Abstract
Allelopathy is one of the mechanisms that help to explain the invasion success of some plant species. Invasion of Phragmites australis through allelopathy is not robust enough to provide reliable information that could integrate the existing knowledge to sound on-ground reality. This study analysed the chemical characteristics of soil and water and monitored both over four seasons taking into consideration the phenological cycle of P. australis in the field. A series of bioassays has been conducted to test phytotoxicity using field concentrations of allelochemicals on different plant species in laboratory. Significant changes in soil and water chemistry were observed in invaded area compared to uninvaded area. Soil-water (rhizosphere and surface) and whole plant-leachate significantly inhibited germination and α-amylase activity of Lactuca sativa as well as the adventitious root formation of Phaseolus aureus. Seasonal impact on allelopathic interference of P. australis in terms of germination and growth of L. sativa, Melaleuca ericifolia, and Poa labillardierei showed distinct but inconsistent variation. Soil biota played an important role in reducing the phytotoxicity in natural soil. In addition, P. australis infested soil showed a lower arbuscular mycorrhizal fungus inoculum potential in terms of Zea mays roots colonization. A synthesis from field studies and associated laboratory experiments may provide a more logical understanding towards invasion mechanisms of P. australis through allelopathy, leading to more realistic management decisions
چکیده
اللوپاتی یکی از مکانیسم هایی است که به شرح تهاجم برخی از گونه های گیاهی کمک می کند. تهاجم Phragmites australis از طریق اللوپاتی، اطلاعات منطقی را ارائه نمی دهد که بتوان از طریق آن دانش موجود را با واقعیت های موجود زمینی ادغام کرد. در این مطالعه، خصوصیات شیمیایی خاک و آب تحلیل شده و هر دو فرایند را در طول فصول با در نظر گرفتن چرخه فنولوژیکی P. australis در مزرعه مورد پایش قرار می دهیم. مجموعه ای از زیست سنجی ها برای ازمون سمیت با استفاده از غلظت های مزرعه ای مواد شیمیایی اللوپاتی روی گونه های گیاهی متفاوت در ازمایشگاه انجام دادیم. تغییرات معنی دار در شیمی اب و خاک در مناطق مورد تهاجم در مقایسه با مناطق اشغال نشده مشاهده شد. خاک – آب (ریزوسفر و سطحی) و کل شیرابه ها به طور معنی دار باعث مهار جوانه زنی و فعالیت امیلاز الفا گونه Lactuca sativa و همچنین تشکیل ریشه نابجا در گونه Lactuca sativa شدند. اثر فصلی تداخل اللوپاتی P. australis از نظر رشد و جوانه زنی گونه های L. sativa, Melaleuca ericifolia, and Poa labillardierei معمولا تغییرات متمایز اما متناقض را نشان داد. موجودات زنده خاک دارای نقش مهمی در کاهش سمیت نباتی در خاک طبیعی بودند. علاوه بر این، خاک الوده شده به P. australis باعث تلقیح کمتر قارج میکوریزا اربوسکولار در کلونی ریشه های Zea mays می شود. تحلیل حاصل از مطالعات میدانی و آزمایشگاهی معمولا درک منطقی تر را از مکانیسم تهاجم P. australis از طریق اللوپاتی ایجاد می کند، و منجر به ایجاد تصمیمات مدیریتی واقعی تر می شود.
1-مقدمه
تهاجم بیولوژیکی توسط گونه های غیر بومی یک پدیده جهانی است که به طور تهیدی آمیز جوامع و اکوسیستم را تغییر می دهد (آلوارز و Cushman، 2002؛ مک و همکاران، 2000). آللوپاتی، انتشار phytotoxins توسط گیاهان، به عنوان یک نظریه جایگزین برای موفقیت بسیاری از گیاهان مهاجم پیشنهاد شده است (کالاوی و Aschehoug، 2000 ؛ کالاوی و همکاران، 2008؛ دانلی و همکاران، 2008؛ ENS و همکاران، 2009. ) برخی از جنبه های روش شناختی آللوپاتی مهم است که در تعیین اثرات شود بسیار مهم است. یکی از جنبه های آللوپاتی که در حال حاضر به آن پرداخته نشده ارزیابی سمیت نباتی در ارتباط با غلظت مزرعه ای phytotoxins آزاد شده از گیاهان آللوپاتیک است. بیشتر کارهای تحقیقاتی انجام شده در زمینه ارزیابی سمیت، در آزمایشگاه و گلخانه تنها با استفاده از عصاره های گیاهی انجام شده است که اهمیت عملکردی آن را در طبیعت نشان نمی دهد(1968 McNaughton، Mallik، 2000). در این زمینه، آزمایش های واقعی اکولوژیکی به منظور درک فعالیت های عملکردی اللوپاتی رخ داده در اکوسیستم های طبیعی نیاز است هر چند به دلیل پیچیدگی در سیستم طبیعی، نشان دادن اللوپاتی تقریبا غیر ممکن است (هارپر، 1975). علاوه بر این، شیمی آب و خاک به نظر می رسد در تعیین قابلیت دسترسی کمی و کیفی مواد شیمیایی اللوپاتی در مجاورت گونه همسایه کلیدی باشد و در ارائه درک بهتر از آللوپاتی (کالاوی و همکاران، 2004؛ Inderjit، 2001، 2005) و سرکوب جوانه زنی، رشد و استقرار گونه های مرتبط در مزرعه حائز اهمیت است ( Lambers و همکاران، 2008). از آنجا که اثرات متقابل گیاهان، آب، خاک در اکوسیستم های طبیعی مستقل نیستند، ضروری است آنها در آزمایش هایی بر اساس تهاجم بیولوژیکی هر گونه مهاجم تالابی از طریق در نظر گرفتن غلظت مواد شیمیایی اللوپاتی طبیعی یکپارچه کنیم...