鬼針草（Bidens pilosa）與野茼蒿的入侵性評估

 

大花咸豐草。圖片來源：維基百科

鬼針草（Bidens pilosa）與野茼蒿（Erigeron bonariensis）都是菊科植物，在埃及被列為入侵物種。

最近的一個研究發現，這兩種植物都有「化感作用」（allelopathy，之前稱為相剋作用）。

所謂的化感作用，指得是植物會用種種方法抑制其他的植物生長，通常是根分泌一些化學物質，可能直接抑制其他植物，也可能是抑制有利於其他植物的菌群。

在這篇論文中，研究團隊進行了多項實驗來評估野茼蒿和鬼針草的化感作用及其對土壤和植物群落的影響。

首先，研究團隊使用這兩種植物的地上部分製備水萃取液，然後對玉米、馬齒莧等植物進行測試，評估其對種子發芽、根長和芽長的影響。結果發現，這兩種植物對玉米的發芽、芽長和根長均有抑制作用，而野茼蒿的效果比較強。至於馬齒莧，他們發現馬齒莧對兩種植物的水萃取液都非常敏感，尤其是對野茼蒿的反應更強烈。這兩種植物的水萃取液對田旋花（Convolvulus arvensis）也有類似的抑制效果，但比較弱，

接著，研究團隊將這兩種植物的乾燥莖葉添加到沙質土壤中，以不同的比例和時間進行腐解，然後評估腐解過程中釋放的化感物質對土壤生化活性的影響，包括土壤pH和電導率的變化。他們同時也測試這些腐解殘餘物對玉米和馬齒莧等植物生長的影響。

結果發現，兩種植物對土壤pH和電導率（EC）有顯著影響。土壤pH有輕微的提高，而EC值則隨著腐解物濃度的增加而增高，這可能與釋放的酚酸類化合物和其他有機酸有關。兩種植物的腐解殘餘物都能抑制玉米和馬齒莧的生長，主要表現在種子發芽率降低，以及芽長和根長的減少。生長抑制效果在腐解20至25天之間最為顯著，之後逐漸減弱。

研究團隊也使用液相色譜-質譜聯用（LC-MS）技術分析從水萃取液和腐解土壤中萃取的酚酸類化合物。他們水萃取液中發現了多種酚酸，包括咖啡酸、綠原酸、香豆酸和阿魏酸。這些化合物都具有一定的化感活性，能夠影響其他植物的生長。土壤腐解殘餘物中也檢測到了這些酚酸類化合物，其中香豆酸和阿魏酸的濃度較高，顯示這些化合物在腐解過程中逐漸釋放到土壤中。分析顯示，野茼蒿在大多數情況下的化感化合物濃度高於鬼針草，這解釋了為什麼野茼蒿的化感作用更強。

因為這兩種植物長得快，所以它們能夠在入侵地區快速擴散，與本土植物競爭光照、水分和營養，從而壓縮本土植物的生存空間。另外，它們還會透過釋放化感物質（如酚酸類化合物），直接抑制周圍植物的種子發芽和幼苗生長，這種化感作用進一步加劇了對本土植物群落的影響。而且，就算是死了，它們的腐解物質也能抑制其他植物的生長（真是禍害遺N年）。

研究團隊發現，入侵植物的存在降低了植物群落的多樣性和均勻度指數。這是因為入侵植物能夠在不利條件下存活和繁殖，而本土植物則可能無法適應由入侵植物引起的環境變化。

雖然這篇是埃及的研究，但是在台灣的大花咸豐草（鬼針草的親戚）也是非常厲害的入侵植物，甚至打敗了本篇論文中提到的鬼針草。或許大花咸豐草的化感作用比鬼針草更厲害？還是這篇論文中所提到的鬼針草其實就是大花咸豐草呢？

參考文獻：

Balah, M.A., Al-Andal, A., Radwan, A.M. et al. Unveiling allelopathic dynamics and impacts of invasive Erigeron bonariensis and Bidens pilosa on plant communities and soil parameters. Sci Rep 14, 10159 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-57552-7