紫茎泽兰的特征特性与综合开发利用研究进展

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Sprengel)是生物入侵物种。20世纪中叶传入云南南部,迅速在我国南部和西南地区蔓延,造成严重的生态压力和经济损失。对有关紫茎泽兰的研究动向进行综述,包括紫茎泽兰植物学特征、生物学特性及分布、生态学特性、化学成分以及生物活性、危害性、综合开发利用情况等,并着重讨论紫茎泽兰开发利用的前景。     

云南本地昆虫取食紫茎泽兰的原因研究

有研究发现云南本地昆虫能不同程度取食紫茎泽兰(Ageratina adenophora Sprengel或Eupatorium adenophorum Spreng),但对取食的原因和取食后体内毒素的积累情况知之甚少。以能够取食紫茎泽兰的斜纹夜蛾(Prodenia litura Fabricius)幼虫和不能取食紫茎泽兰的甜菜夜蛾(Spodoptera exigua Hübner)幼虫为材料,用常规饲料甘蓝(Brassica oleracea L.)和莴苣(Lactuca sativa var.longifolia Lam.)浸蘸不同体积分数紫茎泽兰叶片汁液后让昆虫取食,以此模拟昆虫对紫茎泽兰取食的喜好或厌恶程度,也测定了两种昆虫取食紫茎泽兰后体内神经毒素(乙酰胆碱)积累的情况。结果发现:(1)斜纹夜蛾幼虫对供试材料的取食基本不受紫茎泽兰叶片汁液体积分数的影响,甜菜夜蛾幼虫的取食量随紫茎泽兰叶片汁液体积分数的升高而降低。(2)取食紫茎泽兰后,斜纹夜蛾幼虫体内乙酰胆碱质量浓度没变化而甜菜夜蛾幼虫体内乙酰胆碱质量浓度升高。说明昆虫能否取食紫茎泽兰与自身解毒能力高低有关。在与紫茎泽兰的协同进化过程中,解毒机制进化较完善的昆虫可能成为紫茎泽兰的天敌。     

基于叶绿体序列分析紫茎泽兰在菊科的系统发育

为研究紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng)在菊科的系统发育,利用通用引物对紫茎泽兰叶绿体DNA的rpl16内含子及psbA-trnH与trnL-F两个基因间隔区进行PCR扩增并测序,将其序列分别与GenBank中部分菊科(Asteraceae)植物的基因序列进行比对分析。应用Mega 4.0软件进行分子遗传进化分析,采用邻接法构建系统进化树。结果表明,菊科植物在系统分类上呈现出两大类群,滨菊、野菊构成一个大类,和紫茎泽兰关系较远;紫茎泽兰和毛叶泽兰、圆叶泽兰、线叶泽兰等泽兰属植物及油菊的关系最近,与向日葵和银胶菊次之,与莴苣、滨菊、野菊关系最远,表明紫茎泽兰确实隶属于泽兰属;序列组合(rpl16+ps-bA-trnH+trnL-F)长度变异范围为2 140~2 203 bp,排序后的比对长度为2 399 bp,有381个变异位点,190个信息位点,为紫茎泽兰的系统进化提供了一定的信息。     

入侵植物紫茎泽兰资源化利用研究进展

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)是我国外来入侵物种中危害最为严重的植物之一,广泛分布于我国西南地区,并有向东南部和中南部蔓延的趋势,严重影响农林业生产、威胁生物多样性安全.因此,加强对紫茎泽兰防治方法的研究显得尤为迫切.近年来,越来越多的研究发现紫茎泽兰可以进行多种不同的资源化处理,在参考了国内外较大量紫茎泽兰的资源化利用的文献资料后,综述了紫茎泽兰资源化利用的研究进展,并就其利用前景进行了探讨.     

紫茎泽兰在云南等地的开发利用前景

简要综述了外来入侵物种紫茎泽兰在云南的分布危害情况,重点阐述了云南等地以紫茎泽兰为主要资源原料进行综合开发利用的前景。     

我国发现新型环保型微生物源除草物质

紫茎泽兰原产于美洲的墨西哥至哥斯达黎加一带，具有强适应性和惊人的繁殖能力，与其他植物争肥争水，导致土地严重退化，粮食严重减产，原有植物均被“排挤出局”。其种子还会导致牲畜发生严重的胃病甚至死亡。这种杂草现在我国西南地区非常常见，并以大约每年30km的速度扩散。而目前控制紫茎泽兰的方法收效都不大。     

