外來物種加拿大蓬生物學特征及危害的研究

彭友林,王云,周國慶

(湖南文理學院生命科學學院,湖南 常德415000)

加拿大蓬Conyza canadensis又名小白酒草、小飛蓬、小蓬草,為菊科白酒草屬植物,原產北美,現主要分布于亞熱帶和溫帶地區[1-5]。該植物具有較強的抗旱能力[6],它產生的大量瘦果能借冠毛隨風擴散,因此蔓延極快,對經濟作物、果園和茶園危害嚴重,為一種常見惡性雜草。目前已經廣泛分布于我國大部分地區,是一種典型的入侵植物[7-8],在洞庭湖區主要危害棉花、小麥、果樹、蔬菜等。為此,研究加拿大蓬的生物學特征及危害特點進行研究,為其綜合防除利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 加拿大蓬的種子采自湖南文理學院生物園,樣方調查及植株測量在常德市郊區及經濟作物區進行。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子采集與觀察 加拿大蓬種子成熟期間,在野外隨機選取10株果實已經完全成熟的植株,測定單株植物的果實數,并隨機選取10顆果實進行解剖,記錄其解剖特征,其余果實貯藏備用。

1.2.2 播種 采用露地播種法。于2008年3月8日選取一小塊菜園地將土刨松后,分5個小區,每小區大小為50 cm×50 cm,每小區播種200粒(種子來源于野外采集,播種時未去果皮),播種后在壟上用泥土輕輕覆蓋,然后澆適量水,觀察種子的萌發情況,統計其萌發率。

1.3 觀察與記錄

1.3.1 試驗地觀測 選取10株生長良好的加拿大蓬幼苗進行觀察,每10 d觀測1次,用卷尺測量其株高,并記錄其幼苗生長期間葉的生長情況,用記號標記法記錄植株葉片的生長,即把成熟葉分成9等份,用新葉占老葉的比例的方式來記錄新葉的數量,完全張開的葉片計為1,未完全張開的葉片,根據張開的程度計為 0.1、0.3、0.5、0.7、0.9。

1.3.2 野外調查 2007年用樣方框(1.0 m×1.0 m)在野外隨機選取20塊有加拿大蓬生長的樣方進行調查,觀測樣方內加拿大蓬植株的植株數、株高、分枝數、葉片數(第一分枝)、花序分枝數、花序分枝長、分布密度和蓋度、樣方內伴生植物種類、伴生植物出現頻率和密度等,2008年對2007年所測樣方進行重復測量,并對兩年所得測定值用SAS 9.1.3統計分析軟件進行一元和多元方差分析。

2 結果與分析

2.1 莖、葉生長規律

2.1.1 葉的生長特性 加拿大蓬葉片數量增長規律見圖1。由圖1可知,加拿大蓬葉片生長可分為3個階段。第一階段:大約在3月19日—4月18日,葉片數目增長緩慢,只占總生長量的2.8%。此階段為幼苗初始生長階段。如果在此時采取一定的防治措施,可以很好地去除加拿大蓬,終止其對周圍農作物生長的影響。第二階段:4月18日—7月 27日,屬于葉片生長旺盛期,持續時間100 d,葉片凈生長量為364.9片,占總生長量的86.86%。第三階段:7月27日以后,此階段為開花結果期,是加拿大蓬從營養器官生長為主轉變為以生殖器官生長為主的時期,所以葉片數量變化不大。

圖1 加拿大蓬葉片數量變化

2.1.2 株高生長特性 加拿大蓬植株株高增長曲線見圖2。由圖2可知,3月19日—4月18日為莖的生長初期,幼苗生長遲緩,株高凈生長量僅占總生長總量的4.29%。4月18日—6月27日,陽光充足,溫度、水分等環境條件相對比較適宜,植株生長快,株高凈生長量約占總生長量的33.31%。植株平均每天增長量為0.58 cm 。6月27日—8月16日,植株高度增加迅速,為生長旺盛期,此時主要以節間距的伸長為優勢,株高生長量約占總生長量的61.08%。8月16日以后,為植株分枝、開花、結果期,所以株高增長緩慢,基本沒有變化。

