全 文 ：西北农业学报 2008 , 17(2):234-237
Acta A griculturae Boreali-occidentalis Sinica
美国地锦入侵特性研究＊
刘明久 ,许桂芳 ,王鸿升 ,朱晓利
(河南科技学院 ,新乡 453003)
摘 要:用外来入侵植物美国地锦的水浸提液对几种受体作物的种子进行处理 ,测定种子的萌发率 、根长 、苗
高和苗重 ,研究美国地锦的化感作用;对美国地锦的繁殖特性和生物学特性进行初步调查 , 并根据外来物种入
侵风险指数评估体系对美国地锦的入侵风险进行评估。结果表明:①美国地锦对受体植物存在化感作用 , 能
够抑制受体植物种子的萌发及植物生长 ,并且随着美国地锦浸提液浓度的升高 , 其抑制作用增强。 ②美国地
锦的伴生物种有小白酒草 、野茼蒿 、藜 、打碗花和野艾 , 但长势较弱。 ③美国地锦入侵风险较高 , 必须严格限制
其引入的目的 、区域和数量 , 并要制定相应的措施限制其逃逸和扩散。
关键词:美国地锦;入侵特性;风险评估;化感作用;繁殖特性
中图分类号:S545 文献标识码:A 文章编号:1004-1389(2008)02-0234-04
The Invasive Characteristic of Par thenocissus quinquef olia (L.)Planch
LIU M ing-jiu , XU Gui-fang , WANG Hong-sheng and ZHU Xiao-li
(H e′nan In sti tu te of S cience and Techn ology , Xinxiang He′nan 453003 , China)
Abstract:The w ater ex tract o f the stem and leaf of Parthenocissus quinque f ol ia (L.)Planch w as used
to t reat the seeds of some crops like Tri ticum aest ivum L .,B rassica campestris L.and Brassica pe-
kinensis Rupr..The seeds germination percent , roo t leng th , height and w eight of seedling w ere
mensurated in order to study the allelopathy of the Parthenocissus quinque f ol ia (L.)Planch..T hat
is , the propagation characterist ics , biolo gical characteristics of Parthenocissus quinque f ol ia (L.)
Planch w ere prelim inarily investiga ted.Under the risk evaluating index sy stem o f the alien invasive
species , the invasion risk of Parthenocissus quinque folia (L .)Planch w as evaluated.The results are
as fol low .① the allelopathy of Parthenocissus quinque folia (L.)Planch did exist , and the w ater ex-
t rat could inhibi t the germination percent and the g row th of the plant.Furthermo re , the higher the
concentration w as , the st ronger the inhibition did.②The asso ciated species o f Parthenocissus quin-
que fol ia (L .)Planch w ere Chenopodium album Linn., Calystegia hederacea Wall.Artem isia lavan-
d ulae folia DC.Gynura crepidioides Benth.and Conyza leucantha(D.Don)Ludlow Raven.③The e-
valuating of the ecolo gical risk o f Parthenocissus quinque folia (L.)Planch show ed 20.It w as a kind
of plant w ho had higher invasion risk.So w e must st rictly limi t the purpose , region and quantity of
