本站原创摘 要 ：在野外紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）入侵的荒地上建立多年生黑麦草（Lolium perenne）、鸭茅（Dactylis glomerata）、非洲狗尾草（Setaria anceps）、白三叶（Trifolium repens）、紫花苜蓿（Medicago sativa）等5种优质牧草种群,分析其生态适应性及对紫茎泽兰的防控效果.试验结果表明,几种牧草在当地都能正常生长,其中非洲狗尾草的覆盖度、株高、茎叶鲜重等指标均为最高,具有很强的生态适宜性,对紫茎泽兰的防控效果也最好,当年防效达97.85%, 1年后防效达93.81%,具有很好的持续控制作用；其次是鸭茅,1年后覆盖度达86%,对紫茎泽兰的防控效果达89.68%；其他几种牧草虽然能够建立优势群落,但因生长速度较慢或受伴生杂草危害,对紫茎泽兰的防控效果较差.
关 键 词 ：紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）；优质牧草；替代控制
中图分类号：S543 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）10-2368-03
紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）原产于墨西哥,属菊科泽兰属多年生草本植物,为世界性恶性杂草[1],在20世纪40年代传入中国云南省,现已传播至贵州、四川、广西、重庆、西藏等地,成为西南地区主要外来入侵植物之一[2].据调查,目前四川省凉山州紫茎泽兰分布面积约80万hm2,为四川省分布最广、危害程度最严重的区域之一,其中被侵占的草地面积达27万hm2,紫茎泽兰入侵天然草地后,极易形成密丛状单优群落,3年后覆盖度就可达85%～95%,导致牧草减少70.1%～79.4%,失去放牧价值[3],对凉山州生态及畜牧业造成巨大威胁.目前,控制紫茎泽兰方法主要有人工拔除、化学防除、生物防治和替代控制等.由于替代控制是利用土著植物恢复本土植物群落[4],或利用高经济价值物种来抑制紫茎泽兰的扩散蔓延[5,6],具有持效期长的特点[7],同时还能带来一定的经济效益,因此被越来越多的人所关注,国内外均有相关研究和报道[8-13],但替代控制在很大程度上受当地环境条件的影响,各地研究结果及筛选的替代植物种类都不尽相同.我们针对凉山州紫茎泽兰容易入侵的荒地,选择了几种优质牧草作为替代植物进行试验,研究了它们的生态适应性及对紫茎泽兰的防控效果,筛选出适宜的替代牧草,以期为当地紫茎泽兰的生态控制及其入侵地生态修复提供参考.
1.材料与方法
1.1 试验材料
多年生黑麦草（Lolium perenne）、鸭茅（Dactylis glomerata）、非洲狗尾草（Setaria anceps）、白三叶（Trifolium repens）、紫花苜蓿（Medicago sativa）,由凉山州畜牧局草原站提供.
1.2 试验地点
试验地点位于凉山州西昌市马坪坝村一块被紫茎泽兰入侵的荒地,紫茎泽兰密度60～80株/m2,株高50～80 cm.该地海拔1 580 m,属亚热带季风性气候,年均日照2 445.4 h,平均气温16.4 ℃,全年极端最高气温在38.7 ℃,极端最低气温-4.6 ℃,平均年降雨量973.7 mm,主要集中在5～10月.试验地土壤为偏酸性黄棕壤,pH 6.4,有机质含量35.6 g/kg.
1.3 试验设计
2010年5月17日拔除试验地上所有植物,翻耕后平整地块,将牧草种子按常规播种量均匀地撒播在地面上,采用随机区组设计建立5种牧草替代植物种群,以未替代区为对照,即设6个处理,每个小区面积18 m2（6 m×3 m）,重复3次,牧草生长期间不作任何管理,全年不进行刈割.于2010年10月20日和2011年5月20日分别两次考察牧草的生态适应性（牧草的覆盖度、密度株高、茎叶鲜重）和对紫茎泽兰的防控效果（紫茎泽兰的发生数量和生物量）,将每个小区平均分为2块,每次考察1块,每次每个小区随机取样5点,每点面积0.25 m2.牧草覆盖度采用目测法[14],紫茎泽兰生物量测定方法：将地下根系全部挖出,用自来水将根系洗净,整株用烘箱在107 ℃杀青15 min后,75 ℃烘干至恒重,称其干重,并用单位面积干重计算防控效果,防效等于（1-替代区紫茎泽兰干重/未替代区紫茎泽兰干重）×100%.
2.结果与分析
2.1 几种牧草的生态适应性
替代控制首先应考虑替代植物在当地的生态适应性,其中替代植物的覆盖度和密度是两个重要指标,它们直接关系到替代植物能否迅速抢占空间生态位,从而抑制其他植物的生长.两次考察结果表明,几种牧草在当地均能正常生长,并建立优势种群（表1）,其中非洲狗尾草的覆盖度、株高、茎叶鲜重等指标均为最高,虽然2010年密度最小,仅为11.2株/m2,但后期数量增长较快,2011年考察值增长了291.1%,表现出较强的生态适宜性；其次是鸭茅,表现出分蘖早、生长迅速、丛生密集的特性,均有利于覆盖度和单位面积数量的提高,2011年5月20日时覆盖度达86%,生态适应性较好；多年生黑麦草和紫花苜蓿虽然能够建立优势群落,但生长速度较慢,受伴生杂草（主要是酸浆草、苦蒿、蕨类植物等）危害,其2011年5月20日时的密度分别比2010年10月20日时的密度下降了29.4%、31.9%,生态适宜性较差；白三叶种子出土力弱,幼苗纤细,苗期生长缓慢,不利于优势种群的形成,但因其匍匐生长和耐低温的特性,后期能够保持一定的覆盖度和生物量,其适应性一般.
