化感物质混合胁迫下杉木内生真菌对宿主生理特征的影响

为明晰自毒胁迫下内生真菌对宿主杉木生理过程的影响,探讨利用内生真菌缓解杉木自毒作用的可能,在课题组前期已获得2株对杉木幼苗有促生作用的内生真菌(CG2柱孢属Cylindlrocarpon sp.、aJ4毛霉属Mucor sp.)基础上,测定不同浓度(0、40、80、120 mg/L)化感物质混合(邻羟基苯甲酸:肉桂酸=...     

花椒叶浸提液对大豆种子萌发和幼苗生长的化感作用

研究了不同浓度的花椒叶浸提液(5、10、20、40、80 g L-1)对3个大豆品种种子萌发、幼苗生长的化感作用.结果表明:花椒对大豆化感效应的总体趋势为浸提液浓度越高,对大豆生长的抑制作用越强;高于40 g L-1的浓度处理,主要形态和生化指标都表明大豆生长受到显著抑制或破坏;在小于20 g L-1的浓度范围内,化感作用能够提高低活力种子的萌发率,但降低了种子发芽指数和发芽速度,且化感作用受受体品种差异和自身种子活力的影响而表现不一致;随着化感物质浓度增高,SOD酶活显著降低,丙二醛(MDA)含量持续增高.大豆幼苗各器官或组织受花椒化感作用的影响大小依次为根生物量>地上部生物量>株高>根长.图2表3参12     

化感物质对土壤硝化反应影响的研究

研究了4种化感物质对土壤硝化反应的影响。试验结果表明,化感物质能减少NH4＋向NO3－氧化,且高浓度比低浓度效果显著。4种化感物质的硝化抑制顺序为：阿魏酸＞对叔丁基苯甲酸＞对羟基苯甲酸＞苯甲酸。不同的温度和肥料可影响化感物质的硝化抑制作用。     

薄荷化感物质的作用及其初步分离

以小麦(Triticum aestivum)、青菜(Brassica chinensis)和萝卜(Raphanus sativus)3种作物为受体，对薄荷(Mentha Haplocalyx)化感物质的作用进行了研究．结果表明：薄荷根分泌物显著促进小麦幼苗和幼根的生长，显著抑制青菜幼苗和幼根生长，显著促进萝卜幼苗而抑制其幼根生长．薄荷地上部分水浸液显著抑制青菜、萝卜的种子萌发和幼苗、幼根的生长；萝卜比青菜更敏感，幼根比幼苗更敏感；随着化感物质浓度的降低，抑制作用逐渐减弱、消失，甚至转变为促进作用．水浸液经氯仿、石油醚萃取后，剩余水相浓度变小、水势升高，但其抑制作用反而更加强烈．这说明，这种极其强烈的抑制作用不是低水势而是化感物质造成的；而且，剩余水相的抑制作用被同样具有抑制作用的石油醚相和氯仿相组分所削弱。即化感组分之间存在拮抗作用．剩余水相经大孔树脂进一步分离得到的3个组分都极显著地促进青菜幼苗的生长．这表明，水相强烈的抑制作用是由起极显著促进作用的3个组分的混合物产生的，且排除了水势降低的影响．但组分2显著抑制青菜、萝卜种子的萌发和幼根的生长．图2表4参26     

油菜根系分泌物对不同作物幼苗生长的化感效应

在实验室采用发芽试验的方法研究了油菜Brassicacampestris根系分泌物对小麦、油菜、蚕豆和玉米种子活力、幼苗生长发育及生理生化特性造成的化感效应。结果表明,油菜根系分泌物的化感累加作用对不同作物种子发芽率、幼苗芽长、芽质量、根长、根质量、根系活力以及幼芽过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量均具有显著影响,其化感效应对小麦的影响程度最弱,其中对小麦的种子发芽率、幼苗根长、芽干物质量、POD活性和根系活力以及各作物幼芽细胞膜的毒害程度均表现出促进作用,而对小麦幼苗其它生长特性以及油菜、蚕豆和玉米幼苗的所有生长特性均表现为抑制作用,表明油菜根系分泌物对不同作物及不同生长特性的化感效应具有不同的选择性。因此,合理搭配油菜作物的间、套、轮作是其夺取优质、高产栽培的关键技术。     

