CN109566300B - 一种控制豚草外来入侵的生物替代方法 - Google Patents

一种控制豚草外来入侵的生物替代方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种控制豚草外来入侵的生物替代方法，所述方法为通过在豚草已入侵或易入侵的生态土壤中采用条播的播种方式种植甜高粱，进而抑制豚草的生长发育，所述甜高粱的播种密度为5.5g/m2~11.5g/m2。本发明提供的生物替代方法具有非常好的防除效果，豚草的抑制率可达到94%以上。甜高粱具有很高的饲用价值和能源价值，采用本发明方法可以在控制豚草的同时实现一定的经济价值和美化环境的作用，可在城市、乡村道路两旁及农田种植。

Description

一种控制豚草外来入侵的生物替代方法
技术领域
本发明涉及生态控制技术领域，具体地说涉及一种控制豚草外来入侵的生物替代方法。
背景技术
豚草(Ambrosia artemisiifolia) 是借助风媒传粉的一年生草本植物，属菊科(Asteraceae) 。豚草原产于北美，是外来入侵物种。豚草是雌雄同株植物，据相关研究结果表明，每株豚草都能够长出上千粒种子，2.4 kg鲜重的豚草植株最多可产62 000粒种子，可长到2 m高，如果将豚草种子放在种子库，这些种子在土壤中能够保持39年有效，因此，豚草在许多国家还在持续不断地扩散，这些国家也在采取多种措施抵抗豚草入侵。豚草花粉极易引起过敏反应，极低浓度就会对敏感者造成过敏反应，症状伴有鼻炎和少数皮肤炎及荨麻疹。浓度稍高就会对过敏者产生长期过敏反应。豚草花粉可引起强烈的哮喘反应，这种反应比其他过敏源严重。豚草主要花粉过敏源是多肽类和免疫球蛋白E结合导致，从而引发枯草热相关症状。免疫反应机理受花粉油脂含量和倍半萜内脂影响。目前，在欧洲有3 300万人对豚草过敏，在美国也达到2 300万。在1971年，有报道表明豚草能引发枯草热，然而，其免疫反应机理直到半个世纪后才发现。豚草还对其他农业作物构成威胁，有研究报道表明，豚草能削减大豆产量。豚草因其危害性而受到广泛关注，作为一种农作物杂草和主要空气过敏原对公共卫生造成影响。
随着人类近200年的贸易活动，已经使得豚草从原产地扩散到世界各大洲的40多个国家，其中在美国、加拿大、墨西哥等国家造成的危害最大。豚草大约在20世纪三四十年代传入我国。1935年，首先在辽宁省铁岭市被发现，后来在我国各省、市之间迅速蔓延，后经广泛蔓延。目前，叶豚草已在我国的东北三省、湖北、湖南、广东等15个省份之间传播。
对豚草的防治相当困难，为消灭豚草，美国、墨西哥、俄罗斯、日本等国每年都投入大量资金，但至今尚未完全根除。俄罗斯利用一种甲虫的专一食性来防除，但作为外来有害入侵生物，豚草非常难于防治，单一采用某种方法都有其不利的一面。利用百草枯等除草剂对豚草进行化学防除一直作为一种有效的方法在世界各地普遍使用，目前，我国以草甘膦、百草枯、二甲四氯、克芜踪等应用最广泛。豚草物理防治的主要方法是人工拔除和人工刈割。豚草生物防治主要利用昆虫、病原菌、植物替代和化感作用，物理防治和化学防治都有一定的局限性，利用昆虫、病原菌和化感作用来防治豚草尚处于试验阶段，还不能彻底有效地铲除豚草。外来植物的成功入侵与入侵域植物种类和多样性有关，利用入侵域植物的生态防御功能，通过生态系统本身来抵御外来植物的入侵是控制外来植物入侵行之有效的方法，因此，寻求合适的植物及其种植方式来对豚草进行生物替代成为重要的研究课题。如目前有研究人员种植杂交象草来抑制豚草的生长和蔓延，虽然对豚草有较好的防除效果，但应用范围狭窄，尤其是不耐寒，只能在南方种植（周忠实, 黄水金, 万方浩, 郭建英, & 陈红松. (2013).；一种利用杂交象草替代控制恶性入侵杂草豚草的方法CN102948319A.），而甜高粱在全球大多数半干旱地区都可以生长。鉴于我国辽阔的地域和多样的地理环境，现有的方法和种类难以满足实际需求，所有需要寻求更多的方法。
发明内容
本发明的目的就是提供一种控制豚草外来入侵的生物替代方法，以解决现有技术中能够用于控制豚草的植物种类少以及应用范围窄的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种控制豚草外来入侵的生物替代方法，所述方法为通过在豚草已入侵或易入侵的生态土壤中采用条播的播种方式种植甜高粱，进而抑制豚草的生长发育，所述甜高粱的播种密度为5.5g/m2~11.5g/ m2。
所述甜高粱的播种行距为25cm~30cm，播种深度为1cm~3cm。
所述甜高粱的播种行距为28cm，播种深度为1cm~3cm，播种密度为5.55g/m2。
所述甜高粱的播种时间是华北地区4月下旬至5月初。
本发明提供的控制豚草外来入侵的生物替代方法具有非常好的防除效果，本发明在一定的播种密度下，到9月份豚草的发生率降低了94%以上。
本发明采用甜高粱作为豚草的生物替代植物，种子容易获得，种植方法简单，易操作，且在全球大多数半干旱地区都可以生长，弥补了现有技术的不足。本发明与其他生物替代植物相比，能够在较低密度下对豚草产生较强的抑制作用，因此大大降低了防治豚草的成本投入。
