中国黄耆属1种新归化植物
——鹰嘴黄耆
2020-10-09李丁男张淑梅李宏博关培辅
李丁男, 张淑梅 李宏博, 关培辅
(1.大连自然博物馆,辽宁 大连 116023; 2.沈阳农业大学 园艺学院,辽宁 沈阳 110866;3.朝阳市农业环境监测保护站,辽宁 朝阳 122000)
2017年,笔者在辽宁省朝阳市进行野外调查时,在大凌河的支流石家河套与大凌河的汇合处发现了1种黄耆属(AstragalusL.)未知植物的多个野生居群,沿河两岸分布.根据野外观察记录以及对采集到的标本进行精细解剖和显微放大拍摄其形态特征,查阅《辽宁植物志》《东北植物检索表》(第2版)《中国植物志》、FloraofChina等各级权威志书,均未查到此种植物.因此,作者推测其可能为外来植物,并根据中国外来入侵植物原产地中,来自美洲地区的比例最大[1]这一分析结果,逐一查阅北美地区在线植物志,最终在JepsoneFlora[2]上查阅到黄耆属分类检索表.根据该种的形态特征,通过逐一比对和排除以及对照该网站的图片资源,之后又参考MichiganFloraOnline(密歇根在线植物志)[3]和USDA(美国农业部)[4]等权威网站,最终确认该植物为鹰嘴黄耆(AstragaluscicerL.).
根据2019年出版的《中国归化植物名录》,中国现有归化植物933种(包括种下分类单元),隶属于103个科482个属[5],其中,未见豆科(Leguminosae)黄耆属植物.笔者此次在大凌河流域沿岸发现的鹰嘴黄耆,不但长势良好,而且能够正常开花、结实,说明已经完全归化.因此,本文首次报道了鹰嘴黄耆的归化情况,凭证标本现存于大连自然博物馆标本馆(DNHM).
1 鹰嘴黄耆 鹰嘴紫云英[6]
AstragaluscicerL., Species Plantarum 2:757.1753;饲用植物栽培与利用:217~219.1991[6].
多年生草本.茎直立或斜卧,株高40~60 cm.茎干粗壮中空,生长初期直立向上,后呈倾斜生长(图1a).茎由两部分组成,地上茎基部紫红色,上部绿色,地下茎着生不定根,根蘖发达,其上着生新芽(图1b);奇数羽状复叶,具柄,有15~33片小叶;小叶对生,呈椭圆形至长圆状披针形,小叶两面均有毛,叶缘具白色茸毛(图1c~图1e);托叶一对,披针形,密生白色茸毛,基部联合(图1f);总状花序腋生,含5~40朵小花,密集(图1g);花冠淡黄色到白色,花萼钟状,萼齿5裂,钻状披针形,花萼与萼齿均具黑色的毛(图1h);雄蕊二体(9+1)(图1i),雌蕊柱头无毛(图1j),子房椭圆形,具白毛(图1k);荚果膀胱状,膨大,2室,幼时黄绿色,密生黄色茸毛,成熟后变为黑色(图1l~图1n),内含种子3~11粒,种子带光泽,亮黄色到白绿色,肾形(图lo).
鹰嘴黄耆属于密花亚属(Subgen.Hypoglottis)密花组(Sect.Hypoglottis).该组我国有4种1变种,主要分布于内蒙古东北部至新疆北部、西部及西南部[7].
图1 鹰嘴黄耆
2 生物学特性
鹰嘴黄耆喜温暖湿润的气候条件,温带各地都能生长,适宜的年降水量为500~600 mm[6],生长于潮湿的草地、开阔的林间地以及人类干扰地区[2],在贫瘠的扰动土壤中仍然生长良好[8].在潮湿的沙土和沙壤土上最能表现出其根茎匍匐生长的特性,适宜在弱酸和中性土壤中生长[9].本次发现的鹰嘴黄耆,立地土壤条件是经过扰动的潮褐土亚类土壤,pH值7.6~8.0,属弱碱性土壤,说明其适应性较广.
3 引种地及可能的归化途径
鹰嘴黄耆原产于欧洲和亚洲西南部地区[2].具有产草量高、营养丰富、牧草品质好[6]以及不会引起家畜膨胀病[10]等优点,是一种优良的豆科牧草.同时,由于其适应性广,抗寒性强,抗旱、耐盐性,为根蘖型牧草,草层覆盖度高,固氮能力强,又是一种很好的水土保持植物[11].
