外來入侵豚草綜合治理研究進展

王 娟，鄧 旭，譚濟才

(湖南農(nóng)業(yè)大學生物安全科技學院，湖南 長沙 410128)

豚草屬（Ambrosia）植物隸屬于菊科（Compositae）向日葵族（Helianthusae），起源并分化于美國西南部和墨西哥西北部的索諾蘭地區(qū)，近200年來在世界范圍內(nèi)迅速蔓延。豚草是危害人體健康和農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的惡性危險性雜草，是公認的有毒有害植物之一，其花粉可引發(fā)人的過敏反應。國內(nèi)豚草有兩種，普通豚草（Ambrosia artemisittlia L.)和三裂葉豚草（A trifida L.）。雖然它們傳入我國的歷史較短，但擴散極為迅速[1]。本文通過對豚草的生物學特征、分布及危害現(xiàn)狀的剖析，著重闡述了我國豚草控制技術(shù)及其存在的問題，并提出了綜合的豚草控制措施，旨在為遭受危害地區(qū)豚草的科學防除治理提供借鑒。

1 豚草的分布及危害現(xiàn)狀

1.1 豚草的分布

普通豚草大約于30年代傳入我國東南沿海地帶的早期開放城市，現(xiàn)已成為荒地、路邊或農(nóng)田的危害雜草。目前，豚草在我國主要發(fā)生和分布在黑龍江、吉林、遼寧、河北、河南、北京、天津、山東、江蘇、浙江、上海、南京、江西、安徽、湖北、湖南以及東南沿海省（市）。專家們將我國豚草劃分為5個發(fā)生傳播中心，即遼寧中心區(qū)、秦皇島中心區(qū)、青島中心區(qū)、長江中下游中心區(qū)及新疆中心區(qū)。三裂葉豚草主要發(fā)生和分布在我國東北和北京地區(qū)[2-4]。

1.2 豚草危害的現(xiàn)狀

豚草的廣泛發(fā)生破壞了當?shù)氐纳锒鄻有?，導致原有生物群落的衰退，還可引起人類花粉病，若侵入農(nóng)田，則會嚴重干擾農(nóng)事操作。豚草的主要危害如下：

1.2.1 影響人類健康 豚草花粉是引發(fā)過敏性鼻炎和支氣管哮喘等的主要病源。加拿大、美國每年有數(shù)以百萬計的人受到豚草花粉之害。俄羅斯的一些豚草發(fā)生地“枯草熱”（又稱“花粉病”）發(fā)病人數(shù)占居民的1/7;在美國、加拿大及歐洲部分地區(qū)，“枯草熱”發(fā)病率高達30%。在我國山東省的752例兒童哮喘患者中，由豚草花粉引起的占18.28%[5]，秦皇島2001年就診的520例支氣管哮喘和變應性鼻炎患者中有63%為豚草花粉過敏[6]。為此，世界各國皆耗巨資進行豚草防治的研究，但由于該雜草適應能力強，傳播途徑多，繁殖系數(shù)大，防除十分困難，故被許多國家列為檢疫對象。

1.2.2 破壞生態(tài)環(huán)境 在美國東南部，豚草是大豆田十大害草之一，在加拿大的安大略和魁北克南部，豚草是番茄、甜菜、玉米等作物的六大害草之一。在我國，由于勞動力較多，有條件進行精耕細作，豚草暫時還未進入農(nóng)田，但是遼寧省一些果園和農(nóng)田已有豚草侵入。豚草侵入的農(nóng)田大都種植禾谷類作物。在非耕地，豚草大多生長在山溝、公路、鐵路沿線、河岸渠道兩側(cè)、住宅區(qū)和其他非農(nóng)業(yè)經(jīng)濟用地，特別是受近期干擾的地帶，豚草最宜侵入，形成單一的優(yōu)勢種群[7]。另外，豚草還是很多病蟲的寄主,如它是甘藍菌病、向日葵葉斑病的寄主,也是危害大豆、蔬菜等害蟲的寄主。豚草混雜在牧草里,畜禽吃后將降低肉蛋奶的質(zhì)量。

