农林业入侵杂草五爪金龙生活史特性研究

农林业入侵杂草五爪金龙生活史特性研究 江西农业2006,18(6):l12—115 ActahgrieulturaeJiangxi 农林业入侵杂草五爪金龙生活史特性研究 廖宜英,林金哲,郑灿钟 (韩山师范学院生物系,广东潮州521041) 摘要:对农林业入侵杂草五爪金龙的生活史特性进行了系统的研究,研究结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明: 厚实的种皮是引起种子自 然发芽困难的主要原因,用浓硫酸,机械处理可以明显提高五爪金龙的种子萌发率; 五爪金龙在子叶展开后不到2个 月的时间便进入开花期,花期长,种群的开花时节是5,12月,完全枯萎期为次年的 1月上旬到2月上旬,但此期木质 化的茎仍然保持生命力,在接近1个月的休眠期后,次年2月又开始另一个生长季. 关键词:五爪金龙;生活史;物候观察;种子萌发. 中图分类号:Q949.777.1文献标识码:A文章编号:1001—8581(2006)06一O112— 04 ObservationonLifeHistoryCharacteristicsofInvasiveWeed IpomoeacairicainAgricultureandForestry LIAOYi—ying,LINJin.一zhe,ZHENGCan—zhong (DepartmentofBiology,tlanshanNormalUniversityinGuangdongProvince,Chaozhou52 1041,China) Abstract.ThelifehistorycharacteristicsofinvasiveweedJlpomDe0cairlcainagriculturean dforestryweresystematicallystudiedin thisarticle.TheresultsshowedthatthethickseedcapsulewasthemainreasonfordifXCicultn aturalgerminationoftheseed.Coneen- tratedsulfuricacidandmechanicaltreatmentcouldobviouslyenhancetheseedgerminationr ate.AnthesisofIp8cairicastarted withintwomonthsafterout—spreadofthecotyledonandlastedforalongtimeffromMaytoDecember).Theentirescorchph aseWaS fromthefirsttendaysofJanuarytothefirsttendaysofFebruaryofnextyear,butthelignifiedste msstillmaintainedtheirvitality. Throughaboutonemonth'Sdormancy,anewgrowingseasonof,J加,,0cairicastarted. Keywords:lpomoeacairica;Lifehistory;Phonologyobservation;Seedgermination 生物入侵与全球变暖,动植物生境的丧失并列为全球三大环境问题.五爪金龙(/pomoeacairica(L.)Sweet)为旋 花科(Convolvulaceae)多年生藤本杂草,原产北美],是与"植物杀手"微甘菊(MikaniamicranthaH_B.K)相提并论的 入侵杂草,其生态位幅度较宽,在我国南方地区广泛分布.五爪金龙在粤东地区迅速蔓延,大量入侵果园,茶园和 园林植物群落,缠绕本土植物,与之争夺阳光,最终使其不能正常进行光合作用而死亡,对农林业生产及自然生态系统 造成巨大的危害.