番茄植株水浸提液对生菜和大白菜化感作用的研究

以生菜和大白菜两种蔬菜作物为受体,通过测定番茄植株水浸提液对两种蔬菜作物幼苗生长的影响,对番茄化感物质的作用进行了研究.结果表明:1低浓度(0.02 g/ml)的番茄水浸提液抑制大白菜幼苗的根长和根重;而促进生菜的根长和根重2高浓度(0.08 g/ml)的番茄水浸提液对生菜和大白菜幼苗根长、根重和苗长均表现为抑制作用.随着浓度的加大,抑制作用增强;3 0.04 g/ml的番茄水浸提液对生菜幼苗苗长和大白菜的根重、根长/苗长有明显的促进作用,而对大白菜幼苗苗长、根长有抑制作用;4番茄水浸提液对生菜幼苗根长/苗长比均表现为抑制作用、而对白菜的却表现为促进作用.图5,表1,参11.     

加拿大一枝黄花和小飞蓬叶浸提液对大豆幼苗生长的复合化感效应

加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)和小飞蓬(Conyza canadensis)常共同入侵至同一农田生态系统。探究了两者对大豆幼苗生长的复合化感作用。加拿大一枝黄花叶浸提液显著抑制大豆幼苗地上生物量。而小飞蓬叶浸提液也明显抑制大豆幼苗地上生物量(未达到显著水平)。与对照处理相比,两者复合叶浸提液处理未显著影响大豆幼苗地上生物量。两者复合叶浸提液处理下大豆幼苗地上生物量显著大于加拿大一枝黄花叶浸提液单一处理,同时也大于小飞蓬叶浸提液单一处理(未达到显著水平)。两者叶浸提液单一处理均明显降低大豆幼苗株高(未达到显著水平)。与对照处理相比,两者复合叶浸提液处理未显著影响大豆幼苗株高。两者复合叶浸提液处理下大豆幼苗株高明显大于两者叶浸提液单一处理(未达到显著水平)。因此,两者叶浸提液对大豆幼苗的生长均具有一定程度的抑制效应,且加拿大一枝黄花叶浸提液对大豆幼苗产生的化感作用(尤其是地上生物量)明显大于小飞蓬。两者复合化感作用明显低于两者单一化感作用,尤其是两者对大豆幼苗地上生物量的复合化感作用显著低于加拿大一枝黄花的单一化感作用。所以,化感效应可能在两者共同入侵(即两者复合作用)进程中所起的贡献低于在两者单一入侵进程中所起的作用。     

大气CO2浓度增高对不同供氮水平下水稻生长和化感物质释放的影响

利用开放式空气CO2浓度升高(free air carbon-dioxide enrichment,FACE)平台中的水培试验,研究了低氮(LN:10 mg·L-1)和高氮(HN:30 mg·L-1)水平下,大气CO2浓度升高对化感与非化感水稻(Oryza sativa L.)品种的生长、碳氮比(C/N)和化感物质含量的影响,并分析了CO2浓度升高条件下水稻C/N和化感物质含量间的相互关系.结果表明:CO2浓度升高对化感(PI)与非化感水稻品种(秀水)的生长均有极显著促进作用.CO2浓度升高后,LN条件下水稻C/N显著增加,HN条件下则无显著变化.CO2浓度升高后化感水稻品种次生代谢物质含量增加,特征化感物质含量增加,非化感品种的这种变化不显著.化感水稻品种C/N分别与次生代谢物质含量和特征化感物质含量之间呈显著正相关关系.     

马尾松根化感物质的生物活性评价与物质鉴定

通过超临界流体萃取技术提取和分离马尾松根化感物质,并依据生物活性评价结果筛选抑制活性较强的组分进行物质鉴定.就总体而言,生物活性评价结果表明:非夹带剂萃取的马尾松根化感物质对马尾松种子的发芽势、胚根长、胚轴长及鲜物质重、干物质重具有不同程度的促进作用,而对发芽率则具有不同程度的抑制作用;夹带剂萃取的马尾松根化感物质对马尾松种子的发芽率、胚根长、胚轴长、鲜物质重及干物质重具有显著的抑制作用,而对发芽势则表现为促进作用;筛选出抑制活性较强组分的物质鉴定结果表明,非夹带剂萃取的马尾松根化感物质是α杜松醇、г杜松烯等,在夹带剂条件下,马尾松根化感物质是棕榈酸、叶绿醇等.图1表5参11     

