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刈割对入侵植物牛膝菊生长和繁殖特征的影响

花匠小妙招
2025-04-30 09:26

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ꎬ2022ꎬ(6):34-42
JournalofPlantResourcesandEnvironment
刈割对入侵植物牛膝菊生长和繁殖特征的影响
ꎬꎬꎬꎬꎬꎬꎬ
初丽爽1a1b1cꎬ李海燕1a1b1c①ꎬ杨允菲1a1b1cꎬ郭健2
东北师范大学草地科学研究所植被生态科学教育部重点实验室
(1.:
吉林松嫩草地生态系统国家野外科学观测研究站吉林长春徐州工程学院环境工程学院江苏徐州
)
摘要:本研究以未刈割为对照设置轻度刈割剪除株高的中度刈割剪除株高的和重度刈割剪除株
ꎬ(1/4)、(1/2)(
高的个强度以及个频次刈割和次的刈割处理研究刈割对牛膝菊Galinsogaparviflora生长
3/4)33(1、23)ꎻ(Cav.)
和繁殖特征的影响并比较不同刈割处理下牛膝菊干质量补偿指数差异结果显示刈割强度和刈割频次对牛膝
ꎬꎮ:
菊生长和有性生殖特征有极显著或显著影响总体上看与对照相比刈割处理会减少牛膝菊分枝数茎干质量和
ꎮꎬꎬ、
叶干质量促进其分枝伸长重度刈割会明显降低茎干质量叶干质量总干质量和茎干质量分配刈割次会明
ꎬꎮ、、ꎻ3
显减少牛膝菊茎干质量叶干质量花序干质量百粒质量茎干质量分配叶干质量分配和生殖分配增加根干质
、、、、、ꎬ
量和根干质量分配刈割和次的牛膝菊会将资源优先分配到繁殖器官轻度刈割次的牛膝菊种子干质量和
ꎮ12ꎮ3
种子数最大且显著高于其他处理组而百粒质量显著低于对照重度刈割次的牛膝菊种子干质量和种子数明显
ꎬꎻ3
低于对照说明牛膝菊在面对外界频繁干扰时会首先产生小而多的种子实现种群的扩散和延续但当干扰超过
ꎮꎬꎬ
一定强度时其有性生殖会受到抑制此外牛膝菊干质量补偿指数总体随着刈割强度的增加而降低重度刈割均
ꎬꎮꎬꎬ
会使牛膝菊出现显著的欠补偿生长总之刈割能够控制牛膝菊的地上部分生长多次重度刈割可抑制其有性生
ꎮꎬꎬ
殖最终实现有效防控
ꎬꎮ
关键词:入侵植物牛膝菊刈割表型可塑性补偿生长繁殖策略
ꎻꎻꎻꎻꎻ
中图分类号:文献标志码:文章编号:
A 1674-7895(2022)06-0034-09
DOI:.1674-
EffectsofmowingongrowthandreproductivecharacteristicsofinvasiveplantGalinsoga
parviflora1aꎬ1bꎬ1c1aꎬ1bꎬ1cꎬ①1aꎬ1bꎬ1c2
CHULishuangꎬLIHaiyanꎬYANGYunfeiꎬGUOJian(
NormalUniversity:

Xuzhou221018ꎬChina)ꎬ.&ꎬ2022ꎬ(6):34-42
Abstract
:Inthisstudyꎬnomowingwastakenasthecontrolꎬandthreemowingintensitiesnamelylight
mowing(cuttingoff1/4ofplantheight)ꎬmoderatemowing(cuttingoff1/2ofplantheight)ꎬandsevere
mowing(cuttingoff3/4ofplantheight)andthreemowingfrequencies(oneꎬtwoꎬandthreetimesof
mowing)