2 豚草控制及其存在的問題

對豚草的防治相當困難，為消滅豚草，美國、俄羅斯、日本等國每年都投入大量資金，但至今尚未完全根除。豚草在很多地區(qū)擴展蔓延非常兇猛，如近年在江西等省蔓延的速度非?？?。全國各地也采用了許多方法治理豚草，一般都認為生物控制是可行的、安全的、可持續(xù)的防治措施，但對其控制機理過程和技術(shù)集成仍需進一步研究。

2.1 人工防除控制豚草及存在的問題

人工防除豚草，可采取鏟除、拔除、割除等方法。鏟除一般在苗后期進行，即5月下旬至6月下旬生長迅速，根系龐大時進行割除。遼寧鐵嶺市自1985年起每年組織上萬人次的“豚草防除月”活動，但收效甚微。丹東鴨綠江口濱海濕地自然保護區(qū)也曾多次組織人員拔除豚草。北京市多年來也投入大量的人力和物力對豚草進行了及時防除，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)才未受到大規(guī)模的危害[8]。

人工防除可在短時間內(nèi)迅速清除當年生豚草。但人工鏟除或刈割豚草存在以下問題：第一，全國20多個省的防除工作中，每年均需耗費大量的人力；第二，豚草的入侵蔓延有日益嚴重的趨勢，僅采用人工方式，其速度遠遠趕不上豚草繁殖生長擴散的速度；第三，豚草入侵的地形復雜，面積大，人工鏟除一般限于農(nóng)田或主要道路兩側(cè)，荒地及山區(qū)很難采用這種方法。

2.2 化學控制豚草及存在的問題

在豚草防除領(lǐng)域，化學防除一直作為有效的方法在各地普遍采用，應依據(jù)豚草的具體生長環(huán)境選擇不同的藥物。以IC50為指標進行篩選，發(fā)現(xiàn)豚草對取代脲類和二苯醚類除草劑最為敏感，最有效的8種莖葉處理劑為闊葉凈、闊葉散、綠麥隆、麥草畏、虎威、三氟羧草酸、利谷隆、乙氧氟草醚，還有2種土壤除草劑乙氧氟草醚和伏草隆[9－10]。20%克蕪蹤和10%草甘膦已被推薦作為上海防除豚草的主要藥種，連續(xù)3 a大面積推廣，實際防效超過98%[11]?；瘜W防除1次的以6月上、中旬為宜，化學防除2次的應分別于5月中旬及6月下旬進行，剩下的以人工拔除，以徹底根除豚草。在豚草開花前用2%～4%的乙烯利（Ethrel）進行進行化學殺雄，其減少花粉的效果顯著[12]。

化學防治豚草，使用方法簡便，效果迅速。但是無論哪一種除草劑，都存在安全性問題。首先，除草劑也會殺死本地的土著種，且效果不能持久；其次，除草劑有殘留，對生態(tài)系統(tǒng)破壞性大，會造成環(huán)境污染。

2.3 生物控制豚草及存在的問題

生物控制豚草是指利用豚草的天敵如昆蟲、真菌，取食或寄生豚草，以達到抑制其生長的目的，具有效果持久、對環(huán)境安全、防治成本低廉等許多優(yōu)點。豚草生物防治的主要途徑可分為利用昆蟲防治、利用病原菌防治、利用植物替代防治和利用化感作用防治等方面。

2.3.1 利用昆蟲防治 美國、加拿大和前蘇聯(lián)在20世紀60年代開始研究豚草的生物防治，在原產(chǎn)地找到了400多種天敵。中國農(nóng)業(yè)科學院生物防治研究所1987年自國外引進豚草條紋葉甲、豚草卷蛾、豚草夜蛾、豚草實蠅和豚草薊馬等天敵，其中對豚草條紋葉甲和豚草卷蛾的生物學、生態(tài)學、食性專一性及控制效果等進行了系統(tǒng)研究，并釋放了這兩種天敵[13－15]。結(jié)果表明，在北京進行的豚草條紋葉甲的籠罩控制實驗，防治效果顯著，但野外釋放的葉甲成蟲因種群數(shù)量相當小，沒有達到控制的效果。豚草卷蛾幼蟲鉆蛀豚草莖桿造成危害，籠罩試驗表明，每株普通豚草上釋放4頭豚草卷蛾幼蟲，枝條被蛀率達80%以上。在湖南田間進行的豚草卷蛾釋放試驗取得了一定的控制效果[16－18]。2001年，我國江蘇省首次發(fā)現(xiàn)廣聚螢葉甲，現(xiàn)已在我國華東的江蘇、江西、安徽、浙江等省以及華中的湖北、湖南等省擴散蔓延，有學者對該蟲的生活史、繁殖及對非靶標植物的潛在威脅等方面進行了研究，發(fā)現(xiàn)廣聚螢葉甲對少數(shù)本土植物以及經(jīng)濟作物向日葵可能構(gòu)成潛在威脅[19－22]。匈牙利Zsuzsa Basky等研究了當?shù)厝N蚜蟲取食對豚草生長發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)在溫室中光管舌尾蚜、黑豆蚜和桃蚜都能顯著降低豚草的生長速度，減少花粉量[23]。

