基于资源竞争和化感作用原理的柳枝稷生态适应机制研究

基于资源竞争和化感作用原理的柳枝稷生态适应机制研究

作者:师大云端图书馆 时间:2015-11-11 分类:期刊论文 喜欢:2354
师大云端图书馆

【摘要】柳枝稷作为促进生态环境恢复与重建的外来引进物种,为了明晰柳枝稷群落内部种间关系,本研究以10个柳枝稷(PanicumvirgatumL.)品种(Alamo、Blackwell、Cave-in-Rock、Dakota、Forestberg、IllinoisUSA、Kanlow、Nebraska28、Pathfinder和Sunburst)为研究对象,通过对陕西定边(2009年播种)和宁夏固原(2006年、2009年和2010年播种)建植的柳枝稷开展田间调查,分析不同柳枝稷品种生长特征的时空变化及其对伴生杂草生长和群落组成结构的影响,明确不同柳枝稷品种的资源竞争能力;采样盆栽试验,优化柳枝稷-苜蓿混作种植模式及明确种间关系;利用室内水培方法收集柳枝稷根系分泌物,测定根系分泌物的化感作用,并分析和评价化感作用对田间抑草的贡献;通过对柳枝稷大田采样、盆栽和室内模拟生物测试,测定柳枝稷植株浸提液、根际土和根系分泌物对寄生杂草列当(Orobanche)种子萌发的化感作用,明确柳枝稷作为寄生杂草列当生物防除“诱捕作物”的可行性。本研究取得主要结果如下:1.柳枝稷生长特征和抑草效应存在品种差异。在定边和固原地区,Cave-in-Rock株高、分蘖数和生物量均较高,并且抑草效应较强;而Dakota株高和生物量在品种间最低,抑草效应较弱。柳枝稷田间抑草效应存在生长时期和种植年限差异性。在生长中期(8月30日),柳枝稷对杂草的抑制效应较其它生长时期强(P<0.05);定边种植3年柳枝稷株高和生物量与杂草密度显著负相关(P<0.05)。随着种植年限的增长,柳枝稷的分蘖和生物量有所上升,抑草效应逐渐增强。固原种植6年柳枝稷株高、分蘖、地上生物量和地下生物量与杂草生长指标均表现显著负相关关系(P<0.05)。柳枝稷品种Blackwell、Cave-in-Rock、IllinoisUSA和Pathfinder的枯落物量与杂草地上部生物量显著负相关(P<0.05);而Nebraska28枯落物生物量和杂草地上部生物量呈显著正相关(P<0.05)。2.不同杂草及其群落组成对柳枝稷资源竞争的响应不同。定边地区Cave-in-Rock对白草(Pennisetumcentrasiaticum)生长抑制显著;而Forestberg对白草和赖草(Leymussecalinus)的生长均表现出显著抑制效应。固原种植Cave-in-Rock和IllinoisUSA对硬质早熟禾(Poasphondylodes)和猪毛蒿(Artemisiascoparia)的生长的抑制作用明显;而Forestberg对硬质早熟禾的抑制作用明显。综合分析表明,柳枝稷对菊科杂草的抑制作用显著高于对禾本科杂草的抑制作用,但当资源竞争达到一定程度时,这种响应也会发生变化,种植6年的柳枝稷分蘖数与硬质早熟禾的密度和生物量显著负相关(P<0.01)。在两个试验区内Forestberg伴生杂草物种丰富度较低,而Nebraska28伴生草物种丰富度较高。地上部生物量比(柳枝稷/杂草)显著影响杂草物种丰富度(R2=0.5181,P<0.05)。