甘薯替代控制紫茎泽兰的研究

朱文达 杨新笋 胡洪涛等

摘要：研究选择生长速度快、具有一定经济价值的甘薯替代控制紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng），通过在湖北和四川的田间试验，观察甘薯替代紫茎泽兰的防治效果，以及对紫茎泽兰生长的影响。试验结果表明，无论是淀粉型还是叶菜型甘薯均能有效控制紫茎泽兰，其防控效果为98%～100%，并且能极显著地降低紫茎泽兰对氮、磷、钾和水分的消耗，保持田间水肥条件，保障了甘薯的增产和增收。

关键词： 紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng）；叶菜型甘薯；生态防治；生物入侵

中图分类号：S543 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）14-3448-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.14.029

Study on Replacement Control of Eupatorium adenophorum Spreng Using Sweat Potato

ZHU Wen-da1a，YANG Xin-sun2，HU Hong-tao3，XU Ling-feng4，LI Lin1b，CHEN Geng5，CAO Ao-cheng4

（1. Hubei Academy of Agricultural Sciences，a. Institute of Plant Protection and Soil Fertilizer； b. Institute of Food Crops， Wuhan 430064，China； 2. Department of Biological Engineering， Hubei Vocational College of Bio-Technology， Wuhan 430070，China；

3.Hubei Plants Protection Station， Wuhan 430070，China； 4. Institute of Plant Protection， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100193，China；5. Station of Plant Protection of Xichang Agricultural Bureau， Xichang 615000，Sichuan，China）

Abstract：The replacement control of crofton weed（Eupatorium adenophorum Spreng） was researched by using sweet potato which growed quickly with certain economic value. The control effect of alternative and its influence to the crofton weed growth were observed in Hubei and Sichuan field experiments. The results revealed that both starch-type and leaf-vegetable variety sweet potato can significantly inhibit the growth of crofton weed in the infected field with control effect of 98%～100%. And the two variety sweet potatoes can significantly reduce the consumption of nitrogen，phosphorus， potassium and water by crofton weed， to keep watering and fertilization of the field， which can protect sweet potato production and income.

Key words： crofton weed（Eupatorium adenophorum Spreng）； leaf-vegetable sweet potato； ecological control； bio-invasion

紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng）是一种外来入侵的恶性杂草，为菊科多年生草本植物，原产于南美洲墨西哥一带，广泛分布于世界热带和亚热带的30多个国家和地区[1，2]。该杂草从缅甸首先传入中国西南地区，而后迅速向东和北方向传播蔓延至多个省、市、自治区[2，3]。紫茎泽兰繁殖快，抗逆性强，与当地植物竞争水、光和其他营养元素，并逐渐挤占生态位，形成单一物种优势群落，导致生态多样性的丧失，一些当地珍稀物种甚至因此消失[2，3]，并能产生有毒物质，牲畜食用后，常导致中毒甚至死亡[3]。紫茎泽兰的入侵不仅破坏当地植物生态系统，同时改变侵入地的土壤微生物结构，增强紫茎泽兰同本土植物的竞争[4]。研究表明，紫茎泽兰每年给中国农牧业生产造成多达几十亿元的损失[5，6]。因此，防治紫茎泽兰势在必行。

目前，防控紫茎泽兰的主要方法包括人工拔除、化学防除、生物防治和替代控制等。替代控制是利用当地植物恢复本土植物群落，或利用高经济价值作物来防控紫茎泽兰的蔓延和危害[7，8]。实践表明，利用替代植物防控紫茎泽兰是一种经济有效的生态防治措施[9，10]。甘薯在湖北、四川等地均有种植，其生长迅速，分枝能力强，能迅速覆盖农田，具有替代控制紫茎泽兰的潜能。同时，甘薯茎叶作为新型鲜食蔬菜，具有一定的功能保健作用，受到市场的欢迎。为了研究甘薯替代控制紫茎泽兰的可能性，在湖北和四川等地进行了甘薯替代紫茎泽兰的田间试验。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点位于湖北和四川的4个地点，分别是湖北省农业科学院南湖试验站基地、湖北省武汉市江夏区、四川省西昌市袁家山、四川省普格县。试验地平坦、肥力均匀，pH 6.5～7.3，有机质含量为1.60～1.80 g/kg，田间杂草以紫茎泽兰为主。

1.2 试验材料和田间管理

供试甘薯品种：鄂薯1号、6号和9号（湖北省农业科学院选育），以及农家白皮甘薯（四川当地品种）。鄂薯1号为叶菜型品种，其余为淀粉型品种。鄂薯1号在湖北省农业科学院南湖试验站基地种植，鄂薯6号和9号在湖北省武汉市江夏区种植，而农家白皮甘薯在四川西昌袁家山和普格县种植。选用重量在200～300 g的健康、完整薯块作为种薯，温室育苗后移栽大田。鄂薯1号、6号和9号按推荐方法进行栽培管理[11，12]，农家白皮甘薯采用四川当地常规栽培管理方法。