此外，甜高粱具有很高的饲用价值和能源价值，它不仅产粮食，也产糖、糖浆，还可以做酒、酒精和味精，其纤维还可以造纸。采用本发明方法可以在控制豚草的同时实现一定的经济价值和美化环境的作用，可在城市、乡村道路两旁及农田种植。
具体实施方式
实施例1
本发明采用豚草和甜高粱混种，并配合特定的种植管理技术，实现本发明的控制豚草的目的，具体步骤如下：
1. 生物替代治理前的豚草的清除技术
试验地点位于河北省廊坊市中国农业科学院廊坊科研中试基地（试验地土壤为粘重性土壤）。试验样地于前一年已受到豚草的入侵，前一年8月份采用人工拔除方法清除了豚草植株。
2. 播种及后期管理
甜高粱的播种方式为条播，播种行距为28cm，播种深度为1cm~3cm，播种时间是在4月下旬至5月初，播种密度分别为5.55 g/m2。豚草的播种密度为0.95g/ m2。试验设置五个重复，每个试验样方大小均为3×2 m2（长×宽），样方之间为1 m缓冲区，各样方随机分布。浇水方式为滴灌、自然降雨，生长期间人工拔出其他种类的杂草。
3. 采样并测定植物生长相关指标。
6月和9月初分别测定豚草的各项指标，具体如下，并将结果分别列于表1和表2中。
株高（cm）：用最小刻度为1mm的卷尺测定株高，计算株高的平均值；
株数(株)：人工查计小区；
叶大小（mm2）：叶大小用 Yaxin-1242 叶面积仪测定；
生物量(mg)：用烘箱在105℃杀青后，在85℃烘干至恒重，在电子天平上称其干重，计算生物量平均值；
叶面积（cm2）：叶大小用 Yaxin-1242 叶面积仪测定。
实施例2
改变甜高粱的播种密度为11.1 g/m2（具体见表1和表2），其他条件和管理措施同实施例1，测定豚草的各项指标，并分别列于表1和表2中。
对比例1
在试验样方中只播种豚草（播种密度为0.95g/ m2）作为空白对照，其他管理措施同实施例1，测定豚草的各项指标，分别列于表1和表2中。
表1：6月份豚草的各项指标
Figure DEST_PATH_IMAGE001
注：表中数值为平均值±标准差。不同字母表示多重比较差异显著(P < 0.05)。
表2：9月份豚草的各项指标
Figure 723187DEST_PATH_IMAGE002
注：表中数值为平均值±标准差。不同字母表示多重比较差异显著(P < 0.05)。
由表可知，单种处理中的豚草与不同密度混种处理中的豚草在株高、株数、生物量和叶面积方面均存在显著性差异，甜高粱对豚草表现出十分明显的抑制效果。实施例1中，甜高粱播种密度为5.55 g/ m2，6月份豚草的发生率为20.04%，平均株高降低了30.31%，平均单株生物量减少88.41%，平均叶面积降低了82.45%；到9月份豚草的发生率为5.86%，豚草的抑制率达到94.14%，可见本发明在较小播种密度下能够完全抑制豚草的生长。实施例2中，甜高粱播种密度为11.1 g/ m2，6月份豚草的发生率为20.22%，平均株高降低38.86%，平均单株生物量降低率为90.21%，平均叶面积降低了80.85%；9月份豚草的发生率为5.01%，豚草的抑制率达到94.99%。实施例1和实施例2中，豚草与甜高粱的相对竞争强度（RCI）均为0.93（RCIY=（Ycontrol-Ytreatment）/Ycontrol，其中Y为豚草的干重），表明其对豚草的外来入侵的控制作用显著。由于实施例1和实施例2的效果相差不大，本着以最小的代价达到最大的效果为原则，选择实施例1较好。
本发明所采用的甜高粱播种后迅速生长，能够快速覆盖地面，抑制了豚草的出苗，后期利用强大的株高优势，对豚草形成遮阴效果，从而抑制了豚草的生长。与现有技术相比，本发明的防治效果突出，此外，甜高粱在全球大多数半干旱地区都可以生长，且对生长的环境条件要求不太严格，对土壤的适应能力强，特别是对盐碱的忍耐力比玉米还强。
本发明防治效果好，种子易获得，成本低廉，省工省事省力，对土壤适应性广，且操作和管理简单，可大面积推广应用。

Claims (2)

1.一种控制豚草外来入侵的生物替代方法，其特征是，所述方法为通过在豚草已入侵或易入侵的生态土壤中采用条播的播种方式种植甜高粱，进而抑制豚草的生长发育，所述甜高粱的播种密度为5.5g/m2~11.5g/m2，所述甜高粱的播种行距为25cm~30cm，播种深度为1cm~3cm。
2.根据权利要求1所述的控制豚草外来入侵的生物替代方法，其特征是，所述甜高粱的播种行距为28cm，播种深度为1cm~3cm，播种密度为5.55g/m2。
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豚草(Ambrosia artemisiifolia L.)种群控制研究概况;陈红松等;《植物保护》;20090408;第35卷(第02期);第20-24页 *

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