土壤水分对外来入侵植物五爪金龙植株表型可塑性和化感作用的影响

外来入侵植物五爪金龙（Ipomoea cairica）对华南地区的生态环境造成严重危害,表型可塑性可增强外来物种的入侵能力。本文通过盆栽试验研究土壤含水量为10%、20%和30%对外来入侵植物五爪金龙种子萌发、植株表型可塑性和化感作用的影响,探讨五爪金龙对土壤水分变化的响应机理,为进一步了解五爪金龙的入侵机理和提高对入侵种的预警和控制能力提供理论依据。结果表明,（1）在土壤含水量为10%,20%和30%条件下,五爪金龙种子的萌发率分别为15.2%、36.4%和33.6%。五爪金龙种子的萌发率随土壤含水量的增加而增加,尤其是在土壤含水量为30%时,五爪金龙种子萌发率最高。（2）土壤含水量为10%、20%和30%时,五爪金龙植株的总生物量分别为0.88、2.26和2.42 g。与土壤含水量为10%相比,土壤含水量为20%和30%条件下五爪金龙的总生物量分别增加了156.8%和175.0%,表明土壤水分增加显著增加了五爪金龙的总生物量。土壤含水量增加显著增加了五爪金龙的叶面积、叶生物量比、比叶面积和茎长,同时减少了根生物量比和根冠比,而对茎生物量比无显著影响。（3）相同浓度的五爪金龙水浸提液对受体植物莴苣（Lactuca sativa）和萝卜（Raphanus sativus）根长和苗高生长的化感抑制作用随着土壤含水量的减少而增强。研究表明：五爪金龙通过改变生物量分配模式和化感潜力对土壤水分变化有一定的适应能力。     

五爪金龙对薇甘菊的化感效应研究

五爪金龙是薇甘菊入侵群落中伴生的主要藤本植物之一。运用室内生物测定方法,以薇甘菊种子为受体,测试了五爪金龙水浸提液对薇甘菊的化感效应,结果如下:五爪金龙叶片0.1、0.2和0.3g·mL-1(以鲜叶质量计)的三种浓度水浸提液对薇甘菊种子萌发及根长生长均具有显著的抑制作用,抑制效应随浓度增加而增大,综合化感效应指数分别为-0.72、-1.2和-2.49,综合抑制率分别为35.29%、50.39%和67.27%。随着浸提液浓度的升高,薇甘菊的种子萌发抑制率从30.77%增至61.54%,而根长生长的抑制率则从60.65%增至82.92%,其受到的化感效应RI值是同浓度下种子萌发率的3~3.6倍,表明浸提液对薇甘菊根长生长的抑制作用更大。浸提液处理使薇甘菊的叶绿素含量及叶绿素a/b比值均降低,说明薇甘菊的光合作用也受到抑制。上述结果表明五爪金龙具有较强的抵御薇甘菊入侵危害的化学性防御潜力,这对其在薇甘菊入侵群落中的伴生生存具有重要意义。     

攀援角度对五爪金龙形态、生物量分配及相对生长速率的影响

对不同攀援角度五爪金龙的形态、生物量分配及生长特性等参数进行了分析.结果表明:随攀援角度的增加,五爪金龙主茎长度增加、总叶面积减少;其根生物量比(RMR)增加,叶生物量比(LMR)下降,茎生物量比(SMR)变化不明显.其中,0°攀援生长五爪金龙的叶生物量比是根生物量比的4.625倍;90°攀援生长五爪金龙的根、茎和叶的生物量分配差异最小,在0.318~0.363 g·g-1之间.攀援生长五爪金龙(30°~90°)的相对生长速率随攀援角度的增加而增大.对比0°和90°,30°和60°攀援生长五爪金龙的形态、生物量分配和生长参数均表现出较高的可塑性,对不同倾角支持物的适应能力很强.0°和90°攀援生长五爪金龙的叶面积指数(LAI)、相对生长速率(RGR)和净同化速率(NAR)均高于30°和60°.攀援角度对五爪金龙的形态、生物量分配及相对生长速率存在不同程度的影响,较高相对生长速率的五爪金龙具有较强的种间竞争能力和入侵性.     

