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紫茎泽兰是一种入侵性极强的外来杂草,目前在我国西南部的云南、四川、广西、贵州等地分布而且危害严重,在入侵地的扩散蔓延以及形成单优势种群是造成严重灾害的主要原因。三叶鬼针草为一年生草本植物,经历了一个多世纪的传播扩散,目前已分布我国广大地区。岩溶地区岩石裸露率高、土被瘠薄、水分涵养量低、岩溶植被生长困难、生态系统脆弱。很多研究认为化感作用在外来植物入侵过程中扮演着重要的角色。本研究特选取了4种生长于岩溶石山上的木本植物进行实验,本研究利用滤纸培养法测定了两种入侵植物各部分浸提液对岩溶木本植物的种子萌芽和幼苗生长的影响;采用盆栽法测定了两种入侵植物叶片浸提液对岩溶木本植物幼苗的抗氧化酶活性、丙二醛和叶绿素含量、光合作用参数的影响。目的在于了解紫茎泽兰和三叶鬼针草对岩溶地区木本植物是否存在化感作用。研究结果如下:
1.紫茎泽兰对岩溶木本植物的化感作用
紫茎泽兰叶片浸提液能不同程度地降低了部分岩溶木本植物的种子发芽率、发芽速度、芽长和根长;尤其对香椿的种子萌发和幼苗生长抑制作用显著;高浓度时抑制效果显著,较低浓度时,有微弱促进作用;与发芽率相比,发芽速度更加敏感,对香椿和龙须藤的种子萌发和幼苗生长参数比另两种植物更敏感。茎和根部水浸提液对受试植物的种子萌发和幼苗生长的化感作用较弱。比较可知,紫茎泽兰叶片浸提液对木本植物的化感抑制作用弱于草本植物,这可能与种子的不同种属特性的有关。
叶片浸提液对任豆幼苗的光合作用有轻微的抑制作用;使香椿幼苗的丙二醛含量先增高再降低;使龙须藤幼苗的丙二醛含量先增高再降低,降低了龙须藤幼苗的叶绿素含量;降低了苏木幼苗的抗氧化酶活性及叶绿素含量和光合能力,增高了苏木幼苗的丙二醛含量。以上结果表明其叶片浸提液对受试幼苗的部分生理生化指标有一定的化感作用。
2.三叶鬼针草对岩溶木本植物的化感作用
三叶鬼针草叶片浸提液对香椿的种子萌芽和幼苗生长有显著的抑制作用,仅在高浓度对任豆、龙须藤、苏木的种子萌芽和幼苗生长有明显的抑制作用。浓度越高抑制效果越显著,发芽速度比发芽率敏感,对香椿和苏木的种子萌发和幼苗生长参数比另两种植物更敏感。茎和根部水浸提液对受试植物的种子萌发和幼苗生长的化感作用较弱。
叶片浸提液使任豆幼苗的抗氧化酶活性先降低再增高,光合能力降低;使香椿幼苗的抗氧化酶活性降低,丙二醛含量先降低后增高;使龙须藤幼苗的部分抗氧化酶活性和叶绿素含量降低,丙二醛含量先降低后增高;使苏木幼苗的丙二醛含量增高,叶绿素含量和光合能力降低。以上表明三叶鬼针草叶片浸提液对受试幼苗的部分生理生化指标有一定的化感作用。
紫茎泽兰和三叶鬼针草浸提液对岩溶木本植物的化感抑制作用程度不同。紫茎泽兰浸提液对受试植物的种子萌芽和幼苗生长的化感抑制作用强于三叶鬼针草;不同受试植物对两种浸提液化感作用不敏感,可能与植物个体差异和生物学特性不同有关,如任豆种子的发芽速度强,植株根系发达及生长迅速;龙须藤植物的根系发达且侧生根较多,适应性强等特点,可能会降低外来植物化感成分对植株的危害,但对于敏感性岩溶木本植物如香椿等的种子萌芽和幼苗生长具有潜在的威胁。外来植物伤害主要是抑制受试植物的种子萌芽和幼苗生长,而对于它们的生理生化方面的影响不足以影响岩溶树种的自然更替和种群繁衍。