2.2 几种牧草对紫茎泽兰的防控效果比较
试验通过比较替代种植区中紫茎泽兰的发生数量、植株高度和生物量衡量几种牧草对紫茎泽兰的防控效果.试验结果表明,几种牧草均能有效地控制紫茎泽兰种群的建立（表2）.经方差分析,牧草替代种植5个月后（2010年10月20日）,几种牧草对紫茎泽兰的防控效果差异达极显著水平.鸭茅对紫茎泽兰的防控效果最好,达98.48%,其次是非洲狗尾草,为97.85%,鸭茅主要是减少紫茎泽兰发生数量,非洲狗尾草主要是抑制紫茎泽兰的生长速度,前期两者防控效果差异不显著；2011年5月20日时,非洲狗尾草对紫茎泽兰的控制效果好于鸭茅,且差异达显著水平,说明非洲狗尾草的相对竞争能力强于鸭茅,具有更好的持续竞争力；多年生黑麦草、紫花苜蓿当年防控效果较好,分别达到了87.47%和82.41%,但后期持续竞争能力较弱,紫茎泽兰数量和生物量均有较大增加,特别是紫花苜蓿,2011年5月20日时的防控效果低于50%；白三叶前期因覆盖度较差,占据的生态空间位有限,紫茎泽兰易于侵入,防控效果较差,但后期持续竞争力较强,能够有效地控制紫茎泽兰进一步侵占,对紫茎泽兰有一定的防控效果. 3 小结与讨论
替代控制核心是根据植物群落常规的自身规律,利用具有生态和经济价值的植物取代杂草群落,恢复和重建具有合理结构和功能的生态系统,并使之具有自我维持能力和活力,建立起良性演替的生态群落[15].因此,替代植物必须具有较强的竞争能力、较高的生物量和经济价值,竞争能力是决定群落性质最主要因素[16],其中生物量是预测相对竞争能力的最好指标,它能够反映植物相对竞争能力的64%左右[17].通过试验分析,几种牧草中非洲狗尾草生物量显著高于其他植物生物量,因此具有较大的竞争能力.另外,替代植物覆盖度也是替代控制中一个重要指标,它关系到替代植物是否能够良好地占据原有紫茎泽兰的生态空间位,覆盖度越大,其抑制紫茎泽兰种子萌发效果越好,同时,较大的覆盖度可降低紫茎泽兰的光合作用,抑制紫茎泽兰的生长.试验结果表明,非洲狗尾草2011年5月20日时的覆盖度达90%,能够迅速抢占生态空间位,有效阻止紫茎泽兰种子着地萌发和成苗,阻碍其种群的建立,而且,非洲狗尾草与紫茎泽兰都属于多年生草本植物,其生活史基本重叠,非洲狗尾草种群一旦建立,其种群将不会出现空间空余生态位,从而能够可持续地抵御紫茎泽兰的入侵.
由于替代植物的生长发育都存在一定的周期性,就群体而言,植物群体生长经历从弱小到旺盛再到衰退的动态过程,所以,如果只用一种植物替代控制紫茎泽兰,当替代植物达到衰退时,其竞争能力会减弱,曾经被抑制的紫茎泽兰有可能重新生长、蔓延和扩展.因此,应探索采用多种牧草混播的方式,利用生物多样性阻止紫茎泽兰的蔓延.在本试验中,鸭茅分蘖早、数量多,前期能够迅速抢占生态位,减少紫茎泽兰发生数量,而非洲狗尾草后期生长快,植株较高,生物产量大,能较好地抑制紫茎泽兰的生长量,因此可考虑将两种牧草按不同比例混播,可能会对紫茎泽兰起到更好的防控效果.
紫茎泽兰一般3～4月份进入种子成熟期,5月上中旬土壤表层的种子库达到高峰期,试验选择在5月中旬播种,一是减少紫茎泽兰的有性繁殖数量,二是运用空间生态位抢占原理,增强牧草与紫茎泽兰的竞争能力.在大面积替代控制中,建议选择在5月中下旬播种替代牧草种子,一方面,雨季的到来有利于牧草种子的迅速萌发,另一方面,可利用紫茎泽兰种子萌发需要严格光照和幼苗抵抗力弱的特点,在其种子萌发前或生长早期,种植能快速形成较大覆盖度的植物,以降低紫茎泽兰的光照强度和光照时间,将紫茎泽兰的基数控制在最低水平.
由于替代控制是一个复杂的系统工程,涉及到生态学、栽培学、土壤学、生物学等多门学科,其研究结果在实际应用中会受到多种因素的影响,因此,各地还应根据当地气候、土壤、生物等特点有针对性地开展进一步研究,为紫茎泽兰入侵生境的生态修复选择更加安全的替代植物和替代方式.
致谢：感谢戴红燕副教授和王清海同志对本试验的帮助.
ant interactions on herbaceous species recruitment：disentangling factors controlling emergence, survival and growth of xeedlings[J].Oecologia,2009,159（4）：817-825.[16] GRACE J B,TILMAN D. Perspectives on Plant Competition[M]. London： Academic Press,1990.
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