Local grasses for the control of the invasive vine Mikania micrantha

乡土草本植物对入侵植物薇甘菊的防控 薇甘菊(Mikania micrantha)是在太平洋岛屿和亚洲热带亚热带发现的一种入侵植物。目前防 治薇甘菊的方法并不完善,因此亟需寻找对环境友好的、更有效的防治方法。因此,我们探究了4种草本植物对薇甘菊入侵的防御能力,以期为薇甘菊的生态可持续防治提供科学依据。 本研究选取了4种来自中国本土的多年生禾本科草本植物：藤竹草(Panicum incomtum)、象草(Pennisetum purpureum)、斑茅(Saccharum arundinaceum)和蔓生莠竹(Microstegium vagans)来构建草丛。将薇甘菊种子播种在上述草丛中,同时还将薇甘菊幼苗移栽到上述草丛中,观察草丛是否能阻止薇甘菊幼苗的生长。此外,我们还将薇甘菊移植到现有的草丛中,观察草丛是否能够阻止薇甘菊的再次入侵。最后还在野外将薇甘菊分别与藤竹草和象草一同种植,探究这两种禾本科植物是否能在竞争中胜出。研究结果表明,薇甘菊种子在上述草丛中萌发困难,所有薇甘菊幼苗在3个月内死亡,说明薇甘菊很难在现有的草丛中生存。野外实验表明,薇甘菊盖度在第一年显著低于这些草本植物,两年后全部被这些草本植物取代。据我们所知,本研究首次揭示了高大草本植物,特别是藤竹草和象草,具有作为薇甘菊生物防治的潜力。     

几种除草剂对薇甘菊的杀灭试验

在广东内伶仃岛保护区东湾和深圳福田红树林自然保护区两地,用2,4-D、草甘膦、25%森泰、森草净4种除草剂对薇甘菊进行杀灭试验,结果表明50～500倍液的2,4-D和草甘膦均只能杀灭薇甘菊的地上营养体,不能杀死根部;用25%森泰水剂注射薇甘菊主根,0.1～3mL/株的用量,可以在5～6个月内彻底杀灭薇甘菊;用森草净水溶性粉剂配制成的溶液,喷洒薇甘菊的茎叶,用药量在1～1000g/hm     

几种除草剂对薇甘菊的杀灭试验

在广东内伶仃岛保护区东湾和深圳福田红树林自然保护区两地,用2,4-D、草甘膦、25%森泰、森草净4种除草剂对薇甘菊进行杀灭试验,结果表明：50～500倍液的2,4-D和草甘膦均只能杀灭薇甘菊的地上营养体,不能杀死根部;用25%森泰水剂注射薇甘菊主根,0.1～3mL/株的用量,可以在5～6个月内彻底杀灭薇甘菊;用森草净水溶性粉剂配制成的溶液,喷洒薇甘菊的茎叶,用药量在1～1000g/hm2时,可在2～3个月内彻底杀灭薇甘菊。     

入侵种薇甘菊防治措施及策略评估

薇甘菊Mikania micrantha H.B.K.是入侵中国南部地区的一种危害极大的外来入侵种。防治薇甘菊的措施和策略,应根据薇甘菊的物种特性及所能支配的防除资源,综合考虑、统筹安排。薇甘菊能快速生长覆盖其他植物,其残株断枝易成为独立生长的新个体、种子量巨大且极易扩散,喜入侵次生植被。物理清除适用于小面积,对大面积出现的薇甘菊不应采用。化学防除主要用于应急,但未能改变适于薇甘菊生长的生境,薇甘菊仍可能在数年后再次为害。田野菟丝子Cuscuta campestris控制薇甘菊适用于大面积危害区域,当只以控制而不以根除自然群落的薇甘菊为目标时效果很好。群落改造能一劳永逸地解除薇甘菊的危害,但只适用于宜林地,且成本较高。天敌控制和植物化感防治都尚在探索阶段。未来还应发掘有效天敌,研发综合防治措施,揭示宏观分布规律。薇甘菊防治的正确策略是:对于已形成区域性危害的薇甘菊,根除已经不可能,应采取持久战而非速决战,防止薇甘菊入侵新区域是防治的重中之重,必须优先治理轻度入侵地和能向周边区域甚至是遥远区域扩散的传播源,建立防治示范区或样地。     

