紫茎泽兰根际化感物质的解析及其在不同入侵程度土壤中的动态

紫茎泽兰是我国重要的外来恶性入侵杂草，现仍快速向我国西北和华中地区扩散。我国目前尚缺乏对其行之有效的控制方法，因此对其种群快速扩张机理的研究显得十分重要。本项目旨在从植物根际互作关系中化感作用的角度，解析紫茎泽兰根际化感作用中的物质成分，并揭示这些根际化感物质在不同入侵程度土壤中的分泌和降解动态。主要内容为：1.定性分析紫茎泽兰入侵地根际土壤中的化感物质；2.一年多点采样监测，阐明这些化感物质在不同入侵地带的时空动态；3.定量评估紫茎泽兰新生植株根际化感物质对入侵地土壤（尤其是重度入侵地区）环境下在分泌和降解速率方面的响应。研究结果可能突破入侵植物根际化感物质定性认识的瓶颈，为外来植物入侵的后适应性问题从化感作用的角度渗透全新的理论，同时为从种间化学生态关系上的入侵植物替代控制奠定直接的理论基础。

紫茎泽兰是重要的外来恶性入侵杂草，现仍快速向我国西北和华中地区扩散。我国目前尚缺乏对其行之有效的控制方法，因此对其种群快速扩张机理的研究显得非常重要。很多研究指出，根际化感作用是促进菊科外来植物入侵扩张重要的推动因素，但根际化感物质的定性和定量分析技术一直是深入研究外来入侵植物化感作用机制的一个瓶颈。本项目旨在从根际化感作用的角度，解析紫茎泽兰根际化感作用中的物质成分，并揭示这些根际化感物质在不同入侵程度土壤中的分泌和降解动态。主要内容为1）紫茎泽兰根际土壤中主要化感物质的解析；2）紫茎泽兰野外根际化感物质含量的动态； 3）根际化感物质在不同入侵程度土壤中的降解与分泌动态，以及它们对土壤有效磷含量的影响。结果表明：1）紫茎泽兰根际主要化感物质为邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、泽兰二酮（DTD）、和9-羟基泽兰酮（HHO），其中DTD 和HHO为我们前期已证实的紫茎泽兰淋溶主效化感物质；2）野外多点采样结合引进的PDMS（聚二甲基硅氧烷）探针检测技术，证实紫茎泽兰根际主要化感物质在根际土壤中均能被有效监测，且DTD 和DBP在土壤中含量较高；3）紫茎泽兰根际主要化感物质分别处理入侵地与未入侵地土壤后，有效磷含量在入侵地土壤中的显著高于在未入侵地土壤中，且增加程度与化感物质浓度正相关；4）紫茎泽兰根际主要化感物质在入侵地土壤中的降解率均高于未入侵地土壤中，这有利于降低入侵地区紫茎泽兰植株之间的自毒作用。紫茎泽兰根际分泌的羟基泽兰酮在未入侵土壤中含量显著高于入侵土壤中，这促进了其种群在新入侵地的化感作用。本项目研究结果，一方面为其他入侵植物根际化感物质的解析提供了技术辐射，同时证实了紫茎泽兰在入侵后具备通过加速降解自身根际化感物质而降低自毒效应的种群密度调控对策，而加速降解的化感物质又促进了入侵地土壤有效磷含量的显著增加，有利反馈于种群自身增长，为外来植物入侵的后适应性机制从化感作用的角度渗透了全新的理论。