branchnumberꎬstemdrymassꎬandleafdrymassofꎬandpromoteitsbranchelongation.
收稿日期:
2022-05-03
基金项目:国家自然科学基金资助项目吉林省自然科学基金项目引智基地项目
(32171682ꎻ31670427ꎻ31672471)ꎻ(20220101290JC)ꎻ“111”
(B16011)
作者简介:初丽爽女吉林洮南人硕士研究生主要研究方向为植物种群生态学
(1998—)ꎬꎬꎬꎬꎮ
①通信作者
E￣mail:******@
引用格式:初丽爽李海燕杨允菲等刈割对入侵植物牛膝菊生长和繁殖特征的影响植物资源与环境学报
ꎬꎬꎬ.[J].ꎬ2022ꎬ31(6):34-42.
第期初丽爽等刈割对入侵植物牛膝菊生长和繁殖特征的影响
6ꎬ:35
Severemowingtreatmentwillevidentlydecreasestemdrymassꎬleafdrymassꎬtotaldrymassꎬandstem
drymassallocationꎻthreetimesofmowingwillevidentlydecreasestemdrymassꎬleafdrymassꎬ
￣pgarraviinflomraassꎬstemdrymassallocationꎬleafdrymassallocationꎬanGd.
preaprvroifdlourcativeallocationofꎬandincreaserootdrymassandrootdrymassallocation.

￣rgvriaflionramassis

willfirstproducesmallbutmanyseedswhenfacingfrequentexternalinterferencestoachievethediffusion

.
pthaerviinflcorreaaseofmowingintensityꎬseveremowingwillcausesignificantunderG￣
.Overallꎬmowingcancontrolthegrowthofabove￣groundpartofꎬandmultiple
severemowingcansuppressitssexualreproductionandfinallyachieveeffectivepreventionandcontrol.
KeywordsGalinsogaparviflora
:
growthꎻreproductivestrategy
表型可塑性是衡量植物适应环境能力的重要指孕穗期低位刈割能明显减少一年生入侵植物少花蒺

标[1]包括形态和繁殖可塑性等面对不同的环境因藜草Cenchrusspinifex的结实数量[23]因此
ꎬꎬ(Cav.)ꎮꎬ
子植物通过适当调整生长和繁殖特征最大限度地有效的刈割能够明显抑制入侵植物尤其是一年生入
ꎬꎬ
适应环境降低环境干扰带来的负面影响实现种群侵植物的生长繁殖和扩散
ꎬꎬ、ꎮ
延续[2-4]入侵植物进入新栖息地后往往能快速生牛膝菊Galinsogaparviflora为牛膝菊属
ꎮ(Cav.)
长繁殖和扩散这离不开其自身较高的可塑性和生Galinsoga一年生草本植物其适应环
、ꎬ(RuizetPav.)ꎬ
态适应性[5]与本土植物相比入侵植物表现出强境广泛具有种子量大生长迅速和易扩散等特点现
ꎮꎬꎬ、ꎬ
大的竞争力和繁殖力可通过调整自身的资源分配适已扩展至中国个省份地区严重影响农田作
ꎬ33()ꎬ
应入侵地环境[5ꎬ6]并通过向周围释放化学物质产生物蔬菜和果树生长[24]在中国东北地区牛膝菊的
ꎬ、ꎮꎬ
化感作用抑制本土植物生长发育[7ꎬ8]此外入侵植入侵主要危害草坪绿地疏林果园和蔬菜地等[25]
ꎬꎻꎬ、、、ꎮ
物还会改变土壤养分平衡影响土壤微生物多样性现有研究主要通过化学防除生物防治和植物化感作
ꎬꎬ、
使土壤环境更有利于自身生长严重威胁生态系统及用等方式抑制牛膝菊生长[26-28]刈割对牛膝菊生长
ꎬꎬ
生物多样性[9ꎬ10]豚草Ambrosiaartemisiifolia和繁殖特征的影响以及其生长的补偿性反应和防控
ꎮ(
[11]加拿大一枝黄花Solidagocanadensis扩散的有效性尚不明确仍有待进一步研究
Linn.)、(ꎬꎮ
[12]和微甘菊Mikaniamicrantha[13]等鉴于此本研究基于植物种群表型可塑性调节的
Linn.)()ꎬ
菊科植物已成为极具危害性的入侵植核心理论地位通过个强度和个频次的刈割处
(Asteraceae)ꎬ33
物因此开展入侵植物生长和繁殖特征研究对控理研究刈割对牛膝菊生长和繁殖特征的影响并比
ꎮꎬꎬꎬꎬ
制入侵植物和保护生物多样性具有重要意义[14]较不同刈割处理下牛膝菊干质量补偿指数的差异进
ꎮꎬ
刈割是草地利用管理和有害植物控制的常用方而探究刈割对牛膝菊防治的效果及可行性以期揭示
ꎬ
式之一[15]草地生产中适当刈割可充分发挥植物刈割下牛膝菊的表型可塑性调节策略为入侵植物的
ꎮꎬꎬ
均衡性生长和补偿性生长作用[16]刈割对草地植物有效防控提供科学依据
ꎮꎮ
的影响因强度时期和频次等不同而异[17]研究发
、ꎮ
现与不刈割相比适宜的刈割不仅可以增加草地植材料和方法
ꎬꎬ
物地上生物量和营养价值[18ꎬ19]还可以抑制杂草生1
ꎬ
长[20] 材料
ꎮ(
alterniflora进行刈割可阻止其地上部分生长及实验于年月至月在东北师范大学试验
Lois.)201858
生物量累积降低其光合能力抑制植株生长[21ꎬ22]基地的温室大棚东经北纬内进
ꎬꎬꎮ(125°19′、43°52′)
植物资源与环境学报第卷
3631
行供试牛膝菊种子于年秋季采集自东北师范
ꎮ2017
大学校园内保存于阴凉干燥处实验采用盆栽方式结果和分析
ꎬꎮ
进行土壤为长春市周边农田的壤土总氮和总磷含2
ꎬꎬ
量分别为和- 刈割处理对牛膝菊生长特征的影响

