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图文|可以鸭文史
«——【·引言·】——»
香菇草是一种伞形科的多年生草本克隆植物，通常从半湿润地带扩散到湿润地带。它的茎节具有横向匍匐茎的生长能力，可以产生新的叶柄和无性系分株。
香菇草是一种典型的入侵性克隆植物，通过茎节的克隆繁殖迅速扩散，虽然它也可以进行有性生殖，但克隆繁殖是其主要的繁殖方式。而且研究表明，在异质环境中，克隆整合可以促进克隆植物的生长和繁殖。
本实验选择香菇草作为研究对象，目的是探究氮形态、损伤和克隆整合对香菇草生长和生理指标的独立和相互作用，以期为揭示入侵性克隆植物香菇草的入侵机制提供理论支持。
«——【·香菇草来源与试验·】——»
1.产地介绍
本实验使用的香菇草样本采自浙江省杭州市西溪湿地的野生自然种群。
2.材料准备
培养基质的采用：草炭，蛭石，石英砂按1∶1∶1的比例混合，并在容器底部放置陶粒以防止基质流失。培养周期约为3个月。选择相似生长状态的香菇草片段，每个片段有6个节点。将同一片段的3个节点分别栽种在两个相同大小的花盆中，使用与之前培养相同的培养基质。花盆成对放置，并在宽敞的场地上放置。
3.试验设计
根据图1所示的实验设计，本实验采用三因素设计，包括三种氮形态添加（铵态氮、硝态氮、有机氮）和对照处理（去离子水），以及两种叶片损伤处理（有无损伤）和两种克隆整合处理（连接或断开）。总共进行16种处理，每种处理有6个重复。
每个香菇草克隆整合片段包含6个节点，克隆整合处理分为连接或切断。具体而言，在整个克隆片段的中间部分进行连接或断开处理，其中年长的一侧作为基部分株，年轻的一侧作为端部分株。
基部分株进行三种施氮形态添加和对照处理，具体包括：CK、铵态氮、硝态氮、有机氮，添加的氮含量均为15g/m2/year。实验中的氮素总量根据香菇草生长区域的大气氮湿沉降量和降水情况进行设置。将各种形式的氮养分溶于去离子水中，分别定容至100mL，并均匀喷洒在土壤表面，对照处理则喷洒100mL去离子水。
在试验开始时，在每个香菇草端部分株的叶片顶端投放6-8只桃蚜作为损伤处理，并定期检查以保持数量的稳定。
4.数据收集
使用LI-6400光合仪，在每盆样本中随机选择一片大小相似的叶片测定样本的净光合速率。在试验收获时，缓慢倒置试验容器，将香菇草植株完整取出，并将其根部基质冲洗干净。将香菇草分为根、茎、叶三部分，使用扫描仪和ImageJ软件计算获得香菇草的叶面积。
之后，将样品放入信封中，置于70℃烘箱中烘干72小时至恒重。然后测定根、茎、叶的生物量，并以此计算总生物量。生物量测定完毕后，首先对植物进行H2SO4-H2O2消煮，然后使用连续流动分析仪测定根、茎、叶的氮含量。
5.数据分析
所有数据分析均在SPSS20.0（IBM，Chicago，Illinois，USA）软件中进行。使用三因素方差分析检验施氮形态、克隆整合、损伤处理以及它们之间的交互作用对香菇草总生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量、叶片面积、净光合速率、总氮、根氮、茎氮以及叶氮含量的影响。
在进行方差分析之前，检验数据是否满足正态分布和方差齐性的要求。对于不满足要求的数据，会进行对数转换或开平方根转换。在分析完成后，使用最小显著差异法（LSD）进行事后两两比较，以分析各处理之间香菇草生长生理性状的差异。最后，使用SigmaPlot12.0软件进行绘图。
«——【·试验数据的结果与分析·】——»
施氮形态、克隆整合和损伤处理对香菇草整个克隆片段以及前后端分株生物量产生显著影响。克隆整合处理对香菇草整个克隆片段、基部分株和端部分株的总生物量、根生物量、茎生物量和叶生物量产生显著影响（P<0.05）（表1）。
除在添加有机氮且无损伤的情况下，连接处理导致的香菇草整个克隆片段的生物量指标低于切断处理，连接处理导致的香菇草整个克隆片段的其他生物量指标高于切断处理。
不同施氮形态对香菇草整个克隆片段的根生物量和叶生物量产生显著影响（P<0.05），也对基部分株的总生物量、根生物量和叶生物量产生显著影响（P<0.05），但对端部分株的生物量指标没有显著影响（P>0.05）（表1）。