基于无人机高光谱影像的薇甘菊分布提取研究——以云南德宏州为例

为有效控制薇甘菊入侵,及时掌握其空间分布和动态变化,基于无人机高光谱数据,通过深度学习（DL）、支持向量机（SVM）、随机森林（RF）等方法提取云南省德宏州微甘菊分布情况。结果表明,DL、SVM和RF等3种方法均有效实现了薇甘菊的分布提取,以DL方法的提取效果最佳,制图精度和用户精度分别为96.61%和95.00%;其次为RF方法,制图精度和用户精度分别为94.83%和91.67%;SVM方法的制图精度和用户精度分别为92.45%和81.67%。这3种方法均能很好提取薇甘菊集中分布区域,且DL和RF方法对零散分布薇甘菊的识别效果优于SVM。因此,无人机高光谱影像为薇甘菊的监测、预警和精准防治提供了支撑和依据,对保护当地生态系统安全具有重要意义。     

入侵害草薇甘菊的防除研究进展

对薇甘菊MikaniamicranthaH.B.K.防除的最新研究进展进行了综述。薇甘菊的防除,目前主要采用人工清除、化学防除、生态防除和生物防治等方法,其中生物防治是最有效的防治方法之一。生物防治中艳婀珍蝶Actinotethaliapyrrha和安婀珍蝶A.anteas是较有前途的两种昆虫;柄锈菌PucciniaspegazzinideToni能使薇甘菊生长受阻、矮化、枯萎和死亡,在中国有利用的可能;凤凰木Delonixregia、血桐Macarangatanarius、榥伞枫Heteropanaxfragrans可以利用植物相克作用控制薇甘菊;菟丝子属Cuscuta的3种菟丝子能侵染薇甘菊,其中田野菟丝子Cuscutacampestris对薇甘菊控制作用较强,是以草治草的一种新方法。     

菟丝子致死薇甘菊

薇甘菊Mikaniamicrantha是入侵的害草,已经由珠江三角洲扩散到粤东、粤西沿海地区,以及部分山区.在薇甘菊的天敌调查中看到菟丝子寄生于薇甘菊,严重时可以把薇甘菊致死.我们在本所的实验园中栽种薇甘菊,并让其被菟丝子Cuscuta chinensis Lam.寄生,结果证实菟丝子在两个月左右,完全可以抑制薇甘菊的生长,最终把薇甘菊致死.这可能是以草治草的一种新途径.但是菟丝子也是我国农作物的一种重要杂草,如何利用菟丝子控制薇甘菊的为害,而又不使菟丝子对薇甘菊的伴生植物和其它农作物造成为害,是下一步要解决的问题.菟丝子致死薇甘菊的机理更需要深入研究.     

基于“珠海一号”高光谱遥感影像的薇甘菊入侵监测

采用“珠海一号”卫星高光谱遥感影像,结合薇甘菊(Mikania micrantha)地面光谱数据,利用决策树分层分类提取方法,实现大范围薇甘菊入侵信息识别提取。结果表明,“珠海一号”OHS高光谱数据能准确反映薇甘菊精细光谱特征;在OHS高光谱数据的32个波段中,Band13 (665 nm)、Band22 (780 nm)、Band25 (833 nm)、Band26 (850 nm)、Band27 (865 nm)、Band28 (880 nm)是识别提取薇甘菊的最佳波段;利用OHS高光谱数据监测薇甘菊分布提取精度达82.6 %,可满足薇甘菊入侵监测日常业务需要,为薇甘菊精准防治提供有力支撑。     