自然生境中五爪金龙总黄酮含量的比较

五爪金龙(Ipomoea cairica(Linn.)Sweet)是粤东地区的主要入侵杂草,危害严重农林业生产和自然生态系统.采用超声波辅助乙醇浸提、硝酸铝-亚硝酸钠显色法测定并比较了自然生境中五爪金龙各器官的总黄酮质量分数,试图为五爪金龙生态适应性的探讨、化学成分开发利用的可行性提供有价值的参考.结果表明:总黄酮质量分数在五爪金龙不同器官中的分布规律相同,表现为叶>根>花>茎,叶片总黄酮质量分数与其他器官的差异均达显著水平(P<0.05),其中植物园生境中五爪金龙叶片总黄酮质量分数为最高,达到1.156 mg·g-1,卧石洞生境中五爪金龙茎总黄酮质量分数最低,仅为0.175 mg·g-1;不同的自然生境中,五爪金龙总黄酮质量分数也存在显著差异,光照强度及种间竞争程度这两个因子对五爪金龙的总黄酮质量分数有明显影响,彼此呈正相关关系;五爪金龙植物总黄酮质量分数最高为0.670 mg·g-1(植物园),虽然五爪金龙的总黄酮质量分数低于目前已经报道的一些植物,但是其资源丰富,成本低廉,亦具有一定的开发价值.     

攀援与匍匐生长五爪金龙总黄酮及绿原酸含量的比较

在支持物存在与否的条件下,藤本植物常表现为攀援与匍匐生长方式。研究生长方式对藤本植物总黄酮和绿原酸含量的影响有助于进一步探讨攀援行为对藤本植物次生代谢产物积累规律的影响,有助于藤本植物的开发利用。以攀援与匍匐生长的五爪金龙(Ipomoea cairica L.)为实验材料,采用分光光度法,测定了五爪金龙根、茎、叶中总黄酮和绿原酸含量。结果表明:生长方式对五爪金龙叶中总黄酮和绿原酸含量的影响较大,对根次之,对茎影响最小。在栽培和野生条件下,匍匐生长五爪金龙根、茎、叶中总黄酮及绿原酸质量分数具有高于攀援生长五爪金龙的趋势,表明匍匐生长方式对五爪金龙产生了某种胁迫,促进了叶中次生代谢产物的积累。除匍匐生长五爪金龙叶的总黄酮质量分数显著高于攀援生长型外,其他部位攀援生长和匍匐生长处理组均未达到显著差异水平。研究还发现,支持物胁迫可能是导致攀援生长和匍匐生长五爪金龙次生代谢产物积累差异的原因。支持物胁迫对匍匐生长五爪金龙叶中次生代谢产物积累影响较大,对根和茎影响较小。栽培条件下,匍匐生长五爪金龙叶中总黄酮及绿原酸含量均最高,分别为2.780%和1.577%。由此可见,采取匍匐生长方式栽培五爪金龙最具有开发利用价值。     

加拿大一枝黄花化感抑藻效应的初步研究

利用植物化感作用,可抑制有害藻类的生长,改善富营养化水体水质。文章选择我国重要的陆生入侵植物加拿大一枝黄花（Solidago canadensis L.）,系统研究了其根部、茎部和叶部水浸液对5种常见藻类：铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）、斜生栅藻（Scenedesmus obliquu）、蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）、水华鱼腥藻（Anabaena flos-aguae）和羊角月牙藻（Selenastrum capricornutum）生长的化感效应。研究结果表明：（1）加拿大一枝黄花水浸液对铜绿微囊藻的生长有强烈的化感抑制效应,7 d抑制率为90%左右,根、茎、叶部水浸液的72 h-EC50由高到低依次为34.84、12.54和9.57 g.L^-1,叶部对铜绿微囊藻的抑制作用最强;（2）加拿大一枝黄花叶部水浸液除了对水华鱼腥藻的生长无显著影响外,对其余4种受试藻均有明显的抑制作用,即加拿大一枝黄花叶部的化感抑藻效应较具广谱性;（3）相同质量浓度、同一部位的加拿大一枝黄花水浸液对不同藻种的化感作用类型和作用强度有所不同,即化感抑藻效应存在选择性,且这种选择性与藻类的分类学特征无关;（4）对同一种藻,加拿大一枝黄花根、茎、叶等不同部位水浸液的化感效应也有所差异。     

