田间苦苣菜在德国的扩张潜力评估——基于文献与植物性状数据的综合分析

《Journal of Crop Health》：Is Sonchus arvensis Capable of Further Expanding in Germany?—Assessing the Potential by Combining Literature Data with Plant Metric Data

　　本研究针对田间苦苣菜(Sonchus arvensis L.)在德国农田生态系统中潜在的扩张风险，通过系统整合国际文献数据与在德国、挪威和芬兰实地采集的植物性状数据（2019-2024年），评估了其生活史各阶段的关键生物学特性。研究发现德国地区的田间苦苣菜在莲座直径（34-58 cm）、株高（最高达220 cm）及单头花序种子产量（142粒）等指标上均表现出较强的适应性与繁殖潜力，揭示了其在当前农业管理措施变化（如有机农业面积扩大、除草剂使用减少）背景下可能存在进一步扩张的风险。研究同时指出了关于营养生长贡献度及光温对物候影响的两个关键知识缺口，为后续针对性监测与防控策略制定提供了科学依据。

　　

在当今的农业生态系统中，多年生杂草的治理正面临着新的挑战。随着化学除草剂活性成分的退出市场、除草剂使用剂量的降低以及少耕免耕等保护性耕作措施的推广，农田杂草群落结构发生了显著变化。特别是在北欧国家，这些管理措施的改变直接导致了某些多年生杂草物种的重新崛起，其中田间苦苣菜（Sonchus arvensis L.）便是一个引人关注的例子。这种属于菊科的深根性多年生C3草本植物，不仅能够通过种子进行有性繁殖，更能通过其强大的地下根茎系统进行营养繁殖，使其在农田中一旦定殖便难以根除。在芬兰，该物种在有机农田中的出现频率高达58%，远高于常规农田的28%，表明其与有机生产体系存在密切关联。德国作为欧洲重要的农业生产国，其有机农业面积计划在2030年达到总农业用地的30%，这一政策导向是否会为田间苦苣菜等多年生杂草的扩张创造有利条件，成为了一个亟待解答的科学问题。尽管此前的研究并未证实德国存在严重的田间苦苣菜侵扰，但有机农户普遍反映蓟类杂草危害加剧，预示着潜在的生态风险。因此，准确评估田间苦苣菜在德国的扩张潜力，对于制定前瞻性的杂草管理策略、保障农业可持续发展具有重要的现实意义。本研究发表于《Journal of Crop Health》，旨在通过结合文献综述与实地植物性状数据，系统评估田间苦苣菜在德国的扩张潜力，并识别关键的知识缺口。

为评估田间苦苣菜的扩张潜力，研究人员开展了一项结合文献数据整合与实地观测的研究。研究团队首先通过Web of Science、Scopus和Google Scholar等数据库对截至2025年的相关文献进行了系统性检索，建立了包含75篇文献的数据库，重点筛选包含植物性状数据的研究。同时，在2019年至2024年期间，研究人员在德国（罗斯托克、不伦瑞克、于尔岑）、挪威（奥斯、萨尔海姆）和芬兰（约基奥伊宁）等多个地点采集了田间苦苣菜的近期植物性状数据。这些数据涵盖了其生活史的关键阶段，包括莲座直径、株高、单头花序种子数等形态指标，并在自然条件下记录了物候发育阶段（如萌发、开花、枯萎的日期）。对于萌发实验，研究人员在受控气候室内测试了不同温度对种子萌发的影响。数据分析采用了R软件（版本4.4.0）中的agricolae包，对莲座直径和株高等数据进行正态性检验（Shapiro-Wilk test），随后根据数据分布情况采用方差分析（ANOVA）或Kruskal-Wallis检验进行差异显著性分析（显著性水平设定为p≤0.05）。

Propagules in the soil（土壤中的繁殖体）

文献综述表明，田间苦苣菜的繁殖体包括营养根和种子。营养根主要分布在5-12厘米深的土层中，直径通常为0.25-0.5厘米，垂直根可深达两米，其寿命至少为两年。即使是短至2.5厘米的根段（ramet）也能萌发成新植株。近期植物度量数据证实，在3-5°C低温下储存12个月的根段仍保持萌发能力，显示了其强大的越冬存活能力。关于种子在土壤中的寿命，研究表明其持久性超过一年。

Plant establishment（植株建植）

文献指出，田间苦苣菜的新梢主要从根芽萌发，春季土壤温度升高时开始出土。根的重量影响萌发所需的有效积温，较重的根萌发更快。种子萌发需要较高的温度（25-30°C），且多数种子在成熟后不久即可萌发，无明显内生休眠期。近期观测数据显示，在德国，营养根萌发发生在4月至5月初，而实生苗则在5月底气温超过25°C后才出现。在挪威和芬兰，萌发时间相对较晚。预实验证实，种子在低于25°C时几乎不萌发，温度升至27°C后4天即可充分萌发。

Rosette growth（莲座生长）

营养生长阶段形成扁平莲座。文献报道的莲座直径范围在13-80厘米之间。本研究在德国测量的莲座直径范围为34-58厘米（2020-2021年），在挪威为13-64厘米（2020-2021年）。统计分析显示，德国2020年的莲座直径显著大于2021年。这些数据与国际研究结果基本一致，表明其在德国的营养生长能力至少不逊于其他地区。

Plant height（株高）

茎的伸长标志着植物向生殖生长过渡。文献记载的株高范围广泛（30-180厘米）。本研究在德国测量的株高为40-98厘米（2020-2021年），但在2024年于豆田旁边记录的植株高度达到了190-220厘米，显示出在特定条件下（如与高秆作物竞争光资源）的巨大生长潜力。在德国、挪威和芬兰，开花通常始于7月初。数据显示，德国2020年的植株显著高于2021年。

Seed production（种子产量）

种子成熟约在开花后10天。文献中报道的单头花序种子数变异较大，从20-200粒不等。本研究在德国不伦瑞克2024年的测量结果显示，平均每头状花序含有142粒种子，高于许多历史文献记录，表明其在德国可能具有更强的有性繁殖潜力。研究还指出，田间苦苣菜为虫媒传粉且自交不亲和，孤立斑块可能无法产生可育种子。

Plant senescence（植株衰老）

植株通常在种子散落后开始衰老。文献表明，田间苦苣菜在夏秋之交停止地上部生长，并较其他多年生杂草更早进入休眠，这可能受日长和温度调控。在德国，观测到植株从9月开始枯萎，但晚花个体可保持绿色至11月初。

本研究通过整合文献与实地数据，指出单个田间苦苣菜植株在德国表现出良好的适应性和繁殖潜力，预示着其在德国农田存在进一步扩张的可能性。莲座直径、株高以及较高的种子产量等性状数据均支持这一判断。然而，研究也明确指出了两个关键的知识缺口：其一，营养生长在空间扩张中的具体贡献尚不明确；其二，温度和光周期对其关键物候阶段的调控机制知之甚少。尽管植株个体性状显示了扩张潜力，但能否真正实现种群水平的空间扩张，还取决于农业管理措施（如作物轮作、耕作方式）的精细调整以及气候变化（如温度升高）的交互影响。目前缺乏德国农田中该物种分布的本底数据，限制了基于物种分布模型（SDMs）进行准确预测的能力。因此，未来的研究需要长期监测其在德国的种群动态，并深入探究上述知识缺口，才能更全面地评估其扩张风险，并为制定有效的防控策略提供科学基础。随着德国有机农业面积的不断扩大和气候变化的持续影响，对田间苦苣菜等多年生杂草的生物学和生态学进行持续监测显得尤为重要。