黑麦草和紫花苜蓿对紫茎泽兰的竞争作用研究

 紫茎泽兰是我国首批公布的危害最严重的入侵种之一,替代控制是控制其蔓延和危害的主要途径之一。为评价多种牧草混种对紫茎泽兰的替代控制效果,采用多因素随机区组实验,在不同密度梯度和组合条件下研究了黑麦草和紫花苜蓿对紫茎泽兰的竞争作用。结果表明：在芽期,高密度（50粒种子/盆,盆直径=24cm）时,紫茎泽兰与2牧草混合种植可明显抑制紫茎泽兰的发芽;在苗期,2种牧草与紫茎泽兰以高密度（18株幼苗/盆,盆直径=24cm ）和小比例（紫茎泽兰占种植株总数的1/2以下）方式种植时,能够使紫茎泽兰株高和干重受到明显抑制,紫茎泽兰表现出较弱的竞争性,充分体现出牧草混合种植的替代竞争优势作用,讨论了牧草混合种植替代控制紫茎泽兰的可行性。     

原产地和入侵地紫茎泽兰对泽兰实蝇寄生的耐受性及其生理响应

[目的]研究入侵植物紫茎泽兰对专食性天敌泽兰实蝇寄生的耐受性并探讨其入侵前后的生理响应,为紫茎泽兰的生物防治提供理论依据.[方法]泽兰实蝇寄生后,于初现羽化窗时测量紫茎泽兰原产地(墨西哥)和入侵地(中国)种群叶片脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量及多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理指标;全部羽化后测定并计算紫茎泽兰的株高、总生物量、根冠比和比茎长等生长指标,比较分析泽兰实蝇寄生后不同种群紫茎泽兰的抗性和耐受性.[结果]在泽兰实蝇寄生条件下,入侵地紫茎泽兰的总生物量、茎生物量比和根冠比较原产地种群分别显著升高37.80%、15.38%和21.77%(P<0.05,下同);入侵地紫茎泽兰PAL、POD和SOD活性分别较原产地显著降低46.91%、46.60%和37.52%,而PPO活性与原产地紫茎泽兰无显著差异(P>0.05);同时,入侵地紫茎泽兰的Pro和MDA含量分别较原产地显著增加66.30%和145.08%.[结论]入侵后紫茎泽兰的资源分配策略发生改变,入侵地紫茎泽兰种群对泽兰实蝇寄生的耐受性增强,对泽兰实蝇的防御响应有所降低,防御策略发生改变.     

紫茎泽兰入侵区云南松纯林火烧迹地植被天然更新研究

采用典型样地取样法对四川省凉山彝族自治州泸山紫茎泽兰严重入侵区云南松纯林火烧迹地植被的天然更新进行调查;根据火烧程度,设置3个样地。结果表明,1年内3个样地共发现被子植物56种,隶属25科54属,此外还发现蕨类3种及苔藓、地衣的分布,火烧严重的2个样地有云南松幼苗更新;林下植被Shannon-Wiener指数(H)、Simpson多样性指数(D)、均匀度指数(J)总体偏低;1年后,紫茎泽兰在火烧迹地又成功入驻成为优势种群,植株单株可高达1.4 m,调查样地有的平均株高1.2 m,盖度75%,但3个样地均表现一致,紫茎泽兰在火烧后到当年9月其优势并不特别明显。针对研究结果,对紫茎泽兰入侵机制提出见解及对火烧迹地植被恢复提出相应的建议。     

两种除草剂对紫茎泽兰光合特性的影响

紫茎泽兰是一种重要的外来入侵生物,已在我国西南地区泛滥成灾.为了探明甲嘧磺隆和氨氯吡啶酸对紫茎泽兰光合特性的影响,为紫茎泽兰高效化学防除提供参考依据.采用单因素随机区组设计,对盆栽紫茎泽兰喷施不同浓度的甲嘧磺隆可溶性粉剂和氨氯吡啶酸水剂,测定施药后1-7 d紫茎泽兰几个光合特性参数.结果表明,随浓度和时间的增加,紫茎泽兰的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)及叶绿素含量呈下降趋势.0.12g·L-1甲嘧磺隆和1.75 g·L-1氨氯吡啶酸能有效地抑制紫茎泽兰的光合作用,这两种药剂用量几乎减少一半.     

紫茎泽兰的燃烧火行为特征

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng)是一种外来入侵物种,干枯的紫茎泽兰植株具有较好的易燃性,并且紫茎泽兰植株枯死期正是昆明地区的森林防火期,对森林防火具有重要的影响。在昆明周边的林区内进行外业调查、采集紫茎泽兰样品,并在可控条件的实验室内利用热电偶等测定紫茎泽兰的燃烧火行为特征(包括点燃时间、辐射热、火焰高度和蔓延时间等)。结果表明:(1)垂直燃烧的平均点燃时间、蔓延时间和火焰最大高度都大于水平燃烧(31、1 s;3.50、1.67 min;300、120 cm)。(2)水平燃烧的平均火焰最高温度大于垂直燃烧(761、611℃);(3)水平燃烧和垂直燃烧的平均热辐射没有明显差异。紫茎泽兰水平燃烧和垂直燃烧时的温度高,释放能量大,热辐射强,是地表火垂直转换为树冠火的重要介质,也是地表火水平快速蔓延的通道。紫茎泽兰垂直燃烧的火灾危险性较大,且燃烧后具有较大发生复燃的可能性。应在防火期来临前对紫茎泽兰进行清除,以减少森林火灾发生的频率和强度。     

