發(fā)布時間：2018-05-31 12:48

  本文選題：黑沙蒿 + 化感作用��； 參考：《北京林業(yè)大學》2016年博士論文

【摘要】：在長期的自然群落演替過程中,黑沙蒿(Artemisia ordosica)逐漸成為我國沙地群落中的主要建群種,隨著黑沙蒿種群的不斷擴大,沙地固定早期的一些先鋒植物逐漸退出群落,并且黑沙蒿群落中生物多樣性較低。盡快修復沙化土地是我國生態(tài)建設(shè)的艱巨任務(wù)。因此,深入研究黑沙蒿群落的形成及演替的生態(tài)學規(guī)律對沙漠化防治具有非常重要的意義。在寧夏鹽池荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位研究站黑沙蒿標準樣地內(nèi),選擇極低蓋度、低蓋度、中蓋度和高蓋度植物4塊樣地,對其群落特征、物種組成以及土壤含水量進行了研究。在此基礎(chǔ)上以樣地內(nèi)自然生長的黑沙蒿為材料,對其化感物質(zhì)的種類、釋放途徑、化感作用在群落演替過程中的作用以及化感作用機理進行了較系統(tǒng)的研究。主要研究結(jié)果如下：(1)在沙地固定過程中,植物平均高度和平均蓋度逐漸增加,物種多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)表現(xiàn)出先升高后降低的過程,黑沙蒿種群不斷擴大,最終形成單優(yōu)勢種群落,沙蓬(Agriophyllum squarrosum)、蟲實(Corispermum hyssopifolium)、草木樨狀黃芪(Astragalus melitodes)逐漸退出植物群落,狗尾草(Setaria viridis)成為黑沙蒿群落的伴生種,4塊樣地中,除了低蓋度樣地40-60cm深度的土壤含水量顯著高于同一深度其它蓋度植物樣地的土壤含水量,其它均無顯著性差異。(2)在單因素試驗的基礎(chǔ)上,以氣相色譜質(zhì)譜(GC-MS)峰面積為考察指標,采用3因素(浸提時間、浸提溫度、固液比)3水平的正交試驗對黑沙蒿根、莖、葉、種子水提取液化學物質(zhì)的提取方法進行了研究。實驗結(jié)果表明,根、莖、葉、種子的最佳提取條件分別為：48 h、40℃、1：5,48 h、40℃、1：40,72 h、40℃、1：50,72 h、40℃、1：5。單因素試驗和正交試驗檢測出的物質(zhì)種類相同,但正交試驗檢測出的化學物質(zhì)的含量明顯高于單因素試驗。正交試驗對黑沙蒿化學物質(zhì)的提取效率高于單因素試驗,可以大大提高黑沙蒿中化學物質(zhì)檢測的可靠性。(3)在最佳提取條件下,提取了黑沙蒿根、莖、葉、種子及土壤中的非揮發(fā)性化學物質(zhì),利用GC-MS對其進行了分析測定。其中檢測到的酸性物質(zhì)35種,主要為小分子有機酸、酚酸和脂肪酸類物質(zhì)；堿性物質(zhì)6種,為嗎啉、胺類、尿素、嘧啶等；中性物質(zhì)20種,為烯、炔、醇、酮、酯、醛、呋喃、紅沒藥醇氧化物等。并測定了黑沙蒿根提取液的酸性組分、堿性組分和中性組分對沙蓬種子萌發(fā)的影響,結(jié)果表明：酸性組分對沙蓬種子萌發(fā)的抑制作用最強,說明黑沙蒿水提取液中的化感物質(zhì)主要為酸性物質(zhì)。(4)分別測定了三個濃度(0.05 g FW·ml-1、 0.10g FW·mL-1、 0.20 g FW·mL-1)的黑沙蒿根、莖、葉、種子水提取液對黑沙蒿、沙蓬、蟲實、草木樨狀黃芪和狗尾草種子萌發(fā)、幼苗生長以及生物量的影響。結(jié)果表明：黑沙蒿提取液對黑沙蒿、沙蓬、蟲實、草木樨狀黃芪表現(xiàn)為抑制作用,狗尾草表現(xiàn)為促進作用。