不同养分水平下外来入侵植物南美蟛蜞菊及其本地亲缘植物蟛蜞菊的化感作用研究

作     者：辜睿 gu睿

作者单位：成都理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：雷泞菲;王飞

授予年度：2020年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 

主      题：南美蟛蜞菊 蟛蜞菊 化感作用 养分水平 番茄 生长生理特性 

摘      要：南美蟛蜞菊（Wedelia trilobata（L.）Hitchc.）是原产南美的匍匐茎草本植物,蟛蜞菊（Wedelia chinensis（Osb.）Merr.）是其同科同属的本土植物,二者具有相同的生活史特征。南美蟛蜞菊在20世纪70年代被作为地被植物引入后迅速野生化成为一种有害杂草,对我国多地的生态系统造成了一定危害。通过分泌化感物质抑制本地植物的生长发育是南美蟛蜞菊实现成功入侵的“新武器,而养分水平能够影响化感作用的潜力。近年来,由于南美蟛蜞菊蔓延到农田的情况越来越普遍,对农作物的产量和质量产生了不可忽视的负面影响。因此,本文研究了不同养分水平下外来入侵植物南美蟛蜞菊及其本地亲缘植物蟛蜞菊的化感作用对常见农作物番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）生理生长的影响,以期为生产实践中调控植物化感潜力保护农作物提供一定的理论依据。主要研究内容和结果如下:（1）不同养分水平下南美蟛蜞菊和蟛蜞菊的化感作用对番茄形态生长和根系抗氧化酶活性的影响。与南美蟛蜞菊混植番茄的主根长和株高在15%、25%和50%养分水平下显著低于单植番茄和蟛蜞菊混植番茄,超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶以及抗坏血酸过氧化物酶的活性在25%养分水平下达到最高值,表明南美蟛蜞菊的化感作用显著抑制了邻体番茄根、茎的生长。在养分升高的过程中,主根长和株高显著增加、抗氧化酶活性显著降低,表明高养分能够显著缓解这种抑制作用,番茄的根系活力和形态生长恢复。而蟛蜞菊对邻体番茄主根长和株高的化感抑制作用不显著,表明蟛蜞菊的化感作用低于南美蟛蜞菊。增加养分弱化了蟛蜞菊与番茄间的资源竞争作用,保障了邻体番茄根和茎的生长。（2）不同养分水平下南美蟛蜞菊和蟛蜞菊的化感作用对番茄叶片光合生理特性的影响。进行混植番茄的叶片氮素含量、叶绿素含量、净光合效率和叶绿素荧光参数显著低于单植番茄,表明两种菊科植物均对邻体番茄叶片的光合生理特性产生了显著的化感作用,抑制了叶片的氮素吸收、叶绿体合成、光合作用等过程。其中,与南美蟛蜞菊混植番茄的各参数显著差于蟛蜞菊混植番茄,表明南美蟛蜞菊的化感作用更强,分泌化感物质的能力更稳定。随着养分的升高,叶片的各参数显著增加,表明化感作用与养分水平呈一定的负相关关系。（3）不同养分水平下南美蟛蜞菊和蟛蜞菊的化感作用对番茄植株生物量及其分配的影响。在15%养分水平下,各种植组合间的生物量及生物量分配差异不显著,表明此养分已接近阈值,植株长势过差无法支撑根系合成化感物质。在25%养分水平下,与南美蟛蜞菊混植番茄的总生物量显著低于单植番茄和蟛蜞菊混植番茄、地下地上生物量比值显著高于单植番茄和蟛蜞菊混植番茄,而与蟛蜞菊混植番茄的总生物量和生物量分配与单植番茄无显著差异,表明南美蟛蜞菊拥有更高生态耐受性,并且能够根据环境调节自身生长策略,在低养分条件下已能成功释放化感物质抑制邻体番茄的生长发育。当养分升高至50%和75%时,与南美蟛蜞菊混植番茄的总生物量和分配到地上部分的生物量显著增加,表明邻体番茄遭受的化感作用显著减轻,向环境中获取资源的能力显著增强。