香樟根际土壤化感作用的初步研究

化感作用是农林复合生态系统中作物相互作用的重要方式,它有十分重要的经济、生态意义.该研究采用常规水浸提方法制备不同浓度的香樟(Cinnamomum camphora (L.) Presl.)根际土壤水浸提液,用生物测定法测定其对萝卜(Raphanus sativus L.)、红苋菜(Amaranthus mangosfanus L.)和荠菜(Capsella bursa-pastoris (L.) Medic.)的种子萌发和幼苗生长的化感作用.结果表明,浸提液浓度不同,其化感效应不同,受体植物不同,化感效应差别也较大,具体表现为,浓度较低时,化感作用较小,对萝卜根生长起促进作用,随着溶液浓度的增大化感抑制作用逐渐增强,大致表现出低促高抑的规律;萝卜受化感作用抑制作用较其他两种蔬菜小.通过研究可得出结论:香樟对蔬菜有较强的化感作用,香樟林地发展林-菜复合种植一定要选择合适的蔬菜种类和科学的管理措施.     

三叶鬼针草对蚕豆根尖遗传毒性的研究

化感作用是外来植物成功入侵和快速扩散的机制之一,为了探讨入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)的化感作用机制,运用蚕豆根尖微核技术和植物切片技术,研究了不同质量浓度的三叶鬼针草水浸提液对蚕豆(Vicia faba L.)根尖细胞的遗传损伤和对根生长的影响。结果表明,三叶鬼针草水浸提液对蚕豆根尖细胞有丝分裂及生长产生不同程度的抑制和损伤,具有明显的遗传毒性。水浸提液对蚕豆根尖的影响存在显著的时间效应和质量浓度效应。经切片测量统计,水浸提液促进了成熟区细胞平周分裂,使根尖细胞层数增加;同时显著地抑制了细胞伸长,使根尖缩短,整体表现为使根尖加粗变短。三叶鬼针草水浸提液抑制了细胞有丝分裂的正常进行,并随着水浸提液质量分数的升高,分裂期细胞数目下降,微核率逐渐升高。本研究结果表明三叶鬼针草水溶性化感物质对植物的遗传稳定性及细胞形态结构具有一定的影响,三叶鬼针草的化感作用可能是其成功入侵的机制之一。     

杂草五爪金龙对入侵地植物群落和土壤肥力的影响

五爪金龙（Ipomoeacairica）是粤东地区入侵性极强的外来杂草。在野外调查的基础上,选取5个被五爪金龙种群重度入侵地作为样地,并以5个相邻的无五爪金龙和其他外来植物入侵的地段作为对照,采用样方法对样地内的植物进行群落学调查并计算多样性指数,采集样地内的土壤样品进行土壤酶活性与理化指标测定,探讨五爪金龙入侵地生态因子间的相互作用关系,评价五爪金龙入侵对入侵地生态系统的影响。结果表明,与未入侵对照样地比较,五爪金龙入侵导致入侵地植物丰富度和多样性显著或极显著下降（P〈0．05或P〈0．01）,对本土植物的排斥效应明显;除森林公园样地外,其余样地与土壤肥力密切相关的土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶及硝酸还原酶4种酶活性均明显升高,增幅为26．91％～55．52％;五爪金龙种群的入侵明显提高了其入侵地土壤全氮、碱解氮、全钾及有效钾含量,降低了全磷、有效磷及有机质含量,且与对照样地间差异均达显著或极显著水平（P〈0．05或P〈0．01）。推测五爪金龙可能通过改变其入侵地的植物群落结构,改善土壤酶活性及养分水平,从而形成对自身生长发育和种群扩张有利的微生态环境。     

