黃頂菊(Flaveria bidentis)對(duì)其入侵生境的主要生態(tài)適應(yīng)性分析.pdf

1、黃頂菊Flaveria bidentis(L.)Kuntze原產(chǎn)于南美洲，大約于上世紀(jì)90年代傳入我國(guó)，截至2007年底，僅河北省的黃項(xiàng)菊疫情已擴(kuò)大到11地市89縣(區(qū)、市)，嚴(yán)重危害面積達(dá)56萬(wàn)多畝，呈現(xiàn)以河北省中南部為中心向周邊其它省市擴(kuò)散趨勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)黃項(xiàng)菊的研究多集中在對(duì)其形態(tài)特征、發(fā)生特點(diǎn)與危害、防除對(duì)策、黃菊屬植物的系統(tǒng)進(jìn)化、光合生理特性與C4途徑演化、遺傳學(xué)以及黃頂菊體內(nèi)C4重要光合酶及次生代謝產(chǎn)物等方面的研究，對(duì)黃頂

2、菊的抗逆性和光照適應(yīng)性的研究還未見報(bào)道。
　　 本研究通過(guò)植物盆栽試驗(yàn)測(cè)定了黃頂菊的抗旱性、耐鹽性、耐堿性及對(duì)光照強(qiáng)度的反應(yīng)，由此分析黃頂菊對(duì)其入侵生境的生態(tài)適應(yīng)性。
　　 1.黃頂菊的抗旱性：通過(guò)土壤停止供水處理獲得不同含水率的土壤，測(cè)定這些土壤中生長(zhǎng)的黃頂菊植株地上組織含水率(PWC)、超氧化歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和可溶性糖(WSS)含量等

3、生理生化指標(biāo)，綜合評(píng)價(jià)黃頂菊的抗旱能力。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著停止供水處理時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤含水率呈下降趨勢(shì)，黃頂菊植株地上組織含水率也隨之下降，其它生化指標(biāo)都顯著升高(P＜0.05)。各生理生化指標(biāo)的初始值和對(duì)照是相同的，在處理過(guò)程中，對(duì)照的各生理生化指標(biāo)基本穩(wěn)定，在處理之后的10 d，對(duì)照植株的土壤含水率(SWC)、PWC、Pro、MDA、WSS、SOD、POD和CAT分別為25.0％、77.4％、106.7μg/gFW、4.7μmol/

4、gFW、0.17 mg/g FW、70.8 U/gFW、2.1 U/g FW、0.07 U/gFW；在處理之后的10 d，土壤停止供水處理植株的SWC和PWC分別下降到5.6％和17.3％，而其它6個(gè)指標(biāo)分別升高到：199.2μg/gFW、6.3μmol/gFW、0.24 mg/g FW、122.9U/g FW、6.2 U/g FW和0.10 U/g FW；在處理之后的15 d，處理植株的SWC和PWC分別下降到2.8％和6.7％，而其

5、它各指標(biāo)分別升高到941.4μg/g FW、19.6 μmol/FW、0.85 mg/g FW、185.3 U/g FW、41.1 U/g FW和0.28 U/g FW。由此看出，在土壤停水處理后期，黃頂菊表現(xiàn)出了很強(qiáng)的抗旱性。比較黃頂菊和其它抗旱性植物的這些指標(biāo)，黃項(xiàng)菊的抗旱能力比地枇杷、扶芳藤、絡(luò)石、常春藤等抗旱性的藤本植物強(qiáng)，與強(qiáng)耐旱禾本科植物高羊茅相當(dāng)，黃頂菊屬于抗旱性很強(qiáng)的植物。
　　 2.黃頂菊的耐堿性：通過(guò)不同pH

6、值(pH7.00(對(duì)照)、8.77、9.12、9.50、9.90、10.28、10.57)的溶液澆灌黃頂菊植株，測(cè)定其株高(PL)、葉片過(guò)氧化物酶(POD)活性、相對(duì)電導(dǎo)率(REC)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(WSS)和丙二醛(MDA)含量等6個(gè)生理生化指標(biāo)，綜合分析黃頂菊的耐堿性。隨著堿處理的加強(qiáng)和處理時(shí)間的持續(xù)，POD、REC、Pro、WSS和MDA等5個(gè)生化指標(biāo)明顯升高(P＜0.05)，在pH＞9.90時(shí)，黃頂菊植株的生長(zhǎng)受到明

7、顯抑制，而在pH8.77時(shí)，堿處理對(duì)黃頂菊的生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用(P＜0.05)，這一點(diǎn)與其它耐鹽堿植物相一致。對(duì)照和堿處理黃頂菊各生理生化指標(biāo)的初始值相當(dāng)，堿處理下的各指標(biāo)在處理20 d之后變化最顯著(P＜0.05)，此時(shí)對(duì)照植株的PL、POD、REC、Pro、WSS和MDA依次為37.8 cm、2.1 U/g FW、2.2％、98.6μg/g FW、0.17 mg/g FW、4.1 μmol/g FW，而pH8.77處理下的6個(gè)指標(biāo)

8、分別均有明顯提高：42.4 cm、4.6 U/g FW、6.2％、125.9μg/gFW、0.19 mg/g FW、5.8 μmol/gFW；pH9.90時(shí)的6個(gè)指標(biāo)分別則為35.5 cm、13.0 U/g FW、11.8％、194.0μg/gFW、0.28 mg/gFW、8.0 μmol/gFW。從形態(tài)觀察來(lái)看，在高pH值情況下植株仍生長(zhǎng)發(fā)育良好，沒有出現(xiàn)葉片黃化、萎蔫或植株死亡等現(xiàn)象；同時(shí)，與其它耐堿性植物相比，黃頂菊的耐堿性高于甜

