外来物种加拿大蓬生物学特征及危害的研究

彭友林,王云,周国庆

(湖南文理学院生命科学学院,湖南 常德415000)

加拿大蓬Conyza canadensis又名小白酒草、小飞蓬、小蓬草,为菊科白酒草属植物,原产北美,现主要分布于亚热带和温带地区[1-5]。该植物具有较强的抗旱能力[6],它产生的大量瘦果能借冠毛随风扩散,因此蔓延极快,对经济作物、果园和茶园危害严重,为一种常见恶性杂草。目前已经广泛分布于我国大部分地区,是一种典型的入侵植物[7-8],在洞庭湖区主要危害棉花、小麦、果树、蔬菜等。为此,研究加拿大蓬的生物学特征及危害特点进行研究,为其综合防除利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 加拿大蓬的种子采自湖南文理学院生物园,样方调查及植株测量在常德市郊区及经济作物区进行。

1.2 试验方法

1.2.1 种子采集与观察 加拿大蓬种子成熟期间,在野外随机选取10株果实已经完全成熟的植株,测定单株植物的果实数,并随机选取10颗果实进行解剖,记录其解剖特征,其余果实贮藏备用。

1.2.2 播种 采用露地播种法。于2008年3月8日选取一小块菜园地将土刨松后,分5个小区,每小区大小为50 cm×50 cm,每小区播种200粒(种子来源于野外采集,播种时未去果皮),播种后在垄上用泥土轻轻覆盖,然后浇适量水,观察种子的萌发情况,统计其萌发率。

1.3 观察与记录

1.3.1 试验地观测 选取10株生长良好的加拿大蓬幼苗进行观察,每10 d观测1次,用卷尺测量其株高,并记录其幼苗生长期间叶的生长情况,用记号标记法记录植株叶片的生长,即把成熟叶分成9等份,用新叶占老叶的比例的方式来记录新叶的数量,完全张开的叶片计为1,未完全张开的叶片,根据张开的程度计为 0.1、0.3、0.5、0.7、0.9。

1.3.2 野外调查 2007年用样方框(1.0 m×1.0 m)在野外随机选取20块有加拿大蓬生长的样方进行调查,观测样方内加拿大蓬植株的植株数、株高、分枝数、叶片数(第一分枝)、花序分枝数、花序分枝长、分布密度和盖度、样方内伴生植物种类、伴生植物出现频率和密度等,2008年对2007年所测样方进行重复测量,并对两年所得测定值用SAS 9.1.3统计分析软件进行一元和多元方差分析。

2 结果与分析

2.1 茎、叶生长规律

2.1.1 叶的生长特性 加拿大蓬叶片数量增长规律见图1。由图1可知,加拿大蓬叶片生长可分为3个阶段。第一阶段:大约在3月19日—4月18日,叶片数目增长缓慢,只占总生长量的2.8%。此阶段为幼苗初始生长阶段。如果在此时采取一定的防治措施,可以很好地去除加拿大蓬,终止其对周围农作物生长的影响。第二阶段:4月18日—7月 27日,属于叶片生长旺盛期,持续时间100 d,叶片净生长量为364.9片,占总生长量的86.86%。第三阶段:7月27日以后,此阶段为开花结果期,是加拿大蓬从营养器官生长为主转变为以生殖器官生长为主的时期,所以叶片数量变化不大。

图1 加拿大蓬叶片数量变化

2.1.2 株高生长特性 加拿大蓬植株株高增长曲线见图2。由图2可知,3月19日—4月18日为茎的生长初期,幼苗生长迟缓,株高净生长量仅占总生长总量的4.29%。4月18日—6月27日,阳光充足,温度、水分等环境条件相对比较适宜,植株生长快,株高净生长量约占总生长量的33.31%。植株平均每天增长量为0.58 cm 。6月27日—8月16日,植株高度增加迅速,为生长旺盛期,此时主要以节间距的伸长为优势,株高生长量约占总生长量的61.08%。8月16日以后,为植株分枝、开花、结果期,所以株高增长缓慢,基本没有变化。

2.2 不同年份植株生长特性的观察 由表1可知,加拿大蓬在1 m2自然生境中的植株数2007年显著高于2008年,但其花序分枝数、株高显著低于2008年,而花序分枝长、第一分枝叶片数变化却很小。这说明加拿大蓬单株的花序分枝数、株高与植株密度有关,两者会随植株密度的增加而减少,当植株数量多时,植株密度变大,此时植株的花序分枝数、株高会随之减少,反之亦然。同时也说明加拿大蓬单株的花序分枝长、第一分枝叶片数受植株密度、外界自然因素的影响较小。

