外來入侵植物五爪金龍的防治及其資源化利用展望

余細紅 李韶山

摘要：五爪金龍[Ipomoea cairica （L.） Sweet]是華南地區的一種多年生草質藤本惡性入侵雜草，對生態系統的生物多樣性和穩定性造成了嚴重危害。在介紹其生理生態特征的基礎上，綜述了對五爪金龍的防治技術和資源化利用等方面的研究進展。

關鍵詞：入侵植物;五爪金龍[Ipomoea cairica （L.） Sweet];防治;利用

中圖分類號：X176? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）04-0005-04

Abstract： Ipomoea cairica（L.） Sweet is a kind of perennial herbaceous vine invasion weeds in South China，which is harmful to the biodiversity and stability of the ecosystem. Based on the introduction of the physiological and ecological characteristics，make a summary of Ipomoea cairica （L.） Sweet prevention technology and resource utilization of the research progress.

Key words： invasive plants; Ipomoea cairica （L.） Sweet; prevention; utilization

五爪金龍[Ipomoea cairica （L.） Sweet]為旋花科（Convolvulaceae）番薯屬（Ipomoea）多年生纏繞草本植物，原產于北美[1]。20世紀70年代在中國南方作為庭院觀賞植物引入，后來逸為野生，在廣東、福建、廣西等地廣泛分布[2，3]，目前已成為華南地區與“植物殺手”薇甘菊相提并論的藤本惡性雜草，對生態系統的生物多樣性和穩定性造成了嚴重危害[4-9]。研究者為了阻止五爪金龍的進一步蔓延，對其生物學特性[10]、入侵機制[11]開展了廣泛研究，有關部門正積極進行動態監測并對五爪金龍的防治和擴散采取了相應措施，但是，完全消滅已建立種群的入侵種幾乎是不可能的[12]，在防治五爪金龍的同時開展資源化利用將其變廢為寶也是防控的一條重要途徑。

1? 五爪金龍的生理生態特征

五爪金龍為自交不親和植物，其種子通過異花授粉獲得[13]，在自然狀態下結實率低，種皮堅硬致密，透水透氣性極差，自然萌發率低，種子還具有休眠特性[14]，但五爪金龍繁殖的主要方式并不是有性繁殖，而是通過地上部營養器官進行無性繁殖。五爪金龍的營養生長速度快，生物量可達1.833 5 t/hm2[15]，全年可進行營養生長，攀援性和分枝能力強[1，10]，具有較強的CO2固定能力[16]。五爪金龍生態位幅寬，具有耐旱[17]、耐鹽[18、19]、耐熱[20]等特性，但其對入侵地的生境條件具有選擇性，光照充足、水分多、可纏繞攀爬伴生植物等是其生長良好的條件，表現出喜陽植物特征，因此在生長良好、郁閉度高的森林中，五爪金龍則難以入侵成功[10，16]，在林緣、灘涂、垃圾場等地易形成單優勢種。

2? 五爪金龍的防治方法

2.1? 人工鏟除

人工鏟除是最原始的方法，即通過鏟除其地上部分來控制其蔓延生長的速度，但其地下根系未能根除，不妥善處理其殘株，一段時間之后又會依靠無性繁殖重新生長，治標不治本，而且人工鏟除只適合還沒有大面積爆發的階段，否則費時費力，成本較高。據報道，被稱為廣州“市肺”的白云山五爪金龍肆虐，2006年白云山管理局組織大量專業人員對五爪金龍進行清除，1個月內共投入了2 500人次，外運藤本垃圾36車，但是成效不大，只有80%的五爪金龍被清理[21]。廖宜英等[10]的研究還指出，采用人工鏟除的辦法應在其開花未結實時進行，這樣既可以防止結出新的種子，又可以阻止其再發新枝。

2.2? 化學防除

化學防除是采用化學除莠劑進行噴施，是大面積控制和滅除五爪金龍較徹底的方法。目前報道的有王永繁等[21]使用的二甲四氯、2，4-D丁酯、惡草靈、毒莠定對五爪金龍植株有一定的滅除效果，張泰劼等[22]使用了3種激素類除草劑以及Sun等[23]使用了乙烯利，均有良好的使用效果。雖然化學除草劑具有省時省工、效果迅速、使用方便、易于大面積推廣應用等優點，但在防除五爪金龍的同時，可能也殺死了許多本地植物，在有些環境下也禁止使用，如水體附近、公園，另外這些化學藥劑引起的環境污染和土壤殘留的問題也不容忽視。馬瑞君等[24]的研究發現，假臭草、艾蒿、飛機草、黃帚橐吾和披針葉黃華等植物葉片水浸液均能抑制五爪金龍幼苗的生長，為進一步開發安全無殘留的植物源除草劑指明了方向。