目前关于五爪金龙的研究报道不多,还没有对其生活史及防除问题进行系统探讨.所以,对五爪金 龙生活史特性的研究是必需的.本研究在前人对入侵植物研究的基础上,对五爪金龙的生活史特性进行了观察和研 究,在此基础上分析了五爪金龙的入侵成灾机制,试图为五爪金龙生物学特性研究和控制对策的制订提供有价值的 依据. 1 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 与方法 1.1试验地概况研究在韩山师范学院花圃内和潮州市境内五爪金龙自然生长地进行,地处东经116.22,l17.lI, 北纬23.26一24.14之间,属海洋性季风气候,光照充足,雨量充沛,年平均气温21.4?,极端最高气温39.6?,极端最 低气温一0.5~C,年均降雨量1685.8mm.花圃人工试验地面积约为25m,:=l二壤贫瘠,经人工平整,剔除所有杂草,铺置 河沙和含有一定腐殖质的池塘底泥.用直径约2cm,长约4m的竹子和铁丝搭成布局均匀的棚架,使五爪金龙在生长 阶段可以自由攀爬.野外研究选取堤埂,池塘边,疏林下,废品堆积地,湿地,荒地等6种生境中生长的五爪金龙作为 观察对象. 1.2试验材料五爪金龙种子采自潮州市郊区,挑选发育良好的种子,经机械去皮处理,置于28%的恒温培养箱中培 养,约一周萌发生长后,挑选大小一致的幼苗,按0.5m×0.8m的密度定植到试验地内.当全部成活后,不浇水,也不 施加任何肥料,保持自然生长状态. 1.3方法 收稿日期:2006—08—03 基金项目:广东省科技厅 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 项H(2005B33302002):韩山师范学院青年科学基金项目. 作者简介:廖宜英(1985一).女,广东汕头人,主要从事人侵植物生态学方面的科研工作. 6期廖宜英等:农林业入侵杂草五爪金龙生活史特性研究ll3 1.3.1种子处理选择化学与物理方法对种子进行处理,并设空白对照,研究各种处理对五爪金化种了j[』JEi『』发卒 的影响,随机各取100粒五爪金龙的种子进行清洗,具体处理分别为:将种子置于98%浓硫酸中浸泡10minJf:小断 搅拌;将种子置于5%稀硫酸中浸泡20min并不断搅拌;将种子在10%的NaOH中浸泡l2h;将种了置.r8O:的热水中 浸泡并不断搅拌,取出种子,冷却;将种子置于4~C的冰箱中分别放置5d和10d;将种予置于培养『11【中并放于培养箱中 以10~C低温培养18h;用刀片将种孔(胚根突破种皮处)附近的种皮刮薄(但不损坏胚);将种子分别放置j3%和30% 的双氧水中浸泡24h和15min;将种子分别放置于100rag/kg,200rag/kg,500mg/kg 赤霉素水溶液中浸泡2h.将以上9 种方法处理过的种子置于培养皿中,于28?光照培养箱中培养10d(隔天水洗),分别统计其萌发率. 1.3.2物候观察采取表格登记的方法,定时定点对花圃试验地人工栽培的五爪金龙和野外F1然生境的五爪金龙进 行物候观察并做好物候记录.观察期为2005年7月至2006年7月,并记载其生物学特征,探讨:/XJg金龙牛长发f的 规律及特点. 2结果和分析 2.1五爪金龙的形态学特征五爪金龙系多年生草质藤本杂草,茎灰绿色,长达5m以上,常有小瘤状突起,略具棱; 叶5裂达基部,裂片椭圆状披针形,长2—7cm,先端急尖或微钝而呈短尖,两面无毛,全缘或聂下一对裂片有时再分 裂,叶柄长2,8cm,有瘤状突起;花序有花I,3朵,腋生,总花柄短,花柄长2,5cm;萼片5片,长0.4,0.8cm,边缘薄 膜质'夕轮裂片较大,钝,无毛;花冠紫红色或白色,漏斗状,顶端5浅裂或无,长5,7cm,直径约3.6,7.5cm;雄蕊5 个,内藏,不等长,基部长毛;雌蕊内藏,子房4室,无毛,柱头2裂;蒴果多球形,长约1Cln,瓣裂;种子暗褐色至黑色,呈 不规则卵形,长约0.5cm,密被毛,其百粒重为4.347g. 2.2五爪金龙的生活习性五爪金龙具喜光,耐旱,耐盐碱,耐热,耐冷的特性',对f:壤肥力要求不高,在阳光充 足,土壤湿润的林地边缘,低洼山谷,沼泽,荒地,苗圃,水沟,湿地中长势良好.