图2 加拿大蓬株高变化

2.3 伴生植物 野外自然生长的加拿大蓬伴生植物观测结果表明(见表2),加拿大蓬伴生植物的优势种为狗尾草、苦卖菜、女苑、空心莲子草,优势科为禾本科、菊科。

表1 样方内(m2)加拿大蓬的生长特性

表2 加拿大蓬伴生植物观测结果

2.4 分布生境与繁殖特性 加拿大蓬在洞庭湖区分布广泛,如在常德市武陵区护城乡仙源村有成片分布。常见于路旁、陆地、草坪、果园、菜园,野外样方调查结果显示,其密度高达 40株/m2,盖度高达90%。加拿大蓬具有较强的抗旱能力和抗逆性,适生于山坡、草地、田野、路旁和河堤等处,甚至在石缝、水泥板缝隙等处,常常形成单优势种群落,表现出极强的竞争优势,严重影响了当地生态系统的结构与功能。

加拿大蓬植株结实率较高,其单株植物平均结实为90 465.93粒,每果实着生1粒种子。果实小而轻,千粒重为0.036±0.003 g,具有冠毛,可随风扩散,或漂在水上随水流传播,还可以黏附在动物羽毛或毛皮上传播,传播能力强。试验地露地播种,其萌发率较低,仅为6.75%。尽管该植物种子的萌发率低,但单株种子的产量高,从而扩大了其繁殖,增加对经济植物的危害,导致果园荒废和农作物减产。

3 小结与讨论

通过对外来物种加拿大蓬生物学特征、危害特点的研究,初步弄清了该植物在洞庭湖区茎叶生长的规律、单株产生果实的数量以及形成危害的原因等。

加拿大蓬一是具有很强的繁殖能力和扩散能力,单株加拿大蓬1年能产生9万余粒种子,且果实轻、小,具有冠毛,能在风力和气流的作用下远距离传播与扩散,进入不同的生境。二是具有很强的适应能力,加拿大蓬多生长在干燥、向阳贫瘠的土地上,对土壤结构和肥沃程度要求不严,在旷野 、荒地、田边 、河谷 、沟边 、牧场 、草原 、河滩及路边常形成大片草丛。自然环境中加拿大蓬的植株被折断后,在其愈伤组织处形成许多新的分枝,尤其在近地表的根基部能长出新的植株。三是具有化感作用抑制其他植物生长,加拿大蓬通过分泌化感物质抑制邻近其他植物生长[6],从而使加拿大蓬易于形成单一株丛或优势种,危害了当地植物的正常生长,影响了生态系统的平衡。

综上所述,加拿大蓬在洞庭湖区分布广泛,且具有较强的生长能力和繁殖能力,资源蕴藏量大,对农作物的危害严重。但目前对加拿大蓬的利用率非常低,绝大部分资源都浪费,如果能加大投入,积极深入地开展全方位、多层次的研究,充分利用这一资源,对制药、养殖和保护环境等都具有一定的意义。

[1] 罗群,张红,等.入侵植物加拿大飞蓬生理生态适应初探[J].四川师范大学学报(自然科学版),2007,30(3):387-390.

[2] 席庆国,洪浩.外来植物奇岗的生物学特征[J].草业科学,2008,25(2):26-28.

[3] 彭友林,王朝晖,王云,等.常德市外来有害植物的种类、分布及危害的研究[J].湖北农业科学,2009,48(8):1906-1909.

[4] 彭友林,王云,周国庆,等.洞庭湖区外来有害植物种类、分布及危害的研究[J].安徽农业科学,2008,36(3):1114-1116.

[5] 徐海松,强胜.中国外来入侵植物编目[M].北京:中国环境科学出版社,2004.

[6] 彭瑜,胡进耀,苏智光.外来物种红花酢浆草的化感作用研究[J].草业学报,2008,16(5):90-95.

[7] 强胜,曹学章.外来杂草在我国的危害性及其管理对策[J].生物多样性,2001,9(2):189-190.

[8] 王云,唐书国,陈巧敏,等.土荆芥种子贮藏与萌发特性的研究[J].草业科学,2008,25(2):103-106.