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一项关于割草对一种常见杂草的影响的研究发现,那些没有杀死你的杂草可以让你变得更强大。《科学报告》发表的一项研究发现,频繁修剪茄科植物可能有助于形成“超级杂草”。
银叶茄属植物(Solanumelaeagnifolium)又名银叶茄属植物,分布在从德克萨斯州南部到南非和希腊的田野中,侵染农田并吸收本应用于经济作物的宝贵养分。这种杂草开紫色花(有时是白色和淡紫色),长有刺和有毒浆果。
该植物的近亲,包括龙葵(又名黑龙葵)和卡罗来纳马刺(又名卡罗来纳马刺),也产有毒浆果,原产于阿肯色州。该植物科还包括一些友好作物,如西红柿、土豆、辣椒和茄子。
鲁佩什·卡里亚特(RupeshKariyat)是阿肯色州农业实验站的昆虫学和植物病理学副教授,他对银叶茄属植物的研究已有十多年。
卡里亚特在德克萨斯大学里奥格兰德河谷分校开始了这项研究,当时他和他的研究生亚历杭德罗·巴斯克斯进行了一项为期五年、分为两部分的研究,以观察经常修剪的银叶茄属植物的影响。卡里亚特于2022年加入了实验站,这是阿肯色大学系统农业部的研究机构。
Kariyat表示,尽管研究经常强调杂草适应性和防御特性因割草等干扰而产生的变化,但大多数研究仅限于叶面防御。当Vasquez和得克萨斯大学里奥格兰德河谷分校的生物学硕士同学监测得克萨斯州爱丁堡及其周边地区割草、未割草和经常割草的银叶茄属植物田时,情况发生了改变。
“亚历杭德罗的问题是,‘这些花在修剪和未修剪的植物之间有何不同?’”卡里亚特说。“这对以它们为食的昆虫有什么影响吗?”
自卫策略
卡里亚特说,两项研究的结果都表明,银叶茄被割得越多,它就越能发展出避免被毁坏的方法。在第一代被割的植物中,主根向下延伸了近5英尺深。茎上长出了更多的尖刺,以防御以花朵为食的毛虫。花朵对毛虫的毒性变得更大,导致来自天敌的压力减小。
就像定时炸弹一样,植物会产生一些发芽较快的种子,而另一些发芽较慢的种子。这种“交错”发芽是植物确保长期生存的方法。
“你试图剪除这些植物,让它们消失,”卡里亚特说。“但你实际上的做法是让它们变得更糟,更强壮。”
耕种银叶茄属植物的区域也会传播该植物,因为像许多杂草一样,根茎根可以在多年的生长季节中进行无性繁殖。
卡里亚特说,对已割草、未割草和经常割草的银叶茄属植物区域的观察结果提供了证据,可以促使杂草科学家进一步研究最佳管理实践。
由于这项研究仅关注银叶茄属植物,卡里亚特表示,其他杂草(甚至是这种植物的亲属)对频繁割草的反应可能相同,也可能不同。不过,这项研究确实为植物抵御人类干扰的防御能力提供了更多见解。
“这是我们在制定管理计划时应该考虑的事情,”卡里亚特在谈到该植物的防御措施时说道。“管理实践需要利用该物种以及与其相互作用的其他物种的生态学和生物学来更好地理解。”
Kariyat和Vasquez于4月发表了他们的研究成果,文章标题为“连续割草对原生范围内有害入侵杂草Solanumelaeagnifolium的花卉防御能力产生不同影响”。
瓦斯奎兹现在是阿肯色大学昆虫学和植物病理学博士生,他是该论文的主要作者。合著者包括卡里亚特、亚历克萨·阿拉尼斯和德克萨斯大学里奥格兰德河谷分校综合生物和化学科学学院创始主任罗伯特·迪尔斯。
“作为科学家,我们希望我们的研究成果能够为所有人所用,而割草是全世界所有人都能理解的概念,”瓦斯奎兹说。
初步研究于2021年发表,文章标题为“对连续割草的局部适应使有害杂草Solanumelaeagnifolium通过改善适应性和防御特性而成为超级杂草候选者”。该研究的主要作者是JesusChavana。
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