施肥對農(nóng)田入侵雜草光合作用特性的影響

袁曉霞

摘要 本研究利用整合分析的方法，以入侵農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的入侵植物和本地植物作為研究對象，研究了施肥對入侵植物和本地植物光合作用特性的影響。結(jié)果表明，施肥能顯著提高本地植物和入侵植物的凈光合作用速率，入侵植物和本地植物的光合作用速率提高程度無顯著差異；施肥能顯著提高入侵植物的氣孔導(dǎo)度，對本地植物的氣孔導(dǎo)度未產(chǎn)生顯著影響；此外，施肥還能顯著提高入侵植物和本地植物的葉面積。

關(guān)鍵詞 施肥；植物入侵；農(nóng)田雜草；光合作用；整合分析

中圖分類號 Q948；S765.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）23-0148-01

植物入侵是當(dāng)今生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的熱點問題，植物入侵能夠?qū)Ω鞣N生態(tài)系統(tǒng)造成威脅，也會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動造成嚴(yán)重破壞[1]。探究植物入侵對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的影響對于有效治理農(nóng)田植物入侵具有重要意義。施肥是提高農(nóng)田土壤肥力的一項重要措施，有利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，增加農(nóng)民收入，但施肥是否會促進(jìn)農(nóng)田外來植物的入侵、是否會對農(nóng)田入侵雜草產(chǎn)生影響目前還不清楚。

因此，本研究將利用整合分析的方法，以入侵農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的入侵植物和本地植物作為研究對象，探索施肥這一農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)入侵植物和本地植物光合作用特性的影響。

1 材料與方法

整合分析是指把多個獨立研究通過軟件進(jìn)行運算進(jìn)而得出一致結(jié)論的研究。本研究將采用整合分析的方法研究施肥對植物入侵農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響。利用中英文關(guān)鍵詞“農(nóng)業(yè)”“植物入侵”“施肥”在數(shù)據(jù)庫“web of science”“中國知網(wǎng)”中搜索相關(guān)文獻(xiàn)，然后利用以下標(biāo)準(zhǔn)對文獻(xiàn)進(jìn)行篩選：一是研究中必須同時包含入侵植物和本地植物的數(shù)據(jù)；二是研究中施肥必須包含對照組和試驗組，其中施肥為試驗組，不施肥為對照組；三是對于含有施肥梯度的研究僅使用梯度兩端的數(shù)據(jù)；四是本研究僅關(guān)注非競爭條件下的研究；五是本研究只關(guān)注草本入侵植物。

對于篩選出的文獻(xiàn)，從中挖掘出凈光合作用速率、氣孔導(dǎo)度、葉面積數(shù)據(jù)，然后對挖掘出的數(shù)據(jù)進(jìn)行如下轉(zhuǎn)換：

lnRR=ln（Xt /Xc）

其中，Xt代表施肥試驗組，Xc代表不施肥對照組。lnRR代表效應(yīng)值。當(dāng)效應(yīng)值包含0時，代表施肥對植物沒有影響；當(dāng)效應(yīng)值不包含0時，代表施肥對植物產(chǎn)生顯著性影響；當(dāng)效應(yīng)值大于0時，代表施肥對研究指標(biāo)產(chǎn)生了正效應(yīng)；當(dāng)效應(yīng)值小于0時，代表施肥對研究指標(biāo)產(chǎn)生了負(fù)效應(yīng)。當(dāng)兩者置信區(qū)間重疊時，代表二者沒有顯著差異。整合分析過程中使用了R軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 凈光合速率

從圖1可以看出，施肥可以顯著提高入侵植物（0.189 1， 0.112 5～0.265 7）和本地植物（0.234 1，0.134 0～0.334 2）的凈光合作用速率。其中，入侵植物的凈光合作用速率提高了18.9%，本地植物的凈光合作用速率提高了23.4%。施肥對入侵植物和本地植物凈光合作用速率的提高程度并沒有顯著差異（p>0.05）。

2.2 氣孔導(dǎo)度

從圖2可以看出，施肥可以顯著提高入侵植物的氣孔導(dǎo)度（0.212 2，0.058 1～0.454 4），對本地植物的氣孔導(dǎo)度沒有顯著影響（0.338 3，-0.009 3～0.730 6），入侵植物的凈光合作用速率提高了21.2%。施肥對入侵植物和本地植物凈光合作用速率的提高程度無顯著差異（p>0.05）。

2.3 葉面積

從圖3可以看出，施肥可以顯著提高入侵植物（1.240 9， 0.941 4～1.540 4）和本地植物（1.011 3，0.658 0～1.366 6）的葉面積。其中，入侵植物的葉面積提高了124%，本地植物的葉面積提高了101%。施肥對入侵植物和本地植物葉面積的提高程度無顯著差異（p>0.05）。

3 結(jié)論與討論

入侵植物通常在入侵地表現(xiàn)出比本地植物更強(qiáng)的競爭能力，如更高的生物量、更強(qiáng)的化感作用[2-3]。因此，可以通過比較入侵植物和本地植物的生物學(xué)特征探索外來植物成功入侵的機(jī)理[4-5]。

本研究希望利用入侵植物和本地植物的比較研究外來植物成功入侵農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的機(jī)理。研究利用整合分析的方法發(fā)現(xiàn)施肥能夠顯著改變?nèi)肭种参锖捅镜刂参锏膬艄夂献饔盟俾?、氣孔?dǎo)度和葉面積，但是入侵植物和本地植物的凈光合作用速率、氣孔導(dǎo)度和葉面積對施肥的響應(yīng)程度都沒有顯著差異（p>0.05），說明在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，入侵雜草并未通過提高自身的光合作用特性提高其對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的入侵力[6]。因此，在探索農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中外來雜草入侵機(jī)理的研究中，可以更多地關(guān)注入侵植物的非光合特性，如菌根共生系統(tǒng)、化感作用等。本研究為農(nóng)田外來雜草入侵機(jī)理的研究提供了數(shù)據(jù)支持。

4 參考文獻(xiàn)

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