五爪盒龙在荫蔽环境巾生长,叶片鲜 绿较大;在干瘠的环境中,叶片黄小,但仍能继续生长.在后期的生长速度很快,遇灌木或小乔木则缠绕而上,数年后, 老茎及当年生叶片形成厚覆盖层,阻止覆盖层下其它植物的生长,最终导致被攀附植物的死亡.同时,茎节随时If以 生根并繁殖,快速覆盖生境…. 观察发现,室外五爪金龙顶芽生长变慢从而加快了茎上腋芽(枝芽)的生长,说明它的顶端优势不明显.五爪金 龙向光性强,其幼苗在子叶未展开时就具有很强的趋光性,对阳光的需求量很大,在强光下营养生比阴雨天快得多. 五爪金龙的根由主根,侧根,二级侧根,三级侧根等组成,侧根量多且发达.在栽培条件下,土壤经常翻松有利于五爪 金龙主根的生长,半年生栽培五爪金龙主根伸长可达lm.茎为左旋(逆时针)的缠绕攀,攀缘性和分枝能力强,每一节 都具备分枝的能力.匍匐茎节问处可长出不定根,不定根长出侧根并深入土壤为植株吸收荷养和水分,部分节问产生 不定根并长出新枝,遇到适宜的水分和土壤时萌发成新的植株,这些特性使其具有向周围环境扩散蔓延,与周围植物 争夺生活空间的能力.在相同的环境条件下,五爪金龙比其它植物具有更迅速的营养生长速度,这种快速生长的能 力使其能够缠绕在其它植物上而形成单优种群…J.由于五爪金龙在自然状态下结实率低,种子自然萌发率低,?营 养生长速度快,匍匐茎能长根,根据这些特性可以推测五爪金龙主要是利用茎干进行无性繁殖. 2.3五爪金龙种子的萌发种子萌发率试验结果见表1.从表1可见,用赤霉素,NaOH,低,温,高温等方法处理五爪 金龙种子后,其萌发率均小于或等于对照组;用稀硫酸,变温,双氧水等处理的种子萌发率均高于对照组,但士{{加幅度 不大;用浓硫酸,机械处理后明显提高了五爪金龙的种子萌发率,分别达到35%与56%,与对照卡}{比,分别增』Jll了23 个和44个百分点. 表1不同处理方法对五爪金龙种子萌发的影响 TablelEffectsofdifferenttreatmentsongerminationoflvomoeacairicaseed 处理方法萌发率(%)处理方法萌发率(%)处理力'法曲发串(%) 浓硫酸处理法35低温处理法4办霉索处理法0 稀硫酸处殚法14变温处理法l5对照(木处理)l2 NaOH处理法4机械处理法56 高温处理法12双氧水处理法14 成熟的五爪金龙种子具坚硬致密的种皮,透水透气性极差,导致种子早期萌发率低,对其进行机械处理(即削薄种 孔周围的种皮)或用浓HsO处理,使种皮软化,种子一旦吸水膨胀,过1~2d即可萌发.可见,厚实的种皮是引起种 子发芽困难的主要原因.五爪金龙的这种萌发特陛,说明其休眠并非是由胚体本身所引起,而是由于种皮的机械阻碍 导致的胁迫休眠. 光照对五爪金龙种子的萌发没有明显的影响,在完全黑暗或光照条件下均可以萌发;种子萌发受温度影响明显, ll4江西农业18卷 低温状态时,种子萌发的时间延长,甚至不萌发,一旦移至温度适中的环境,种子又能迅速萌发,说明其种子具有较强 的生命力和适应能力. 2.4五爪金龙的物候观察五爪金龙在1年中的生长发育期及物候特征见图1.在自然条件下,五爪金龙幼苗初期 生长缓慢,出土后7d才开始发芽,lld后开始出现第一片真叶.但lld后植株迅速生长,1个月时真叶片数每株约2O 叶以上,部分植株接近30片.随着真叶增多,光合作用也随着增强,植株获得足够的营养补给而生长迅速,在幼苗生 长1个月后子叶开始脱落,仅4d时间,所种植的4JD株植株子叶完全脱落.