植物化感作用机理的研究进展

对国内外近年有关植物化感作用机理方面的研究进行了介绍、归纳和总结,提出了今后的研究方向。     

不同栽植代数杉木林凋落物特性的比较

在全国杉木中心产区福建建瓯 ,选择不同栽植代数、不同发育阶段的杉木人工林 ,进行凋落物特性的比较研究 .结果表明 :不同栽植代数杉木林凋落物年产量有显著差异 ,表现出随栽植代数增加而减少的趋势 .不同栽植代数杉木林的凋落物组成、凋落动态及其分解速率差异不明显 .但杉木刚掉落凋落物与地面凋落物的分解状况存在明显差异 ,刚掉落凋落物的分解速率明显低于地面凋落物 ,而且刚掉落杉木凋落物的周转期高于地面凋落物 ,因此在杉木林地上随意选取凋落物样品进行凋落物分解试验 ,不能反映整个林分凋落物的分解状况 .图 2表 5参 2 4     

桤木混交对杉木人工林大型土壤动物群落的影响

调查了中亚热带会同地区13a生杉木纯林(纯林)和8杉木2桤木混交林(混交林)的大型土壤动物群落，并比较了两个林分在群落结构上的差别．结果表明：砹翅目是两个群落在数量上的优势类群，分别占全部大型土壤动物个体数的52．1％和82．4％．杉木跟桤木混交以后，保留了纯林的大部分属性，各类群在大型土壤动物群落中的地位基本保持不变，双翅目、蜘蛛目、膜翅目仍然是最主要的类群，但这种混交方式改变了一些土壤动物的群落结构参数，多度和丰富度出现上升的趋势，均匀度显著降低．在各类群中，主要以双翅目幼虫的多度和相对多度增加幅度较大，这种变化是降低整个群落均匀度的一个主要原因．图3表2参30     

杉木人工林林下植物物种多样性的动态特征

研究不同生长发育阶段杉木林林下植物演替过程的动态特征,结果表明：偶然种伴生阶段（幼龄林阶段）,林下植物种类组成和数量第一次繁荣,结构比较简单;林下植物贫乏阶段（郁闭阶段）,种类和数量较少,结构简单;林下植物相对稳定阶段（近成熟林和成熟林阶段）,种类组成和数量不断增加,群落呈现稳定的杉木层、灌木层和草本层的三层结构;入侵性演替阶段（老龄林阶段）,种类组成和数量再度繁盛,一些阔叶树种生长进和乔木层,形成具有多物种和多层次的群落结构。不同生长发育阶段的杉木林林下植物α多样性存在明显差异和波动性。幼林阶段林下植物总体和灌木层的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均较高;林分郁闭阶段各指数有明显下降;随后又有所增加,至老龄杉木林阶段达到量大值;在3a、9a和31a杉木林中,物种多样性垂直结构表现出灌木层＞草本层＞藤本植物的格局;在20a杉木林中,物种多样性垂直结构则表现出草本层＞灌木层＞藤本植物的格局;在56a老龄林中,物种多样性垂直结构表现出灌木层＞乔木层＞藤本植物＞草本层的格局。表3参6     

杉木林取代阔叶林后土壤生物学活性变化的研究

通过对福建省南平市溪后安曹下取代阔叶林的70a生杉木车产林（山坡）、32a生杉木“青年林”（山坡）及前茬阔叶林（山脊）土壤生物学活性连续2a的比较研究结果表明，与山脊上前茬的阔叶林相比，70a生杉木丰产林土壤微生物总数、生理类群的数量减少、活性下降；土壤酶活性减弱；呼吸作用强度（内源）及添加基质的外源呼吸作用强度降低，土壤中有机质分解和腐殖质再合成程度降低．32a生杉木“青年林”土壤生物学活性下降则更为明显，说明从杉木取代阔叶林（头耕土）起，土壤生化活性及土壤肥力就存在明显下降现象，轮伐期缩短或林地连栽杉木代数增加，而不采取恢复地力措施，杉木林地地力衰退将更为明显．     