9、菜等栽培作物，與堿地膚、翅堿蓬等強(qiáng)耐堿鹽生植物相當(dāng)。以上研究結(jié)果表明，黃頂菊具有相當(dāng)強(qiáng)的耐堿能力，屬于強(qiáng)耐堿性植物。
　　 3.黃頂菊的耐鹽性：以不同濃度的NaCl溶液(0(對(duì)照)、100、200、300和400 mmol/L)澆灌黃頂菊，測(cè)定其株高(PL)、葉片過(guò)氧化物酶(POD)活性、相對(duì)電導(dǎo)率(REC)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(WSS)和丙二醛(MDA)含量等6個(gè)生理生化指標(biāo)，綜合分析黃項(xiàng)菊的耐鹽性。隨著鹽溶液濃度的升

10、高和處理時(shí)間的持續(xù)，POD、REC、Pro、WSS和MDA等5個(gè)生化指標(biāo)逐漸升高，在鹽濃度＞200 mmol/L時(shí)，黃頂菊植株的生長(zhǎng)受到明顯抑制，其它指標(biāo)顯著升高(P＜0.05)，而在鹽濃度為100 mmol/L時(shí)，鹽處理對(duì)黃項(xiàng)菊植株的生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用(P＜0.05)，這一點(diǎn)與其它鹽生植物相一致。對(duì)照和鹽處理黃頂菊各生理生化指標(biāo)的初始值相當(dāng)，鹽處理下的各指標(biāo)在處理21 d之后變化很快。在處理的第28 d時(shí)對(duì)照植株的POD、REC、P

11、ro、WSS和MDA分別為8.1 U/g FW、2.6％、76.3μg/g FW、0.12 mg/g FW、5.3 μmol/gFW,而此時(shí)隨著鹽濃度的增大，這5項(xiàng)指標(biāo)的值也升高，如鹽濃度為200 mmol/L處理下的5個(gè)指標(biāo)分別為25.4％、29.0 U/g FW、230.8μg/g FW、0.32 mg/g FW、7.9 μmol/g FW，而當(dāng)鹽濃度增大到300 mmol/L時(shí)它們的值分別進(jìn)一步升高到42.4％、34.2 U/g

12、FW、429.1μg/gFW、0.38 mg/g FW和10.7 μmol/gFW。在實(shí)驗(yàn)中還觀察到，在鹽含量400 mmol/L濃度后黃項(xiàng)菊植株出現(xiàn)萎蔫死亡，在低于200mmol/L的鹽處理下未出現(xiàn)死苗且鹽害率都低于15％。由此得出，黃頂菊最大耐鹽度為200～300 mmol/L，其耐鹽性比棉花和甜菜等其它作物更強(qiáng)，與強(qiáng)耐鹽生植物翅堿蓬相當(dāng)，屬于強(qiáng)耐鹽性植物。
　　 4.黃頂菊對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)性：通過(guò)不同光照強(qiáng)度(0(無(wú)光照)

13、、2330、7700、6240、3770和10230 lux)處理黃頂菊種子和幼苗，觀察黃頂菊種子萌發(fā)情況和測(cè)定黃頂菊苗期植株株高、根頸直徑、光合速率、可溶性蛋白和光合色素的含量變化，由此分析黃頂菊對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)性。在處理5 d后記載不同光照強(qiáng)度下黃頂菊種子發(fā)芽率分別為31.6％、90.0％、82.0％、83.2％、92.4％和62.0％。處理20 d時(shí)觀察，無(wú)光照處理植株全部死亡，而其它光照強(qiáng)度處理的黃頂菊幼苗都生長(zhǎng)正常，株高分別為

14、9.6、10.3、11.1、10.9和10.6 cm，根頸直徑分別為1.87、1.97、2.32、2.25和2.49 mm，可溶性蛋白含量分別為0.04、0.67、1.10、1.39和1.56 mg/g FW，總?cè)~綠素含量分別為1.03、1.19、2.39、2.52和2.73 mg/g FW，類胡蘿卜素含量分別為0.21、0.18、0.42、0.58和0.65 mg/g FW，光合速率分別為19.7、20.7、20.7、21.0和22.

15、7 μmol/m2 s。由這些數(shù)據(jù)可以看出，黃頂菊種子萌發(fā)需要一定的光照，在無(wú)光照下，發(fā)芽率很低生長(zhǎng)受阻且很快死亡，而在光照強(qiáng)度為2330 lux以上時(shí)黃頂菊都能正常萌發(fā)和生長(zhǎng)。在較強(qiáng)光照條件下，黃頂菊的光合作用能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于苦草、魔芋、蘋果、金線蓮、菠菜、反枝莧、廣玉蘭和茶樹等陽(yáng)性植物，表明黃項(xiàng)菊是一種強(qiáng)陽(yáng)性植物。
　　 以上研究結(jié)果表明，黃頂菊是一種強(qiáng)陽(yáng)性植物，具有嗜鹽、耐堿和耐干旱等特點(diǎn)，抗逆性強(qiáng)，對(duì)其入侵的生態(tài)環(huán)境具有很強(qiáng)