月末在每个花盆内径高中播种双因素方差分析结果表显示刈割强度和刈
5ꎬ(25cm、20cm)10(1):
粒种子共播种盆定期浇水除草月中旬定割频次对牛膝菊一级分枝数二级分枝数一级分枝
ꎬ60ꎬ、ꎮ6、、
苗选择大小基本一致的幼苗每盆留株幼苗长和二级分枝长有极显著P或显著P
ꎬꎬ4ꎮ(<)(<)
方法影响二者的交互作用对牛膝菊一级分枝数和二级分
ꎬ
实验设置参考文献中的方法设置刈割枝数有极显著影响
[29]ꎮ
强度和刈割频次其中刈割强度分为剪除株高的由图可见总体上看与对照未刈割相比
ꎬꎬ1/41:ꎬ()ꎬ
轻度刈割中度刈割和重度刈割刈刈割处理会减少牛膝菊分枝数促进其分枝伸长在
()、1/2()3/4()ꎬꎬꎮ
割频次分为和次未刈割处理为对照组相同的刈割频次下随着刈割强度的增加牛膝菊一
1、23ꎬ(CK)ꎬꎬꎬ
共个处理组每个处理组盆即个重复在级分枝数和二级分枝数总体呈降低的趋势一级分枝
10ꎬ6(6)ꎮꎬ
牛膝菊株高达到时月日进行第次刈长和二级分枝长总体呈升高的趋势随着刈割频次
15cm(623)1ꎮ
割第和第次刈割分别在第次刈割后的的增加轻度刈割剪除株高的的牛膝菊二级分
ꎬ23115dꎬ(1/4)
枝数和一级分枝长呈降低的趋势二级分枝长呈先增
月日和月日进行ꎬ
(78)30d(723)ꎮ加后降低的趋势刈割和次的牛膝菊二级分枝数
测定指标月初开始采集各处理组每株牛ꎬ23
8和一级分枝长总体显著低于刈割次二级分枝长显
膝菊的成熟花序月末对牛膝菊进行整株取样测1ꎬ
ꎬ8著高于刈割次中度刈割剪除株高的的牛膝
定记录不同处理组每株牛膝菊的一级分枝数和二级1ꎻ(1/2)
ꎬ菊一级分枝长和二级分枝长呈先增加后降低的趋势
分枝数采用卷尺精度测量一级分枝长单ꎬ
ꎬ()(刈割次的牛膝菊一级分枝长和二级分枝长显著高
株所有一级分枝基部至顶部距离的总和和二级分2
)于刈割次重度刈割剪除株高的的牛膝菊一
枝长单株所有二级分枝基部至顶部距离的总和1ꎻ(3/4)
()ꎮ级分枝数和一级分枝长无显著变化刈割和次的
测量后将植株分为根茎叶花序和种子统计每株ꎬ23
、、、ꎬ牛膝菊二级分枝数显著低于刈割次二级分枝长显
牛膝菊的种子数之后将各组织置于烘箱中烘1ꎬ
ꎬ65℃著高于刈割次此外与其他刈割频次比同一强
干至恒质量使用千分之一天平称量每株牛膝菊的1ꎮꎬꎬ
ꎬ度刈割次的牛膝菊二级分枝数最小二级分枝长
根茎叶花序和种子的干质量及百粒质量根据公2ꎬ
、、、ꎮ最大
式总干质量根干质量茎干质量叶干质量花序ꎮ
“=+++ 刈割处理对牛膝菊干质量及繁殖特征的影响
干质量计算总干质量根据公式某器官干质量分
”ꎻ“对牛膝菊干质量及种子数的影响双因素方

