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替代牧草与紫茎泽兰的竞争机制及野外竞争效应研究

鲍观娟  
【摘要】: 外来入侵植物紫茎泽兰Eupatorium adenophorum Sprengel在我国主要的入侵分布地为西南地区,目前该地区原生境的生态系统和结构功能已发生重大转变,生物多样性严重降低并给当地造成巨大的经济损失。本学位论文以土著植物与紫茎泽兰竞争以替代控制其为害为中心,研究分析了3种土著草本植物与紫茎泽兰的竞争机理和竞争效应,研究结果对于防治紫茎泽兰的危害和再次入侵具有重要的理论和现实指导意义。研究主要结果如下: (1)以替代控制紫茎泽兰的优质牧草多年生黑麦草Lolium perenne L.、鸭茅Dactlis gloerata L和苇状羊茅Festuca arundinacea Schreb为材料,利用改进的培养皿滤纸法研究了紫茎泽兰叶片提取液对3种植物种子相对发芽率和发芽时间的影响,同时测定了提取液对鸭茅幼苗株高、生物量及保护酶包括超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,简称SOD)、过氧化物酶(Peroxide,简称POD)和过氧化氢酶(Catalase,简称CAT)活性的时间动态以及土壤脲酶(Ureae)、碱性磷酸酶(Phosphatase)和过氧化氢酶(Catalase,简称CAT)的影响。研究结果表明,紫茎泽兰叶片提取液对3种替代植物种子的发芽时间影响显著;其中高浓度提取液对鸭茅和苇状羊茅的种子发芽率有明显的化感作用;随着时间延长,提取液对鸭茅幼苗的株高、生物量和体内SOD活性无显著影响;在低浓度提取液作用下,土壤脲酶活性显著降低,而高浓度提取液则对脲酶无显著影响,但土壤CAT活性显著提高;各浓度提取液处理均使土壤碱性磷酸酶的活性显著提高。 (2)选取多年生黑麦草、鸭茅及混播作为竞争种,设置两个时间处理(处理A,紫茎泽兰晚于竞争种一个月播种;处理B,紫茎泽兰与竞争种同期播种),研究竞争对紫茎泽兰植株的株高、叶片数、株数和生物量随时间动态变化情况,以及牧草株高及其生物量的变化。结果表明,在处理A中,没有发现紫茎泽兰幼苗的存在;在处理B中,竞争种显著降低了紫茎泽兰株数、株高、叶片数和生物量,对紫茎泽兰有明显的抑制作用,但同时竞争显著降低了多年生黑麦草的生物量和株高。 (3)通过提前播种3种土著替代植物—多年生黑麦草、鸭茅和苇状羊茅,从竞争效应和环境资源的竞争角度研究了土著植物对紫茎泽兰的入侵抵御作用。研究发现,提前播种鸭茅与多年生黑麦草的样地未发现紫茎泽兰实生苗存在;而提前播种苇状羊茅样地紫茎泽兰幼苗数量、生物量和分蘖数均显著低于对照,而株高与对照无显著性差异;在对环境资源的影响方面,除土壤速效钾外,各处理和对照之间的土壤的酶活性、pH值、速效氮和速效磷均无显著性差异;在光资源影响方面,鸭茅与多年生黑麦草的遮光率明显高于对照和苇状羊茅。综合分析,鸭茅与多年生黑麦草均能形成较高的遮光率从而有效控制紫茎泽兰。此外,多年生黑麦草在雨季后期,其株高和生物量显著降低,而鸭茅在整个雨季均能保持较高的生物量。因此建议鸭茅作为野外替代植物以控制紫茎泽兰的发生危害。


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