泽兰实蝇对紫茎泽兰寄生及株高与繁殖性能的影响

为了解野外自然条件下泽兰实蝇(Procecidochares utilis Stone)对紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng)的寄生特征,采用随机抽样调查和样方调查法,探讨了林下与空旷地的居民区、柏树林、松树林、桉树林和杂草地等5种不同生镜下的泽兰实蝇自然寄生率。结果表明:林下和空旷地的泽兰实蝇寄生率无显著差异。5种不同生镜下的泽兰实蝇寄生率存在显著差异,以桉树林最高,为60.5%,居民区次之,为46.2%,杂草地为32.5%,柏树林最低,为25.1%。泽兰实蝇寄生产生的虫瘿大多分布在紫茎泽兰植株较幼嫩部分,以距顶1~34cm虫瘿数最多,占调查总虫瘿数的72.2%。5种生镜下紫茎泽兰植株上的虫瘿个数均以结1~2个虫瘿为主,结3个及3个以上虫瘿的较少。从平均每瘿虫口数看,虫瘿大的平均每瘿虫口数多,虫瘿小的平均每瘿虫口数少。此外,泽兰实蝇寄生对紫茎泽兰的株高和有性繁殖力均无显著影响,说明泽兰实蝇寄生对紫茎泽兰的控制作用不明显。     

黄花蒿对紫茎泽兰竞争效应的影响

采用复合De Wit取代试验设计方法,分析入侵杂草紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)与本土植物黄花蒿(Artemisia annua)的竞争关系,观察不同种植密度和种植比例对紫茎泽兰生长特性的影响。结果表明:在紫茎泽兰和黄花蒿混种样地中,紫茎泽兰相对产量(RYg)和相对密度(RDg)均小于1;随着黄花蒿混种比例的增加,紫茎泽兰的RYg和RDg均逐渐减小,同时紫茎泽兰的茎宽、分枝数、生物量逐渐降低;紫茎泽兰与黄花蒿之间的竞争大于紫茎泽兰的种内竞争,黄花蒿的存在抑制了紫茎泽兰种群数量的扩增;在黄花蒿混种比例较高的情况下,随着种群密度的增加,紫茎泽兰的根冠比逐渐降低,同时紫茎泽兰的株高逐渐增加;紫茎泽兰能采取地上优先生长策略应对黄花蒿的强大竞争压力;在紫茎泽兰入侵早期利用黄花蒿进行替代控制,可获得较好的防治效果。     

不同生境紫茎泽兰构件生长及其对环境的行为响应

[目的]探究紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)构件生长对不同环境条件变化的响应。[方法]在哀牢山国家级自然保护区南华片区紫茎泽兰入侵的华山松(Pinus armandii)林、落叶阔叶林、林区公路边和林区空旷地等4种生境类型中共设置样方120个,测量紫茎泽兰优势植株构件数据和环境因子分析不同生境紫茎泽兰的生长状况差异性和环境因子差异性,并采用主成分分析和相关性分析研究紫茎泽兰构件生长变量主成分因子和环境变量主成分因子的关系。[结果]不同生境紫茎泽兰优势植株构件生长均差异显著(P0.01)。在华山松林中,紫茎泽兰植株相对弱小,各枝级数分配不均,这与华山松林内的弱光照条件、高海拔的气候特征及较大的草本层盖度密切相关。林区空旷地和林区公路边的植株各枝级的分枝密度和分枝强度均较其他2种生境的大,且各枝级数分配较均匀,这与生境的强光照条件有关。落叶阔叶林中的紫茎泽兰植株粗壮茂盛,但各枝级数分配不匀,这与该生境较高的土壤肥力和夏季林内光照不足有关。[结论]环境变化是影响紫茎泽兰构件生长的关键,紫茎泽兰构件生长对环境条件变化有不同的响应。建议对保护区不同生境采取不同的管理方式,以防止紫茎泽兰的入侵或降低其入侵的危害。     

紫茎泽兰叶片对小麦、油菜幼苗的化感作用及化感机制的初步研究

采用培养皿滤纸法和盆栽法,研究外来入侵种紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)叶浸提液对小麦、油菜2种作物的化感作用及其生理学效应,以初步探讨其化感机制.结果表明:油菜对紫茎泽兰叶浸提液最为敏感,其浸提液浓度越高,油菜种子萌发的受抑程度越严重,幼苗生长发育的受抑作用越明显,化感系数越大,当紫茎泽兰叶粉末∶湿沙为1∶50时,对油菜的抑制作用就非常明显;经紫茎泽兰叶粉末处理后,小麦根系活力显著降低,丙二醛(MDA)含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)活性显著增强,但叶绿素含量变化不大.分析认为,紫茎泽兰通过化感作用影响周边植物体内一系列正常的生理学过程,从而使其生长发育受到抑制,并导致紫茎泽兰自身表现出明显的竞争优势,成为入侵物种.     