=(/)×100%”差分析结果表显示刈割强度对牛膝菊茎干质
干质量分配根据公式生殖分配花序干质量总(2):
ꎻ“=(/
干质量计算生殖分配根据公式干质量补
)×100%”ꎻ“表1 刈割强度和刈割频次对牛膝菊生长特征影响的双因素方差
偿指数CI刈割处理组的总干质量对照组的总干分析1)
()=/Table1 Two￣wayANOVAfortheeffectsofmowingintensityand
)
”ꎬꎬ>1
生长CI属于等补偿生长CI属于欠补偿生长F值F
ꎬ=1ꎬ<1ꎮ value
数据处理和分析变异来源一级分枝数二级分枝数一级分枝长二级分枝长
使用和软件对数据进行VariationPrimarySecondaryPrimarySecondary

统计分析采用双因素方差分析对刈割频次和刈割强
ꎬnumbernumberlengthlength
∗∗∗∗∗ ∗∗
ꎬ
∗∗∗∗∗∗∗∗
(=)ꎮMI×∗∗∗∗
干质量补偿指数与进行独立样本t检验[30]使
“1”ꎮ1)刈割强度刈割频次
MI:PMowiPngintensityꎻMF:Mowingfrequency.
用软件作图∗:<∗∗:<.
Origin2021ꎮ
第期初丽爽等刈割对入侵植物牛膝菊生长和繁殖特征的影响
6ꎬ:37

未刈割轻度刈割剪除株高的中度刈割剪除株高的
:Nomowingꎻ:(1/4)Lightmowing(cuttingoff1/4ofplantheight)ꎻ:(1/2)Moderate
重度刈割剪除株高的不同小写字母表示同一刈割
mowing(cuttingoff1/2ofplantheight)ꎻ:(3/4)Severemowing(cuttingoff3/4ofplantheight).
频次下不同刈割强度之间差异显著PP
(<)Differentuppercasesindicatethesignificant(<)differenceamongdifferentmowingintensitiesunder
不同大写字母表示同一刈割强度下不同刈割频次之间差异显著PP
thesamemowingfrequencyꎻ(<)Differentlowercasesindicatethesignificant(<
)differenceamongdifferentmowingfrequenciesunderthesamemowingintensity.
图1 刈割处理对牛膝菊生长特征的影响
EffectofmowingtreatmentongrowthcharacteristicsofGalinsogaparvifloraCav.
量花序干质量总干质量种子干质量百粒质量和由图可见总体上看与对照未刈割相比
、、、、2:ꎬ()ꎬ
种子数有极显著P或显著P影响刈刈割处理会减少牛膝菊茎干质量和叶干质量刈割
(<)(<)ꎬꎬ
割频次对牛膝菊根干质量茎干质量叶干质量花序次会明显减少牛膝菊花序干质量增加根干质量
、、、3ꎬꎮ
干质量总干质量种子干质量百粒质量和种子数有在相同的刈割频次下随着刈割强度的增加牛膝菊
、、、ꎬꎬ
极显著影响二者的交互作用对牛膝菊根干质量总茎和叶干质量总体呈降低的趋势刈割和次的
ꎬ、ꎮ12
干质量种子干质量百粒质量和种子数有极显著或牛膝菊根干质量和叶干质量在不同刈割强度间无显
、、
显著影响著差异在相同的刈割强度下随着刈割频次的增加
ꎮꎮꎬꎬ
表2 刈割强度和刈割频次对牛膝菊干质量及种子数影响的双因素方差分析1)
Table2 Two￣)
F值F
变异来源 value
花序干质量
Variation根干质量茎干质量叶干质量总干质量种子干质量百粒质量种子数
Inflorescence
sourceRootdrymassStemdrymassLeafdrymassTotaldrymassSeeddrymass100￣grainmassSeednumber
drymass
∗∗ ∗∗∗∗∗∗∗∗
∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗
MI×∗∗∗∗∗∗∗∗∗
1)刈割强度刈割频次PP
MI:MowingintensityꎻMF:Mowingfrequency.∗:<∗∗:<.
植物资源与环境学报第卷
3831

