幾種優(yōu)質(zhì)牧草替代種植對紫莖澤蘭的防控效果分析

摘要：在野外紫莖澤蘭（Eupatorium adenophorum）入侵的荒地上建立多年生黑麥草（Lolium perenne）、鴨茅（Dactylis glomerata）、非洲狗尾草（Setaria anceps）、白三葉（Trifolium repens）、紫花苜蓿（Medicago sativa）等5種優(yōu)質(zhì)牧草種群，分析其生態(tài)適應(yīng)性及對紫莖澤蘭的防控效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，幾種牧草在當(dāng)?shù)囟寄苷ＩL，其中非洲狗尾草的覆蓋度、株高、莖葉鮮重等指標(biāo)均為最高，具有很強(qiáng)的生態(tài)適宜性，對紫莖澤蘭的防控效果也最好，當(dāng)年防效達(dá)97.85%， 1年后防效達(dá)93.81%，具有很好的持續(xù)控制作用；其次是鴨茅，1年后覆蓋度達(dá)86%，對紫莖澤蘭的防控效果達(dá)89.68%；其他幾種牧草雖然能夠建立優(yōu)勢群落，但因生長速度較慢或受伴生雜草危害，對紫莖澤蘭的防控效果較差。

關(guān)鍵詞：紫莖澤蘭（Eupatorium adenophorum）；優(yōu)質(zhì)牧草；替代控制

中圖分類號：S543 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）10-2368-03

紫莖澤蘭（Eupatorium adenophorum）原產(chǎn)于墨西哥，屬菊科澤蘭屬多年生草本植物，為世界性惡性雜草[1]，在20世紀(jì)40年代傳入中國云南省，現(xiàn)已傳播至貴州、四川、廣西、重慶、西藏等地，成為西南地區(qū)主要外來入侵植物之一[2]。據(jù)調(diào)查，目前四川省涼山州紫莖澤蘭分布面積約80萬hm2，為四川省分布最廣、危害程度最嚴(yán)重的區(qū)域之一，其中被侵占的草地面積達(dá)27萬hm2，紫莖澤蘭入侵天然草地后，極易形成密叢狀單優(yōu)群落，3年后覆蓋度就可達(dá)85%～95%，導(dǎo)致牧草減少70.1%～79.4%，失去放牧價值[3]，對涼山州生態(tài)及畜牧業(yè)造成巨大威脅。目前，控制紫莖澤蘭方法主要有人工拔除、化學(xué)防除、生物防治和替代控制等。由于替代控制是利用土著植物恢復(fù)本土植物群落[4]，或利用高經(jīng)濟(jì)價值物種來抑制紫莖澤蘭的擴(kuò)散蔓延[5，6]，具有持效期長的特點(diǎn)[7]，同時還能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，因此被越來越多的人所關(guān)注，國內(nèi)外均有相關(guān)研究和報道[8-13]，但替代控制在很大程度上受當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的影響，各地研究結(jié)果及篩選的替代植物種類都不盡相同。我們針對涼山州紫莖澤蘭容易入侵的荒地，選擇了幾種優(yōu)質(zhì)牧草作為替代植物進(jìn)行試驗(yàn)，研究了它們的生態(tài)適應(yīng)性及對紫莖澤蘭的防控效果，篩選出適宜的替代牧草，以期為當(dāng)?shù)刈锨o澤蘭的生態(tài)控制及其入侵地生態(tài)修復(fù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

多年生黑麥草（Lolium perenne）、鴨茅（Dactylis glomerata）、非洲狗尾草（Setaria anceps）、白三葉（Trifolium repens）、紫花苜蓿（Medicago sativa），由涼山州畜牧局草原站提供。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于涼山州西昌市馬坪壩村一塊被紫莖澤蘭入侵的荒地，紫莖澤蘭密度60～80株/m2，株高50～80 cm。該地海拔1 580 m，屬亞熱帶季風(fēng)性氣候，年均日照2 445.4 h，平均氣溫16.4 ℃，全年極端最高氣溫在38.7 ℃，極端最低氣溫-4.6 ℃，平均年降雨量973.7 mm，主要集中在5～10月。試驗(yàn)地土壤為偏酸性黃棕壤，pH 6.4，有機(jī)質(zhì)含量35.6 g/kg。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

