全 文 :浙江大学学报(农业与生命科学版) 38(2):127~131,2012
Journal of Zhejiang University(Agric.&Life Sci.)
文章编号:1008-9209(2012)02-0127-05 DOI:10.3785/j.issn.1008-9209.2012.02.002
收稿日期:2011-04-20
基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(Y5090253).
作者简介:杨蓓芬(1965—),女,浙江临海人,硕士,副教授,主要从事植物生态方面的研究.E-mail:ybf002@tzc.edu.cn。
南方菟丝子寄生对3种入侵植物生长的影响
杨蓓芬,李钧敏
(台州学院 生态研究所,浙江 临海317000)
摘要 采用同质种植园实验研究南方菟丝子寄生对3种入侵植物一年蓬、土荆芥和三叶鬼针草生长的
影响。结果表明:南方菟丝子寄生显著降低了一年蓬的根长,但对土荆芥与三叶鬼针草的根长无显著影
响;南方菟丝子寄生显著降低了3种入侵植物的茎长与总长,尤其是一年蓬分别降低了67.4%和
63.4%;且显著降低了3种入侵植物的根生物量、叶生物量、茎生物量、地上生物量和总生物量,其中影
响最显著的是一年蓬,其根、茎、叶生物量分别减少达46.8%、81.7%和65.2%;南方菟丝子寄生可以显
著提高3种入侵植物的根冠比。
关键词 南方菟丝子;一年蓬;土荆芥;三叶鬼针草;生物量
中图分类号 Q 948 文献标志码 A
YANG Bei-fen,LI Jun-min(Institute of Ecology,Taizhou University,Linhai,Zhejiang 317000,
China)
Effect of parasitic plant Cuscuta australis R.Br.on growth of three invasive plants.Journal of Zhejiang
University(Agric.&Life Sci.),2012,38(2):127-131
Abstract Effects of parasitic plant Cuscuta australis on the growth of three invasive plants,including
Erigeron annuus,Chenopodium ambrosioides and Bidens pilosa,were investigated in a common garden
experiment.The parasitic C.australis decreased significantly the root length of invasive E.annuus,but
had no significant effect on that of invasive C.ambrosioides and B.pilosa.The parasitic C.australis
decreased significantly the stem length and total length of three invasive plant species,in which the stem
length and total length of E.annuus reduced up to 67.4%and 63.4%,respectively.The parasitic C.
australis decreased significantly the root,leaf,stem,above-ground and total biomass of three invasive
plants,in which the root,stem and leaf biomass of E.annuus reduced up to 46.8%,81.7%and 65.2%
respectively.The parasitic C.australis increased significantly the root/shoot ratio of three invasive
plants.
Key words Cuscuta australis R.Br.;Erigeron annuus;Chenopodium ambrosioides;Bidens pilosa;biomass