1.3 试验设计

湖北省农业科学院南湖试验站基地设3个处理，为鄂薯1号、空心菜对照和空白对照。湖北省武汉市江夏区试验地设3个处理，鄂薯6号、9号和空白对照。四川西昌袁家山和四川普格县试验地设2个处理，农家白皮甘薯和空白对照。每处理重复4次，每小区面积为120 m2。4个试验示范地区，空白对照不翻耕，不种植甘薯。甘薯替代处理区，均先翻耕、起垄，清除紫茎泽兰根茎后，然后种植甘薯。

1.4 测定指标和测定方法

鄂薯1号为叶菜型品种，测定每次的茎叶采收量，直至收获期结束。测定鄂薯6号、9号以及农家白皮甘薯的薯块产量。于开始收获前，测定紫茎泽兰株数、株高。采用手持式SPAD-502叶绿素测量仪测量叶绿素相对含量（SPAD）。并取紫茎泽兰鲜样，送往湖北省农业科学院农业测试中心测量杂草的氮、磷、钾和含水量，每个处理重复4次。全氮量的测定采用凯氏定氮法，全磷量和全钾量的测定采用干灰化法处理等离子光谱法（ICP法），含水量的测定参考GB/T5009.3-2003的测定标准。试验数据采用SPSS19.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 甘薯替代种植对紫茎泽兰的生长、水肥的影响

试验通过测定替代种植区中紫茎泽兰的发生数量、植株高度、叶绿素和水肥指标评价不同甘薯品种对紫茎泽兰的防控效果。试验结果表明，4种测试甘薯品种均能有效地控制紫茎泽兰的生长和抑制其种群建立（表1）。在空白对照区，紫茎泽兰的密度为58.0～123.5株/m2，而在鄂薯1号、6号和9号以及四川西昌袁家山农家白皮甘薯替代种植区，紫茎泽兰的密度为零，仅在四川普格县农家白皮甘薯替代种植区发现少量残存紫茎泽兰（2.4株/m2）。由于鄂薯1号、6号、9号以及四川西昌袁家山农家白皮甘薯替代种植区紫茎泽兰被完全控制，防控效果为100%，而在四川普格县甘薯替代种植区防控效果也达到98.06%，均高于空心菜（80.08%）。同时从表2中还可以看出，甘薯对紫茎泽兰的防控效果与田间紫茎泽兰的密度相关，当紫茎泽兰的密度小于123.5株/m2时，防效为100%，而高于此密度时，田间发生少量紫茎泽兰。

在未处理的空白对照区，紫茎泽兰的平均株高达到68.5～78.3 cm，叶绿素含量为39.3～43.1 SPAD （Soil Plant Analytical Development），鲜重为17 900.0～41 322.5 kg/hm2（表1）。因为在鄂薯1号、6号、9号和四川西昌袁家山替代种植区紫茎泽兰被完全控制，所以其平均株高、鲜重、叶绿素含量为零。四川普格县甘薯替代种植区防效为98.06%，有少量紫茎泽兰残存，但其株高、叶片叶绿素含量均显著低于对照区植株，鲜重仅为对照区的2%左右，表明紫茎泽兰生长和光合作用受到明显的抑制。

氮、磷、钾和水分是植物生长的关键因子，而杂草的生长消耗田间大量水肥营养，导致作物减产。本试验结果表明，甘薯替代种植能有效地防控紫茎泽兰，从而减少田间水肥营养的消耗。由表1可知，紫茎泽兰对钾的吸收为57.7～128.1 kg/hm2，是氮的吸收量（28.0～64.7 kg/hm2）的2倍左右，是磷吸收量（10.6～26.3 kg/hm2）的4～6倍。紫茎泽兰氮和钾的消耗相当于甘薯生长需求量的2～5倍[13]。此外，紫茎泽兰耗水量高达12 011.3～28 388.6 kg/hm2。由此可见，甘薯替代种植紫茎泽兰极大地保持了田间水肥条件。

2.2 甘薯的产量和经济效益

试验结果表明，采用甘薯替代种植防治紫茎泽兰，无论是叶菜型甘薯品种鄂薯1号，还是淀粉型甘薯品种鄂薯6号、9号和农家白皮甘薯，均能产生显著的经济效益（表2）。在湖北武汉市江夏区实施的鄂薯1号替代种植防治紫茎泽兰试验区，2011年6月移栽，7月1日开始采收茎尖上市至结束，共采收12次，鄂薯1号产量为31 356.7 kg/hm2，产值达50 170.7元/hm2，去除人工、肥料和农药成本，纯经济效益为39 820.7元/hm2，为种植空心菜经济效益的4.5倍多（表2）。

在湖北省农业科学院南湖试验站基地进行的淀粉型鄂薯6号和9号替代种植防治紫茎泽兰试验区，甘薯产量分别达47 947.5、48 108.7 kg/hm2，产值分别为57 537.0、57 730.4元/hm2（表2），去除成本支出，纯经济效益分别为52 437.0、52 630.4元/hm2，为种植空心菜经济效益的6倍左右。在四川西昌袁家山和普格县进行的农家白皮甘薯替代紫茎泽兰试验区，甘薯产量分别达到27 513.7、27 021.5 kg/hm2，产值分别为44 021.9、43 234.4元/hm2，纯经济效益为39 221.9、38 434.4 元/hm2。