the int rodut ion , and make co rresponding measures to limit thei r escape and spread.
Key words:Parthenocissus quinque folia (L .)Planch;Invasive characteristic;Risk evaluating;Allel-
opathy ;Reproductive characteristic
化感作用是形成植物群落 、决定植物群落中
植物种类组成 ,引起植物群落演替的重要内在因
素 ,是外来植物成功入侵的重要机制[ 1] 。外来入
侵植物往往伴随强烈的化感作用。如豚草的茎叶
＊收稿日期:2007-09-12 修回日期:2007-11-15
作者简介:刘明久(1966-),男 ,副教授 ,主要从事种子学的教学与研究工作。 Tel:0373-3040237(O);0373-3040895(H), E-mail:
Liumingjiu@hist.edu.cn
水浸液对萝卜 、绿豆 、番茄 、大白菜 、甜瓜等植物种
子的萌发率和发芽速度指数及幼苗的苗高和根长
均有不同程度的抑制作用[ 2] 。
外来入侵植物美国地锦(Parthenocissus
quinque folia (L.)Planch)又名美国爬山虎 、五
叶地锦 、爬山虎 、地锦和爬墙虎等。原产美国 ,现
广泛分布于我国东北 、华南 、华东 、华中等地。美
国地锦属落叶大型藤本植物。其叶具长柄 ,茎枝
藤状 ,韧性极强 ,茎节着生分枝卷颈 ,卷须顶端有
吸盘 。美国地锦生长旺盛 、种群优势明显 、具有较
宽的生长幅 、耐荫耐贫瘠能力高 、对土壤的适应能
力强 ,在酸性至微碱性土壤中均能生长 ,抗干旱抗
污染 ,入秋叶片红艳极为美丽 。常用于墙角 、栅
栏 、高速公路的绿化 ,也可用于棚架 、楼顶 、阳台的
绿化[ 4-6] 。对美国地锦入侵特性的系统研究目前
未见报道 。本试验以小麦 、油菜 、白菜为受体植物
对美国地锦的化感作用进行初步研究 、并观察其
繁殖特性和生物学特性 ,对美国地锦的入侵风险
进行评估 ,旨在了解美国地锦成功入侵的机理及
原因 ,为其防控和有效利用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
美国地锦风干茎叶:2006 年 9月采自河南科
技学院校园。受体作物的种子:小麦(Tri ticum
aestivun L.)、油菜(Brassic campestris L.)、白菜
(Brassica pek inenss Rupr.)。试验仪器有电子天
平 、烧杯 、培养皿 、直尺 、滴瓶 、纱布 、量筒等。
1.2 方法
1.2.1 美国地锦的生物学特性研究 2007 年 3
～ 6月对河南科技学院校园内的美国地锦进行室
外调查。
1.2.2 美国地锦的化感作用研究 浸提液的制
备:选取美国地锦风干的茎叶 ,揉碎 ,分别取 40 g 、
30 g ,各加 200 mL 、100 mL 的蒸馏水浸泡 48 h ,
用三层纱布过滤后得到浸提液并稀释 ,得到浓度
分别为 0.30 、0.20 、0.10和 0.05 g/mL 的水浸提
液。
化感活性生物鉴定:采用培养皿滤纸法[ 7] 。
将蒸馏水设为对照(CK),浸提液浓度分别为0.05
g/mL(处理 1)、0.10 g/mL(处理 2)、0.20 g/mL
(处理 3)、0.30 g/mL(处理 4),对照和 4个处理
分别进行 3次重复。每个培养皿中放置 100粒种
子 ,在室温条件下进行常规培养。每天观察记录
发芽数 ,连续记录 7 d ,统计种子萌发率 、幼苗根
长 、苗高和鲜重等数据。
数据统计及分析 幼苗根长:从每个培养皿
中随机挑选 10株幼苗测量根长 ,取平均值。由于
小麦是单子叶植物 ,须根多 ,测量根长时 ,每株幼
苗随机选取 3个须根并取平均值。
幼苗苗高:从每个培养皿中随机挑选 10株幼
苗测量苗高 ,取平均值。
种子发芽率=(第 7天记录的发芽数/100)×
100%
种子萌发的简易活力指数=种子发芽率(%)
×幼苗鲜重(g)
敏感指数(RT):RT =1 -C/T(当 T ≥C
时), RT =T/C-1(当 T
数值 。RT 累和为同一浓度下四项测定值的 RT
之和 , RT >0表示促进生长 , RT <0表示抑制生
长 ,且 RT 值越小 ,抑制作用越强 。
数据分析采用方差分析和最小显著差数检验
(LSD)法[ 9] 进行美国地锦水浸提液对受体作物种
子萌发和幼苗生长影响的差异显著性检验。
1.2.3 美国地锦的入侵风险评估 根据《中国外
来入侵种》一书中外来物种入侵风险指数评估体
系[ 10]对入侵植物美国地锦进行风险评估 。
2 结果与分析
2.1 美国地锦的生物学特性
室外调查结果显示 ,美国地锦在 3月 25日左
右开始发芽 ,与其伴生的植物有小白酒草(Cony-
za leucantha(D.Don)Ludlow Raven.)、野茼蒿
(Gynura crepid ioides Benth.)、藜(Chenopodium
