论文部分内容阅读
森林经营是实现森林可持续发展的重要途径,抚育间伐是常用的森林经营手段。太行山南部地区刺槐人工林经过抚育间伐后,林内光照增加,藤本植物短尾铁线莲迅速蔓延,威胁周边林木的正常生长,并最终形成大片单优群落。铁线莲的这种危害在青海地区也有报道,目前类似的植物间危害关系的研究结果,显示了绞杀、化感等不同作用途径,但对短尾铁线莲的危害机理还缺少深入研究。因此本研究以刺槐和短尾铁线莲为试验对象,从化感机制入手,采用水浸提液法,制备5g/L、10g/L、20g/L、30g/L和50g/L质量浓度的短尾铁线莲根、茎叶和凋落物水浸提液,以蒸馏水为对照,验证不同浸提液对刺槐种子萌发及幼苗生长生理指标的影响,以探究两种植物间之间可能存在的危害关系。得到的主要结论如下:(1)以刺槐种子为试验对象,采用培养皿滤纸法进行发芽试验,在人工气候室环境下,评价短尾铁线莲浸提液对刺槐种子萌发和芽长的化感作用潜力。结果表明,短尾铁线莲根、茎叶及凋落物浸提液在低浓度时对种子发芽率有轻度促进作用,浸提液质量浓度越高,抑制作用越强,在50g/L质量浓度下,三种处理分别比对照组发芽率降低了69.5%、56.9%和60.2%;同时浸提液对芽长的抑制作用也随浓度增大不断增强,在50g/L质量浓度时,根、茎叶及凋落物浸提液处理分别比对照组降低了80.2%、69.6%和75.65%;其中短尾铁线莲根浸提液处理组较其他两组影响最大。(2)用不同浸提液浇灌处理三个月后,幼苗株高、地径和生物量的变化趋势一致。随着浸提液浓度增加,各指标含量先升高后降低。在质量浓度5g/L和10g/L条件下,三种浸提液处理的幼苗株高净生长量、地径净生长量和生物量高于对照组。随着浸提液浓度继续增加逐渐低于对照组,在质量浓度达到50g/L时各指标显著低于对照,其中根浸提液处理组的生长指标低于其他两组,刺槐株高净生长量、地径净生长量和生物量分别比对照组降低了9.5%、27.6%和31.8%。(3)随着三种浸提液浓度增加,刺槐幼苗根表面积、根平均直径和根系密度逐渐减小,在质量浓度低于20g/L时,与对照组根系指标相比差异较小,在浸提液浓度较大时,根系各指标与对照组有明显降低,且差异显著(P<0.05),在较高浓度浸提液处理下,凋落物浸提液处理组对幼苗根系影响最大,在质量浓度50g/L时,根表面积、根平均直径和根系密度分别比对照组降低了47.2%、46.7%和34.2%。(4)三种浸提液在低浓度时对刺槐幼苗抗氧化系统各指标影响较小,几乎与对照无差异,在质量浓度高于20g/L时,幼苗根系和叶片发生过氧化,H2O2和MDA含量升高,可溶性蛋白含量下降,保护酶系统各指标高于对照;在质量浓度50g/L时,根系和叶片中SOD、POD、CAT含量下降,说明保护酶系统受到损伤,清除活性氧能力降低,影响了幼苗细胞正常的生理生化进程,对植物体造成不可逆的伤害。(5)随着短尾铁线莲浸提液浓度升高,幼苗Pn和Tr降低,Sc与Pn表现出一致性,表明刺槐的净光合速率限制的主要原因是气孔因素,气孔数量因浸提液浓度升高而减少,同时细胞内CO2浓度也因气孔导度的下降而降低,光合作用整体呈现高浓度抑制现象,且根浸提液的抑制效果最显著。(6)不同质量浓度的短尾铁线莲水浸提液对刺槐的萌发和生长产生不同的影响,表现在高浓度抑制种子发芽率和幼苗生长生理过程,这可能与其含有的黄酮类、皂苷类和香豆素类化学物质有关,但短尾铁线莲中所含成分比较复杂,对刺槐生长生理的影响是多种化学物质间共同作用的结果。在自然界中这些成分的浓度积累到一定程度时,对刺槐人工林天然更新和森林可持续经营具有负面影响,急需开展进一步的有关研究。