利用昆蟲防治豚草在許多地方取得了一定效果，但也存在一些問題，如下：第一，利用昆蟲就是在食物鏈上增加抑制豚草的環(huán)節(jié)，但引入的豚草天敵同樣也是一種外來種。天敵的引入，事要做風險評價，防止其在豚草防治過后發(fā)展為新的入侵種，引起危害。第二，經(jīng)過實驗證明豚草條紋葉甲的防治效果不佳，而豚草卷蛾又不適于北方向日葵區(qū)，廣聚螢葉甲也對經(jīng)濟作物存在風險。第三，利用昆蟲防治豚草，在應用時也受到許多條件的限制，如放蟲量、放蟲蟲態(tài)、放蟲前豚草長勢、其他捕食及寄生天敵種類和數(shù)量、以及氣候、土質(zhì)、營養(yǎng)和其他人為等諸多因素，均能造成控制效果降低。第四，昆蟲控制豚草，有時很難見效，特別是在大發(fā)生時采用，其天敵種群數(shù)量在開始時是很有限的，因此控制效果不明顯，會延誤控制時間。

2.3.2 利用微生物防治 用侵蝕感染豚草的病原菌來防除豚草，這一研究起步較晚。湖南省農(nóng)業(yè)科學院1993年調(diào)查了豚草上的幾種病原菌，但致病性調(diào)驗結(jié)果都不理想[24]。Hartma對豚草的病原菌的分離調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)白銹菌（Albugo tragopogonis）可以控制豚草的種群規(guī)模，田間條件下染病的豚草生物量減少1/10左右。萬壽菊葉斑病菌（Psendomonas syringae pv.wgetis）可使豚草葉片褪綠及頂端黃化。蒼耳柄銹菌三裂葉豚草?；停≒uccinia xanthii Schwein.f.sp.ambrosiae-trifidae Batra）是新發(fā)現(xiàn)的我國新記錄真菌[25]，在自然條件下對三裂葉豚草表現(xiàn)出了較好的防治效果，使感染的植株葉片干枯甚至脫落，花粉和種子量大幅降低，種子生命力變?nèi)?。Plasmopara halstedii在匈牙利引發(fā)了普通豚草的絨毛酶病，但該病菌的專一性還有待于進一步測定[26]。

利用微生物防治豚草不足之處在于，第一，有效的病菌種類還比較少；第二，由于微生物增殖快、變異性強，病原菌的分離和安全性試驗一定要做好，要防止由于菌種變異感染其他植物所帶來的危害。

2.3.3 利用植物替代防治豚草 植物替代的實質(zhì)是利用種間競爭來控制豚草的生長。利用經(jīng)濟作物替代豚草開始于前蘇聯(lián)，第聶彼特羅夫·諾沃在莫斯科斯克公路兩側(cè)帶狀地段上用播種禾本科牧草無芒雀麥、冰草的方法有效地抑制了豚草種群的增長。我國利用經(jīng)濟作物替代豚草的研究開始于1995 年，關(guān)廣清[27－28]等用紫穗槐、菊芋、草地早熟禾等10余種植物進行了豚草替代試驗，篩選了紫穗槐、沙棘、小冠花、草地早熟禾、菊芋等5種植物應用于實踐。

