五爪金龙(学名:Ipomoea cairica (L.) Sweet),又名假土瓜藤、牵牛藤、上竹龙、五爪龙等,为
旋花科(Convolvulaceae)虎掌藤属多年生缠绕
草本。五爪金龙原产于
热带亚洲或非洲,现已广泛栽培或归化于全热带;在中国海南、
云南省、
广西壮族自治区、
广东省、
福建省等地均有分布。五爪金龙常生于海拔90-610米的平地或山地路边灌丛,喜光照、耐热、耐冷、耐旱、耐盐碱。五爪金龙于2013年被列入《
中国入侵植物名录》中,级别为1级,即恶性入侵类植物。
五爪金龙全体无被毛,茎细长,有细棱;叶互生,呈掌状,深裂或全裂成5小叶,中间小叶较大,两侧裂片较小,基部1对裂片通常再2裂;
聚伞花序腋生,花冠紫红色、紫色或淡红色、偶有白色,漏斗状,
雄花具
雄蕊5枚,
雌花子房呈卵形,无毛,花柱纤细,长于雄蕊,柱头2球形;果为
蒴果,近球形;种子黑色,边缘被褐色柔毛。
五爪金龙的繁殖能力极强、具强大的种间竞争优势,同时具强烈的化感作用。此外,五爪金龙具有较高的生态价值,具抑制
薇甘菊生长、灭杀
福寿螺等作用;在药用层面,五爪金龙的药用部位为根、茎叶、花,具有清热解毒、利水通淋、止咳除蒸等作用。
形态特征
茎
五爪金龙属于多年生缠绕
草本,全体无被毛。茎细长,有细棱,有时有小疣状突起。
叶
五爪金龙叶互生,呈掌状,深裂或全裂成5小叶,裂片呈卵形、卵状
披针形或椭圆形;中间小叶较大,长4-5厘米,宽2-2.5厘米,两侧裂片较小,顶端稍钝或渐尖,具小短尖头,基部楔形渐狭,全缘或不规则微波状,基部1对裂片通常再2裂;叶柄长2-8厘米,基部具小的掌状5裂的假托,即腋生短枝的叶片。
花
五爪金龙
聚伞花序腋生或与叶对生,花序梗长2-8厘米,具1-3花,或偶有3朵以上;苞片及小苞片小,呈鳞片状,早脱落;
花梗长0.5-2厘米,有时有小疣状突起;萼片稍不等长,外方2片较短,呈卵形,长0.5-0.6厘米,外面有时具小疣状突起,内萼片稍宽,长0.7-0.厘米,萼片边缘干膜质,顶端钝圆或具不明显的小短尖头;花冠紫红色、紫色或淡红色、偶有白色,漏斗状,长5-7厘米;
雄花有
雄蕊5枚,不等长,花丝基部稍扩大下延贴生于花冠管基部以上,被毛;
雌花花盘盘状,子房呈卵形,无毛,花柱纤细,长于雄蕊,柱头2球形。
果
五爪金龙果为
蒴果,近球形,高约1厘米,2室,4瓣裂;种子黑色,长约0.5厘米,边缘被褐色柔毛。
物种分布
五爪金龙原产于
热带亚洲和非洲,现已广泛栽培或归化于全热带;在中国
海南省、
云南省、
广西壮族自治区、
广东省、
福建省等地均有分布。
生长习性
五爪金龙常生于海拔90-610米的、阳光充足且土壤湿润的林地边缘、低洼山谷、沼泽、荒地、苗圃、水沟、平地或山地路边灌丛。五爪金龙喜光照,向光性强,在营养生长期间对阳光的需求量大,常生长于向阳处。此外,五爪金龙具有耐热、耐冷、耐旱、耐盐碱地等特性,在荫蔽处生长叶片鲜绿较大,在干瘠处叶片黄且小,但仍能继续生长。五爪金龙后期生长迅速,可缠绕灌木或小乔木,数年后,老茎及当年生叶片形成厚覆盖层,阻碍覆盖层下其它植物的生长甚至导致死亡,同时,茎节可随时生根并繁殖,从而快速覆盖生境。
繁殖方式
自然繁殖
野生五爪金龙的繁殖方式包括有性繁殖与无性繁殖。五爪金龙的交配系统以
异交为主,其花形较大,花瓣颜色为淡紫色,有利于吸引昆虫,且
雄蕊短
雌蕊长,极大地促进其
传粉多样性。五爪金龙虽能全年开花但结实率低,种子量少,同时,由于其种子种皮坚硬致密的而休眠特性强、萌发受温度影响明显等的影响,所以自然萌发率也较低;而五爪金龙的营养生长速度快,
匍匐茎能长出不定根而形成新植株,因此,在自然状态下五爪金龙主要以地上部营养器官的无性繁殖为主。
人工繁殖
由于野生五爪金龙繁殖力极强,进行人工繁殖的研究也极少,若需进行人工繁殖,其方式也包括种子繁殖、以地上部营养器官的无性繁殖两种。
物种危害
入侵特性
生长特性
五爪金龙在生长过程中,对各环境因子的适应幅较宽广,对各类环境胁迫的抗逆性较强,使其竞争能力往往强于同一环境中的其他植物种群。五爪金龙的生长方式以攀援为主,常缠绕和覆盖于其周围植物之上,加之营养生长迅速,可占据取光优势空间,从而获得充足阳光;五爪金龙的根系发达,常与周边植物争夺水分和营养物质。此外,五爪金龙的茎尖、成熟叶具强烈的化感抑制作用,这有利于寻找攀援物和对周边植物生长产生强烈抑制效应,从而为自身的生存及扩散入侵创造有利的条件。同时,在气候变化背景下,相比于其他植物,五爪金龙对
