意大利蒼耳(Xanthium italicum Moretti)、蒼耳(Xanthium sibiricum Widd)均屬菊科(Compositae)蒼耳屬(Xanthium L.)一年生草本植物。意大利蒼耳于1991在我國(guó)首次被發(fā)現(xiàn),此后意大利蒼耳迅速在我國(guó)蔓延開(kāi)來(lái),對(duì)入侵地生物多樣性以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害,1997年被列為我國(guó)入境檢疫類有害生物。大量研究表明,種子生態(tài)學(xué)特性對(duì)植物的生長(zhǎng)、繁殖和擴(kuò)散具有重要意義。故本文對(duì)意大利蒼耳的種子生態(tài)學(xué)特性進(jìn)行了探究,并與其同屬本地植物蒼耳進(jìn)行比較,旨在探尋其成功入侵及快速擴(kuò)散的種子生態(tài)學(xué)依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果如下:1、從成熟早期、中期到晚期,兩種植物的果實(shí)百粒重、長(zhǎng)度和寬度均呈顯著遞增的趨勢(shì),對(duì)比蒼耳的總苞比(約61—69%),意大利蒼耳果實(shí)中總苞占更大的比重(約63—80%),因此,意大利蒼耳的果實(shí)較蒼耳擁有更大的體積與質(zhì)量,減少了其通過(guò)土壤縫隙掉入深層土壤的機(jī)會(huì)。同時(shí),浸水10h后測(cè)定兩種植物果實(shí)的吸水量發(fā)現(xiàn),意大利蒼耳果實(shí)可以利用其總苞在適合條件中儲(chǔ)存比蒼耳(36%)更多的水分(48%),有助于其從環(huán)境中有效捕獲水分,便于內(nèi)部種子的萌發(fā)。2、通過(guò)比較不同成熟度(成熟早期、中期和晚期)的種子活力(萌發(fā)率),我們發(fā)現(xiàn)蒼耳在成熟早期、中期的萌發(fā)率較低,僅能達(dá)到意大利蒼耳的50%;而意大利蒼耳的種子沒(méi)有休眠,果實(shí)成熟后完成脫水,一旦落置在適宜的環(huán)境中即可萌發(fā)。3、意大利蒼耳和蒼耳種子每年在9—10月完全成熟,成熟后可維持植冠種子庫(kù)長(zhǎng)達(dá)9個(gè)月之久。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),蒼耳果實(shí)在完全成熟后的1個(gè)月內(nèi)(9—10月),脫落了近65%的果實(shí),宿存率在至次年3月其植冠宿存率僅為保持在約16%。而意大利蒼耳果實(shí)在成熟當(dāng)年的脫落率僅為34%,66%的果實(shí)宿存至次年,于次年4月迎來(lái)密集性脫落(56.7%)。鑒于意大利蒼耳種子沒(méi)有休眠習(xí)性,形成規(guī)�？捎^的植冠種子庫(kù)并于春季到來(lái)時(shí)集中脫落,對(duì)于其種子的有效萌發(fā)和幼苗存活具有重要意義。同時(shí),意大利蒼耳具有更發(fā)達(dá)的擴(kuò)散結(jié)構(gòu),在野外其散落于地表的果實(shí)常呈團(tuán)分布,因此,動(dòng)物和重力作為其擴(kuò)散媒介,使其在長(zhǎng)距和短距的擴(kuò)散中均占有優(yōu)勢(shì)。4、意大利蒼耳和蒼耳對(duì)于不同的環(huán)境因子(溫度、光照、土壤水分以及土壤鹽分)均表現(xiàn)出不同的適應(yīng)性對(duì)策:(1)意大利蒼耳和蒼耳種子的溫度生態(tài)幅在萌發(fā)階段非常寬泛,二者在10—35℃環(huán)境中均可萌發(fā),但無(wú)論是在高溫還是低溫環(huán)境中,意大利蒼耳的種子更具有萌發(fā)優(yōu)勢(shì),其中在低溫(10—15℃)環(huán)境中,意大利蒼耳的萌發(fā)率一直顯著大于蒼耳,在高溫(30—35℃)環(huán)境中,除蒼耳上位種子(65%)外,其他三種類型種子萌發(fā)率均高達(dá)100%,但高溫促進(jìn)意大利蒼耳萌發(fā)速度加快。因此,意大利蒼耳對(duì)于環(huán)境溫度的適應(yīng)力更強(qiáng),從早春到盛夏期間其可利用任何有利的降水、升溫等有利條件快速萌發(fā)成苗。(2)蒼耳的種子為光中性種子,意大利蒼耳相較蒼耳對(duì)光照更加敏感。在深層土壤環(huán)境中,意大利蒼耳種子萌發(fā)率僅為40%,然而當(dāng)深層土壤中的種子由于干擾而接近土壤表層時(shí),其萌發(fā)率可以達(dá)到100%,這使得其經(jīng)常入侵?jǐn)_動(dòng)頻繁的地區(qū)。同時(shí),在郁閉的植冠下方環(huán)境中,意大利蒼耳種子的萌發(fā)率為66%,這可能是其為避免幼苗出土后所面臨的激烈種間或種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的一種適應(yīng)性對(duì)策。(3)兩種植物的種子萌發(fā)對(duì)土壤水分的耐受幅度都比較寬,在35%的PEG濃度條件下,意大利蒼耳有近40%的下位種子依然可以萌發(fā)。土壤水分豐沛時(shí),兩種植物的下位種子與對(duì)照組無(wú)差異;而在土壤水勢(shì)較低時(shí),意大利蒼耳萌發(fā)率略高,萌發(fā)速度顯著大于蒼耳,因此,寬泛的水分需求是意大利蒼耳種群之所以能夠快速擴(kuò)張的一個(gè)重要原因。(4)意大利蒼耳與蒼耳在種子萌發(fā)階段均表現(xiàn)出了較強(qiáng)的耐鹽性。隨著土壤NaCl濃度的升高(NaCl濃度為160-280 mmol/L),兩種植物種子的萌發(fā)率呈明顯下降趨勢(shì),但意大利蒼耳的萌發(fā)率和萌發(fā)速度始終顯著高于蒼耳。同時(shí),蒼耳在大多數(shù)處理下上、下位種子間萌發(fā)率有顯著差異,這說(shuō)明在種子萌發(fā)階段意大利蒼耳對(duì)土壤鹽分的耐受性明顯強(qiáng)于蒼耳,使得該外來(lái)植物的種子在中度鹽漬化土壤中依然可以大面積建立種群。(5)意大利蒼耳種子體積大,所含營(yíng)養(yǎng)豐富,其中可溶性蛋白含量顯著高于同屬植物蒼耳,而種子中可溶性糖和脂肪的含量則無(wú)種間的差異,這一現(xiàn)象可能是意大利蒼耳能夠快速萌發(fā)、迅速生長(zhǎng)的生理優(yōu)勢(shì)。綜上,意大利蒼耳具有規(guī)模可觀的植冠種子庫(kù),果實(shí)總苞占比大易儲(chǔ)存水分;總苞擴(kuò)散結(jié)構(gòu)更發(fā)達(dá),種子易傳播且無(wú)休眠習(xí)性;種子所含營(yíng)養(yǎng)豐富,其中可溶性蛋白含量顯著高于同屬植物蒼耳,對(duì)溫度、土壤水分以及土壤鹽分的耐受能力強(qiáng)等生態(tài)學(xué)特性,顯著提高了意大利蒼耳種子萌發(fā)及幼苗成功定植的機(jī)率,為意大利蒼耳成功入侵和快速擴(kuò)張?zhí)峁┍Ｕ稀?br> 【學(xué)位單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：Q948.1
【部分圖文】：

