菵草的生物學(xué)生態(tài)學(xué)特性及防除研究進(jìn)展

宋曉豐, 葉桂峰(.河北省磁縣第一中學(xué)，河北磁縣 056500; .河北省磁縣教育局教研室，河北磁縣 056500)

菵草的生物學(xué)生態(tài)學(xué)特性及防除研究進(jìn)展

宋曉豐1, 葉桂峰2
(1.河北省磁縣第一中學(xué)，河北磁縣 056500; 2.河北省磁縣教育局教研室，河北磁縣 056500)

以長(zhǎng)江中下游冬小麥田惡性雜草菵草[Beckmanniasyzigachne(Steud.) Fernald]為研究對(duì)象，對(duì)其發(fā)生現(xiàn)狀、生物學(xué)特性和生態(tài)學(xué)特性進(jìn)行了綜述，并提出化學(xué)防除與農(nóng)業(yè)防除相結(jié)合的綜合防除策略，為有針對(duì)性地進(jìn)行雜草防除提供理論依據(jù)。

菵草； 生物學(xué)； 生態(tài)學(xué)； 綜合防除

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)田草害一直是阻礙農(nóng)業(yè)快速、持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界農(nóng)作物受雜草危害平均減產(chǎn)9.7%，其中糧食作物減產(chǎn)10.4%[1]。由于生產(chǎn)方式的改變、除草劑長(zhǎng)期單一使用等諸多因素的影響，菵草已從田間次要雜草逐漸演變成部分田塊的主要雜草。其發(fā)生量呈上升趨勢(shì)，已逐漸引起人們的重視[2-4]。

1 菵草的發(fā)生、分布及危害

菵草適生于水邊及潮濕處，為長(zhǎng)江流域及西南地區(qū)稻茬麥田和油菜田主要雜草，在安徽、江蘇、浙江三省的長(zhǎng)江兩岸地區(qū)大量發(fā)生。我國(guó)多數(shù)省(區(qū))均有分布，朝鮮、日本、俄羅斯西伯利亞地區(qū)也有發(fā)生[5]。菵草尤在地勢(shì)低洼、土壤黏重的田塊危害嚴(yán)重，并為水稻細(xì)菌性褐斑病及銹病的寄主。

世界范圍內(nèi)有關(guān)菵草的研究中，較多涉及到對(duì)菵草的利用。作為一種本土雜草，菵草在美國(guó)廣泛分布于西北和北部各州并被用作飼草。菵草是阿拉斯加州濕地的重要組成部分，并為野生動(dòng)物提供庇護(hù)場(chǎng)所和食物。其變種“Egan”在1986年由阿拉斯加植物資源中心定為栽培種進(jìn)行廣泛種植，用于濕地改造。1986年，前蘇聯(lián)的Martynyuk在調(diào)查23種野生雜草時(shí)發(fā)現(xiàn)，有11種對(duì)水稻病原菌敏感，其中又以菵草等3種雜草最為敏感[6]。

2 菵草的生物學(xué)特性

菵草是禾本科菵草屬植物，一年生草本。圓錐花序頂生，長(zhǎng)而狹。小穗近無(wú)柄，排列于近三角形的穗軸兩側(cè)，兩側(cè)壓扁，有1～2小花。穎膜質(zhì)，鈍或凸尖。外稃膜質(zhì)，內(nèi)稃透明，與外稃近等長(zhǎng)。雄蕊3。菵草屬之學(xué)名BeckmanniaHost系為紀(jì)念德國(guó)植物學(xué)家Johann Beckmann而定。模式種為B.erucaeformis(Linn.) Host，產(chǎn)歐洲。本屬約2種及1變種，分布于北溫帶。我國(guó)有1種及1變種[5]。