苏联早在20年代就已试种[6],丹麦、瑞典以及北美地区也已引种[12].其中,加拿大于1931年从苏联引入[13],20 世纪40年代中期,美国作为水土保持植物引种利用[11].在美国西部地区,鹰嘴黄耆作为牧草被广泛种植,后发现逃逸,目前已经在西部多个地区归化[8].1970年,蒙大拿州立大学、怀俄明大学和植物资源水土保持局选育出了鹰嘴黄耆的一个品种——卢塔纳(Lutana),1971年加拿大又发布推广了鹰嘴黄耆的另外一个品种——渥克斯雷(Oxley)[13].20 世纪70年代初,我国分别从加拿大和美国引进试种,1980—1981年间,我国又从加拿大引入渥克斯雷(Oxley)和卢塔纳(Lutana)两个品种,并先后在北京、陕西、河南、宁夏、内蒙古、辽宁、黑龙江等地试种,都表现良好[7].被认为是一种很有发展前途的饲料作物和水土保持作物[14].
此次鹰嘴黄耆发现地位于辽宁省朝阳市大凌河流域.大凌河是辽西地区最大的河流,上游分为南、西两支,两支流于喀左县城附近汇合,流经朝阳、北票、义县、凌海后注入渤海.大凌河流域属于温带季风气候,年降水量约为 450~600 mm,其流域总体植被覆盖率较低,土质疏松物理性能较差,水土流失严重[15].其中,在朝阳境内的流域面积为12 803.36 km2,占全流域面积的53%,是朝阳市最大的河流.朝阳多石质山及褐土类土壤,基岩裸露,植被条件较差,森林覆盖率低,水土流失极为严重[16].1993年,朝阳县作为大凌河流域中游水土流失最为严重的地区,被列为全国水土保持重点治理区[17],并对该段实行了包括退耕还草等一系列生态恢复措施[18].
由于鹰嘴黄耆的种子属于硬实种子,即种子具有坚硬光亮的种壳,以保护种子不受磨损.这一特性使其种子更具有耐受力,遇水不易腐烂,能够随水流传播却不丧失活力.此次发现鹰嘴黄耆分布在河流的水际线附近,距水面垂直高度约1~2 m,地面潮湿,为斜坡形草甸.因此,结合大凌河流域的地理环境、气候特征以及鹰嘴黄耆的生物学特性,笔者推测鹰嘴黄耆作为优良的水土保持植物被引种至朝阳地区,其种子入水后被水流冲上岸而定殖下来,属于逃逸后归化.此外,根据发现地有天蓝苜蓿播种,笔者推测也有可能是鹰嘴黄耆的种子混杂于这些绿化草籽中被引种至发现地,逃逸后归化.
4 入侵潜力分析
鹰嘴黄耆暂未被列为杂草或是入侵植物,因为有报道称,鹰嘴黄耆很难建群,在建群的第一年与其他杂草竞争不力[8],原因在于:第一,其产生的硬实种子百分比较大,因此在自然条件下,发芽率较低[19];在人工栽种条件下,通常采用机械摩擦或化学方法去掉种壳,保证种子的萌发[13].第二,其幼苗活力差,幼苗期相对生长缓慢[20];第三,由于其平卧生长的特性,通常被邻近直立生长的植物所遮盖[19].但是,有研究表明,在理想的条件下,鹰嘴黄耆是可以通过种子和根茎进行扩散繁殖的[8].因为鹰嘴黄耆的种子多产,一株植物大约能产生300粒种子[8],而且其具有庞大的根系,适应性强,一旦建群就会依靠匍匐根茎旺盛生长[20].
此次在辽宁省朝阳地区发现鹰嘴黄耆归化的时间较短,而且是单点发现.鉴于鹰嘴黄耆上述繁殖和扩散特征及其在美国西部已经归化的事实,建议沿大凌河流域进行更大范围的调查和考察,厘清其传入途径和传播范围,为该种在中国的归化及入侵研究提供基础依据.此外,有报道称,鹰嘴黄耆的栽培种不会感染主要的病虫害[10],笔者在调查中发现其荚果在成熟时有大量蛀孔,很多种子已被啃食,因此,需要弄清其主要病虫害,为监控和利用打好基础.