子的萌发率;pH为4.0的酸雨促进幼苗生长,增加幼苗苗高和生物量;而pH为2.5的酸雨抑制三叶鬼针草种子萌发率和幼苗生长。同时,pH 4.0和2.5酸雨增强了三叶鬼针草叶片水浸提液对受体植物的化感作用。研究表明：三叶鬼针草具有较强的耐酸能力,酸雨胁迫可能通过促进外来入侵植物三叶鬼针草的生长和提高化感潜力而有利于其进一步入侵。     

三叶鬼针草生物量分配与化感作用对大气温度升高的响应

全球气候变暖已经成为不容置疑的事实,同时外来入侵植物对入侵地的生态环境造成严重的危害,外来入侵植物可能对温度升高做出积极地响应。文章研究了不同温度（22、26和30℃）处理对入侵植物三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）种子萌发、幼苗生物量分配及化感作用的影响,探讨三叶鬼针草对全球气候变暖的响应策略。结果表明;温度为22和26℃比30℃有利于三叶鬼针草种子的萌发。温度升高显著增加三叶鬼针草的株高、生物量和叶面积,三叶鬼针草幼苗增加对茎和叶的生物量投资。同时相同浓度的三叶鬼针草水浸提液对马唐（Digitaria sanguinalis（L.）Scop）和牛筋草（Eleusine indica（L.）Gaertn）的化感作用随着温度升高而增强。研究表明：温度升高促进了三叶鬼针草的生长,改变生物量分配模式同时增强了对受体植物的化感作用。温度升高可能是促进三叶鬼针草入侵的生态环境因子之一,未来全球气温变暖可能使其入侵加剧。     

羽叶鬼针草对Pb的吸收特性及修复潜力

羽叶鬼针草对土壤中Pb的吸收特性和修复潜力的研究结果表明:①鬼针草对Pb有很强的吸收能力,在土壤Pb浓度为2 000mg·L^-1时,鬼针草地上部和根系中Pb含量达到最高,分别为2 164.7mg·kg^-1和1 509.3 mg·kg^-1;②鬼针草植物对Pb的吸收有很强的分异特征,植物吸收的Pb主要富集于地上部,Pb在植物体内的分布规律是叶子>茎>根系>种子;③不同生长期植物对Pb的吸收速度是不同的,植物在开花期对Pb的吸收速度最大,吸收量根系为15.81 mg·(kg·d)^-1,地上部是19.83 mg·(kg·d)^-1.羽叶鬼针草具备修复土壤Pb污染的潜力.     

接种丛枝菌根对鬼针草吸收煤矿区土壤重金属的影响

以广东梅州明山煤矿尾矿区土著先锋植物鬼针草(Bidens bipinnata)为研究对象,开展3种黄土与煤矸石基质配比条件下根内球囊霉(Glomus intraradices BGC BJ09)(A1)、摩西球囊霉(G.mosseae BGC NM01A)(A2)、摩西球囊霉(G.mosseae BGC HEB07B)(A3)和地表球囊霉(G.versiforme BGC GD01C)(A4)这4种丛枝菌根真菌接种对土壤重金属的吸收对比研究。结果表明,从宿主生物量、菌根侵染率及侵染强度、孢子密度、根系活力来看,A4是最适合鬼针草的菌种。与对照(4种菌剂混合后灭菌)相比,A1可显著促进地上部Cd吸收;4种菌根对Cu和Mn的吸收-排斥效应均不显著,但接种A3对地下部Cu和Mn以及接种A4对地下部Mn的移除量显著增加;接种4种菌根处理的Ni移除量均显著增加。接种菌根且覆土少(2 cm厚黄土覆于9 cm厚煤矸石上)的处理植株生物量均高于不接种且覆土厚(7 cm厚黄土覆于4 cm厚煤矸石上)的处理,说明接种菌根具有抵消由于覆土少而导致的植株生物量降低的潜力,极大地节约复垦费用。     

三叶鬼针草等7种常见菊科杂草植物对重金属的超富集特征

超富集植物是植物修复重金属污染土壤技术最主要的内容,而超富集植物的筛选是植物修复技术的难点和重点.采用室外盆栽试验的方法, 研究了我国北方较常见的7种菊科植物对重金属的超富集特征. 盆栽筛选试验表明, 蒲公英和三叶鬼针草对Cd单一及Cd-Pb-Cu-Zn复合污染的耐性较强, 植物地上部镉含量分别高于其根部镉含量,地上部镉的富集系数也均大于1, 具备了镉超富集植物的基本特征. 以这2种植物为试材的盆栽浓度梯度试验表明, 当土壤中Cd投加浓度分别为25、 50、 100 mg·kg^-1时,三叶鬼针草地上部生物量没有明显下降(p<0.05), Cd含量均大于其根部Cd含量, 且其叶中Cd含量均大于100 mg·kg^-1, 达到了Cd超富集植物应达到的临界含量标准.而蒲公英在这3个处理条件下,其叶片中Cd含量均没有超过100 mg·kg^-1. 可见只有三叶鬼针草完全具有镉超富集植物的基本特征,是镉超富集植物.