草坪杂草的危害及生物防除研究进展

王建国　田富裕

摘要:论述了草坪杂草对草坪质量和草坪健康发展的危害,如与草坪草争夺水分、光照、空间和养分,引发病虫为害,从而导致草坪草生活力下降,列举了草坪杂草的主要种类,介绍了生物除草剂的主要类型及发展现状。

关键词:草坪;杂草;生物防除

中图分类号:S451文献标识码:B DOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2009.03.026

Harm of Lawn Weeds and Research on Biological Control

WANG Jian-guo,TIAN Fu-yu

(Tianjin Honggang Horticulture Company Limited,Tianjin 300402,China)

Abstract:Harm of weeds were introduced, such as competing for moisture, light, space and nutrients, and reducing turf grass living and so on. Enumerates main species of turf grass,and introduces main species and research development of bioherbicide.

Key words: lawn;weed;biological control

近年来,随着经济的发展和人民生活水平的提高,人们对生活环境的要求越来越高,草坪因具有独特的生态效益、景观效益和经济效益而日益受到人们的重视。特别是随着生态城市建设的发展,草坪已成为改善城市生态环境、园林绿化、美化市容的主要景观植被,国际上将草坪覆盖面积作为现代城市化建设的重要标志之一。随着草坪建植面积的不断增加,影响草坪质量的杂草问题也日趋严重,许多地方由于杂草危害给草坪建设带来严重损失,甚至使草坪毁灭。在防除杂草的同时如何降低对环境的影响是大家都关注的问题。杂草的生物防除凭借其较好的防除效果,及不会给生态带来负面影响而受到各方面的重视,正显示着广阔的发展前景。

1杂草的危害

1.1影响草坪草的生长发育

一些早春杂草如苦荬菜、荠菜、葶苈、还阳参等出苗早于草坪草,当草坪草返青时,这些杂草在高度上已经领先,占据了生长空间的优势。杂草还通过多种方式来抑制草坪草的生长,如牛筋草、狗尾草的地下根系截留水分和养分;独荇菜、小蓟的深根系不断扩展,占据地下生长的空间;紫花地丁、蒲公英地上部分平铺生长,排挤和遮蔽草坪;稗草、牛筋草分蘖能力强和平铺生长习性侵占草坪面积。最近人们发现有些杂草通过化感作用影响草坪草,如萹蓄的根系能分泌一些生理代谢物质,抑制草坪草的生长,总之,杂草侵害之处,造成草坪生长缓慢,甚至退化。

1.2加大病虫害发生频率

草坪杂草的地上部是一些病虫的寄宿地,例如:夏至草在花季时,植物体发出一些气味,吸引飞虫。许多病原菌和害虫利用杂草越冬、繁殖,草坪在生长季节被病菌侵染,害虫咬食草坪草的根、茎或叶,造成草坪草生长缓慢或死亡。

1.3影响草坪美观,降低观赏效果

草坪杂草破坏环境美观,引起草坪的退化。如:蒲公英、车前等杂草,在草坪中形成小区域,远看草坪呈现凸凹不平,破坏草坪整齐度;夏至草、蓼等一类杂草侵染力极强,一旦侵入草坪,很快形成群落,自身完成生育期后,地上部枯死造成草坪斑秃[1]。

1.4影响人类安全

草坪是人类休闲的地方,一旦毒害杂草侵入,将威胁到人身安全,造成外伤和诱发疾病。如:白茅和针茅的茎对人有物理伤害作用,极易挫伤人的肌肤;豚草能引起呼吸器官过敏,导致哮喘病发作。

2生物防治杂草

生物防治杂草就是利用不利于杂草生长的生物天敌如昆虫、植物病原微生物等控制杂草的发生,帮助草坪草占据最佳生态位,使草坪发挥最大的环境效益。杂草生物防治的主要手段有:(1)释放专化性昆虫,以虫治草;(2)利用专化性致病微生物(细菌、真菌、线虫等),以菌治草;(3)利用植物间的他感作用,以草治草[2]。

最早开展杂草生物防治的国家有澳大利亚、美国、加拿大等。近20多年来,国外成功地开发了一些微生物除草剂,对解决一些难防杂草、保护农业生产起到了一定作用,但是应用于草坪上的还较少。1981年Devine真菌制剂在美国登记注册[3-5],该制剂是棕榈疫霉Phytophthora palmivora Butl.,用来防治柑桔园莫论藤 Morrenia odorata,其防效达96%。1982年Collego真菌制剂由美国Upjohn公司开发成功[6,7],它是胶孢炭疽菌田皂角亚种的无性孢子制剂,用于防除水稻和大豆田中的佛吉尼亚田皂角。继之开发出的罗得曼尼尾孢 Cercospora rodmanii 防除水葫芦 Eichhornia crassipes 也获得了专利保护[8],在澳大利亚用于防除苍耳和刺苍耳的微生物除草剂,已进入大田试验阶段。另外,菲律宾1989年开始进行稻田主要杂草真菌除草剂的开发研究,到目前为止,已将50多种杂草中近100种杂草病原微生物作为潜在微生物除草剂进行了大量研究[9]。除以上报道较多的真菌除草剂外,根基微生物也作为微生物除草剂资源受到广泛重视[10]。日本研究者从黄单孢菌属 Xanthomonas 筛选出P-482菌株,用于防除草坪中剪股颖类杂草,防效可达90%以上,该菌寄主专一性强,对同属的草坪草不致病;从美国的7个主要杂草的根基微生物分离出的非荧光假单孢菌及草生欧文氏菌 Erwiniaherbicola 对寄主杂草均表现较强的抑制作用;在加拿大,从草原土壤中分离出上千株的细菌作为防除1年生杂草的目标菌株。