未刈割轻度刈割剪除株高的中度刈割剪除株高的
:Nomowingꎻ:(1/4)Lightmowing(cuttingoff1/4ofplantheight)ꎻ:(1/2)Moderate
重度刈割剪除株高的不同小写字母表示同一刈割
mowing(cuttingoff1/2ofplantheight)ꎻ:(3/4)Severemowing(cuttingoff3/4ofplantheight).
频次下不同刈割强度之间差异显著PP
(<)Differentuppercasesindicatethesignificant(<)differenceamongdifferentmowingintensitiesunder
不同大写字母表示同一刈割强度下不同刈割频次之间差异显著PP
thesamemowingfrequencyꎻ(<)Differentlowercasesindicatethesignificant(<
)differenceamongdifferentmowingfrequenciesunderthesamemowingintensity.
图2 刈割处理对牛膝菊干质量及种子数的影响
EffectofmowingtreatmentondrymassandseednumberofGalinsogaparvifloraCav.
第期初丽爽等刈割对入侵植物牛膝菊生长和繁殖特征的影响
6ꎬ:39
牛膝菊根干质量呈升高的趋势茎干质量叶干质量量分配茎干质量分配和生殖分配有极显著或显著影
ꎬ、、
和花序干质量总体呈降低的趋势轻度刈割剪除株响刈割频次对牛膝菊根干质量分配茎干质量分配
ꎬ(ꎬ、、
高的次的牛膝菊根干质量最大种刈割强度叶干质量分配和生殖分配有极显著影响二者的交互
1/4)3ꎬ3ꎬ
的牛膝菊叶干质量在不同刈割频次间无显著差异刈作用对牛膝菊生殖分配有极显著影响
ꎬꎮ
割次的牛膝菊花序干质量最小此外轻度刈割由图可见总体上看与对照相比重度刈割
3ꎮꎬ3:ꎬꎬ
下刈割次的牛膝菊总干质量显著高于其他刈割频剪除株高的或刈割次会显著减少茎干质量
ꎬ3(3/4)3
次而中度刈割剪除株高的和重度刈割剪除
ꎬ(1/2)(
株高的下牛膝菊的总干质量在不同刈割频次表3 刈割强度和刈割频次对牛膝菊干质量分配影响的双因素方差
3/4)ꎬ分析1)
间无显著差异Table3 Two￣wayANOVAfortheeffectsofmowingintensityand
ꎮ1)
由图还可见不同的刈割处理对牛膝菊繁殖特frequencyondrymassallocationofGalinsogaparvifloraCav.
2:
征的影响表现出较大差异刈割次的牛膝菊种子变异来源F值F
ꎮ1 value
干质量和种子数在不同刈割强度间无显著差异轻度Variation
ꎻsourceARASALRA
刈割次的牛膝菊种子干质量和种子数最少轻度刈
∗ ∗∗ ∗∗
割次的牛膝菊种子干质量和种子数最大且显著高
∗∗∗∗∗∗∗∗
于其他处理组此外与对照相比同一频次中度和MI×∗∗
ꎮꎬꎬ
重度刈割的牛膝菊百粒质量显著降低1)刈割强度刈割频次
ꎮ MI:根干质量M分ow配ingintensityꎻMF:Mow茎in干gf质req量ue分nc配yꎻ
对牛膝菊各组织干质量分配的影响双因素AR:Rootdrymas叶sa干lloc质atio量nꎻ分AS配:
Stemdrymassa生llo殖cat分ion配ꎻAL:LeafPdrymass
方差分析结果表显示刈割强度对牛膝菊根干质allocatPionꎻRA:Reproductiveallocation.∗:<
(3):∗∗:<.