替代控制雖是一種有效的防除方法，但由于受地域和環(huán)境的制約，加之豚草分布范圍廣闊，因而受到一定的限制。此外，用來替代豚草的植物經(jīng)濟價值不高，有的本來就是外來物種，如果處理不當，可能會造成新的生態(tài)問題。

2.3.4 利用化感作用防治豚草 利用化感作用防治豚草就是要利用植物間的異毒作用或植物的次生代謝物來抑制豚草的生長，利用化感作用控制豚草首先要尋找對豚草有化感作用的植物。加拿大蓬的淋溶物可抑制普通豚草的生長，小麥和紫菀的水浸液可抑制普通豚草種子的萌發(fā)，菊芋的殘株對三裂葉豚草的生長發(fā)育有顯著的抑制作用，黑麥殘茬覆蓋可使普通豚草種子萌發(fā)率降低43%，但菊芋和黑麥根系分泌物對豚草的化感作用不顯著。陳賢興[29]研究表明，白夾竹桃顯著抑制普通豚草幼苗的生長發(fā)育，而鬼針草水浸液對其種子萌發(fā)的抑制作用顯著。

目前，關(guān)于對豚草存在化感作用的植物的研究還比較少，而且化感作用的研究本身也仍處于前期發(fā)展階段，化感作用的機理、化感物質(zhì)的鑒定及化感作用在雜草防治中可行性和安全性的分析還有待于進一步研究。

3 綜合控制措施

隨著國際國內(nèi)商業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展，豚草已經(jīng)從原來的東北、華北擴散到全國20多個省市，主要分布在草原、林地、旱地，生長在農(nóng)田、荒地或鐵路、公路兩側(cè)，與本地植物競爭土壤、水分和生存空間，造成了本地生物種類的下降或滅絕。針對豚草所造成的生態(tài)問題，我們提出了以下綜合管理措施。

3.1 正確認識和評價豚草的入侵

豚草入侵我國已經(jīng)有80多年了，南方以普通豚草為主，東北地區(qū)則以三裂葉豚草為主，且多呈混生狀態(tài)。在它入侵初期，其種群面積小，入侵的生態(tài)危害往往被人們忽視，只有在它的種群得到充分發(fā)展、擴散面積達到一定程度，造成了生態(tài)危害時才會引起人們對它的重視。因此，對豚草的控制，必須從長遠的、全局的角度來看待，充分認識到它入侵造成的生態(tài)、經(jīng)濟、社會危害。

3.2 加強豚草有關(guān)的基礎(chǔ)研究

目前豚草生物學、生態(tài)學的特征尚未完全弄清，特別是豚草植株的生長機理、存活和爆發(fā)的臨界條件、入侵和擴散的通道等基本問題尚需進一步研究。只有把這些基本問題研究清楚了，才能對其進行有效控制。

3.3 加強豚草的檢疫、監(jiān)測、預報

為了避免豚草進一步向周圍省市入侵，在農(nóng)作物引種時應嚴格檢疫。同時利用3S技術(shù)對豚草生長動態(tài)進行監(jiān)控，建立與之生長相關(guān)的各種數(shù)據(jù)，對其蔓延及傳播進行預測預報。

3.4 出臺管理條例，依法控制

世界上的許多國家，如美國、澳大利亞、新西蘭等，對入侵物種的管理已經(jīng)進行了相應的立法。我國也應該盡快以立法的形式管理入侵物種。必須從法律上來保證對入侵種的管理，并且明文規(guī)定控制的內(nèi)容、權(quán)利和責任，建立舉報制度，對隨意傳播行為進行懲罰，對積極控制入侵種的個人或團體予以獎勵，從而全面實現(xiàn)入侵物種的依法管理。

3.5 加強部門協(xié)調(diào)

豚草的控制任務(wù)十分艱巨，不是個人或某個單位能夠獨立完成的，同時，對豚草的控制已成為了一個社會性的問題，涉及到的部門有環(huán)保、農(nóng)林、科研機構(gòu)等多個部門。針對豚草入侵現(xiàn)狀，應在科研人員指導下，協(xié)調(diào)各部門制定一個共同的目標和具體的解決方案，以控制豚草為中心開展相關(guān)的工作，各部門之間既要相互促進，又要相互協(xié)調(diào)。

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