山毛豆/桉树间种系统中植物生长对施N与根系隔离的响应

为探索山毛豆(Tephrosia candida)和桉树(Eucalyptus spp.)间种系统内物种相互作用的途径和机制,量化种间竞争对植物生长的影响,采用盆栽试验,研究施氮(-N、+N 105 mg/kg)和根系隔离(完全分隔、尼龙网分隔和不分隔)处理对系统中植物生长的影响。结果表明,+N处理显著提高桉树的株高、地径、生物量、N浓度和吸N量,显著减少山毛豆根瘤数量和重量。根系不隔离处理显著提高桉树的株高、地径、生物量和吸N量,显著增加山毛豆根瘤数量和重量。施N或根系隔离处理对山毛豆的生物量和N浓度影响不明显,对吸N量影响较大。山毛豆/桉树间种系统中,桉树生长所需的N主要来源于土壤,山毛豆生长所需的N有部分来源于生物固氮;山毛豆对桉树生长的促进作用以根系相互交叉接触产生养分传递为途径,但随土壤N含量增加,作用呈减弱趋势。

根系隔离条件下的谷子亲缘识别

在根系隔离情况下,通过研究邻株身份(亲缘株、非亲缘株、陌生株)及其与种植密度(高、低)和土壤养分水平(高、低)交互作用对谷子(Setaria italica)形态学特征和生物量分配的影响,探索谷子地上部分是否能够识别亲缘邻株,以及谷子的这种亲缘识别能力对环境因子如何响应。结果显示:1)亲缘组谷子叶生物量分配显著降低,茎秆显著增粗,暗示着亲缘组谷子植株间减少竞争,并增强对当地多风气候的适应。而非亲缘组谷子叶生物量分配显著增加,表明非亲缘组谷子植株间竞争较强。2)与非亲缘组相比,陌生组谷子种子生物量分配显著增加,株高显著减少,表明陌生组谷子植株通过不对称竞争(与邻株糜(Panicum miliaceum)植株相比,株高显著增加),进一步限制邻株(糜)生长,从而增强竞争能力,同时,将更多的生物量投资于繁殖,增加适合度。3)在高密度种植条件下,谷子茎生物量和叶生物量分配在各邻株身份处理间无显著差异,而在低密度种植条件下,与非亲缘组相比,亲缘组谷子茎生物量显著增加,叶生物量分配显著减小;随着种植间距的增大(种植密度减小),亲缘组谷子叶生物量分配显著减少,而非亲缘组和陌生组叶生物量分配在高、低种植密度条件下无显著差异。4)在低土壤养分条件下,亲缘组和非亲缘组谷子叶生物量分配无显著差异,前者穗长显著小于后者,而在高土壤养分条件下,亲缘组谷子叶生物量分配显著小于非亲缘组,前者穗长显著大于后者。结果表明,在根系隔离的情况下,谷子能够识别亲缘邻株,且谷子地上部分竞争信号在亲缘识别过程中扮演重要角色。较低种植密度和较高土壤养分水平有利于谷子亲缘识别能力的表达。

根系隔离和氮添加对湿性常绿阔叶林土壤碳氮组分的影响

持续增加的氮（N）沉降改变了森林生态系统土壤的养分状况和光合产物的分配,从而影响了根系分泌物质和量以及根凋落物分解过程.为揭示根系在土壤碳（C）、N组分响应N沉降增加中的作用,于2013年4月起在瓦屋山湿性常绿阔叶林中开展N添加试验,N添加1年后利用壕沟法在各样地设置根系隔离子样方.N添加和根系隔离分别处理3.5年和2.5年后,取土样分析各处理腐殖土壤层（A层）和矿质土壤表层（B层）的C、N组分.结果表明：根系隔离显著降低了A层土壤的总有机C和总N含量（P〈0.05）;N添加显著提高了A、B土壤层硝态N含量而降低了土壤pH值,且土壤pH值与土壤硝态N之间呈极显著的负相关关系（P〈0.05）;N添加与根系隔离交互效应不显著.本研究表明根系对湿性常绿阔叶林土壤C、N储存有重要影响,而N沉降可提高土壤N可利用性并导致土壤酸化.

复合种植对丹参生长及药材品质的影响

通过设置丹参与决明、辣椒、紫苏、玉米4种混作复合种植群体,分析4种搭配植物对丹参植株形态、根中干物质积累量、活性成分含量及体外抗氧化活性的影响;并通过根系隔离处理,初步探索4种搭配植物对丹参产量与质量形成的作用机制,从中选择适于与丹参建立复合群体的搭配植物,为构建丹参高效复合种植模式提供依据。结果表明：不同复合群体中丹参的植株形态、根中干物质积累量、活性成分含量及体外抗氧化活性均存在显著性差异;决明、玉米与丹参复合种植均不利于丹参的生长及产量的形成;紫苏与丹参复合种植显著促进了丹参的生长,但显著降低了丹参的品质;辣椒与丹参复合种植使丹参的产量和品质均有显著性提高。因此,决明、玉米、紫苏和辣椒4种植物中,茄科的辣椒是与丹参构建复合种植群体的最佳搭配物种。