深圳大鹏半岛薇甘菊的空间发生规律

【目的】研究薇甘菊的入侵与地形、人为干扰间的关系,量化不同干扰因素对薇甘菊发生的影响,进一步揭示薇甘菊的发生规律,为薇甘菊的系统防治与管控提供技术支持。【方法】使用无人机遥感系统所获取的高分辨率航片作为数据源,通过目视解译方法确定薇甘菊的发生区域后结合3S技术手段,对深圳大鹏半岛210000 m²研究区内的薇甘菊发生状况与地形因子及人为干扰度间的关系进行系统分析。【结果】研究区内薇甘菊在低海拔区和阳坡分布居多,86.80%的薇甘菊入侵发生在人类轻中度干扰区,20°~40°坡度位置是薇甘菊的重点发生区。研究网格单元内薇甘菊的发生面积与坡度、高程显著负相关(P<0.01),与坡向相关性较差。【结论】在人为干扰较小的自然条件下,制约薇甘菊扩散发生的主要因子是入侵地的群落结构,而在人为干扰较为严重的地区,薇甘菊入侵的发生与人类活动消失后产生的空白生态位密切相关。     

海南岛外来植物薇甘菊危害现状及入侵动态研究

为全面了解薇甘菊在海南的危害现状与入侵动态,提供有效防治的科学依据,对海南全岛薇甘菊入侵现状进行了调查,分析其入侵动态,并对其分布区进行预测。结果表明,自2003年在海口、文昌首次发现以来,薇甘菊已侵入到海南10余个市县,由于其繁殖力强、生长迅速、适应性好,与本地植物进行强烈的资源竞争,对本地农林业生产已构成一定危害,而且有向整个海南岛扩散蔓延的趋势。因此,必须引起高度重视,采取综合防治,有效减少薇甘菊大面积入侵造成的危害和损失。     

大湄公河次区域薇甘菊的防控技术

薇甘菊是大湄公河次区域的重要恶性入侵杂草,其种群跨境入侵扩张备受区域各国政府的高度重视和社会广泛关注。2011年以来在我国相关农业科研机构、团队和专家的科技支撑下,中国云南与周边五国科研机构成立“大湄公河次区域植物保护工作组”。本文简要介绍工作组围绕该入侵杂草在生态异质性条件下种群扩展与灾变过程的预警监测、阻截防控带建设、替代控制与选择性除草剂协同应用取得的阶段性成效,为积极主动融入国家“一带一路”倡议的实施,服务于中国云南的经济国境线、绿色国境线和生态国境线发挥建设性作用。     

广东省中山市2种红树林有害生物风险分析及防控策略

【目的】了解红树林有害生物风险及其防控,维护红树林健康生长,发挥红树林的生态功能。【方法】2018—2019年,连续2年对广东省中山市红树林有害生物种类进行系统调查监测,并对薇甘菊和星天牛2种有害生物在中山市的分布状况、定殖和扩散的可能性、潜在危害性、受害对象的重要性、防控难度等进行分析,结合红树林的生态效益,参照国际有害生物风险性分析方法对两者在中山市红树林的危害风险性进行综合分析评估。【结果】调查发现,中山市红树林主要有害生物有23种,其中薇甘菊、星天牛最为严重,评估风险性R值分别为1.63和1.61,属中度危险的林业有害生物。【结论】薇甘菊和星天牛目前仅在中山市红树林局部地区发生危害,但具有明显扩散蔓延趋势,应该建立以应急除治、生物防治、生态修复等多种技术相结合的生态控制技术体系。     

颈盲蝽取食对薇甘菊叶片营养物质和防御酶的影响

【目的】薇甘菊是世界最具危害性的入侵杂草之一,对我国生态环境和农业、林业生产造成了严重的危害。颈盲蝽是控制薇甘菊的一种潜在的重要天敌昆虫。本研究旨在探讨薇甘菊被颈盲蝽取食后,叶片防御相关酶系活性、营养物质和叶绿素含量的变化,阐明颈盲蝽取食对薇甘菊生理功能的影响,为利用颈盲蝽防控薇甘菊提供依据。【方法】从云南瑞丽野外采集薇甘菊的本地天敌昆虫颈盲蝽,测定了颈盲蝽取食前及取食12、24、48、96 h后,薇甘菊叶片中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及可溶性糖、可溶性蛋白及叶绿素含量,以取食前的植株作为对照。【结果】与对照相比,颈盲蝽取食12 h时,薇甘菊叶片中的POD、CAT活性升高,SOD活性降低;之后POD、SOD活性上升,CAT活性降低,取食48 h时,POD和SOD活性达到最高值,CAT活性达到最低值;取食96 h时,POD与SOD活性降低,但仍高于对照,CAT活性与取食48 h时相近。颈盲蝽取食后,薇甘菊叶片中的可溶性糖含量明显上升,取食96 h达到最高值;可溶性蛋白和叶绿素含量显著降低,在96 h达到最低值,分别低于对照39.30%和69.94%。【结论】颈盲蝽取食严重破坏了薇甘菊叶片的正常生理功能,并最终导致其叶片萎蔫和坏疽。     