紫茎泽兰对大蒜产量的影响及其经济阈值

在大田条件下,研究了紫茎泽兰对大蒜产量的影响及其经济危害允许水平和经济阈值, 分析了紫茎泽兰密度与大蒜减产率的最优回归模型及危害大蒜产量的水分和养分竞争机制.结果表明,在紫茎泽兰对土壤养分和水分的竞争干扰下,大蒜产量随紫茎泽兰密度的增加而逐渐显著降低.双曲线模型可以较好地拟合紫茎泽兰密度(x)与大蒜产量损失率(y)间的关系(1/y=-0.018 286+0.435 75/x,F=261.79**).大蒜田采用人工拔除杂草、10%草胺磷和24%氨氯吡啶酸对紫茎泽兰进行防除时,紫茎泽兰的经济危害允许水平分别为2.630%、 0.277%和0.369%,经济阈值分别为1.09株/m2、0.12株/m2和0.16株/m2.     

紫茎泽兰对贵州省黔西南州农业环境造成的影响及应对措施

紫茎泽兰是世界性的恶性杂草,也是我国外来入侵物种中分布面积最大,危害最为严重的有害植物之一。紫茎泽兰原产中美洲,属菊科泽兰属多年生杂草。又称破坏草、腺泽兰、臭草、亚热带飞机草、霸王草、败马草等,其学名为Eupatorium coelestinum L。据统计,现已广泛分布于我国的云南、贵州、四川、重庆、广西、西藏等省（区）,正以每年10~30公里的速度继续向北向东推移。     

紫茎泽兰的有机肥品质评价

紫茎泽兰是一种恶性杂草,目前在中国西南部地区分布范围越来越大,危害日益严重,至今大规模防治的有效方法还未找到.近几年,人们逐渐从治理除害的角度转向综合利用,积极开发利用紫茎泽兰,化害为利.分析了云南、四川、贵州、广西等省区的12份紫茎泽兰中的大量和微量元素,并对其进行有机肥品质评价.结果表明:紫茎泽兰含有大量的氮、磷、钾等常量元素和丰富的铁、锰、铜、钼、锌、硼等微量元素,符合二级有机肥的标准.     

1个物候期内紫茎泽兰土壤种子库活体动态调查

对1个物候期内紫茎泽兰土壤种子库的活体进行调查,掌握土壤中紫茎泽兰种子活体的动态。结果表明,在紫茎泽兰分布区内的退耕地、桐林地、荒山和马尾松幼林地等均具有紫茎泽兰种子长久性土壤种子库特征;在土壤中的垂直分布方面,种子活体数土壤表层（0～2cm）〉2～5cm土层;紫茎泽兰土壤种子库的种子贮藏量与人为干扰有关,人为干扰较大的退耕地、马尾松幼林地〉荒山〉桐林地。     

入侵植物紫茎泽兰的肥料资源化利用特征

为无害化处理和资源化利用紫茎泽兰提供数据参考，采用文献调研、走访调查和野外调查相结合的方式调查紫茎泽兰在凉山州的分布区域、面积和生物量，分析其氮、磷、钾和有机碳含量，采用复合菌剂(由恶臭假单胞菌和高温纤维菌复合而成)对紫茎泽兰进行脱毒和腐熟，60 d后测定紫茎泽兰有机肥的养分及重金属(Pb、Cd、As、Hg、Cr)含量。结果表明：紫茎泽兰在凉山州17个县(市)均有分布，发生总面积达133.66万hm²，生物量(干重)为0.27～1.13 kg/hm²，其平均值达0.62 kg/hm²。紫茎泽兰有机碳含量较高，达35.97%～40.75%，氮、磷、钾养分在叶片中含量均最高(除公路边生境的茎磷含量稍高于叶外)，分别达1.57%～2.63%、0.17%～0.45%、1.65%～2.65%。各县(市)紫茎泽兰养分总量可替代的有机肥、尿素(46%)、过磷酸钙(15%)和氯化钾(60%)总量分别为23.13×10⁶～147.65×10⁶kg、0.53×10⁶～3.38...