3 讨论

紫茎泽兰是一种过渡性先锋群落，自然群落更替可长达15年以上，有较强的有性繁殖能力，每平方米可产生26～28万粒种子，也能通过无性繁殖从枯死根颈部萌发新枝[14]。由于其结实量大，无性繁殖能力强，本身产毒，天敌少，牲畜不食，在通常情况下种群增长很快，以平均每年30 km的速度传播[15]。紫茎泽兰入侵后，与当地植物竞争水、肥等，导致土壤肥力严重下降、土地退化[16]。因此，防止紫茎泽兰继续蔓延和扩张、防除紫茎泽兰已建立的种群，成为恢复侵入地农业生产的关键。化学防除见效快，但应对庞大的紫茎泽兰群体费用高，而且易造成环境污染，机械防除成本高，生物防除效果差，均难以大面积推广。最近的研究显示，采用替代植物种植控制紫茎泽兰，能够有效地降低紫茎泽兰的种群密度，在一定程度上可以恢复当地的生态系统[17]。然而，选择适宜当地的替代植物尤为关键，牧草替代种植能较好地防控紫茎泽兰，同时也给牲畜提供饲料[8]，间接产生经济效益。同牧草相比，甘薯具有较强的分枝能力，能迅速覆盖农田，有效占领生态位，从而抑制紫茎泽兰的生长和繁殖。本研究结果表明，淀粉型和叶菜型甘薯均能有效地防控紫茎泽兰，田间防效达98%以上，能极大程度地保持田间水肥条件，增加甘薯产量，经济效益非常显著，是一种经济可行的生态型防控措施。

参考文献：

[1] 强 胜. 世界恶性杂草——紫茎泽兰研究的历史及现状[J].武汉植物学研究，1998，16（4）：366-372.

[2] 万方浩，刘万学，郭建英，等.外来植物紫茎泽兰的入侵机理与控制策略研究进展[J].中国科学，2011，41（1）：13-21.

[3] LU Z J， MA K P. Spread of the exotic crofton weed （Eupatorium adenophorum） across southwest China along roads and streams[J].Weed Science，2006（54）：1068-1072.

[4] NIU H B，LIU W X，WAN F H，et al. An invasive aster （Ageratina adenophora） invades and dominates forest understories in China： altered soil microbial communities facilitate the invader and inhibit natives[J].Plant and Soil，2007，294（1-2）：73-85.

[5] ZHU P，TANG X Q，XU H G. Model study on loss assessment of invasion species[J]. World J Modell Simul，2005，1（1）：19-26.

[6] XU H G，DING H，LI M Y，et al. The distribution and economic losses of alien species invasion to China[J]. Biological Invasions，2006（8）：1495-1500.

[7] 华劲松.几种优质牧草替代种植对紫茎泽兰的防控效果分析[J].湖北农业科学，2013，52（10）：2368-2370，2376.

[8] 周泽建，周美兰，刘万学.三种植物在不同肥力下对紫茎泽兰的生态控制效果[J].中国农学通报，2006，22（6）：361-364.

[9] 朱文达，曹坳程，李 林，等.小麦与紫茎泽兰竞争效应研究[A].吴孔明.“创新驱动与现代植保”——中国植物保护学会第十一次全国会员代表大会暨2013年学术年会论文集[C].北京：中国农业科学技术出版社，2013.

[10] 卢向阳.替代植物的选育与紫茎泽兰的持续控制[J].杂草科学，2014，32（1）：69-74.

[11] 杨新笋，雷 剑，苏文瑾，等.菜用型甘薯鄂菜薯1号的选育及栽培技术[J].湖北农业科学，2010，49（8）：1823-1825，1830.

[12] 杨新笋，雷 剑，苏文瑾，等.甘薯新品种鄂薯9号的选育与栽培技术[J].湖北农业科学，2012，51（17）：3696-3698.

[13] 吴振新.氮肥施用量对甘薯生长及鲜薯产量的影响[J].安徽农学通报，2013，19（16）：33-34.

[14] 刘伦辉，刘文耀，郑 征，等.紫茎泽兰个体生物及生态学特性研究[J].生态学报，1989，9（1）：66-70.

[15] 周 俗，唐川江，侯太平，等.外来入侵植物——紫茎泽兰在四川境内传播规律研究[A].全国草地毒草防除与监测预警技术研讨会论文集[C].银川：2005.

[16] 吴天马，丁 晖，刘志磊，等.外来入侵植物紫茎泽兰对土壤养分的影响[J].生态与农村环境学报，2007，23（2）：94-96.

[17] 孟可爱，聂荣邦，刘小飞.紫茎泽兰的替代控制概述[J].杂草科学，2006（1）：10-14.