and X.sibiricum：表中不同小寫(xiě)字母表示某種植物的不同處理間數(shù)值的差異達(dá)到顯著水平(P＜0.0大寫(xiě)字母表示同一成熟度兩種植物的測(cè)量數(shù)值差異達(dá)到顯著水平(P＞0.05)。均值±標(biāo)準(zhǔn)差 Mean ± SD意大利蒼耳 蒼耳早期 Early 中期 Middle 晚期 Later 早期 Early 中期 Middle 27.59±0.76 Ac38.90±0.82 Ab43.61±0.84 Aa14.74±0.32 Bc15.58±0.84 Bb23.27±0.95 Ab25.62±0.63 Aa27.56±0.90 Aa13.49±0.45 Bb13.37±0.40 Bb13.05±0.6 Ab14.95±0.38 Aa15.44±0.72 Aa7.36±0.31 Bb7.28±0.56 Bb0.25±0.01 Bc0.35±0.02 Bb0.57±0.03 Ba0.45±0.02 Ab0.60±0.05 Aa20.04±0.25 Bc25.62±0.91 Bb36.39±0.33 Aa30.91±0.01 Ab38.23±0.77 Aa80.30±0.87 Aa74.38±0.91 Ab63.59±1.34 Ac69.18±0.91 Ba62.42±2.08 Bb

圖 3-1. 意大利蒼耳的總苞顯微結(jié)構(gòu)（25×）Fig. 3-1 Micro observation of involucre of X.italicum（25×） 可以看出，蒼耳果實(shí)成熟后呈橢圓形，百粒重 18.117±0.511 g， mm，寬 9.078±0.481 mm（表 2-1）。蒼耳果實(shí)頂端具 2 個(gè)喙，有形，質(zhì)地堅(jiān)硬，上端略呈鐮刀狀，常不等長(zhǎng)�？偘梯^稀疏，0.5 mm，頂端同樣具有 C 字形倒鉤，基部被短柔毛或腺點(diǎn)，或全

圖 3-1. 意大利蒼耳的總苞顯微結(jié)構(gòu)（25×）Fig. 3-1 Micro observation of involucre of X.italicum（25×） 可以看出，蒼耳果實(shí)成熟后呈橢圓形，百粒重 18.117±0.511 g， mm，寬 9.078±0.481 mm（表 2-1）。蒼耳果實(shí)頂端具 2 個(gè)喙，有形，質(zhì)地堅(jiān)硬，上端略呈鐮刀狀，常不等長(zhǎng)�？偘梯^稀疏，0.5 mm，頂端同樣具有 C 字形倒鉤，基部被短柔毛或腺點(diǎn)，或全

【參考文獻(xiàn)】

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