2010年5月17日拔除試驗(yàn)地上所有植物，翻耕后平整地塊，將牧草種子按常規(guī)播種量均勻地撒播在地面上，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計建立5種牧草替代植物種群，以未替代區(qū)為對照，即設(shè)6個處理，每個小區(qū)面積18 m2（6 m×3 m），重復(fù)3次，牧草生長期間不作任何管理，全年不進(jìn)行刈割。于2010年10月20日和2011年5月20日分別兩次考察牧草的生態(tài)適應(yīng)性（牧草的覆蓋度、密度株高、莖葉鮮重）和對紫莖澤蘭的防控效果（紫莖澤蘭的發(fā)生數(shù)量和生物量），將每個小區(qū)平均分為2塊，每次考察1塊，每次每個小區(qū)隨機(jī)取樣5點(diǎn)，每點(diǎn)面積0.25 m2。牧草覆蓋度采用目測法[14]，紫莖澤蘭生物量測定方法：將地下根系全部挖出，用自來水將根系洗凈，整株用烘箱在107 ℃殺青15 min后，75 ℃烘干至恒重，稱其干重，并用單位面積干重計算防控效果，防效=（1-替代區(qū)紫莖澤蘭干重/未替代區(qū)紫莖澤蘭干重）×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 幾種牧草的生態(tài)適應(yīng)性

替代控制首先應(yīng)考慮替代植物在當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)適應(yīng)性，其中替代植物的覆蓋度和密度是兩個重要指標(biāo)，它們直接關(guān)系到替代植物能否迅速搶占空間生態(tài)位，從而抑制其他植物的生長。兩次考察結(jié)果表明，幾種牧草在當(dāng)?shù)鼐苷ＩL，并建立優(yōu)勢種群（表1），其中非洲狗尾草的覆蓋度、株高、莖葉鮮重等指標(biāo)均為最高，雖然2010年密度最小，僅為11.2株/m2，但后期數(shù)量增長較快，2011年考察值增長了291.1%，表現(xiàn)出較強(qiáng)的生態(tài)適宜性；其次是鴨茅，表現(xiàn)出分蘗早、生長迅速、叢生密集的特性，均有利于覆蓋度和單位面積數(shù)量的提高，2011年5月20日時覆蓋度達(dá)86%，生態(tài)適應(yīng)性較好；多年生黑麥草和紫花苜蓿雖然能夠建立優(yōu)勢群落，但生長速度較慢，受伴生雜草（主要是酸漿草、苦蒿、蕨類植物等）危害，其2011年5月20日時的密度分別比2010年10月20日時的密度下降了29.4%、31.9%，生態(tài)適宜性較差；白三葉種子出土力弱，幼苗纖細(xì)，苗期生長緩慢，不利于優(yōu)勢種群的形成，但因其匍匐生長和耐低溫的特性，后期能夠保持一定的覆蓋度和生物量，其適應(yīng)性一般。

2.2 幾種牧草對紫莖澤蘭的防控效果比較

試驗(yàn)通過比較替代種植區(qū)中紫莖澤蘭的發(fā)生數(shù)量、植株高度和生物量衡量幾種牧草對紫莖澤蘭的防控效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，幾種牧草均能有效地控制紫莖澤蘭種群的建立（表2）。經(jīng)方差分析，牧草替代種植5個月后（2010年10月20日），幾種牧草對紫莖澤蘭的防控效果差異達(dá)極顯著水平。鴨茅對紫莖澤蘭的防控效果最好，達(dá)98.48%，其次是非洲狗尾草，為97.85%，鴨茅主要是減少紫莖澤蘭發(fā)生數(shù)量，非洲狗尾草主要是抑制紫莖澤蘭的生長速度，前期兩者防控效果差異不顯著；2011年5月20日時，非洲狗尾草對紫莖澤蘭的控制效果好于鴨茅，且差異達(dá)顯著水平，說明非洲狗尾草的相對競爭能力強(qiáng)于鴨茅，具有更好的持續(xù)競爭力；多年生黑麥草、紫花苜蓿當(dāng)年防控效果較好，分別達(dá)到了87.47%和82.41%，但后期持續(xù)競爭能力較弱，紫莖澤蘭數(shù)量和生物量均有較大增加，特別是紫花苜蓿，2011年5月20日時的防控效果低于50%；白三葉前期因覆蓋度較差，占據(jù)的生態(tài)空間位有限，紫莖澤蘭易于侵入，防控效果較差，但后期持續(xù)競爭力較強(qiáng)，能夠有效地控制紫莖澤蘭進(jìn)一步侵占，對紫莖澤蘭有一定的防控效果。

