刈割对水盾草生长的影响

植物在受到人为践踏或机械损伤等一定程度的胁迫后，通常会展现出补偿性生长的现象 [1-2]，这是植物为了应对胁迫压力而自然形成的反应机制。多数植物对刈割的耐受度是有限的，不恰当的刈割操作可能会对植物的生长造成不利影响，且由于各种植物生长特性的差异，相同的刈割强度可能会对不同植物产生截然不同的效果。对沉水植物而言，倪乐意和左进城等研究表明加拿大伊乐藻（Elodea canadensisMichx.）和穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）顶枝被刈割后，生物量、盖度下降，植物难以应对刈割带来的胁迫 [3-4]，而对挺水植物水芹（Oenanthe javanica）来说，刈割后水芹的相对增长率加快，在第 25天后生长干重涨幅约一倍 [5]。另外，对于菹草（Potamogeton crispus）而言，刈割强度越大，菹草的枝条恢复率越低，鲜重生物量显著降低[6]。

刈割对植物生长的影响是双面的，既可能促进也可能抑制，在制定管理策略时，应综合考虑植物的种类、生长周期以及所处的环境条件，并采取恰当的刈割手段。水盾草（Cabomba caroliniana）的观赏价值极高，在水体造景中常作为装饰性水草使用，但该物种生态适应性强，若在其生长期间不及时进行控制，容易造成因繁殖速度过快而导致后期难以管理的情况，因此，本研究旨在探寻一种既能有效延长水盾草观赏效果，又能保持植物稳定生长的控制方法。探究刈割强对水盾草生长生理性状的影响，理解刈割后水盾草的生理代谢规律，可为制定适宜的水盾草控制管理措施提供理论依据和指导。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

2023 年 9 月，在实验基地的育苗池中选取水盾草种苗，将 10cm 高的水盾草茎段种入实验基地种植池中，池中水位为 30cm ，待其稳定生长至一定高度后，选取健康且长势一致的植株移栽到实验桶中，去除其余分枝以尽量减少初始大小的变化。刈割处理后，随机选取 5株进行初始生长指标测定，对照组和轻度刈割、中度刈割和重度刈割处理单株分枝数分别为 22.2±0.8cm 、 15.9±0.8cm 、 11.7±0.6cm 、7.1±0.6cm ；鲜重分别为 1.7±0.1g 、 1.3±0.1g 、 0.8±0.1g 、 0.4±0.1g ，茎节数分别为： 14.4±0.5 个、 10±0.6 个、 7.2±0.8 个、 4.4±0.8 个，将所有实验植物用清水清洗干净，准备开始实验。

1.2 实验设计

本实验开始于 2023 年 9 月 6 日，结束于 2023 年 10 月 6 日，实验共计 30 天。实验选取 15cm 高的聚乙烯桶作为实验容器（上口直径 15cm× 下口直径 14cm ），共计 45 个，并将 45 桶植物放入 1 个2m×2m 的水泥池内，水泥池内水位设置为 60cm ，实验桶里添加的基质厚度为 10cm 。单因子设计，刈割强度设置了四个水平：轻度刈割（留茬 70% ）、中度刈割（留茬 50% ）、重度刈割（留茬 30% ）和对照组 CK（不刈割）。需要进行刈割处理的植物材料为长势一致、去除顶端后的植物，刈割处理时用剪刀剪断植株茎段，去除顶端部分。设 1株为 1 次重复，每个处理设置 15 个重复。实验期间，每五天更换一次池中的水，每天检查植物是否有病虫害，及时处理，每日观察水位情况，若水位下降则及时补水以保证水位不变。

1.3 数据收集

实验每隔 10 天测定水盾草生长性状的主要指标：鲜重、植单株分枝数度、茎节数和分枝数，取样时每个处理组随机选取 5 株，将植物整株挖出后测量，植单株分枝数度使用不锈钢卷尺测定，茎节数和分枝数用肉眼计数并记录，随后用吸水纸拭干植物表面多余水分，用便携式电子天平（精度 0.001g ）称量鲜重生物量。

考虑到本实验中刈割处理后水盾草鲜重、单株分枝数和茎节数的初始值的不同，为消除初始值对生长的影响，更准确地评估其在不同时期的生长情况，因此选择对鲜重、单株分枝数和茎节数计算相对生长速率（Relative growth rate，RGR）[129]，计算公式如下：