近年来,入侵生物通过减少本地物种多样
性,改变土壤营养状况以及地貌演变过程等影
响生态系统的结构和功能,并对生态环境和社
会经济发展带来了严重的后果[1]。目前,生物
入侵引起了许多国家和国际组织的广泛关注,
已成为保护生物多样性和生态系统恢复研究的
浙江大学学报(农业与生命科学版)
热点问题。为消除和降低生物入侵的危害,已
有多种方法用于入侵生物的防治,包括物理防
治(如手工清除和机械割除)和化学防治,不仅
耗费大量资金,且成效都不大。生物防治是指
利用天敌来控制入侵植物的一种方法。近年
来,生物防治受到了广泛关注,尤其是利用本地
天敌作为生物防治的媒介,具有对本地生态系
统影响小的优势[2]。
寄生植物(parasitic plants)是植物群落的
特殊类群之一[3],以吸器寄生在寄主的根和/或
茎上,吸收寄主的养分和水分而生存。菟丝子
属(Cuscuta)植物为旋花科(Convolvulaceae)的
全寄生草本植物。研究发现,菟丝子属寄生植
物可以寄生入侵植物,显著影响入侵植物的生
长[4],从而改变群落结构[5-8]和土壤性状[9],促
进本地群落的恢复,达到防治入侵植物的作用。
一年蓬[Erigeron annuus(L.)Pers.]为菊
科飞蓬属植物,原产北美洲,现广泛分布于中国
温带和亚热带地区,是我国分布最广的入侵物种
之一[11]。土 荆 芥 (Chenopodium ambrosioides
L.)为藜科藜属植物,原产热带美洲,现广泛分布
于热带和温带地区,常生长于村旁、路边、旷野和
河岸等地,广泛分布于我国华东、中南、西南等地
区[12]。三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)为菊科鬼
针草属一年生草本,原产热带美洲,现为我国常
见的杂草,广泛分布于我国华东、华中、华南、中
南、西南地区[13]。目前,尚未见南方菟丝子
(Cuscuta australis R.Br.)对以上3种入侵植物
影响的相关报道。本文采用同质种植园实验分
析了南方菟丝子寄生对入侵植物一年蓬、土荆芥
和三叶鬼针草生长的影响,为菟丝子属寄生植物
防治入侵植物提供基础参考,为“以草治草”的生
物防治提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料的培养与处理
土荆芥和三叶鬼针草幼苗均用采集的种子
萌发获得,一年蓬幼苗从浙江临海郊区的田野
中采集获得。于2010年5月选择长势均一的
幼苗(约15cm长)移栽至花盆中,栽培的土壤
种类、数量、含水量、光照、肥料等环境条件均相
同。待花盆中幼苗完全成活后,将同一物种、长
势均一的幼苗分成2组,一组将15cm长、带茎
尖的南方菟丝子枝条缠绕在一年蓬、土荆芥和
三叶鬼针草植株上,为寄生组;另一组不寄生南
方菟丝子,为对照组;每组6个重复。
1.2 数据采集与分析
处理2个月后,将2组植物的植株完整地
从花盆中取出,清洗后分为根、茎、叶3个营养
器官,利用直尺迅速测量植株的根长和茎长,并
计算总长(总长=根长+茎长);然后立即放入
105℃恒温干燥箱中杀青30min,再放入80℃
恒温干燥箱中干燥至恒质量。利用电子天平
(1/10 000)对各部位样品进行称量,记录根、
茎、叶生物量,并按以下公式计算:叶生物量
比=叶生物量/总生物量,根生物量比=根生物
量/总生物量,茎生物量比=茎生物量/总生物
量,根冠比=根生物量/地上部生物量。数据采
用平均值±标准差表示。采用SPSS 11.5软件
的单因素方差分析(One way ANOVA)分析南
方菟丝子寄生对3种入侵植物形态及生物量的
影响是否具有统计学意义。
2 结果与分析
2.1 南方菟丝子寄生对入侵植物形态的影响
南方菟丝子寄生对3种入侵植物形态的影
响见图1。从中可知:南方菟丝子寄生显著降
低了一年蓬的根长,降低程度为16.7%,而对
土荆芥与三叶鬼针草的根长没有显著影响;南
方菟丝子寄生显著降低了3种入侵植物的茎长
与总长,尤其对一年蓬的降低程度最大,分别达
67.4%和63.4%。
2.2 南方菟丝子寄生对入侵植物生物量的
影响
南方菟丝子寄生对3种入侵植物生物量的
影响见图2。从中可知:南方菟丝子寄生可以显
著降低3种入侵植物的根生物量、叶生物量、茎
