基本信息
- 项目名称：
- 钻形紫菀入侵生态学研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文在选择钻形紫菀典型入侵区域进行群落结构调查的基础上，分析了钻形紫菀入侵对土壤酶活性的影响，同时研究了钻形紫菀浸提液对农作物种子萌发、幼苗生长及生理指标的影响，为探讨钻形紫菀的入侵机制及其化感机理提供参考依据。
- 详细介绍：
- 1 通过对选择的钻形紫菀典型入侵地进行调查和样方数据的处理分析，钻形紫菀在群落中处于优势层和优势种，明显干扰其他植物，影响入侵地的物种多样性。 2 分析了钻形紫菀根和茎浸提液对小麦、水稻、青菜、萝卜、油菜、豌豆六种农作物种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明，钻形紫菀浸提液对供试种子的萌发和生长均有一定的影响，并与浓度的高低具有密切关系。浸提液对小麦种子的活力和发芽速度的抑制作用非常明显；浸提液对油菜种子的活力和发芽速度的影响不明显；浸提液能提高萝卜种子的活力和发芽速度。 3 以小麦、青菜、萝卜、油菜为受体植物，采用室内生物测定方法，通过测定受体植物的电导率与MDA含量的变化，初步探讨了钻形紫菀化感物质的作用特征。结果表明，钻形紫菀有着明显的化感作用，且对于具有不同抗逆性强弱的不同植物幼苗，表现出高浓度抑制，低浓度促进的现象。在四种受体植物中，钻形紫菀对其抑制作用的强弱依次为：小麦﹥青菜﹥萝卜；而对油菜具有促进作用。 4 土壤酶活性可作为指示土壤肥力的指标，对钻形紫菀根系的土壤进行土壤酶活性的分析，结果表明钻形紫菀对土壤酶活力的影响强弱依次为：磷酸酶>过氧化氢酶>脲酶 ；钻形紫菀对根系土壤中的磷酸酶影响最为显著。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 1、初步研究钻形紫菀的生态入侵机理； 2、揭示钻形紫菀化感作用机制； 3、探究钻形紫菀根系对土壤酶系统的影响； 4、为有效防治和开发钻形紫菀提供一定的理论基础。
科学性、先进性及独特之处
- 1.首次对外来入侵种钻形紫菀进行了系统的野外调查，明确了该物种的入侵状态与过程，获得了丰富的统计数据与研究资料。 2.对钻形紫菀的化感作用机制进行了实验研究，为今后防除工作提供有力的实验证据。 3.探究了钻形紫菀根系分泌物对土壤酶活力的影响，提出了入侵植物通过对其他植物根际微环境的影响间接入侵途径提供了可靠依据。
应用价值和现实意义
- 1.钻形紫菀作为入侵杂草, 其潜在的危害性较大,本研究对钻形紫菀的科学防除具有重要的参考价值。 2.通过对钻形紫菀化感作用机制的研究，可以利用这些机制尝试开发出新型环境安全的除草剂和杀菌剂，为今后发掘钻形紫菀的利用价值开拓了思路。
学术论文摘要
- 本文在选择钻形紫菀典型入侵区域进行群落结构调查的基础上，分析了钻形紫菀入侵对土壤酶活性的影响，同时研究了钻形紫菀浸提液对农作物种子萌发、幼苗生长及生理指标的影响，为探讨钻形紫菀的入侵机制及其化感机理提供参考依据。
获奖情况
- 2010年12月，在安徽师范大学第4届挑战杯课外学术作品校内比赛中获校一等奖； 2011年5月，在安徽省第四届挑战杯课外学术作品竞赛中获三等奖。
鉴定结果
- 提供的材料真实有效。
参考文献
- Bais HP, Vepachedu R, Gilroy S. Allelopathy and exotic plant invasion: from molecules and genes to species interactions [J]. Science, 2003, 301(5): 1377-1380. Baker HG. The evolution of weeds [J]. Ann Rev Ecol Syst, 1974, 5: 1-24. Brundu G, Brock J, Camarda I. Plant Invasions: Species Ecology and Ecosystem Management [M]. Leiden: Backhuy Publishers. 2001. Franciso AM, Rosa MV. Bioactive norsesquitterpenes from Helianthus annuus with potential allelopathic activity [J]. Phytochemistry, 1998, 48(4): 631-636. Juan CGG, Antonio H, Frank E. Dehydrozaluzanin C: a natural sesquiterpenoide, causes rapid plasma membrane leakage [J]. Phytochemistry, 1999, 52: 805-813. Leather GR, Einhellig FA. Bioassays in the Study of Allelopathy [J]. Putnam AR, Tang CS. The Science of Allelopathy[M]. New York: John Wiley & Sons, 1986: 133 - 145.
同类课题研究水平概述
- 化感作用是一个十分新兴且有潜力的领域，自从1937年Hans Molisch命名以来，逐渐得到多方面的延伸与应用，特别是农业方面的相关发展。在自然生态系统中, 菊科植物多具有“攻击性”而易于形成单一群落。菊科植物中至少有39个属存在化感作用，鉴定出的化感物质多为萜类、聚乙炔类、酚类、有机酸类等，其化感作用机理表现在破坏受体膜系统的稳定性及水分平衡关系、抑制氧化磷酸化、促进或阻滞叶绿素合成、影响矿质元素的吸收利用等（周凯，2004）。而相应的研究集中于一枝黄花属、向日葵属、胜红蓟属、银胶菊属、蒿属植物等有较多的研究报道。Franciso A M等的研究表明，紫菀属主要通过根系分泌和残株分解释放化感物质，具有抑制豚草种子萌发、幼苗生长和抑制向日葵的生长化感潜势。慕小倩等研究表明，紫菀对小麦幼苗生长具有克生作用。同属植物钻形紫菀(Aster subulatus Michs)是菊科外来入侵植物，许桂芳等人对钻形紫菀的化感研究表明，钻形紫菀茎叶浸提液对油菜化感作用最强，其次是小麦、绿豆。 菊科植物在化感机理研究及化感物质开发上的重要性。据国际最新研究表明，存在于向日葵、莴苣等作物中的化感物质Lepidinoide已被日本投入巨资进行产业化开发以促进植物的生长和叶绿素合成。