album Linn.)、打碗花(Caly stegia hederacea
Wall.)和 野 艾 (Artem isia lavandulae folia
DC.),但长势较弱;美国地锦的节上气生根较多 ,
气生根和土壤接触后 ,将其与母体断离 ,被切断的
枝条可以正常生长成新的植株 。
李丽等[ 4-6] 研究报道 ,美国地锦具有较强的有
性繁殖和无性繁殖能力 ,可以用种子繁殖 ,也可以
采用扦插繁殖 、压条繁殖及组织培养等方法进行
繁殖 。扦插繁殖有根插 、气生根插和绿枝扦插。
扦插繁殖插穗成活后要比播种幼苗健壮 ,生长势
强 ,长势快 。压条繁殖时 ,生长各期均可以进行。
美国地锦的移栽繁殖 ,移栽的美国地锦全部成活。
以上报道及本文调查结果均表明 ,美国地锦具有
·235·2 期 刘明久等:美国地锦入侵特性研究
较强的营养繁殖能力 。
2.2 美国地锦的化感作用
2.2.1 不同浓度美国地锦水浸提液对油菜种子
萌发及幼苗生长的影响 不同浓度美国地锦水浸
提液对油菜种子萌发及幼苗生长的影响结果见表
1。
表 1 不同浓度美国地锦水浸提液对油菜种子萌发及幼苗生长的影响
Table 1 Ef fect of water extract of Parthenocissus quinquef olia on rape
浸提液浓度 /(g/mL)
Leaching liquor
根长 / cm
Roots length
苗高/ cm
Seedling height
发芽率/ %
Germination rate
简易活力指数
Viabi lit y
RT 累和
Sum of RT
CK 5.37 3.61 96.00 4.00 --
0.05 2.96＊＊ 3.76 75.33＊＊ 2.13＊＊ -1.10
0.10 0.81＊＊ 2.00＊＊ 35.00＊＊ 0.41＊＊ -2.83
0.20 0.14＊＊ 0.53＊＊ 16.67＊＊ 0.04＊＊ -3.64
0.30 0.03＊＊ 0.06＊＊ 1.00＊＊ 0.0001＊＊ -3.97
从表 1可知 ,美国地锦浸提液浓度在 0.30 、
0.20和 0.10 g/mL 时 ,对油菜的根长 、苗高 、发芽
率及简易活力指数的抑制作用均达到极显著水
平;浓度在 0.05 g/mL 时 ,对油菜根长 、发芽率 、
简易活力指数的抑制达到极显著水平 ,但对油菜
苗高则表现为促进作用。RT 值显示 ,美国地锦
浸提液对油菜种子萌发及幼苗生长的抑制作用随
浓度增加而增强。
表 2 不同浓度美国地锦水浸提液对小麦种子萌发及幼苗生长的影响
Table 2 Effect of water extract of Parthenocissus quinque folia on wheat
浸提液浓度/(g/mL)
Leaching liquor
根长 / cm
Roots length
苗高/ cm
Seedling height
发芽率/ %
Germination rate
简易活力指数
Viabi lit y
RT 累和
Sum of RT
CK 5.36 9.94 94.67 18.21 --
0.05 3.74＊ 4.70＊＊ 91.67 11.38 -1.24
0.10 2.27＊＊ 3.28＊＊ 74.00＊＊ 8.15 -2.02
0.20 1.03＊＊ 1.00＊＊ 67.33＊＊ 5.16＊＊ -2.71
0.30 0.73＊＊ 0.76＊＊ 56.33＊＊ 3.20＊＊ -3.02
2.2.2 不同浓度美国地锦水浸提液对小麦种子
萌发及幼苗生长的影响 由表 2 可知 ,美国地锦
浸提液浓度在 0.30和 0.20g/mL 时 ,对小麦的根
长 、苗高 、发芽率及简易活力指数的抑制作用均达
到极显著水平;当浓度为 0.10 g/mL 时 ,除简易
活力指数外 ,对小麦其他各项的抑制均达到极显
著水平;浓度为 0.05 g/mL 时 ,对小麦苗高的抑
制达到极显著水平 ,对小麦根长的抑制达显著水
平 ,但对小麦的发芽率和简易活力指数的抑制作用
不明显。RT 值显示 ,美国地锦浸提液对小麦种子
萌发及幼苗生长的抑制作用随浓度增加而增强。
表 3 不同浓度美国地锦水浸提液对白菜种子萌发及幼苗生长的影响
Table 3 Effect of water extract of Parthenocissus quinque folia on cabbage
浸提液浓度 /(g/mL)
Leaching liquor
根长/ cm
Roots length
苗高 / cm
Seedling height
发芽率/ %
Germination rate
简易活力指数
Viabi lit y
RT 累和
Sum of RT
CK 4.91 1.77 100 3.62 --
0.05 1.99＊＊ 1.59 94 2.20＊＊ -1.15
0.10 0.89＊＊ 1.19 65.67＊＊ 0.67＊＊ -2.30
0.20 0.00＊＊ 0.00＊＊ 0.00＊＊ 0.00＊＊ -4