3 小結(jié)與討論

替代控制核心是根據(jù)植物群落常規(guī)的自身規(guī)律，利用具有生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價值的植物取代雜草群落，恢復(fù)和重建具有合理結(jié)構(gòu)和功能的生態(tài)系統(tǒng)，并使之具有自我維持能力和活力，建立起良性演替的生態(tài)群落[15]。因此，替代植物必須具有較強(qiáng)的競爭能力、較高的生物量和經(jīng)濟(jì)價值，競爭能力是決定群落性質(zhì)最主要因素[16]，其中生物量是預(yù)測相對競爭能力的最好指標(biāo)，它能夠反映植物相對競爭能力的64%左右[17]。通過試驗(yàn)分析，幾種牧草中非洲狗尾草生物量顯著高于其他植物生物量，因此具有較大的競爭能力。另外，替代植物覆蓋度也是替代控制中一個重要指標(biāo)，它關(guān)系到替代植物是否能夠良好地占據(jù)原有紫莖澤蘭的生態(tài)空間位，覆蓋度越大，其抑制紫莖澤蘭種子萌發(fā)效果越好，同時，較大的覆蓋度可降低紫莖澤蘭的光合作用，抑制紫莖澤蘭的生長。試驗(yàn)結(jié)果表明，非洲狗尾草2011年5月20日時的覆蓋度達(dá)90%，能夠迅速搶占生態(tài)空間位，有效阻止紫莖澤蘭種子著地萌發(fā)和成苗，阻礙其種群的建立，而且，非洲狗尾草與紫莖澤蘭都屬于多年生草本植物，其生活史基本重疊，非洲狗尾草種群一旦建立，其種群將不會出現(xiàn)空間空余生態(tài)位，從而能夠可持續(xù)地抵御紫莖澤蘭的入侵。

由于替代植物的生長發(fā)育都存在一定的周期性，就群體而言，植物群體生長經(jīng)歷從弱小到旺盛再到衰退的動態(tài)過程，所以，如果只用一種植物替代控制紫莖澤蘭，當(dāng)替代植物達(dá)到衰退時，其競爭能力會減弱，曾經(jīng)被抑制的紫莖澤蘭有可能重新生長、蔓延和擴(kuò)展。因此，應(yīng)探索采用多種牧草混播的方式，利用生物多樣性阻止紫莖澤蘭的蔓延。在本試驗(yàn)中，鴨茅分蘗早、數(shù)量多，前期能夠迅速搶占生態(tài)位，減少紫莖澤蘭發(fā)生數(shù)量，而非洲狗尾草后期生長快，植株較高，生物產(chǎn)量大，能較好地抑制紫莖澤蘭的生長量，因此可考慮將兩種牧草按不同比例混播，可能會對紫莖澤蘭起到更好的防控效果。

紫莖澤蘭一般3～4月份進(jìn)入種子成熟期，5月上中旬土壤表層的種子庫達(dá)到高峰期，試驗(yàn)選擇在5月中旬播種，一是減少紫莖澤蘭的有性繁殖數(shù)量，二是運(yùn)用空間生態(tài)位搶占原理，增強(qiáng)牧草與紫莖澤蘭的競爭能力。在大面積替代控制中，建議選擇在5月中下旬播種替代牧草種子，一方面，雨季的到來有利于牧草種子的迅速萌發(fā)，另一方面，可利用紫莖澤蘭種子萌發(fā)需要嚴(yán)格光照和幼苗抵抗力弱的特點(diǎn)，在其種子萌發(fā)前或生長早期，種植能快速形成較大覆蓋度的植物，以降低紫莖澤蘭的光照強(qiáng)度和光照時間，將紫莖澤蘭的基數(shù)控制在最低水平。

由于替代控制是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到生態(tài)學(xué)、栽培學(xué)、土壤學(xué)、生物學(xué)等多門學(xué)科，其研究結(jié)果在實(shí)際應(yīng)用中會受到多種因素的影響，因此，各地還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、土壤、生物等特點(diǎn)有針對性地開展進(jìn)一步研究，為紫莖澤蘭入侵生境的生態(tài)修復(fù)選擇更加安全的替代植物和替代方式。

致謝：感謝戴紅燕副教授和王清海同志對本試驗(yàn)的幫助。

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