狼毒(Stellera chamaejasme L.)是我国北方草地常见的一种有毒植物,在某些严重退化的天然草地群落中狼毒可成为优势种。狼毒与其他牧草共存,必然发生对光照、水分、矿物质营养以及空间的竞争。有研究表明,狼毒根系具有化感作用,但是这种作用在退化草地植物种间关系中发挥怎样的作用及其生态机制尚不清楚。为了揭示狼毒与优良牧草羊草(Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.)的种间关系与作用机制,本论文设计了狼毒根水提液处理和氮素添加的二因素互作实验,检验狼毒根水提液对羊草克隆生长的影响以及对羊草氮素利用效率的影响。本研究将干燥的狼毒根粉碎用蒸馏水浸泡制备根水提液(共包括3个质量浓度梯度),以硝酸铵作为氮肥(共包括2个浓度梯度),以羊草作为受试对象,在温室内进行了2年盆栽实验。拟回答以下3个科学问题:(1)狼毒根水提液对羊草克隆生长具有促进作用还是抑制作用?(2)狼毒根水提液是否会影响施氮对羊草克隆生长的促进作用?(3)狼毒根产生的化感物质是否影响羊草的氮素利用效率?主要研究结论如下:(1)在无狼毒根水提液和低浓度的狼毒根水提液的处理下,施氮导致羊草分株数、总根茎长、芽数和株高均显著增加。低浓度的狼毒根水提液对羊草的氮素利用效率作用不显著。(2)在高浓度的狼毒根水提液处理下,施氮对羊草的正效应消失。高浓度的狼毒根水提液降低了羊草的氮肥利用效率,并且在高氮处理下,抑制作用更显著。因此,较高浓度的狼毒根水提液抑制了施氮对羊草的正效应。(3)狼毒根水提液显著增加了土壤pH值和速效磷含量,降低了土壤电导率和微生物生物量碳的含量。在不施氮条件下,施加狼毒根水提液对土壤速效氮和微生物生物量碳的影响不显著;但在施氮处理时,施加狼毒根水提液使土壤速效氮含量显著升高,土壤微生物生物量碳的含量显著降低。(4)施氮处理对土壤pH值和速效磷含量具有显著的抑制作用,显著的促进作用了土壤电导率和土壤速效氮含量。在不施加狼毒根水提液处理时,施氮对土壤微生物生物量碳含量不具有显著效应;但在施加狼毒根水提液的处理时,施氮对土壤微生物生物量碳含量具有显著的负效应。综上可见,狼毒通过根系化感物质的释放,能够影响周围植物氮素利用效率及土壤化学特征,进而抑制邻近牧草生长。因此,在草地退化初级阶段,低密度的有毒植物(例如,狼毒)对羊草生长存在促进作用,而严重退化草地的高密度狼毒则会抑制了邻近植物对氮素的吸收,从而获得竞争优势。