我国入侵植物薇甘菊(菊科)的细胞学研究

为了解入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)的细胞学特性,研究了薇甘菊在我国广东东南部4居群和台湾2居群的染色体数目和染色体形态。结果表明,所有居群的薇甘菊染色体数目均为2n=36,第一对染色体为近中部着丝粒染色体,其长臂中部具有次缢痕,显著大于其余染色体。广东深圳大学和深圳水库居群的核型公式为2n=20m+14sm+2st;广东汕头、阳江和台湾屏东居群为2n=22m+12sm+2st;台湾宜兰居群为2n=18m+16sm+2st。此前有报道薇甘菊深圳大学居群的染色体数目为2n=38,推断为制片过程中第一对染色体从次缢痕处断裂而导致的计数错误。因此,薇甘菊虽存在非整倍性和多倍性变化,但在广东东南部和台湾的入侵居群中目前仅发现基于x=18的二倍体(2n=36),该种在这些地区的成功入侵与多倍性无关。     

Changes in Soil Microbial Community Associated with Invasion of the Exotic Weed, Mikania micrantha H.B.K

Invasions of exotic plant species are among the most pervasive and important threats to natural ecosystems. However, the effects of plant invasions on soil processes and soil biota have not been adequately investigated. Changes were studied in soil microbial communities where Mikania micrantha was invading a native forest community in Neilingding Island, Shenzhen, China. The soil microbial community structure (assessed by phospholipid fatty acid [PLFA] profiles) and function (assessed by enzyme activities), as well as soil chemical properties were measured. The results showed that the invasion of M. micrantha into the evergreen broadleaved forests in South China changed most of the characteristics in studied soils. Microbial community structure and function differed significantly among the native, two ecotones, and exotic-derived soils. For PLFA profiles, we observed a significant increase in aerobic bacteria but a decrease in anaerobic bacteria in the M. micrantha monoculture as compared to the native and ecotones. The ratio of cy19:0 to18:1ω7 gradually declined but mono/sat PLFAs increased as M. micrantha became more dominant. Both ratios were significantly related to pH according to regression analysis, therefore, pH was a sensitive indicator reflecting the invaded soil subsystem succession. The microbial community composition clearly separated the native soil from the invaded soils by principal component analysis (PCA) and discriminant analysis (DA). For enzyme activities, 7 of 9 enzymes (β-glucosidase, invertase, protease, urease, acid phosphatase, alkaline phosphatase, and phenol oxidase) showed the similar trend that the activities were highest in the exotic, intermediate in the two ecotones, and lowest in the native community. In most cases, enzyme activities were influenced by soil chemical properties, especially by pH value and soil organic matter. Differences in the structural variables were well correlated to differences in the functional variables as demonstrated by canonical correlation analysis (CCA). It was concluded that M. micrantha invasion had profound effects on the soil subsystem, which must be taken into account when we try to control its invasions.     

