第二章 杂草生物学生态学特征讲课稿

第二章 杂草生物学生态学特征
2. 根茎叶形态特征多变化：阳光充足地带，多数杂草
茎秆粗壮、叶片后实、根系发达，具有较强的耐旱 耐热能力。阴湿地带杂草，则茎秆细弱，叶片宽薄、 根系不发达。 3. 组织结构随生态习性变化：
水湿环境中的杂草 生长在陆地湿度的杂草
二、杂草生活史的多型性 根据杂草当年开花，一次结实成熟，隔年开 花一次结实成熟和多年多次开花结实成熟的习 性，可将杂草的生活史过程分为一年生、二年 生和多年生3种类型。
第二节 杂草个体及种群生态学
杂草生态学（weed ecology）是研究杂草 与其环境之间关系的一门学科。主要揭示杂 草的群体消长、杂草与杂草、杂草与其他环 境因子等的内在规律。
一、杂草个体生态 1．杂草个体生态：
a) 种子休眠的生理生态。 大多数种子甚至营养器官都具有休眠的特点。 休眠是有活力的子实及地下营养繁殖器官暂 时处于停止萌动和生长状态。
2. 种子萌发的生理生态 萌发是杂草种子的胚由休眠转变为生理生化代谢 活跃、胚胎体积增大并突出子实皮、长成幼苗的 过程。
杂草萌发需要适宜的环境条件
温度： 晚春性杂草如马唐最低萌发温度在15度， 最适为30－40度
早春杂草早熟禾、藜、野燕麦、卷茎蓼的 最低发芽温度为2－5度，最适在30度以下。
湿度：
多年生的蓖麻 马唐
三、杂草营养方式的多样性
1. 光合自养型：绝大多数杂草
2. 寄生性： 1）全寄生：菟丝子是茎寄生性杂草；列当是一类根寄
生杂草，主要寄生和危害瓜类、向日葵。无根藤是 樟科木本植物的茎寄生或半寄生性杂草。 2）半寄生：桑寄生和槲寄生，依赖桑等寄主提供水和 无机盐，自身营养光合作用。
四、杂草适应环境能力强 1. 抗逆性强（adverse resistance）：在对盐
二、杂草生活史的多型性 1. 一年生杂草在一年中完成从种子萌发到产生
种子直至死亡的生活史全部过程。
春季一年生杂草 夏季一年生杂草
2. 二年生杂草的生活史在跨年度中完成。第 一年秋季杂草萌发生长产生莲座叶丛，耐寒 能力增强，第二年抽茎、开花、结实、死亡， 如野胡萝卜等。
3. 多年生杂草可存活2年以上。这类杂草不但能结子传
休眠的主要原因： 原生休眠 种子或腋芽或不定根中含有生长抑制剂。
果皮或种皮不透水、 不透气 机械强度很高。如牵牛、菟丝子 胚未发育成熟。
诱导休眠
大多是由于不良环境条件如高温、低温、干 旱涝渍、除草剂、黑暗和高的CO2 的比例所 引起，使已经解除原生休眠可以萌发的子实重 新进入休眠状态。
解除休眠的方法： 取出抑制物质（自然界中雨水的淋洗） 对果皮或种皮坚硬不透性的种子，可以通 过机械或其他物理因素解除（如用刀、针、 砂纸等划破外皮）。 化学刺激剂（硫酸脱绒、硝酸钾、赤霉素等） 砂藏和低温促进胚胎成熟
4. 杂合性(heterozygosity)：由于杂草群落的 混杂性、种内异花受粉、基因重组、基因 突变和染色体数目的变异性，一般杂草基 因型都有杂合性
5.拟态性（mimicry）： 稗草与水稻伴生 野燕麦或看麦娘与麦类作物伴生 亚麻荠与亚麻、狗尾草与谷子伴生等
五、杂草繁衍滋生的复杂性与强势性 1. 惊人的多实性：野燕麦1千粒，蒿81万粒 2. 种子的寿命长：藜等杂草的种子最长可在土
适宜的O2/CO2 比例：
多年生杂草的根芽或茎芽的萌动同样受到上述 因素的影响，尤其以温度的影响最甚。
已萌发的草籽能否出苗很大程度上取决于土壤结 实度，其在土壤中所处的深度及幼芽的顶土力。
二、杂草的种群生态 1. 杂草种子库 1）这些残留于土壤中的杂草种子或营养繁殖体的总
体称为杂草种子库或繁殖体库（weed seed bank）
一般均可在土壤湿度达到田间持水量40％－100％时 发芽。 种子越大，其发芽要求的湿度就越高。 旱地杂草萌发所要求的土壤湿度低于水田或水浇地杂 草。
光照：
光照对某些杂草的萌发是必不可少的。环境可以 改变杂草种子的需光性。 光对杂草种子萌发的干扰主要通过调节种子内部 活跃型（Pfr）和非活跃型（Pr）光敏素的比例而 作用的。 活跃型光敏素（Pfr）促进种子萌发，非活跃型光 敏素（Pr）抑制种子萌发。
代，而且能通过地下变态器官生存繁衍。
简单多年生杂草（simple perennial），如蒲公英、 酸模等可借种子繁殖，也可因切割由宿根繁殖； 匍匐多年生杂草（creeping perennial），可以借球 茎、匍匐茎或根状茎繁殖。这类杂草（尤其是匍匐多 年生杂草）是一类很难控制的杂草。
不同类型之间在一定条件下可相互转变。
3)对杂草种子库的研究对杂草可持续治理具有重 要意义
2.杂草种群动态
从理论上讲，在资源环境资源(光、水、养分、 CO2)及空间充足的条件下，一个种群如按它固有 的增长率（r）增长，其个体数或生物量（N）可 按几何级数增长。
资源环境总是有限的，种群总是按逻辑斯蒂 （Logistic）曲线增长 即起初增长缓慢，接着有一个迅速增长期；当种 群的个体数量达到一定程度后，个体之间出现竞 争，种群的增长速度放慢，最终当种群个体数达 到环境载有量（k）是，增长率变为零。
2）杂草种子库动态：要由成熟杂草结实，少部分由外地 传播。
B 输出主要有萌发、传播、动物觅食、死亡 等输出。其中萌发和死亡是主要的输出方 式 。 杂 草 种 子 在 土 壤 中 的 寿 命 （ longevity） 是影响杂草种子库的一个重要因素。
C 滞留
壤种存活1700年。一般杂草种子皮越厚，透 水性越差，其寿命越长。
3. 种子的成熟度与萌发时期参差不齐：梯递性、 序列性
4. 繁殖方式多样：营养繁殖和有性繁殖。 5.子实具有适应广泛传播的结构和途径。杂草
的种子或果实有容易脱落的特性，有些杂草 具有适应与散布的结构或附属物，借外力可 以传播很远，分布很广。醡浆草、野老鹳草、 苍耳、鬼针草等。
碱、人工干扰、旱涝、极端高低温等由很强 的耐受能力。
2. 可塑性大（plasticity）：由于长期对自然 条件的适应和进化，植物在不同生境下对其 个体大小、数量和生长量的自我调解能力称 为可塑性。
3. 生长势强：杂草中的C4 植物比例明显较高， 在16种主要作物中，只有玉米、谷子、高 粱等是C4植物。