我国应用植物病原菌防除杂草的研究起步较早,是首先将该技术大面积应用于生产的国家之一[11-13]。1963年,山东省农科院植保所从感病的大豆菟丝子(Cuscuta australis)上分离得到胶孢炭疽菌菟丝子专化型 (Colletotrichum gloeosporioides Penz. Sacc. f. sp. Cuscutae),该菌对我国大豆田菟丝子有特殊效果。在20余省开展了“鲁保一号”菌剂的生产和应用,推广面积达60万hm2,防效在85%以上,取得了巨大的经济效益[12,14 ],这是我国首次成功的以菌治草项目。1979年新疆哈密植检站从自然感病埃及列当植株中分离得到镰刀菌(Fusarium orobanches),并制成生防制剂F798,防治瓜列当达到95%以上的效果[1]。云南省微生物所对紫茎泽兰斑病的尾孢菌 Cercospora cupatorii 进行了微生物学基础研究[15]。湖南农学院在稗叶枯菌Helminthosporium monoceras 及其毒素的研究中进行了稗叶枯病原菌鉴定,研究了稗叶枯菌的产孢、产毒条件及其寄主范围和致病性[16]。中国农大1996年开始从稗草病叶上分离得到8种病原真菌,并筛选出对稗草致病性强、对水稻安全的尖角突脐孢 Exserohilum monoceras,且对该菌的流行学进行了研究,并向商品化发展[17]。河南省北部杂草病原微生物资源调查已取得初步成果,整理鉴定出19种杂草上病原菌30余种,其中蟋蟀草叶枯病菌多节长蠕孢(Helminthosp riumnodulosum)致病力较强,田间自然抑草率86.4%,这一成果有望得到开发利用。以上这些基础性研究的广泛开展,为进一步开发微生物除草剂提供了可能,也为我国的以菌除草的生防工作奠定了坚实的基础。同时,利用微生物代谢产物防除杂草的研究工作近年来也在逐步开展,中科院生理所开展了放线菌代谢产物的杂草防除探索;中科院土肥所开展了胶孢炭疽菌S22毒素物质防除杂草的可行性研究,并取得了一定结果[14]。上述工作的开展,扩大了我国微生物防除杂草的研究范围,为微生物除草剂的研制开辟了新的领域。此外,利用昆虫天敌防除杂草也有一些应用前景较好或有待深入研究的项目,如利用泽兰实蝇防治紫茎泽兰,引进豚草条纹叶甲防治豚草,释放空心莲子草叶甲防治空心莲子草等等。

有些草坪草的根系能分泌某种物质抑制其它草的发生,即他感作用,选择并搭配利用种植草坪植物非常有意义,但目前这方面的研究还比较少。

虽然在草坪杂草的生物防除方面,至今尚未推出成熟的市场产品,但随着科学技术的发展和人们环保意识的增强,生物治草显示着广阔的前景,将成为杂草治理的一个发展趋势。

参考文献:

[1] 王之樾,朱广冀,马德成.应用镰刀菌防治瓜列当[J]. 中国生物防治,1985(1):25-27.

[2] 黄春华,徐永山,吉咸美,等. 草坪杂草及其非药剂管理初探[J]. 杂草科学,2003(1):5-8.

[3] Kenney D S. Devine-The way it was developed-An industrialist's view[J]. Weed Sci,1986,34(S1):15-16.

[4] 李扬汉,张宗俭,王建书. 有关真菌除草剂研究的进展[J]. 生物防治通报,1994,10(1):35-39.

[5] Stephen O D,Lydon J. Herbicides from natural compounds[J]. Weed Technology,1987,1(2):122-128.

[6] Bowers R C. Commercialization of Collego-An industrialist's view[J]. Weed Sci,1986(34):24-25.

[7] Te Beest D O,Yang X B, Cisar C R. The status of biological control of weeds with fungal pathogens[J]. Ann Rev Phytopathol,1992(30):637-658.

[8] McRac C F. Role of codinal matrix of Colletotrichum orbiculare in pathogenesis of Xanthium spinosurm[J]. Mycol Res,1990(94):890-896.

[9] Boyetchko S M. Principles of biological weed control with microorganism[J]. HortScience,1997,32(2):201-205.

[10] 陈勇强,但汉斌,郭富常. 国外微生物除草剂的研究及应用现状[J]. 天津农业科学,1998,4(2):5-9.

[11] 万方浩. 世界杂草生防的历史成就及我国杂草生防的现状与建议[J]. 生物防治通报,1991,7(2):81-87.

[12] 刘志海,朱全让. 鲁保一号菌[M]. 济南:济南科技出版社,1980:1-179.

[13] 王韧. 我国杂草生防现状及若干问题的讨论[J]. 生物防治通报,1986,2(4):173-177.

[14] 高昭远,干静娥.菟丝子的生物防除—鲁保一号的研究进展[J]. 生物防治通报,1992,8(4):173-175.

[15] 林冠伦. 80年代我国杂草生防的主要成就[J]. 植物保护,1991,17(1):27-29.

[16] 王明旭,罗宽,陈實. 稗叶枯菌及其毒素的研究[J]. 湖南农学院学报,1991,17(1):34-41.

[17] 陈勇,倪汉文.中国稗草病原真菌对稗草及水稻的致病性[J]. 中国生物防治,1999,15(2):73-76.