不同栽杉代数根际土壤肥力及生物学特性变化

通过对位于南平溪后安曹下和邓窠２９ａ龄１代、２代、３代实生杉木的根际养分、微生物、酶及生化活性的为期２ａ的研究,结果表明：随杉木连栽代数增加,根际微域土壤酸化趋势增强,有机质和全氮沉积量下降,速效性养分亏缺程度减弱,根际土壤中三大类微生物所占的比例发生一定的变化,真菌和放线菌所占比例增加,细菌所占比例减少,生理类群数量下降,除接触酶活性变化不大外,其它土壤酶和生化活性均有明显下降,体现了杉木多代连栽根际土壤的基本特征;亦是杉木连栽导致地力衰退重要原因之一     

土壤酸化对油松生长的影响

褐色森林土酸化后,pH值下降,同时淋溶出大量Al离子和Mn离子。播种在酸化土壤中的油松种子萌发率稍有提高。生长在酸化土壤的油松苗的叶绿素含量,蒸腾强度,光合速率,相对生长率和干重均下降,原因是Al离子和Mn离子对油松的有毒害作用,并且阻止油松对钙离子和镁离子的吸收。表3参12     

土壤含水量对三种阔叶树苗气体交换及生物量分配的影响

在温室内用盆栽法研究了土壤含水量对茶条槭、山梨和山桃的气体交换及生物量分配的影响,设置4种土壤水分处理(土壤相对含水量75．0％、61．1％、46．4％和35．4％)．结果表明：随土壤含水量降低，3树种苗木净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均下降，土壤含水量最低时，茶条槭苗木各生理指标降低幅度最大，山梨和山桃次之．茶条槭和山梨水分利用效率(WUE)随土壤含水量的减少呈降低趋势，山桃WUE呈升高趋势．水分胁迫下，3树种苗木根分配生物量显著增加．茶条槭在水分胁迫下，根冠比增加幅度最大，山梨次之，山桃最小．此外，茶条槭叶形态可塑性强，随土壤含水量降低，茶条槭单叶叶面积和总叶面积显著减小，叶厚度增加．山梨和山桃在水分胁迫下单叶叶面积及总叶面积无显著变化．综合3树种苗木在水分胁迫下的生理和形态指标及生物量分配的变化，茶条槭和山桃对水分胁迫的适应能力强于山梨．表4参31     

杉木林凋落物产量、分解率与储量的关系

在福建三明采用2种方法测定27a生杉木林的杉木叶和小枝凋落物的分解率．采用网袋法(孔径0．5mm尼龙网袋)测定的杉木叶和小枝凋落物残留率Olson指数模型的分解系数(k值)分别为0．7692a^-1和0．2501a^-1，相应的第1年的分解率分别为53．66％和22．13％；另一种测定矗值的方法较为准确，是通过计算凋落物年产量与地面凋落物储量的比值得到，采用该方法计算的杉木叶和小枝凋落物的矗值分别为1．788a^-1和0．8622a^-1，分别是网袋法测定值的2．32和3．54倍，相应的第1年的分解率分别为83．27％和57．78％，分别是网袋法测定值的1．55倍和2．61倍．采用后一种方法测定的凋落物分解率可以解决尼龙网袋法测定分解速率结果偏低的问题．     

模拟酸雨的土壤淋洗液对马尾松华山松幼苗生长的影响

用不同酸度的模拟酸雨土壤淋洗液作培养液，以中性降水土壤淋洗液作对照，研究了马尾松、华山松幼苗受土壤溶液酸度及Ａｌ３＋浓度毒害的症状。观测了受毒害后的可视性症状出现的时间、根系伸长生长受阻的情况、植物体各部分生物量以及一些物质含量的浓度。结果表明，植物体受土壤溶液中各种浓度的Ｈ＋与Ａｌ３＋影响后，普遍出现根部膨胀、植物体发红的受害症状。低酸度模拟酸雨的土壤淋洗液可在一定时间内使幼苗生物量呈增加的趋势，高酸度模拟酸雨处理后的情况则与之相反。与可视性症状相比，植物体中一些物质的含量对Ｈ＋和Ａｌ３＋浓度更加敏感；根系部分敏感于地上部分；华山松敏感于马尾松。