3.将柳枝稷品种Cave-in-Rock,Kanlow和Pathfinder分别按照不同的植株比例(2:0,4:0,6:0,2:2,4:4,6:6,0:2,0:4和0:6)与苜蓿混合种植。结果表明,混作生物量与柳枝稷品种和混作密度有关。Pathfinder与苜蓿混作的生物量高于Cave-in-Rock和Kanlow,且Pathfinder与苜蓿按照4:4植株数量比例混作,不但能够获得较高的生物量,而且表现出较高的光合速率(Pn)以及水分利用效率(WUE)。虽然Pathfinder与苜蓿混作表现出较强的资源竞争能力,但互补效应(例如,相对产量总值RYT≥1)使得这一混作模式获得较高产量。相关分析表明,柳枝稷株高和分蘖能力决定了柳枝稷地上部的竞争能力(R2=0.4349,0.467;P<0.05)。4.采用生物测试方法,选取化感作用常用受体生菜种子作为受体材料,通过分析受体种子萌发和幼苗生长反映柳枝稷根系分泌物的化感潜势。结果表明,柳枝稷化感作用存在品种差异性。Nebraska28促进受体幼苗生长,而Forestberg对受体幼苗的抑制作用显著。聚类分析表明,Nebraska28与Forestberg根系分泌物表现出较强的化感潜势,并且根系分泌物化感潜势与生态型有关。综合分析柳枝稷根系分泌物化感潜势与田间抑草效应,化感潜势(受体种子萌发)与定边地区杂草密度之间呈显著负相关关系(P<0.05);而与固原地区杂草密度之间无显著相关性。柳枝稷根系分泌物化感潜势(受体种子萌发)与两试验区杂草物种丰富度之间呈显著正相关(P<0.05)。化感潜势(受体根系生长)与定边地区柳枝稷伴生杂草根系生物量之间显著正相关(P<0.05);而与固原地区杂草根系生物量之间无显著相关性。5.柳枝稷植株浸提液对向日葵列当种子萌发的诱导作用在生长初期(4月10日和5月1日)最强,而对瓜列当种子萌发诱导作用在生长中期(5月21日和6月15日)较强。盆栽试验结果表明,柳枝稷根系甲醇浸提液诱导向日葵列当发芽率与地上部甲醇浸提液呈显著正相关(R2=0.6397;P<0.01)。柳枝稷植株的甲醇浸提液对列当种子萌发的诱导作用要强于水浸提液(P<0.001)。通过LC-MS/MS分析,未发现与已知发芽诱导物质相匹配的化合物,说明柳枝稷植株中发芽诱导物质是新型发芽诱导物质。聚类分析结果表明,向日葵列当的首选生物防除品种为Alamo、Kanlow和Nebraska28,而瓜列当的首选生物防除品种为Forestberg、Kanlow和Nebraska28。柳枝稷根系分泌物诱导向日葵列当率在14.1%~48.6%之间,诱导瓜列当发芽在8.3%~41.4%之间,两种列当的发芽率与柳枝稷分蘖数之间呈显著负相关关系(P<0.05),并且在两个柳枝稷种植区结果一致,说明列当发芽诱导物质在调节资源竞争与化感作用之间的动态平衡发挥重要作用。本研究基于植物资源竞争和化感作用,明确柳枝稷与伴生植物之间的种间关系,揭示柳枝稷在黄土高原地区的生态适应机制,为牧草品种选育、植被恢复以及水土保持等提供科学依据,为该区农业发展和生态建设提供理论支撑。
【作者】安雨;
【导师】马永清;
【作者基本信息】西北农林科技大学,植物营养学,2014,博士
【关键词】柳枝稷;资源竞争;化感作用;伴生杂草;生态适应性;