通過(guò)對(duì)菵草和看麥娘中胚軸伸長(zhǎng)與對(duì)除草劑敏感性之間的關(guān)系研究[7]發(fā)現(xiàn)，菵草黃化苗的中胚軸長(zhǎng)度比看麥娘短。在深于1.5 cm的土層中，菵草也能萌發(fā)，但胚軸的伸長(zhǎng)則限于約1 cm以內(nèi)。菵草生長(zhǎng)點(diǎn)分布的最大范圍是1.1～1.5 cm，而看麥娘的生長(zhǎng)點(diǎn)則在0.5 cm以內(nèi)。菵草與看麥娘在除草劑處理下存活率的不同，與它們的生長(zhǎng)點(diǎn)在土層中的深度有關(guān)。褚建君研究認(rèn)為，菵草的根莖葉均具有高度發(fā)達(dá)的通氣組織，可適應(yīng)于多水環(huán)境[8]。菵草葉片的上表皮細(xì)胞在橫切面上的排列呈平滑的“波浪形”，其表面積較小，不利于除草劑噴霧液的滯留與吸收。并于1996年調(diào)查了油菜田主要雜草的物候譜，發(fā)現(xiàn)與看麥娘、日本看麥娘、牛繁縷、豬殃殃、大巢菜相比，菵草出苗的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)[9-10]。

3 菵草的生態(tài)學(xué)特性

3.1 菵草的生長(zhǎng)范圍

菵草侵入農(nóng)田、危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，始見(jiàn)于20世紀(jì)80年代末。涂鶴齡等報(bào)道[2-3]，長(zhǎng)江流域的稻茬油菜田和麥田中，菵草的發(fā)生量呈上升趨勢(shì)。90年代中后期，有關(guān)菵草的危害及防除問(wèn)題得到了人們的密切關(guān)注。吉林等報(bào)道[4]，從90年代開(kāi)始，菵草迅速在麥田蔓延，1999年已成為蘇南太湖地區(qū)麥田主要雜草之一，形成了新的草害。此外，江蘇省贛榆縣和安徽省富陽(yáng)市也均有菵草危害小麥的報(bào)道[11-12]，并認(rèn)為菵草造成小麥減產(chǎn)原因是其根系極為發(fā)達(dá)，在大肥大水條件下生長(zhǎng)迅速，抽穗后頂葉又寬又長(zhǎng)，嚴(yán)重影響小麥的光合作用，造成小麥貪青、遲熟、倒伏。小麥單位面積的穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、千粒重都隨菵草密度的增大而下降，造成嚴(yán)重減產(chǎn)。

3.2 菵草的生態(tài)適應(yīng)性

一般認(rèn)為，作為“雜草”的植物具有多實(shí)性、強(qiáng)大的生命力、種子成熟程度和萌發(fā)時(shí)期參差不齊、多種繁殖方式、多種傳粉途徑、籽實(shí)具有廣泛的傳播方式、對(duì)作物具有擬態(tài)性和具有C4的高光效途徑等生物學(xué)特性[13-14]。從結(jié)實(shí)特性來(lái)看，菵草植株成熟前夕每穗粒數(shù)為529粒，有效分蘗數(shù)為1.65個(gè)/株，這使得菵草有足夠的種子可以延續(xù)種群。雖然菵草的穎果比其他農(nóng)田禾本科雜草大，但其千粒重卻較小，僅有0.87 g，這能使菵草脫落后漂于水面?zhèn)鞑ァ?/p>

從種子休眠和萌發(fā)特性看，菵草在不適宜萌發(fā)的條件下進(jìn)入休眠是其對(duì)不良環(huán)境條件的一種適應(yīng)性，使其可以順利越夏。同時(shí)說(shuō)明，菵草最適的越夏條件是室外土壤中浸水保存，此條件恰好符合長(zhǎng)江中下游夏季稻麥/油輪作區(qū)的農(nóng)田環(huán)境。菵草種子的最適萌發(fā)溫度范圍為5～15 ℃，萌發(fā)不需光照，在較寬的pH范圍內(nèi)(pH值4～10)種子均可萌發(fā)，其危害嚴(yán)重的安徽、江蘇、上海、浙江等省(市)位于北緯27～33°的地理帶，這條地理帶的年平均溫度為15～16 ℃，年降水量在1 000～1 500 mm之間，能滿足菵草萌發(fā)所需的溫度、濕度等條件，非常適合菵草生長(zhǎng)。此外，菵草種子對(duì)水分脅迫非常敏感，但對(duì)鹽脅迫不敏感，長(zhǎng)江中下游地區(qū)稻茬麥田土壤濕潤(rùn)，冬季又雨水豐富，能滿足菵草萌發(fā)所需的濕潤(rùn)條件。這也是稻茬田菵草危害嚴(yán)重的原因之一，說(shuō)明菵草非常適應(yīng)稻麥/油輪作的耕作制度。