生物量和总生物量,其中对一年蓬的根、茎、叶生
物量分别降低达46.8%、81.7%和65.2%。
2.3 南方菟丝子寄生对入侵植物生物量分配
格局的影响
南方菟丝子寄生可以显著影响3种入侵植
821 第3 8卷
杨蓓芬,李钧敏:南方菟丝子寄生对3种入侵植物生长的影响
柱状图上的不同小写字母表示同物种的无寄生与寄生
处理组在P<0.05水平差异有统计学意义。
图1 南方菟丝子寄生对3种入侵植物形态的影响
Fig.1 Effect of parasitism of C.australis on morphology
of three invasive plants
物生物量的分配格局。南方菟丝子寄生可以使
3种入侵植物的茎生物量比显著下降,根生物
量比显著增高;使土荆芥的叶生物量比显著升
高,但对其他2种植物的叶生物量比没有显著
影响;南方菟丝子寄生显著提高了3种入侵植
物的根冠比(图3)。
3 讨论与结论
菟丝子属植物为寄生植物,利用吸器从寄
主吸收大量的养分与水分,对寄生的生理和生
长产生极大的影响。较多的研究集中于寄生植
物对入侵植物光合特性的影响[4,10],而对寄主
生物量分配格局的研究较少。本研究显示,3
种入侵植物在南方菟丝子寄生后会将更多的生
物量分配到根与叶上,而减少对茎的生物量投
入,使根生物量比和根冠比显著增高,茎生物量
比显著下降。表明当寄生植物从入侵植物吸收
大量的养分与水分时,入侵植物会改变生物量
的分配格局,将更多的生物量分配到营养吸收
器官和碳同化器官,即根与叶中,减少对支撑机
构的生物量分配(如茎),从而在有限的资源条
件下增加养分吸收与光合同化能力,提高植株
的生存能力。入侵植物常具有较强的表型可塑
性,从而对入侵生境具有强的适应能力,这是其
成功入侵的主要机制之一。当入侵植物碰到寄
生植物时,其强大的表型可塑性也是其改变
生物量分配格局、增强抵抗或耐受能力的主要
机制。
菟丝子属寄生植物可以明显地影响寄主的
生长及生物量的积累。如田野菟丝子(Cuscuta
campestris Y.)寄 生 薇 甘 菊 (Mikania
micrantha K.)后可在薇甘菊叶面上形成一层
黄色的覆盖层,减弱其光合能力,同时吸收其养
分,导致薇甘菊生长缓慢,最终由于养分不足而
死亡,有效地控制了薇甘菊的蔓延和传播[14]。
日本菟丝子(Cuscuta japonica C.)可以显著地
抑制入侵植物加拿大一枝 黄花 (Solidago
canadensis L.)的光合作用,影响其营养生长和
开花结实,从而达到生物防治加拿大一枝黄花
的作用[10]。有关南方菟丝子寄生入侵植物的
研究不多,Yu等[2]发现南方菟丝子偏好寄生
在薇甘菊与三裂叶蟛蜞菊(Wedelia trilobata
L.)上,可以显著地减少入侵植物的生物量与
养分,使群落中本地植物的数量及种类增加,达
到生态恢复的目的。本研究显示,南方菟丝子
可以显著抑制3种入侵植物一年蓬、土荆芥和
三叶鬼针草的生物量和株高,抑制3种入侵植
物的生长,可以认为南方菟丝子对3种入侵植
物具有一定的防治效果。菟丝子属植物在北方
严重寄生当地的经济作物,成为有害杂草,但在
南方却为当地群落的土著植物,尚未见对经济作
物影响的报道,反而在群落中表现出偏好入侵植
921 第2期
浙江大学学报(农业与生命科学版)
柱状图上的不同小写字母表示同物种的无寄生与寄生处理组在P<0.05水平差异有统计学意义。
图2 南方菟丝子寄生对3种入侵植物生物量的影响
Fig.2 Effect of parasitism of C.australis on biomass of three invasive plants
柱状图上的不同小写字母表示同物种的无寄生与寄生处理组在P<0.05水平差异有统计学意义。
图3 南方菟丝子寄生对3种入侵植物生物量分配格局的影响
Fig.3 Effect of parasitism of C.australis on biomass alocation patterns of three invasive plants
031 第3 8卷
杨蓓芬,李钧敏:南方菟丝子寄生对3种入侵植物生长的影响
物的特点;因此,“以草治草”的防治途径具有一
定的前景[10],但相关的基础研究还需深入以提
供更多的可行性依据。
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