鲜重 RGR （%/d）=[（lnW₂-lnW₁）/（Ωt₂-t₁）]×100 （1）

株分枝数RG ⋅R（I_o/d）=[（lnH₂-lnH₁）/（t₂-t₁）]×100 （2）

茎节数 RGR （3）

上述（1）＼～（3）公式中，N 为植物鲜重， H 为植物单株分枝数，J 为植物茎节数；t 为生长时间，1 代表起始时间，2 代表结束时间。

1.4 数据分析

本实验采用 Excel 2019 和 SPSS 26.0 版本软件进行数据处理和统计分析，采用单因子方差分析，使用 Duncan 法进行多重比较。显著度为 5% ，最后运用 Origin21 软件进行图形绘制。

2 结果与分析

2.1 刈割对水盾草鲜重的影响

如图 1 所示，刈割强度对水盾草鲜重 RGR 有显著影响。实验第0-10 天，对照组和三个不同刈割处理下鲜重 RGR 无显著差异；实验第 10-20 天，轻度刈割和重度刈割两个处理下鲜重 RGR 显著低于对照组，但两个刈割处理之间差异不显著；实验第 20-30 天，鲜重RGR 在对照组和轻度刈割处理下达到最高值，分别为 9.1%/d 和 8.4%I d，且均显著高于其他两个刈割处理组，其中，重度刈割处理下鲜重RGR 为负值。各处理下鲜重 RGR 随时间的变化趋势为：对照组持续升高，重度刈割组持续下降，轻度刈割处理组先下降后上升，重度刈割组先升高后下降。说明重度刈割处理后的水盾草在实验后期处于衰老状态，而轻度刈割可以使水盾草鲜重保持稳定增长。

2.2 刈割对水盾草单株分枝数的影响

如图 2 所示，刈割强度对水盾草单株分枝数 RGR 有显著影响。实验第 0-10 天，中度刈割和重度刈割处理下单株分枝数 RGR 显著低于对照组，轻度刈割和重度刈割处理组之间无显著差异，重度刈割处理下单株分枝数 RGR 最低，仅为 0.4%/d ，且与其他三个处理的差异均显著；实验第 10-20 天，三个不同刈割处理下单株分枝数 RGR 均显著低于对照组，其中，重度刈割处理下单株分枝数 RGR 最低，仅为 0.4%/d ，且显著低于中度刈割处理；实验第 20-30 天，轻度刈割处理下单株分枝数 RGR 最高，为 3.9%/d ，与对照组无显著差异，但显著高于其他两个刈割处理组，其中，重度刈割处理下单株分枝数RGR 仍然保持最低，为 0.8%/d 各处理下单株分枝数 RGR 随时间的变化趋势为：对照组变化趋势不明显，轻度刈割处理组先下降后快速上升，中度刈割组和重度刈割组虽呈上升趋势，但增幅极低。说明重度刈割处理对水盾草单株分枝数生长产生了明显的抑制作用，而轻度刈割处理对单株分枝数生长的影响较小。

2.3 刈割对水盾草茎节数的影响

如图 3 所示，刈割强度对水盾草茎节数 RGR 有显著影响。实验第 0-10 天，中度刈割和重度刈割处理下茎节数 RGR 显著低于对照组和轻度刈割处理组，且前后各两组之间无显著差异；实验第10-20 天，对照组和三个不同刈割处理组的茎节数 RGR 均无显著差异；实验第20-30 天，茎节数 RGR 的变化趋势与实验第 0-10 天相同，中度刈割和重度刈割处理下茎节数 RGR 均最低，分别为 3%/d 和 2.7%/d_⨀ 。各处理下茎节数 RGR 随时间的变化趋势为：对照组先快速上升后保持稳定，轻度刈割处理持续上升，中度刈割组和重度刈割组先快速上升后急速下降。说明轻度刈割处理后水盾草仍能良好生长，但刈割强度过大则会严重影响植物的正常扩张与繁殖。