4 菵草的化學(xué)防除

田間試驗(yàn)表明，用百草枯900 g a.i./hm2，防效可達(dá)100%[15]；用25%異丙隆3 000～3 750 g/hm2，對(duì)菵草的防效可達(dá)90%～95%[11，16]；用55%吡氟草胺2 700 mL/hm2，防效超過(guò)90%[17]。此外，防除麥田菵草的藥劑還有丁草胺、精噁唑禾草靈等。最近由先正達(dá)公司開(kāi)發(fā)的除草劑新品種15%炔草酸WP(麥極)登記用于小麥田防除部分禾本科雜草。黃正銀等研究表明，15%炔草酸300 g/hm2，對(duì)菵草的株防效超過(guò)95%，鮮重防效在96%以上[18]。

除草劑的廣泛使用，提高了勞動(dòng)效率，有效地控制了雜草對(duì)作物的危害。但連續(xù)單一使用某種除草劑會(huì)增大藥劑的選擇壓，使抗藥性雜草發(fā)生量上升。李宜慰等在施用綠磺隆不同年限的小麥田采集菵草、日本看麥娘種子，用活體生物測(cè)定和離體化學(xué)分析方法，研究其抗藥性水平[19]。結(jié)果表明，連續(xù)3年使用綠磺隆的麥田中菵草和日本看麥娘均沒(méi)有明顯的抗藥性，但在連續(xù)6年使用綠磺隆的麥田中菵草表現(xiàn)出明顯的抗藥性，防效降低42%。

5 菵草的綜合防除

5.1 合理使用除草劑

雖然使用除草劑提高了勞動(dòng)效率，有效控制了雜草對(duì)作物的危害，但連續(xù)單一使用某種除草劑會(huì)增大藥劑選擇壓，使抗藥性雜草發(fā)生量上升。因此，不同施藥形式、不同作用方式的除草劑要交替使用。

5.2 把握除草劑的使用適期

菵草田間生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)表明，菵草在小麥播后第18周開(kāi)始進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，比小麥推遲3周。因此，田間化除應(yīng)在小麥播后18周內(nèi)進(jìn)行。

5.3 結(jié)合農(nóng)業(yè)措施進(jìn)行治理

長(zhǎng)江中下游地區(qū)稻茬油麥田免、少耕耕作措施的推廣，使得大量雜草種子滯留于土表，有利于其萌發(fā)。因此，在小麥或油菜種植前進(jìn)行深翻，可降低翌年雜草出土基數(shù)。同時(shí)，采用旱作作物與小麥進(jìn)行輪作幾年，形成不利于菵草種子保存的生態(tài)環(huán)境，可以減少土壤中菵草種子庫(kù)的數(shù)量，降低其發(fā)生量。

5.4 對(duì)菵草的開(kāi)發(fā)利用

從某種角度來(lái)說(shuō)，對(duì)雜草的利用即是對(duì)其最好的防除。國(guó)外對(duì)菵草的報(bào)道多涉及對(duì)其利用，在美國(guó)的阿拉斯加州，菵草是當(dāng)?shù)貪竦氐闹匾M成部分，并作為飼料被廣泛種植。中國(guó)植物志等稱菵草為品質(zhì)優(yōu)良的飼草。菵草在作為牧草的開(kāi)發(fā)與利用方面，具有潛在的價(jià)值。

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1003-935X(2010)01-0001-02

2010-01-08

宋曉豐(1970—)，女，河北磁縣人，一級(jí)教師，從事生物學(xué)教學(xué)與科研工作。E-mail:songx2001@sina.com。

致謝：饒娜對(duì)試驗(yàn)工作和論文撰寫(xiě)給予熱情幫助，特致謝意。