2.3? 生物防治

天敵逃逸假說（Enemy release hypothesis）[25]是外來物種成為入侵種的機制之一，是指外來種進入到新的領域后，失去了與其協同進化的天敵的控制，或新領域的廣譜天敵對其作用較小，因而該物種競爭優勢明顯，形成入侵[26，27]。因此，尋找利用天敵來控制雜草的發育、生長蔓延和危害的生物防治方法已被廣泛采用[28-31]。趙丹陽等[32]在野外調查時發現，甘薯臺龜甲喜食五爪金龍，被啃食的五爪金龍有些已經死亡，隨后進行了甘薯臺龜甲對五爪金龍的取食力試驗，結果表明甘薯臺龜甲幼蟲對五爪金龍具有較強的取食力，取食力隨著蟲口密度的增加而增加。朱慧[33]的研究結果表明，五爪金龍的蟲害是存在的，只要通過系統深入地研究，利用其天敵進行生物防治的方法是可行的。雖然生物防治具有成本相對低廉、無污染、無藥害等優點，但有一定生態風險，釋放天敵前如不經過謹慎、科學地風險分析，天敵很可能成為新的有害生物。

2.4? 替代控制

替代控制是通過有經濟或生態價值的本地植物以覆蓋的方式替代外來入侵植物的一種生態控制方法[34]。2004年以來，為響應農業農村部發布的關于開展“十省百縣”外來入侵生物滅毒除害行動，創建了替代控制治理技術體系，經過多年的實踐，已經在控制紫莖澤蘭、豚草、黃頂菊[35]、薇甘菊[36，37]等入侵雜草的擴散危害上取得了良好的效果。關于五爪金龍的替代防治研究也在積極開展中，林淳[38]在調查中發現，本地攀藤植物葛藤是比五爪金龍更具競爭優勢的植物，在兩者生長過程中，葛藤能擺脫五爪金龍的覆壓，最終通過覆蓋五爪金龍，抑制五爪金龍的生長。Li等[39]的研究結果表明，野葛和雞屎藤是控制五爪金龍生長的2種有價值的本土植物，但是替代植物的篩選還需進行大田試驗以待自然生境進一步驗證。

3? 五爪金龍的資源化利用

3.1? 藥用資源

研究表明，五爪金龍在中國民間以根或莖入藥，主治風濕、跌打損傷、炎癥等病癥[40，41]。焦濤等[42]對五爪金龍進行了生藥學鑒定。Schr?der等[43]從五爪金龍中分離出2種天然的木脂體類——牛蒡苷元（A）和絡石苷元（T），并發現這2種物質具有抗腫瘤、抗高血糖的功能，且對體外人免疫缺陷病毒Ⅰ型（HIV-Ⅰ;HTLV-Ⅲ B株）的復制有很強的抑制作用。Ferreira等[44]從五爪金龍的水相提取液中分離出2種異綠原酸，通過試驗證明這2種物質具有鎮痛作用。中國的研究者也從五爪金龍中分離得到了五糖樹脂苷并對其活性進行了測定[45，46]。趙則海等[47]用超聲提取法從五爪金龍中提取具有藥理作用的黃酮。楊柳等[48]采用GC-MS法對五爪金龍葉片揮發性化學成分進行了分析，發現揮發油中的石竹烯、大根香葉烯D、α-石竹烯、β-欖香烯、大根香葉烯B具有藥用價值，且這5種化合物占揮發油總量的87.51%。五爪金龍中含有大量的次生代謝產物，研究這些代謝產物的生物活性，分離提取出能夠治療疾病的物質，最終從中開發出有生產價值的藥物，有廣闊的前景。