【参考文献】
[1]翁汉元.聚氨酯工业发展状况和技术进展[J].化学推进剂与高分子材料,2008,01:1-7.
[2]杨贵芳.南京东郊轿子山垃圾填埋场地下水污染特征及机理研究[D].中国地质科学院,地质工程,2013,硕士.
[3]董丽颖.绿氧有效成份分析及组分优化[D].大连工业大学,制浆造纸工程,2011,硕士.
[4]刘蕊.基于半互穿聚合物网络的离子交换膜的制备与应用研究[D].中国科学技术大学,应用化学,2014,硕士.
[5]李晓愚.~(99m)Tc-EGF体外受体分析方法学及特性研究[D].重庆医科大学,影像医学与核医学,2004,硕士.
[6]李志强.归脾汤对抑郁模型大鼠脑内GABA、Glu影响的实验研究[D].黑龙江中医药大学,方剂学,2013,硕士.
[7]杜丁香,周泽昕,王兴国,艾淑云,周春霞,李仲青.克服母线差动保护汲出电流的对策[J].电力系统自动化,2014,24:86-90.
[8]陈志平.B2C购物网站消费者感知互动对态度的影响模式研究[D].浙江大学,2007.
[9]熊健杰.后种族隔离时期南非教师教育政策研究[D].西南大学,比较教育学,2013,硕士.
[10]吴银霞.秦安方言语音研究[D].西北师范大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[11]金莹.智能手机的音乐播放软件界面设计研究[D].华东理工大学,工业设计工程,2013,硕士.
[12]田燕飞.小型三相永磁无刷直流电动机分析与设计[D].广东工业大学,电气工程(专业学位),2014,硕士.
[13]楼建强,刘杰.管理信息系统在投资银行中的应用及发展[J].金融与经济,2001,04:23-25.
[14]陈波.单系统电脑横机控制软件设计与实现[D].杭州电子科技大学,电路与系统,2011,硕士.
[15]刘文文.自由基亲疏水结构及活性对真丝接枝共聚合反应研究[D].浙江理工大学,纺织化学与染整工程,2013,硕士.
[16]马健.证券虚假陈述的民事赔偿问题研究[D].兰州大学,民商法(专业学位),2013,硕士.
[17]赵远方.工作记忆负载对Stroop干扰效应的影响[D].西南大学,基础心理学,2014,硕士.
[18]卓亚芬.ChunkedLOD—海量地形的实时绘制系统[D].浙江大学,计算机系统与结构,2004,硕士.
[19]高鹏.模糊方法在建设监理中的应用[D].合肥工业大学,水工结构工程,2004,硕士.
[20]邓翔宇.农户小额贷款风险控制问题研究[D].湖南农业大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[21]王辉.基于动力响应的铁路桥梁橡胶支座病害评估方法研究[D].北京交通大学,2014.
[22]叶恭惠,霍鸣洲.鱼雷水压引信[J].舰船科学技术.1996(03)
[23]李今民,张文秋,雷颖,石文民.M-5微型机的EPROM通用编程器简介[J].冶金自动化,1983,03:61.
[24]潘娟.基于农民需求导向的农村公共文化服务供给研究[D].华中师范大学,行政管理,2014,硕士.
[25]杨国龙.基于物联网的电梯智能数据采集报警系统优化及应用[D].宁夏大学,电子与通信工程(专业学位),2014,硕士.
[26]王云刚.我国民族刑事政策若干问题研究[D].贵州民族大学,刑法学,2012,硕士.
[27]张欢.“扶老人”报道的舆论引导研究[D].河北大学,新闻与传播,2014,硕士.
[28]肖玥雯.我国海外投资保险制度的完善[D].中南民族大学,法律(专业学位),2013,硕士.
[29]郑崇伟1,2,邵龙潭1,林刚1,2,潘静3.台风浪对中国海击水概率的影响[J].哈尔滨工程大学学报,2014,03:.
[30]刘杰,李鲲,吴兆山,李香,彭旭东.镶嵌式直线深槽流体动压型机械密封性能研究[J].流体机械,2013,12:16-21+26.
[31]张健.湖南省新教材公司营销策略研究[D].湖南大学,工商管理,2013,硕士.
[32]乔杲.牛磺酸的制备及电渗析除盐新工艺[D].大连理工大学,电化学工程,2003,硕士.
[33]储祥勇.新型有机材料光学非线性的研究[D].苏州大学,光学,2014,硕士.
[34]齐鑫.Ad Hoc网络中支持MIMO的多信道MAC层协议研究设计及实现[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[35]黄凯,杨骥,顾全.一体化电网运行智能系统的源端维护技术[J].电力系统自动化,2014,15:71-75.
[36]程天勇.中小企业合同管理信息系统[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[37]刘杨杨.大学生思想政治教育生态价值的内化与外化探究[D].兰州理工大学,思想政治教育,2014,硕士.
[38]赵迎月,顾汉明,李宗杰,杨子川,蔡成国.Wigner-Ville高阶时频谱及其在塔中奥陶系缝洞型储层预测中的应用[J].石油地球物理勘探,2010,05:688-694+792+618-619.
[39]陈骄.ZH地产关键岗位后备人员培训方案优化设计[D].山东大学,工商管理(专业学位),2013,硕士.
[40]朱双龙.出版社MIS系统的设计与实现[D].天津大学,软件工程,2013,硕士.
[41]李颖.项目融资在西安市水务设施建设中的应用[D].西安建筑科技大学,管理科学与工程,2003,硕士.
[42]王群仙,李少远,李焕芝,陈增强,袁著祉.基于小波网络动态补偿的广义预测控制器[J].自动化学报,1999,05:701-704.
[43]朱露珊.Fe-Cu-Ni合金中富Cu团簇早期析出行为的分子动力学模拟研究[D].上海大学,材料学,2014,硕士.
[44]阎庆绂,郭亚洁,董若凌.泵及其系统失压特性研究与计算[J].农业机械学报.2003(03)
[45]王岩.英国《培养下一代优秀教师实施计划》研究[D].西南大学,比较教育学,2014,硕士.
[46]刘帅,王占学,周莉,刘增文.三轴承旋转喷管矢量偏转规律及流场特性研究[J].推进技术,2015,05:1.
[47]许晓阳.社会主义新农村文化建设中的文化传承与保护[D].浙江海洋学院,农村与区域发展(专业学位),2014,硕士.
[48]刘志鹏.D高校EMBA学位论文质量管理研究[D].大连理工大学,工商管理(专业学位),2013,硕士.
[49]王静.论海关行政自由裁量权[D].安徽大学,法律,2003,硕士.
[50]周兆兵.木工刀具快速液压装夹系统的研究[D].南京林业大学,木材科学与技术,2004,硕士.

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