Regeneration through organogenesis in rattan

Organogenic cultures were induced from zygotic embryo and megagametophyte explants of the Central American cycad species, Dioon edule. Plant growth medium consisted of B5 major salts, Murashige and Skoog minor salts and organics, 400 mg l⁻¹ glutamine, 100 mg l⁻¹ arginine, 100 mg l⁻¹ asparagine, 60 g l⁻¹ sucrose, 8 g l⁻¹ Difco Bacto agar and was supplemented with kinetin (0 – 13.94 μM) and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) (0 – 9.05 μM) arranged as a 5×4 factorial in a randomized block design. Callus initiation occurred on a wide range of medium formulations from megagametophyte explants; however, shoot formation occurred only on medium supplemented with 2.26 μM 2,4-D. In comparison, callus initiation from explanted zygotic embryos occurred on fewer medium formulations, and adventitious shoot induction occurred from callus on formulations with 9.29–13.94 μM kinetin + 0.45–9.05 μM 2,4-D. Rooted shoots, derived from megagametophyte and zygotic embryo cultures, have been regenerated. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

入侵植物薇甘菊新枝在海南的月生长动态

【背景】薇甘菊是入侵性和危害性极强的外来入侵植物,对生物多样性和农林业生产造成严重影响。观测薇甘菊新枝的月生长动态,了解薇甘菊快速生长扩散的原因,能够为薇甘菊的合理防治提供参考。【方法】采用定点定时观测法,历时2年对海南7个市县薇甘菊新枝的月生长量进行测定。【结果】薇甘菊在海南全年可生长,一新枝月平均生长66 cm,全年累计平均生长795 cm。薇甘菊生长高峰期在6月和8月,其中6月平均生长120 cm,8月平均生长106 cm。薇甘菊最小生长量在1月和12月,平均生长量均为21 cm。薇甘菊在6—10月生长较快,一新枝累计平均生长489 cm,占全年生长量的61.5%;在4—5月和11月生长次之,一新枝累计平均生长196 cm,占全年生长量的24.7%;在1—3月和12月生长缓慢,一新枝累计平均生长110 cm,占全年生长量的13.8%。薇甘菊的花果期在10月至次年3月,一些种群在1—3月再次开花或在3—5月开花。薇甘菊的生长量与温度呈极显著正相关,相关系数为0.91;与降雨量呈显著正相关,相关系数0.56。【结论与意义】薇甘菊是多分枝植物,一新枝年生长量可达795 cm,能迅速生长形成种群。温度是薇甘菊生长的主要因素,降雨在一定程度促进了薇甘菊的生长。     

薇甘菊化感物质对土壤氮素矿化的影响及其化感利己作用

【目的】研究入侵植物薇甘菊提取物对土壤氮素矿化的影响及化感利己作用,为薇甘菊通过释放化感物质促进自身生长并排斥本地植物生长提供实验证据,为揭示薇甘菊的入侵机制提供理论依据。【方法】采用经典的化感生测实验、化感物质添加实验以及盆栽控制实验,对比研究薇甘菊及其本地伴生植物水提液和粗提物的化感生测效应、水提液和粗提物添加对土壤氮素的影响以及水提液添加对薇甘菊生长的影响。【结果】与本地伴生种相比,薇甘菊水提液的化感抑制作用较强且促进了土壤硝态氮的生成;而薇甘菊粗提物的化感作用较弱且抑制了土壤铵态氮和硝态氮的生成。水提液盆栽控制实验结果表明,与本地伴生种火炭母相比,薇甘菊水提液具有显著的化感利己作用,这与薇甘菊水提液处理后薇甘菊生长土壤中的蛋白酶活性增强和有效氮含量增加相一致。【结论】薇甘菊可通过水溶性化感物质促进有效氮的生成来实现化感利己作用。     

中国互花米草防治措施研究进展及展望

互花米草原产于美国大西洋沿岸，20世纪80年代被引入我国，由于抗逆性和繁殖能力强，在我国沿海地区大肆蔓延，对湿地生态系统生物多样性和社会经济发展产生严重威胁，如何有效防治互花米草已成为学者研究的热点和社会关注的焦点之一。本文在文献分析的基础上，阐明了互花米草在国内的分布现状和入侵态势;总结了物理、化学、生物和综合防治法在互花米草防治中的适用范围及优劣势，指出现有防治技术仍存在防治难度大、成本高、治理后易复发和预警体系不完善等问题，为防控互花米草入侵提供理论支持;并进一步提出了基于遥感的“信息收集+早期预警+分级防控”的防控对策和以防治为主、利用为辅的互花米草“防治+利用”技术体系，为今后互花米草的防治和利用提供了新的研究思路。