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青藏高原四种毒杂草残体对土壤中化感物质组成的影响

任元丁  
【摘要】:青藏高原高寒草地上毒杂草的扩张,加速着草地退化进程,也影响着退化草地恢复治理。如何控制毒杂草是草地退化治理中的重要科学问题。研究发现,植物化感作用是毒杂草扩散、抑制可食牧草生长、阻碍草地恢复的重要因素。毒杂草残体在土壤中分泌物质可能产生化感作用。本试验选取四种高寒草地常见毒杂草,模拟自然状态下其植物体在土壤中的腐解过程,研究土壤基本理化性质和有机化学物质的变化,为探索毒杂草在土壤中的化感作用机制提供资料。选取高寒草甸上细叶亚菊(Ajania tenuifolia)、南山蒿(Artemisia nanschanica)、黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)、青海刺参(Morina kokonorica Hao)等四种毒杂草盛花期全株为供试材料,测试毒杂草残体随时间在土壤中腐解过程对于土壤水分、pH、土壤有机碳、全氮以及速效氮的影响,检测土壤中化学物质的种类及含量。结合以往的研究,寻找具有化感活性的化合物,据其含量变化分析有机化合物在土壤中的衍变规律。主要研究结论如下: (1)随着植物体在土壤中埋藏浓度的提高,青海刺参、细叶亚菊埋藏土壤含水量相应的降低,南山蒿埋藏土壤含水量整体呈现随着浓度提高而增加趋势,但在中间浓度梯度即20g/m2时,土壤含水量最低。土壤pH值整体表现出上升的趋势,四种毒杂草埋藏土壤的pH值都小于原状土。青海刺参埋藏土壤的pH值随着埋藏浓度的提高而升高,黄帚橐吾与细叶亚菊在中间浓度时pH值降低且达到三个浓度中最低,南山蒿完全相反,在中间浓度下pH值最高。土壤有机碳、全氮、以及速效氮含量随着植物体埋藏浓度的提高,四种植物体埋藏土壤的有机碳都表现出升高的趋势,全氮的含量在中间浓度梯度下达到最高值,细叶亚菊埋藏土壤的速效氮含量在中间浓度下达到最大。 (2)相对于原状土,四种毒杂草残体埋藏到土壤之后,土壤有机碳、全氮、速效氮含量皆有一定的程度的增加,其中青海刺参埋藏土壤的有机碳、全氮、速效氮含量最大,南山蒿埋藏土壤的含量最小。土壤水分随着埋藏时间的增加,细叶亚菊土壤的含水量大于其他三种植物埋藏土壤,青海刺参与南山蒿次之,黄帚橐吾的最小。土壤pH值在残体埋藏后有一定程度上的提高,但都低于原状土。 (3)四种毒杂草植物中,南山蒿残体埋藏后对土壤中化合物的种类、数量和含量的影响最大,细叶亚菊与黄帚橐吾次之,青海刺参带来的土壤有机化合物质的变化最小。三个埋藏浓度相比,南山蒿、细叶亚菊、黄帚橐吾三种菊科植物在最大浓度时对土壤中化感物质的影响最大,青海刺参相对较小。 总结认为:四种毒杂草中南山蒿残体在土壤中分解过程对土壤影响最大。土壤理化性质和有机化合物的变化一定程度上反映出,南山蒿残体在土壤分解过程可能是其重要的化感物质释放途径之一,而细叶亚菊和黄帚橐吾化感物质释放可能主要是以自然挥发、雨雾淋溶或根系分泌为主。


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