酸雨胁迫具有较强的耐受性。
繁殖特性
五爪金龙繁殖能力极强,可同时进行有性生殖和无性繁殖。在环境条件充足,五爪金龙以营养生长为主,在无支持物时五爪金龙以匍匐生长扩散方式为主,其
匍匐茎节间可长出的不定根并深入土壤吸收水分和养分,部分不定根可萌发成新的植株体,提高了对水分、光照和营养物质等资源的抢占速度,从而使周围植物最后因缺水、缺光、缺营养而死亡。在环境胁迫时,则以开花结实的有性生殖为主,五爪金龙花期长、花量多,且花形较大,颜色艳丽,有利于吸引昆虫前来授粉,提高自身繁殖能力和速度;而且,五爪金龙种子在无光条件下可萌发,具有较强的生命力和适应能力,同时其种子量少、自然萌发率低,这有助于避开物理防治工作,使其在土壤保持较长存活时间,从而提高其有性繁殖的效率。
主要危害
五爪金龙于2013年被列入《中国入侵植物名录》中,级别为1级,即恶性入侵类植物。五爪金龙具有强大的种间竞争优势,其生长旺盛,扩散速度快,通过覆盖、缠绕等方式大肆侵占空间,其根部与周边植物争夺水分和营养,叶片与周边植物争夺光照,以利于自身制造有机养分,而导致被覆盖或缠绕的植物因广光照不足而生长速率降低甚至死亡,极易形成入侵群落中的但单优种群;同时,五爪金龙可分泌大量化感物质以抑制周边植物的生长及其种子的萌发,进而严重影响当地的
生物多样性,从而减弱生态系统稳定性和降低农林业的产量;此外,五爪金龙的入侵改变当地土壤化学和微生物学性质,会打破当地土壤中不同养分间的平衡,从而创造有利于自身生长、竞争的微环境,以加速其进一步入侵扩散。
防治方法
物理防治
五爪金龙的物理防治主要采取人工清除的方式。在五爪金龙开花后未结实前,看出其茎部,使地上部枯死,从而防止后代进一步大规模的繁殖和扩散,此外,在割除后还需对五爪金龙及时妥善处理如连根拔起等,以免形成新的无性克隆系。
化学防治
五爪金龙的化学防治主要采用化学除草剂,如灭除五爪金龙茎基部,可注入毒莠定、
麦草畏、
恶草灵等化学除草剂,均有高效的灭除效果。但施用药物的类型和方式,需因地制宜,以免对非目标生物产生和生态环境不利影响,同时应极力避免由于长期使用单一除草剂而致使五爪金龙产生抗性的问题。
生物防治
五爪金龙主要利用资源植物的提取液、
天敌昆虫、病菌等进行生物防治。例如,
飞机草(Chromolaena odorata)、艾蒿(Artemisia argyi)、
假臭草(Praxelis clematidea)、
披针叶野决明(Thermopsislanceolata)等提取液可显著地抑制五爪金龙的生长和发育;甘薯天蛾(Agrius convolvuli)、甘薯蜡龟甲(Laccoptera guadrimaculata)、
甘薯小绿龟甲(Cassida circumdata)、甘薯褐龟甲(Leccoptera quadrimaculata)均以五爪金龙叶片为食,其中甘薯蜡龟甲成虫的取食能力极强; 胶孢炭菌 (
毛盘孢属 gloseosporioides)可引起五爪金龙炭疽病。
功用价值
生态价值
五爪金龙的水浸提液能显著抑制
薇甘菊种子的萌发和根系生长;同样,其乙醇提取物具有较强灭杀
福寿螺的作用,而在一定浓度下则对水稻和草幼苗的生长具有促进作用,具有作为稻田植物源杀螺剂材料的潜力;此外,五爪金龙能正常生发于煤矿
废弃地上,可用于煤矿废弃地的植被重建。
药用价值
五爪金龙的药用部位为根、茎叶、花。五爪金龙的根或茎叶具有清热解毒、利水通淋等作用,可治疗
肺热咳嗽、
小便不利、水肿、
淋病等,其花具止咳除蒸,可治咳嗽溢血、骨蒸劳热。
相关研究
化感作用研究
五爪金龙的化感作用研究主要从化感物质成分、释放部位及途径、影响因素等方面展开研究,从而为其入侵防治提供一定的理论依据。例如水分胁迫可增强五爪金龙对受体植物的化感作用;五爪金龙淋溶途径中的优势化感物质如
月桂酸和
肉桂酸,可明显降低
婆婆针和生菜种子的发芽率,而挥发途径中的
石竹烯和β-
柏木烯,可显著降低鬼针草的发芽率。
药理作用研究
五爪金龙的药理作用研究包括了其化学成分和生理活性两个方面,旨在利用其次生代谢产物开发研制医药和植物源除草剂等。五爪金龙含
香豆素类、黄酮类化合物、
绿原酸等物质。黄类化合物主要包括
二氢黄酮、黄酮、
黄酮醇等,具抗菌、抗病毒、抗肿瘤、扩张血管等生理活性;绿原酸可用于植物体抗菌、抗病毒。在医药方面均具有广泛的开发前景。