3.2? 生物農藥

采用化學防治害蟲對環境會造成污染，因此具有低毒、低殘留的植物源農藥的開發日益受到重視。在研究五爪金龍的入侵機制時發現，五爪金龍對某些昆蟲和軟體動物表現出化感效應，孔卓瑋[49]測定了五爪金龍莖葉甲醇提取物對小菜蛾3齡幼蟲的綜合毒殺活性，胡飛等[50]、鄒湘輝等[51]也報道了五爪金龍乙醇提取物對福壽螺的毒殺作用，邢樹文[52]利用五爪金龍的水提取液及其與農藥的混合液對假眼小綠葉蟬進行趨避和毒殺試驗，也表現出了一定的化感作用。Thomas等[53]從五爪金龍葉片中提取出具有中等黏性的黃色油狀液體，并對三帶喙庫蚊、埃及斑蚊、斯氏按蚊、致乏庫蚊的幼蟲進行毒力測定，結果證明，這種油狀液體對這4種蚊蟲的幼蟲均有顯著的趨避和毒殺效果。Zuharah等[54]探討了五爪金龍粗提物對登革熱傳播媒介——白紋伊蚊和埃及伊蚊生活史的影響，研究發現有亞致死效應，顯著降低了產卵量和孵化率，頭部寬度和翅長都有所降低。目前，這些有殺蟲活性的物質都是粗提物，如果能分離、純化五爪金龍中的這些活性物質，研究其結構，并進一步將其開發為生物農藥，具有重要的實踐意義。

3.3? 飼料添加劑

綠葉是色素的巨大寶庫，植物綠葉中的葉蛋白極為豐富，一般為10%～30%，有的可達50%以上[55]，因此可以成為獲取蛋白質和色素的來源。紀佩吉等[56]對粵東地區薇甘菊、五爪金龍等十幾種外來有害植物進行了初步的分布調查，研究其粗蛋白含量，結果發現五爪金龍粗蛋白含量高達30.73%，在葉蛋白的提取及葉蛋白產品的開發利用方面具有良好的前景，可以將其作為飼料蛋白質添加劑。

植物染料是純天然的植物提取制作而成的染料，無毒無害，綠色環保，對人體皮膚傷害較小，因此從植物葉中提取色素，并將其改性形成性質穩定的色素或染料，具有較高的潛在價值和應用開發前景。五爪金龍不僅葉色常綠，而且四季開花，花色艷麗，因此五爪金龍的葉和花是較為理想的天然色素來源。徐國熙等[57]研究了五爪金龍花色素的提取工藝，并對該色素的穩定性進行研究，結果表明，五爪金龍花色素為紫紅色，色素得率為19.6%，呈現典型的花青素特征。雖然提取五爪金龍葉片色素的工藝還未開展，但郭珍等[58]曾將薇甘菊提取物水溶液用于紡織品染色，不僅有多種可用于染料制造的化學成分，還具有防蟲、殺菌以及自然芳香，黃森科[59，60]從入侵植物水浮蓮提取葉綠素并制取了葉綠素銅鈉鹽、葉綠素鋅鈉鹽，這些都為五爪金龍的開發提供了可行性的參考。

3.4? 改善生態環境

由于人們對資源的過度開發，使得有些生態環境遭到破壞，生態系統的恢復與重建成為當前的熱點，尋找能夠在惡劣條件下種植成活的植物是關鍵[61]。五爪金龍易于栽培管理，生長迅速，短期內就能形成可觀的綠化面積，因此可用來作高速公路隔音綠籬或恢復垃圾場的植被。廖富林等[62]為煤礦廢棄地植被恢復，研究了五爪金龍在煤矸石土壤中生長的適應性，結果表明五爪金龍能在煤礦廢棄地扦插成苗和生長發育，適合在采礦后的廢棄地等地域種植。

3.5? 抗逆基因

五爪金龍生態位幅寬，對逆境脅迫具備一定的適應性，抗逆性強，因此挖掘五爪金龍的抗逆境脅迫基因能夠為抗逆農作物分子育種提供基因資源。利用現代分子生物學和基因工程相關技術，開展對五爪金龍抗逆相關基因及其作用機制在分子水平上的研究，既有助于為五爪金龍入侵的機制研究提供相關的分子基礎，也可以把五爪金龍抗逆基因作為基因工程的候選，然而目前對其相應的基因研究則相對較少。

4? 小結

入侵植物五爪金龍的危害不能輕視，因此要加強對其進行綜合防控，減緩入侵的步伐，降低其引起的經濟損失。但在加強對五爪金龍防控的同時，也不能忽視五爪金龍潛在的利用價值。華南地區氣候溫暖濕潤，五爪金龍可全年生長，取材不受時間和空間的限制，如能對其加以開發利用，則能化害為利，減少其對生態系統的危害，從而獲得經濟、社會、生態三大效益。

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