热点排行
当前位置: 学院首页 >> 实验室 >> 科研动态 >> 正文
全寄生植物对入侵植物的影响机制及防治可行性分析
发布者:管理员 发布日期:2013-12-25 浏览次数:

寄生植物简介:

寄生植物是指被子植物中,由于缺少足够的叶绿体,其根系或叶片器官退化,失去自养能力,而在不同程度上依赖其他植物体内营养物质来完成其生活史的某些植物类群。 已知的寄生植物约有4200多种,占被子植物的1%;寄生植物在世界范围都有分布,在热带和亚热带地区分布较多。

全寄生植物体内不含叶绿素,不能独立地同化碳素和氮素,无叶片或叶片退化,无光合作用能力,其导管和筛管分别与寄主植物木质部导管和韧皮部筛管相通,从寄主植物上获取自身生活需要的全部营养物质,包括水分、无机盐和有机物质等。全寄生植物可占全部寄生植物的20%左右,如菟丝子属(Cuscuta)植物。

入侵植物的生物防治:

常用的防治方法主要有人工或机械物理控制、化学控制和生物控制。

目前,我国对外来入侵种的方法仍然是以物理防治为主,化学和生物防治为辅。

机械或人工打捞、拔除等物理防治手段耗费大,且不易控制,反而使外来入侵种的繁殖体增多;

化学防治极易造成污染,尤其是施药后对土壤原生动物群落有较大在影响,易破坏土壤生态环境进而影响土壤肥力及动植物的生长。

生物防治,即利用新天敌去控制入侵植物,已受到了较大关注

全寄生植物对入侵植物的影响机制及防治可行性分析:

李钧敏教授多年来以入侵植物在本地的新天敌菟丝子属全寄生植物为研究对象,从寄生植物对入侵植物的偏好、寄生植物对入侵植物的补偿生长的诱导及影响因素、寄生植物对入侵植物竞争能力的影响、寄生植物对入侵植物群落生产力及多样性的影响等方面阐述本地全寄生植物防治入侵植物的机制及生态学效应,并对全寄生植物与草食动物对入侵植物带来的危害进行了比较,其研究成果不仅为入侵植物的生物防治提供新的方法和策略,同时也可丰富寄生植物生态学的理论与方法。

主要结论:

全寄生植物利用吸器从寄主植物吸收养分与水分,常引起寄主植物营养的流失,抑制其生长,严重时甚至致死,这种效应导致全寄生植物可以抑制入侵植物的生长和繁殖,增加本地物种多样性,恢复本地群落的生长,是一种有潜力的生物防治剂。

本研究从以下三个方面进一步证实了入侵植物用于防治入侵植物的可行性:

1)全寄生植物对入侵植物的偏好:入侵植物由于具有快速的生长速率和强大的营养捕获能力,与同属本地植物相比可以给寄生植物提供更多的营养,从而导致寄生植物偏好入侵植物,对其产生更大的损害[16]。具有越大的相对生长速率、越强的资源捕获能力、越大的可塑性响应能力的寄主植物越易被全寄生植物偏好的,产生越大的损害。因此,全寄生植物在野外可偏好入侵植物,并在其上聚集,达到抑制入侵植物的目的。

2)全寄生植物对入侵植物的低补偿生长的诱导:与草食动物一下,全寄生植物对寄主植物的胁迫也可诱导寄主植物产生补偿生长。但由于寄生植物从入侵植物吸收大量的养分和水分,入侵植物的生长不可补偿寄生植物导致的生物量的丢失,因此经常表现出低补偿生长;而同属的本地植物则表现出等补偿生长。因此,全寄生植物对入侵植物的抑制作用可以高于本地植物,从而达到抑制入侵植物生长,恢复本地群落的目的。

3)全寄生植物对入侵植物竞争能力的影响:入侵植物常具有强大的资源捕获能力,使有限的环境资源流向入侵植物,从而抑制了本地植物的生长。寄生植物寄生入侵植物后,抑制了其生长,使其对资源的捕获减少,因此,多余的资源可以被本地植物获取,从而促进了本地植物的生长,提高了本地植物的竞争能力。同时,本研究还证实了生植物与土壤真菌,特别是丛枝菌根真菌的相互作用可以协同帮助本地植物成为入侵植物强大的竞争对手,从而抵抗生物入侵。

同时,基于本研究结果给采用全寄生植物防治入侵植物提供了一些注意事项:

1)物种的选择:本研究发现不同物种对全寄生植物的响应并不同,如补偿生长;另外,不同年龄的寄主植物对全寄生植物的耐受与抗性均不同;因此,如果有选择性地对入侵植物进行防治,则需要对入侵物种进行选择与前期研究,选择易被全寄生植物寄生和损害,选择与菟丝子属植物具有相似的生长周期的入侵物种进行防治。

2)寄生强度的选择:全寄生植物诱导入侵植物产生补偿生长具有一定的阈值,且这个阈值随着物种的不同会有不同,因此在采用寄生植物生物防治入侵植物的过程中,应该针对物种和环境进行前期研究,以获得最适的寄生强度与最佳的防治效果。

3)入侵植物所处环境的选择:外源钙离子、土壤微生物等环境因子与全寄生植物之间具有一定的相互作用,因此,在防治时要是注意对入侵植物所处环境因子的检测,以预测防治效果。如在一些农田中,由于外源施加农药、化肥等导致土壤钙离子浓度增高的区域,将不利于菟丝子属植物对喜旱莲子草的寄生与防治。

4)防治工作的长期性:全寄生植物防治入侵植物并不足够抵抗入侵的起始,但是他们将是入侵种群的一个有效调节者,全寄生植物用于防治入侵植物是一件长期的工作,其对本地群落的恢复可能是一个长期的过程,并不一定会在短期内见效。