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青藏高原“黑土滩”毒杂草的化感作用及其对甘肃马先蒿（Pedicularis kansuensis）的抑制机制

作　者: 后源
导　师: 龙瑞军；尚占环
学　校: 兰州大学
专　业: 草业科学
关键词: 青藏高原 “黑土滩”退化草地甘肃马先蒿毒杂草南山蒿化感作用有机化合物
分类号: S452
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

青藏高原“黑土滩”次生毒杂草的蔓延严重危害着高寒草地生态和生产功能。如何控制毒杂草是“黑土滩”治理的重要任务。其中甘肃马先蒿Pedicularis kansuensis的入侵和爆发是导致基于“黑土滩”建植的人工草地迅速衰退的重要原因。本研究根据植物化感生态学原理,从“黑土滩”5种主要次生毒杂草(黄花棘显Oxytropis ochrocephala、瑞香狼毒Stellera chamaejasme、黄帚橐吾Ligularia virgaurea、密花香薷Elsholtzia var. densa和南山蒿Artemisia nanschanica)与甘肃马先蒿的种间关系、化感作用和有效化合物鉴别等生物和化学途径,筛选出对人工牧草生长发育影响较小,但能有效抑制甘肃马先蒿的植物种类及其化感物质,为开发甘肃马先蒿的专用生物控制剂提供科学依据。试验方法是分别采用水、有机溶剂(石油醚、乙酸乙酯、乙醇)浸泡5种毒草根、茎、叶阴干样品48小时,所得浸提液对甘肃马先蒿种子萌发和幼苗生长进行化感活性测试,并用硅胶色谱柱分离,高分辨质谱检测目标化合物的结构。主要研究结果有：①青藏高原“黑土滩”主要次生毒杂草群落(铁棒槌Aconitum pendulum、瑞香狼毒、黄帚橐吾、黄花棘豆)的植被组成特征、土壤物理、化学性质没有显著差异。②黄花棘豆、瑞香狼毒、黄帚橐吾、密花香薷和南山蒿5种毒草(根、茎、叶)水溶物随着其室内测试浓度的升高,对甘肃马先蒿及其相邻植物垂穗披碱草Elymus nutans种子萌发和幼苗生长的化感抑制作用增强,但叶和根的浸提液之抑制效果强于茎部。南山蒿的叶部浸提液之浓度为25g/L时,对甘肃马先蒿幼苗生的抑制作用显著大于其他毒草(P<0.05),当浓度升至100g/L时,对其种了萌发和幼苗生长均产生了致死作用。③垂穗披碱草幼苗对南山蒿叶水溶物的抗性较好,因此南山蒿可作为针对防除甘肃马先蒿的生物除草剂源料。④南山蒿地上部分乙酸乙酯浸出物对甘肃马先蒿种子萌发及幼苗生长抑制作用显著(P<0.05)。通过色谱柱分离和质谱检测比对,初步得到3个目标化合物,分别为香橙烯环氧化物(C15H240)、异香橙烯环氧化物(C15H240)和6-(2-(3-羟基-1-丙烯)基)-4,8a-二甲基-1,2,4a,5,6,7,8,8a-八氢-2-萘醇(C15H24O2),属于倍半萜类化合物,3者存在协同化感作用,具有开发为甘肃马先蒿除草剂的潜力。

全文目录

中文摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-11
第二章国内外研究进展  11-18
  2.1 青藏高原"黑土滩"次生毒杂草植被研究进展  11
  2.2 植物化感作用  11-12
  2.3 植物次生代谢物质  12-14
  2.4 植物化感物质的释放途径  14-16
    2.4.1 雨雾淋溶  15
    2.4.2 地上部分自然挥发  15
    2.4.3 根系分泌  15-16
    2.4.4 植株凋落物的分解  16
  2.5 化感作用在草地生态系统中的应用  16-17
  2.6 化感作用在农田生态系统中的应用  17-18
第三章材料与方法  18-24
  3.1 研究区概况  18
  3.2 毒杂草退化型草地调查  18-19
    3.2.1 样地设置与取样方法  18
    3.2.2 土壤理化指标的测定  18-19
  3.3 毒杂草植物与甘肃马先蒿的种间调查  19-20
    3.3.1 样地调查和取样方法  19
    3.3.2 种间关联的计算  19-20
  3.4 对甘肃马先蒿具有化感活性的毒杂草的筛选  20
    3.4.1 测试材料  20
    3.4.2 浸提液的制备  20
    3.4.3 化感作用测定方法  20
  3.5 南山蒿化感活性物质的提取、分离和鉴定  20-24
    3.5.1 测试植物  20-21
    3.5.2 实验器材  21
    3.5.3 实验试剂  21
    3.5.4 南山蒿挥发油的测定  21
    3.5.5 南山蒿化感活性物质的分离  21-24
第四章结果  24-38
  4.1 青藏高原杂草退化型草地群落和土壤性质的特征  24-27
    4.1.1 不同杂草退化型草地群落的特征  24-25
    4.1.2 不同杂草退化型草地土壤的特征  25-27
  4.2 青藏高原毒杂草与甘肃马先蒿种间关系  27
  4.3 对甘肃马先蒿具有化感活性的毒杂草的筛选  27-31
    4.3.1 毒杂草水浸提液对甘肃马先蒿种子的化感作用  27-28
    4.3.2 毒杂草水浸提液对甘肃马先蒿幼苗的化感作用  28-30
    4.3.3 毒杂草水浸提液液对垂穗披碱草的化感作用  30-31
  4.4 南山蒿挥发油组成成分  31-34
  4.5 南山蒿有机溶剂处理对甘肃马先蒿的化感作用  34-35
    4.5.1 对甘肃马先蒿种子萌发的影响  34-35
    4.5.2 对甘肃马先蒿幼苗生长的影响  35
  4.6 南山蒿化感活性物质的提取、分离、鉴定  35-38
    4.6.1 化感活性物质的提取和分离  35-36
    4.6.2 化感活性物质的鉴定  36-38
第五章讨论  38-41
  5.1 "黑土滩"毒杂草的化感作用  38-39
  5.2 南山蒿对甘肃马先蒿的化感控制作用  39-41
第六章结论  41-42
参考文献  42-50
在学期间的研究成果  50-51
致谢  51-52

青藏高原“黑土滩”毒杂草的化感作用及其对甘肃马先蒿（Pedicularis kansuensis）的抑制机制

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