2.2 不同年份植株生長特性的觀察 由表1可知,加拿大蓬在1 m2自然生境中的植株數2007年顯著高于2008年,但其花序分枝數、株高顯著低于2008年,而花序分枝長、第一分枝葉片數變化卻很小。這說明加拿大蓬單株的花序分枝數、株高與植株密度有關,兩者會隨植株密度的增加而減少,當植株數量多時,植株密度變大,此時植株的花序分枝數、株高會隨之減少,反之亦然。同時也說明加拿大蓬單株的花序分枝長、第一分枝葉片數受植株密度、外界自然因素的影響較小。

圖2 加拿大蓬株高變化

2.3 伴生植物 野外自然生長的加拿大蓬伴生植物觀測結果表明(見表2),加拿大蓬伴生植物的優勢種為狗尾草、苦賣菜、女苑、空心蓮子草,優勢科為禾本科、菊科。

表1 樣方內(m2)加拿大蓬的生長特性

表2 加拿大蓬伴生植物觀測結果

2.4 分布生境與繁殖特性 加拿大蓬在洞庭湖區分布廣泛,如在常德市武陵區護城鄉仙源村有成片分布。常見于路旁、陸地、草坪、果園、菜園,野外樣方調查結果顯示,其密度高達 40株/m2,蓋度高達90%。加拿大蓬具有較強的抗旱能力和抗逆性,適生于山坡、草地、田野、路旁和河堤等處,甚至在石縫、水泥板縫隙等處,常常形成單優勢種群落,表現出極強的競爭優勢,嚴重影響了當地生態系統的結構與功能。

加拿大蓬植株結實率較高,其單株植物平均結實為90 465.93粒,每果實著生1粒種子。果實小而輕,千粒重為0.036±0.003 g,具有冠毛,可隨風擴散,或漂在水上隨水流傳播,還可以黏附在動物羽毛或毛皮上傳播,傳播能力強。試驗地露地播種,其萌發率較低,僅為6.75%。盡管該植物種子的萌發率低,但單株種子的產量高,從而擴大了其繁殖,增加對經濟植物的危害,導致果園荒廢和農作物減產。

3 小結與討論

通過對外來物種加拿大蓬生物學特征、危害特點的研究,初步弄清了該植物在洞庭湖區莖葉生長的規律、單株產生果實的數量以及形成危害的原因等。

加拿大蓬一是具有很強的繁殖能力和擴散能力,單株加拿大蓬1年能產生9萬余粒種子,且果實輕、小,具有冠毛,能在風力和氣流的作用下遠距離傳播與擴散,進入不同的生境。二是具有很強的適應能力,加拿大蓬多生長在干燥、向陽貧瘠的土地上,對土壤結構和肥沃程度要求不嚴,在曠野 、荒地、田邊 、河谷 、溝邊 、牧場 、草原 、河灘及路邊常形成大片草叢。自然環境中加拿大蓬的植株被折斷后,在其愈傷組織處形成許多新的分枝,尤其在近地表的根基部能長出新的植株。三是具有化感作用抑制其他植物生長,加拿大蓬通過分泌化感物質抑制鄰近其他植物生長[6],從而使加拿大蓬易于形成單一株叢或優勢種,危害了當地植物的正常生長,影響了生態系統的平衡。

綜上所述,加拿大蓬在洞庭湖區分布廣泛,且具有較強的生長能力和繁殖能力,資源蘊藏量大,對農作物的危害嚴重。但目前對加拿大蓬的利用率非常低,絕大部分資源都浪費,如果能加大投入,積極深入地開展全方位、多層次的研究,充分利用這一資源,對制藥、養殖和保護環境等都具有一定的意義。

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