2.4 刈割对水盾草分枝数的影响

如图4 所示，刈割强度对水盾草分枝数有显著影响。实验第0-10天，中度刈割和重度刈割处理下分枝数显著低于对照组和轻度刈割处理组，且前后各两组之间无显著差异；实验第 10-20 天，三个不同刈割处理下分枝数均显著低于对照组，其中，重度刈割处理下分枝数显著低于中度刈割和重度刈割处理，但后两个刈割处理间的分枝数差异不显著；实验第 20-30 天，分枝数在四个处理下的差异均显著，表现为对照 > 轻度刈割 > 中度刈割 > 重度刈割。各处理下分枝数随时间的变化趋势为：对照组始终保持快速上升，轻度刈割处理持续稳定上升，中度刈割处理快速上升后保持稳定，重度刈割处理增幅极低。说明刈割强度越大，水盾草繁殖能力受限，进而造成鲜重 RGR 出现负增长的情况。

3 讨论与结论

本研究中，不同刈割强度处理下水盾草均未死亡，但是随着刈割强度的增大，水盾草鲜重 RGR、株高 RGR、茎节数 RGR 和分枝数均明显降低，其中，轻度刈割处理后的鲜重 RGR 和株高 RGR 在实验收获时期显著升高，茎节数 RGR 和分枝数均随着时间的推移呈上升趋势；中度刈割处理后的鲜重 RGR 和茎节数 RGR 随着时间的推移呈先升高后降低的趋势，单株分枝数和分枝数呈微幅增长趋势；重度刈割处理后的鲜重 RGR 在实验结束时为负值。说明当刈割强度过大时，超过了植物的承受范围，植物体内营养储备降低，明显抑制了植物的生长。有研究表明，中高强度刈割（留茬 1/2 或 1/4）不利于冷蒿（Artemisia frigida）的生长恢复 [7]。本研究结果与左进城等 [8] 对穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）的研究有差异，可能是由于实验条件和刈割时间的差异所致，刈割时间对沉水植物的恢复可能也有影响，当处于旺盛生长的季节时，植物在刈割后能很快恢复，而当处于温度较低的季节时（生长较慢的季节），植物恢复很慢。值得注意的是，重度刈割处理下水盾草依然能产生分枝，可能是水盾草在极端逆境条件下为了维持生命延续而釆取的适应对策。

植物受损伤后的恢复情况除了与生长季节、气候、资源、自身的生长特性等因子有关外，与自身营养储备也密切相关。合适的刈割措施既有利于植物的恢复和生长，又可持续地净化和稳定水体。分析刈割这一调控方式对水盾草生长的影响，可为植物的实际应用和养护管理提供科学的理论基础。

参考文献：

[1] 周晓红 ， 王国祥 ， 杨飞 ， 等 . 刈割对生态浮床植物黑麦草光合作用及其对氮磷等净化效果的影响 [J]. 条件科学 ， 2008（12）： 3393-3399.

[2] 赵梦云 ， 熊家晴 ， 郑于聪 ， 等 . 植物收割对人工湿地中污染物去除的长期影响 [J]. 水处理技术 ， 2019， 45（11）： 112-116.

[3] 倪乐意 . 切除顶技对加拿高伊乐藻生长的影响 [J]. 水生生物学报 ， 1999， 23（4）： 296-303.

[4] 左进城 ， 苗凤萍 ， 王爱云 ， 等 . 收割对穗花狐尾藻生长的影响[J]. 生态学杂志 ， 2009，28（4）： 643.

[5] 倪子怡 ， 许海 ， 詹旭 ， 等 . 刈割对千岛湖生态浮床植物生长与氮素净化效率的影响 [J]. 环境工程学报 ， 2023， 17（08）： 2494-2504.

[6] 吴晓东 ， 王国祥 ， 魏宏农 ， 等 . 不同收割强度对菹草（Potamogeton crispus） 生长和光合荧光特性的影响 [J]. 湖泊科学 ， 2012，24（5）： 732-738.

[7] 王静 ， 杨持 ， 韩文权 ， 等 . 刈割强度对冷蒿可溶性碳水化合物的影响 [J]. 生态学报 ， 2003， 23（5）： 908-913.

[8] 左进城 ， 苗凤萍 ， 王爱云 ， 等 . 收割对穗花狐尾藻生长的影响[J]. 生态学杂志 ， 2009，28（4）： 643.

作者简介 ：欧阳雨嘉（2002.6）性别：女 民族：汉族 籍贯：湖南湘潭 学校学历：天津工业大学法学硕士在读 研究方向：刑法学方向。

通讯作者：覃红燕（1975-）副教授，研究方向：湿地植物及其应用。