黑沙蒿各部位提取液均表現(xiàn)出對黑沙蒿根生長的自毒作用最強,其中黑沙蒿葉和莖提取液對根長生長的影響最大,說明黑沙蒿的自毒作用主要是影響根的生長,自毒物質(zhì)主要來自于地上部枝葉的雨水淋洗或枯枝落葉的腐解。黑沙蒿釋放出的化學物質(zhì)強烈的影響沙蓬、蟲實、草木樨狀黃芪從種子萌發(fā)到生長發(fā)育的整個生命過程,且隨著提取液濃度的增加而增強。其中根的生長受到的抑制作用最強,說明黑沙蒿釋放出的化學物質(zhì)進入到土壤中,首先影響伴生植物根系的生長。黑沙蒿各部位水提取液對狗尾草種子萌發(fā)、幼苗生長以及生物量的積累均表現(xiàn)為促進作用。且隨著提取液濃度的增加而增強,達到最大值后,隨著提取液濃度的繼續(xù)增加,促進作用減弱,但在整個測試濃度范圍內(nèi),均表現(xiàn)為促進作用。(5)采用動態(tài)頂空活體采樣,熱脫附氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(TCT-GC-MS)收集和測定了黑沙蒿釋放出的揮發(fā)性有機化合物(VOCs),共檢測出23種揮發(fā)物。主要為萜烯類物質(zhì)。生長季中,根釋放的主要物質(zhì)為石竹烯、2-乙基己醇、檸檬烯等：莖葉釋放的主要物質(zhì)為檸檬烯、羅勒烯、3-蒈烯等。成熟季中,根釋放的主要物質(zhì)為石竹烯;莖葉釋放的主要物質(zhì)為檸檬烯、羅勒烯、β-蒎烯、β-水芹烯等。在干燥器中(直徑30 cm、高50 cm),分別測定了加入5個體積(0.10 mL、0.25 mL、0.50 mL、1.00mL、2.00 mL)的檸檬烯標準品對沙蓬和蟲實種子萌發(fā)和幼苗生長的影響,結(jié)果表明：檸檬烯對沙蓬種子萌發(fā)、幼苗生長以及生物量的積累均有顯著的抑制作用,且隨著濃度的增加,抑制作用增強。檸檬烯對蟲實的影響表現(xiàn)出“低促高抑”的過程。(6)黑沙蒿根和莖提取液處理沙蓬、蟲實、草木樨狀黃芪、狗尾草幼苗后,用非損傷微測技術(shù)(NMT)測定了植物根系吸收K+和NH4+的情況。結(jié)果表明：黑沙蒿根和莖提取液處理沙蓬、蟲實、草木樨狀黃芪幼苗后,引起K+和NH4+外流；而狗尾草幼苗受到黑沙蒿根和莖提取液處理后,K+和NH4+內(nèi)流。黑沙蒿提取液對4種受試植物的影響主要是通過NH4+實現(xiàn)的。綜合以上結(jié)果,本文得出以下結(jié)論：黑沙蒿植株能夠釋放化感物質(zhì)來影響共生植物種子萌發(fā)和幼苗生長發(fā)育,從而對群落的植物組成和分布格局產(chǎn)生影響,因此,在黑沙蒿群落的形成以及演替過程中,化感作用起著非常重要的作用。
[Abstract]:In the course of long - term natural community succession , Artemisia ordosica gradually became the main species in the sandy land community in China . ( 2 ) Based on single factor test , the extraction method of chemical substance of Artemisia arragon root , stem , leaf and seed was studied by orthogonal test with three factors ( extraction time , extraction temperature and solid - liquid ratio ) . The results showed that the optimum extraction conditions were 48 h , 40 鈩，

本文編號：1959730