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由象草和非洲狼尾草杂交育成的皇竹草(Ponnisetum hydridum)是高光效的能源禾草和饲料兼用等多功能作物,具有推广应用的潜力,但人们担心其作为外来植物大量引种种植会带来生态风险。本文在对国内外皇竹草种植情况进行调研基础上,结合现场考察和文献,综述了皇竹草的生物学性状,并运用国际通用的生态风险评价方法对其引种种植的生态风险进行了系统分析评估。同时采用室内分析实验和田间取样实验相结合的方法,对皇竹草的几个与繁殖与生态适应性相关的国内外还少有报道的生物学性状进行了实验研究,包括皇竹草的分株构件生长及其生物量的相关性、皇竹草非试管快繁育苗技术、不同水分梯度下对皇竹草幼苗光合生理影响等。最后主要研究结果如下: 1.皇竹草的生态习性与生态风险调研表明:皇竹草喜温暖湿润的气候,但不耐低温;对土壤要求不高,耐酸性、耐高温、耐干旱、耐火烧,但不耐水淹,不会在水生和湿地生态系统中自然扩张;皇竹草是象草和美洲狼尾草杂交而成三倍体,在广东不能进行有性繁殖,无性繁殖能力强,生长速度快,分蘖早而强;病虫害较少,能抑制外来入侵植物紫茎泽兰等害草的生长;营养种茎节比甘蔗小,容易失水干燥而影响种茎种植成活率;耐寒性较差,0℃左右的连续低温可致植株及部分根冻死,在野外低温无特殊保护条件下亚热带以北地区无法自然越冬而自然繁衍扩张。皇竹草引入我国已有20多年历史,已在多数省(区)作为牧草和水保植物种植。皇竹草不具备外来入侵植物的特性,类比国内外皇竹草种植的实例,迄今为止没有皇竹草造成生态入侵风险的报道。根据国际上较通用的外来物种入侵风险评价体系(包括澳大利亚指标和国际指标)进行评价的结果看,皇竹草的入侵风险评估综合指标体系评价结果为风险分值小于36,风险等级为可接受级,其管理策略为可以引进;按澳大利亚半定量评估方法得出皇竹草的外来生物风险整体评价结果为影响“非常低”。因此,在广东省发展皇竹草种植基地出现生物入侵风险的可能性较小。 2.皇竹草非试管快繁育苗研究表明,在土培或沙培基质培养下,植物生长调节剂海藻精在10 mg/L中浸种的皇竹草幼苗成活率、生根率均达到100%,其次细胞分裂素(15 mg/L)、生根粉(5 mg/L)对皇竹草的幼苗成活率和生根率的影响也有较好促进作用。植物生长调节剂浓度增加,对皇竹草幼苗成活率及生根率的影响较为明显。但不同基质培养对皇竹草幼苗成活率及生根率的影响效果不明显。 土培和沙培基质培养下,加入细胞分裂素的生长调节剂对皇竹草的根长、叶长、生根数和发芽数等促进作用较为明显,均与对照、海藻精、生根粉等植物生长调节剂作用效果达到差异显著性。另外,20 mg/L浓度下,细胞分裂素的促进作用效果更好。 3.不同水分梯度对皇竹草幼苗光合生理的影响实验表明,在干旱与淹水处理条件下,皇竹草叶绿素含量明显的减少,说明皇竹草在受到外界水分胁迫环境的条件下,叶绿素含量的产生受到明显抑制。不同土壤含水率能极其显著的影响皇竹草叶片的净光合速率(Pn)。随着土壤含水率的增加,皇竹草叶片的净光合速率呈现先上升后下降的趋势。皇竹草在土壤含水率50%、60%的净光合速率迅速上升并达到最大值。实验结果表明:干旱与水淹胁迫对皇竹草叶片净光合速率存在显著的影响。比较适宜皇竹草幼苗生长的土壤含水率为50%-70%。 4.分株构件生长及其生物量的相关性分析表明,皇竹草在分株生长过程中,叶片生物量呈线性或幂函数规律增长;茎秆生物量呈线性或幂函数规律增长,相关性模型确定系数较高,茎秆生物量增长规律更为稳定。随着分株总生物量的增长,6个月生长期茎秆生物量、叶片生物量增长速率高于12个月生长期。枯叶生物量在6个月生长期有着较为稳定的增长规律,相关性模型确定系数R2为0.818~0.989。