相较于对照组，添加三种氮形态均提高香菇草整个克隆片段和基部分株的生物量指标，其中在添加硝态氮时生物量最高，添加有机氮对香菇草生物量的提升最小，尤其是在分株切断且无损伤或连接且损伤的情况下，添加有机氮反而稍微降低香菇草整个克隆片段的生物量。
分株损伤处理以及各因素之间的交互作用对香菇草整个克隆片段、基部分株和端部分株的生物量指标没有显著影响（P>0.05）。尽管在不同氮形态或损伤处理下，香菇草分株切断或损伤时的生物量在数值上存在差异，但根据事后多重比较的结果，氮形态和损伤并未显著改变克隆整合对香菇草整个克隆片段总生物量的影响。
在连接处理中，基部分株添加铵态氮并进行连接且无损伤处理，以及端部分株添加有机氮并进行连接且损伤处理的叶面积低于相应的切断处理，而其他连接处理的基部和端部分株的叶面积高于切断处理（图3a,c）。克隆整合对香菇草基部和端部分株的净光合速率没有显著影响（P>0.05）。
图３氮供应形态、克隆整合及损伤处理对香菇草基部与端部分株叶面积与净光合速率的影响
氮形态显著影响基部分株的叶面积（P<0.05）（表2）。相较于对照组，添加三种氮形态均提高香菇草基部分株的叶面积，其中在添加硝态氮且无损伤时，叶面积最大（图3a）。
氮形态对香菇草基部和端部分株的净光合速率没有显著影响（P>0.05）。损伤处理以及各因素之间的交互作用对香菇草基部和端部分株的叶面积和净光合速率均没有显著影响（P>0.05）（表2）。
施氮形态、克隆整合和损伤处理对香菇草前后端分株的氮含量产生影响。克隆整合处理（连接或切断）显著影响香菇草端部分株的总氮、根氮和茎氮含量（P<0.05）。
连接处理导致端部分株的氮含量高于切断处理（图4e-h）。克隆整合对香菇草基部分株的氮含量没有显著影响（P>0.05）。
不同施氮形态显著影响香菇草基部分株的总氮、根氮、茎氮和叶氮含量（P<0.05）；同时对端部分株的根氮和茎氮也产生显著影响（P<0.05）（表3）。
表３氮供应形态、克隆整合及损伤处理对香菇草基部与端部分株氮含量影响的方差分析
损伤处理提高了香菇草端部分株的根氮和叶氮含量，相对于对照组，三种形式的氮添加显著提高香菇草基部和端部分株的氮含量，其中对基部分株的提升更为显著（图4）。而且损伤处理对香菇草端部分株的根氮和叶氮含量产生显著影响（表3，P<0.05）。（图4f,h）。
图４氮供应形态、克隆整合及损伤处理对香菇草基部与端部分株氮含量的影响
«——【·试验数据的结果的讨论·】——»
试验结果显示，克隆分株之间的连接显著增加香菇草整个克隆片段、基部分株以及端部分株的生物量和叶面积。这表明克隆整合在维持香菇草的生长发育中扮演着重要的角色。
需要注意的是，克隆分株之间的连接显著增加端部分株的氮含量，但对基部分株的氮含量影响不显著。这可能是因为位于高资源环境的分株通常充当供体分株，向位于低资源环境的分株转移一些资源。因此，克隆整合促进整个克隆片段以及基部和端部分株的生长，尤其是对端部分株的促进作用更为显著。
总体而言，在基于事后多重比较的结果中显示，氮形态和损伤对克隆整合对香菇草整个克隆片段的总生物量没有显著影响。
因为氮是植物生长所必需的重要养分，所以三种形态的氮添加均显著增加香菇草整个克隆片段、基部分株以及端部分株的生物量。特别是硝态氮对香菇草生物量的积极影响最大。一方面，相对于有机氮，大多数植物更容易吸收和利用无机氮。另一方面研究结果果揭示，香菇草可能更倾向于吸收和利用硝态氮而非铵态氮。
同时本研究结果表明，损伤并没有对香菇草的生长产生显著抑制作用。先前的研究表明，大多数植物具有一定的损伤抵抗能力，而入侵植物对损伤的耐受性和补偿能力更强，作为一种入侵性克隆植物，香菇草具有一定程度的损伤抵抗能力。
«——【·结论·】——»
本文探讨了三种形态的氮供应和分株损伤对入侵植物香菇草生长和克隆整合的影响。结果表明，克隆整合对香菇草的生长发育，尤其是对端部分株的发育，具有重要的积极作用。
三种形态的氮供应都促进香菇草的生长，分株损伤并没有显著抑制香菇草的生长。入侵植物香菇草的克隆整合在适应不同形态的氮输入和应对分株损伤中扮演着重要的角色。
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