从生态化学计量学的角度初探五爪金龙（Ipomoea cairica）的入侵机制

五爪金龙（Ipomoea cairica）是一种入侵性极强的外来杂草,在我国华南地区已造成严重危害。前人从传粉、种子萌发特性、再生能力、光能利用能力、土壤肥力利用等方面,对五爪金龙成功入侵华南地区进行研究,文本旨在从生态化学计量学的角度,进一步揭示五爪金龙成功入侵华南地区的机制。本研究通过对华南农业大学校园内10个五爪金龙严重入侵样地进行调查,收集样方中（0.5 m2）的全部植物样品,及植物所在样地20 cm表层土,调查五爪金龙的常见伴生种,测定五爪金龙及伴生种的含水率、叶绿素 SPAD 值,生物量、以及植物、土壤样品的 C、N、P、K 含量,并计算得出植株及土壤的化学计量学指标。结果表明,五爪金龙常与本地种鸡矢藤（Paederia scandens）形成共生群落,共生群落中五爪金龙和鸡矢藤的生物量比值稳定,在5？1~6？1间波动。共存群落中,五爪金龙植株的N、P、K质量分数显著高于鸡矢藤,但C质量分数、w（C）/w（N）、w（C）/w（P）则显著低于鸡矢藤。更有趣的是,共存群落中五爪金龙与鸡矢藤的生物量比值与土壤全量w（N）/w（P）、速效（N）/w（P）呈显著正相关关系,既在五爪金龙生物量在共生群落中的优势程度,随土壤 w（N）/w（P）在5？1~15？1这个范围内的提高而提高。此外,在五爪金龙严重入侵的样地中,五爪金龙植株w（C）/w（P）、w（C）/w（P）、w（N）/w（P）、w（N）/w（K）、w（P）/w（K）等化学计量学特征相比鸡矢藤,也与土壤对应化学计量学特征更为接近。以上4个结果暗示着,在五爪金龙可入侵新样地时,可能通过改变入侵地土壤矿质元素比例,使其更加适合自身吸收,从而促进其成功入侵。本研究将为解释五爪金龙入侵机制提供新的理论参考。     

五爪金龙凋落叶腐解物的化感潜力研究

采用莴苣种子为受体,测试了五爪金龙凋落叶早期腐解物的化感作用,并与其鲜叶及凋落叶的化感潜力进行了比较分析。结果如下:凋落叶40d的腐解物、鲜叶及凋落叶的水提取液均具有较强的化感潜力,并表现出低促高抑的浓度效应,在FW0.1g﹒mL-1高质量浓度下的综合化感抑制强度为凋落叶未能加土壤的腐解物>鲜叶>凋落叶加土壤的腐解物>凋落叶,而在FW0.005g﹒mL-1低质量浓度下的综合化感促进作用是凋落叶>鲜叶>凋落叶加土壤的腐解物>凋落叶未加土壤的腐解物。鲜叶的抑制强度较凋落叶的大,表明叶片在衰老过程中抑制作用减弱。凋落叶未加土壤仅在空气微生物作用下的腐解物抑制作用最强,促进作用最小,而加入土壤后在土壤微生物作用下的腐解物的抑制作用却有所减弱,抑制强度介于鲜叶和凋落叶的之间,促进作用却小于鲜叶和凋落叶,说明凋落叶腐解过程中微生物的参与对化感作用产生了复杂的影响。     

几种菊科入侵植物和非入侵植物的化感作用比较

以萝卜为受体,采用培养皿法比较研究了几种菊科入侵种和非入侵种的化感潜力。结果表明：入侵种和非入侵种都具有化感作用,且入侵种在高浓度下的化感抑制作用强度不一定都大于非入侵种。在0.2 g.mL-1浓度时,艾蒿和黄鹌菜的综合化感作用强度分别是小飞蓬的2.5和3.1倍;而紫茎泽兰和银胶菊则是小飞蓬的3.8和3.5倍。而不同植物浸提液对萝卜的不同检测指标影响不同。其中,紫茎泽兰对萝卜种子发芽和幼苗生长的影响主要表现为化感抑制作用。银胶菊和除0.025 g.mL-1外的黄鹌菜各浸提液都使萝卜种子萌发受较强的抑制,且抑制强度随浸提液浓度的升高而增大,而对幼苗生长则表现为＂低促高抑＂的规律。小飞蓬和苦荬菜对萝卜种子萌发和幼苗根长为抑制作用,但对其苗高和鲜质量为促进作用。除0.025 g.mL-1外,艾蒿对萝卜种子萌发和幼苗根长有较强的抵制,对其苗高和鲜质量则呈＂低促高抑＂的规律。     

烟草凋萎叶早期腐解液对莴苣的化感作用

为了研究烟草凋萎叶早期腐解液及其不同组分的化感作用,以对化感物质具有高敏感性的莴苣(Lactuca sativa)为指示材料,对烟草品种K326凋萎叶早期腐解液及其分离后的各组分分别进行了化感潜力的生物测定.结果表明:1)早期腐解液及其组分随处理浓度的增大对莴苣种子萌发的抑制效应逐渐增强,且显著降低了种子萌发速率,并延...     