五爪金龙的茎,一部分植株在芽刚出土时 就为紫色,而一部分植株在出土后大约20d变为紫色,还有一部分植株的茎始终为绿色.紫色茎的植株,新发的枝和 开的花也为紫色,而绿色茎的植株,花为白色.五爪金龙的花期很长,从种植之日算起1个半月之后,五爪金龙开始:FF 花.9月15日开始出现花蕾,9月21日首次开花.一朵花从花蕾到花开需要6d时间,而一朵花绽放后,不到ld便凋 谢.开花盛期持续50d左右,整个开花期到2005年底完全结束,两个月后,新的花期开始.从2006年5月下旬至6月 中旬,天气一直以雨天为主,开花期中断.雨季过后,又有花朵开放.观察中发现,五爪金龙的花在严寒中也能开放, ,均只是数量相对较少.植株开花的顺序由下往上.从2005年1O月至2006年1月有种子形成与成熟,标定的果实从 出现到成熟需要64d的时间.五爪金龙的营养生长期,开花期,结实期的分界不明显(见图1),开花期仍然伴有营:养 生长,结实期仍能观察到花的开放.果实所在的枝条伴随着果实的成熟而逐渐枯萎,植株整体枯萎的顺序是从下往 上,这与花开的顺序和新枝长出的顺序一致.从2006年1月中旬到2月上旬,五爪金龙处于休眠期.但是,其木质化 的茎仍保持生命力,到2O06年2月中旬,植株开始了第二次的萌发.此阶段茎,叶生长速度快,很快又开始开花,结 果.试验地的观察结果与野外的观察结果基本一致. 雪营养生长期 果实始熟期 果实脱落期 现蕾期 果实普遍成熟期 枯黄期 图1五爪金龙的物候图谱 Figure1Phenologicalobservationdiagramoflpomoeacairica 开花盛期 果实全熟期 休眠期 3讨论 3.1人为扰动对结实率的影响五爪金龙的野生植株和栽培植株均能开花结实,但结实率随着生境条件的不同而有 所不同,自然生长的五爪金龙植株结实率低,试验地栽培的五爪金龙植株结实率高,而介于自然生长和栽培之间的半 野生植株结实率次高(此处的半野生植株指在翻过土的荒地上自然生长的植株).通过对野外不同生境的种群的调 查和分析,发现野外结实量大的种群在不同程度上都曾受到人为扰动,五爪金龙的结实率与人为扰动呈现出高度的相 关性,由此推测五爪金龙的结实率可能随着生境条件被人为扰动程度的加强而有所增加. 3.2影响五爪金龙不同花色的原因在野外调查和试验地栽培过程中发现,五爪金龙花色呈现紫色或白色.紫色花 花冠淡紫色,内面颜色较深,白花则其花筒近花萼处为淡紫色.白花植株数量较为稀少,在野外调查的6个自然生境 中仅在废品堆积地及疏林处出现了少量白花植株,其余各处植株均为紫花.在现有的资料和报道中,均只提及五爪金 龙为紫色花b],对白色花未曾提及.为探明其花色变化的原因,取紫色花植株的种子栽种于花圃的试验地,栽培发现 第二代中部分为紫色花植株,部分为白色花植株.据此推测白花植株产生的原因可能与遗传因素有关,但也不能排除 环境因素的作用,形成不同花色的实质有待于进一步探讨. 3.3五爪金龙的防除对策五爪金龙作为农林业的入侵杂草,对其控制和防除尤为重要.五爪金龙进入营养生长期 时根系发达,采用人工割除的办法应在其开花未结实时进行,这样既可以防止结出新的种子,又可以阻止再发新枝;用 Il ? 6期廖:宜英等:农林业入侵杂草五爪金龙生活史特性研究lJ5 化学方法防止五爪金龙的蔓延扩散,应依据五爪金龙的具体生长环境而选择不同的药物.目前报道的能有效灭除五 爪金龙的除莠剂有2,4一D丁酯,恶革灵,毒莠定等.化学防除时,应辅以人工拔除;开发对自然生态系统无污染的 植物源生物除草剂也是值得探索的. 致谢:感谢韩山师范学院生物系束慧老师对本研究的指导. 参考文献: [1]中国科学院植物研究所.中国高等植物图鉴(第一版)[M].北京:科学出版社,1974.531. 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