0.30 0.00＊＊ 0.00＊＊ 0.00＊＊ 0.00＊＊ -4
2.2.3 不同浓度美国地锦水浸提液对白菜种子
萌发及幼苗生长的影响 从表 3 可知 ,当美国地
锦水浸提液浓度为 0.30 和 0.20 g/mL 时 ,能完
全抑制白菜种子的萌发及生长;当浓度为0.10 g/
mL 时 ,对白菜的根长 、发芽率及简易活力指数的
抑制均达极显著水平 ,但对白菜苗高的作用不明
显;当浓度为 0.05 g/mL 时 ,对白菜的根长和简
易活力指数的抑制达到极显著水平 ,对白菜苗高
和发芽率的抑制作用不明显。 RT 值同样显示 ,
美国地锦浸提液对白菜种子萌发及幼苗生长的抑
制作用随浓度增加而增强 。
2.3 美国地锦的入侵风险评估
通过对美国地锦进行室外调查得出 ,美国地
锦能够在自然界建立自我繁殖种群;其伴生物种
的长势较弱 ,因而美国地锦能高密度占领生境;其
种子在秋季成熟 ,一年内完成了无性世代和有性
世代 ,繁殖世代为 1年;美国地锦能进行无性繁
殖[ 4-6] ;美国地锦作为一种观赏植物 ,比较容易被
有意传播;美国地锦的水浸提液对小麦 、油菜等的
化感作用实验 ,证明了美国地锦能够对其他物种
表现抑制特征;美国地锦在广州 、哈尔滨 、山东 、新
疆等地的研究报道[ 11-14] ,证明美国地锦能够适应
·236· 西 北 农 业 学 报 17 卷
广泛的气候类型;据武菊英等[ 15] 的物理和化学方
法对美国地锦的防控作用 ,人工方式不能轻易地
根除美国地锦 。
根据以上特征 ,对美国地锦的评估结果见表4。
表 4 美国地锦入侵风险评估
Table 4 The risk evaluation of Parthenocissus quinque folia invasion
评价内容
E valuat ion conten ts
评价结果
Evaluation resul t s
风险程度得分
Score of ri sk level
是否能在自然界建立自我繁殖种群 Establishing self-reproduction populations in nature or not 是 2
繁殖世代 Propagat ion genrart ions 1年 5
是否能够进行无性(或营养)繁殖 C ar rying out as exual vegetat ive reproduct ion or not 是 5
自然传播速度 Natu ral t ransmis sion speed 中等 5
是否容易被有意传播 Being intention ally spread easily or not 是 2
是否对其他物种表现抑制特征 Show ing inhibi tion performance to other species or n ot 是 2
是否能够高密度占领生境 High ly densely occu pying h abi tat or not 是 2
是否适应广泛的气候类型 Adap ting to a w ide range of climate types or not 是 2
人工方式能否轻易地根除该物种 Being artif icially eradicated easily or not 否 5
李振宇[ 10] 将入侵风险指标分为繁殖和传播 、
繁殖特性 、有害特性 、适应性特性 、物种类型 、被抑
制特点和入侵历史等 7项 ,其中任意一项的得分
在 10 ～ 20分 ,即表示该物种有较高的入侵风险 ,
需严格限制其引入的目的 、区域 、数量和次数 。从
表 4可以看出 ,仅美国地锦的繁殖及扩散(前五
项)评估结果有 3 项高风险 , 2项中等风险 ,风险
程度得分为 19分 ,因此 ,美国地锦为高风险入侵
植物 ,应严格限制其引入的目的 、区域 、数量和次
数 ,并要制定相应的措施限制其逃逸和扩散。
3 讨论
美国地锦枝叶繁茂 ,在茎卷须的顶端具有吸
盘 ,能够借助于吸盘将岩石 、建筑物等覆盖 ,且适
应能力 、繁殖能力及抗病虫害的能力很强 ,能够产
生化学物质对其他植物的生长具有抑制作用 ,常
被人们作为垂直绿化攀缘植物引入或者栽培 。但
也正是由于它的这些“优点” ,使它极易与本地物
种争夺水分 、养分等条件 ,降低本地物种的繁殖速
度 ,加速它们的灭绝 ,从而形成单种群落 ,破坏当
地的生态系统稳定性 ,导致生态失衡 ,甚至威胁人
类的健康和生活 。本研究还从化感作用的角度进
一步验证了美国地锦具有较大的入侵危险。因
此 ,一旦发现美国地锦快速繁殖给人类造成危害
时 ,可通过火烧 、修剪和除草剂施用等方法清
除[ 15] ,以免造成更大损失。
化感作用是外来植物成功入侵的重要机
制[ 1] ,但化感作用在李振宇等[ 10] 提出的入侵风险
评估指标中最高分仅占 2 分(是否对其他物种表
现抑制特征),是否应该增加化感作用在入侵风险
评估中所占的份额 ,需要通过研究大量的入侵植
物及化感作用后得出结论 ,也是后续研究需要关
注的问题之一 。
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