无瓣海桑和互花米草群落土壤化感作用比较

为揭示不同植物群落土壤在无瓣海桑(Sonneratia apetala)控制互花米草(Spartina alterniflora)中的作用,利用化感生物测定的方法,选用黑麦草(Lolium perenne)为受体,对比分析红树林无瓣海桑群落、互花米草群落以及无瓣海桑+互花米草群落土壤水提液的化感作用大小。结果表明3,种植物群落土壤水提液对黑麦草具有化感作用,无瓣海桑群落土壤和无瓣海桑+互花米草群落土壤水提液对黑麦草根长和苗高的影响表现出低促高抑的现象;ρ为0.25 g·mL-1的土壤水提液对黑麦草种子发芽和幼苗生长影响不大,1.0 g·mL-1土壤水提液对黑麦草根长和苗高产生显著影响,加入活性碳之后能减弱水提液的化感作用。ρ为0.25或0.5 g·mL-1条件下3,种土壤浸提液对黑麦草发芽率的影响无显著差异;ρ为1.0 g·mL-1的3种水提液都显著抑制黑麦草根长,而无瓣海桑群落土壤水提液表现出更强的化感作用,ρ为1.0 g·mL-1的土壤水提液显著抑制黑麦草苗高,无瓣海桑群落土壤对苗高的抑制作用显著强于互花米草群落土壤(P<0.01)。以黑麦草为受体,无瓣海桑群落土壤化感作用强于互花米草群落土壤,通过根系分...     

杂草对不同水稻品种化感作用的诱导效应

以高脚子粳稻、DV86、HG1和扬稻6号4个水稻品种和稗草、异型莎草、鸭舌草为材料，研究了不同水稻品种单栽或与杂草共栽时，水稻叶片水浸提液对稻田主要杂草稗草的化感作用。结果表明：在正常单栽条件下，高脚子粳稻抗稗草的化感潜力显著大于：HG1和DV86，三者的化感潜力均显著大于非化感品种扬稻6号。不同水稻品种与杂草共栽时，其化感作用均由不同程度的变化，HG1在与稗草共栽时，对稗草幼苗的生长抑制作用显著大于高脚子粳稻；DV86在与鸭舌草共栽时，对稗草幼苗的生长抑制最强。研究表明不同杂草对不同水稻品种的杂草化感作用的诱导效应存在显著差异。     

Allelopathy,a chance for sustainable weed management

The exploitation of crop allelopathy against weeds may be useful to reduce issues related to the use of herbicides. Several crops, such as alfalfa, barley, black mustard, buckwheat, rice, sorghum, sunflower and wheat, demonstrate strong weed suppression ability, either by exuding allelochemical compounds from living plant parts or from decomposing residues. As well as the positive effect on weed reduction, the introduction in agronomic rotations of allelopathic crops, their use as a mulch to smother crops or as a green manure may also be helpful in reduction of other agricultural problems, such as environmental pollution, use of unsafe products and human health concerns, through a reduction in chemical inputs. Knowledge of allelopathic properties of crops may also be advantageous in mitigation of soil sickness. Moreover, information on weed allelopathy may be profitable in preventing serious crop damage if the weed biomass is buried in the soil, and a crop susceptible to allellochemicals is planned for the following year. The use of allelopathic traits from crops or cultivars with important weed inhibition qualities, together with common weed control strategies, can play an important role in the establishment of sustainable agriculture.     

化感物质的抑藻作用研究、应用及生态安全性评价

水体富营养化日益严重,水华频繁爆发,如何有效控制水华,治理富营养化水体是目前水环境领域的研究热点和前沿。目前湖泊藻类控制技术主要有：物理方法、化学法、生物法,但是这些方法都有其固有的缺点。利用植物化感作用抑制有害藻类生长具有廉价、生态安全等优点近年来备受关注。化感作用就是生物体产生的生物活性物质即化感物质在生物体之间传递信息并导致生物体相互作用。归纳了国内外不同生活型水生植物化感作用研究的主要成果（包括已报道的抑藻水生植物种类、已从水生植物体内和种植水中分离鉴定得到的化感物质）,以及化感物质的联合作用研究,讨论了化感物质的生态安全性。通过化感作用能有效控制引起水体富营养化的各种藻类生长,优化水生生物的组成结构。例如,水体中投放大麦秆可以增加无脊椎动物以及鱼类的数量,从而达到改善水生生态系统的目的。展望了植物化感作用用于水环境治理的发展前景。以期为利用植物化感作用控制水华的发生提供理论基础。