甘薯替代控制紫莖澤蘭的研究

朱文達 楊新筍 胡洪濤等

摘要：研究選擇生長速度快、具有一定經濟價值的甘薯替代控制紫莖澤蘭（Eupatorium adenophorum Spreng），通過在湖北和四川的田間試驗，觀察甘薯替代紫莖澤蘭的防治效果，以及對紫莖澤蘭生長的影響。試驗結果表明，無論是淀粉型還是葉菜型甘薯均能有效控制紫莖澤蘭，其防控效果為98%～100%，并且能極顯著地降低紫莖澤蘭對氮、磷、鉀和水分的消耗，保持田間水肥條件，保障了甘薯的增產和增收。

關鍵詞： 紫莖澤蘭（Eupatorium adenophorum Spreng）；葉菜型甘薯；生態防治；生物入侵

中圖分類號：S543 文獻標識碼：A 文章編號：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

紫莖澤蘭（Eupatorium adenophorum Spreng）是一種外來入侵的惡性雜草，為菊科多年生草本植物，原產于南美洲墨西哥一帶，廣泛分布于世界熱帶和亞熱帶的30多個國家和地區[1，2]。該雜草從緬甸首先傳入中國西南地區，而后迅速向東和北方向傳播蔓延至多個省、市、自治區[2，3]。紫莖澤蘭繁殖快，抗逆性強，與當地植物競爭水、光和其他營養元素，并逐漸擠占生態位，形成單一物種優勢群落，導致生態多樣性的喪失，一些當地珍稀物種甚至因此消失[2，3]，并能產生有毒物質，牲畜食用后，常導致中毒甚至死亡[3]。紫莖澤蘭的入侵不僅破壞當地植物生態系統，同時改變侵入地的土壤微生物結構，增強紫莖澤蘭同本土植物的競爭[4]。研究表明，紫莖澤蘭每年給中國農牧業生產造成多達幾十億元的損失[5，6]。因此，防治紫莖澤蘭勢在必行。

目前，防控紫莖澤蘭的主要方法包括人工拔除、化學防除、生物防治和替代控制等。替代控制是利用當地植物恢復本土植物群落，或利用高經濟價值作物來防控紫莖澤蘭的蔓延和危害[7，8]。實踐表明，利用替代植物防控紫莖澤蘭是一種經濟有效的生態防治措施[9，10]。甘薯在湖北、四川等地均有種植，其生長迅速，分枝能力強，能迅速覆蓋農田，具有替代控制紫莖澤蘭的潛能。同時，甘薯莖葉作為新型鮮食蔬菜，具有一定的功能保健作用，受到市場的歡迎。為了研究甘薯替代控制紫莖澤蘭的可能性，在湖北和四川等地進行了甘薯替代紫莖澤蘭的田間試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點位于湖北和四川的4個地點，分別是湖北省農業科學院南湖試驗站基地、湖北省武漢市江夏區、四川省西昌市袁家山、四川省普格縣。試驗地平坦、肥力均勻，pH 6.5～7.3，有機質含量為1.60～1.80 g/kg，田間雜草以紫莖澤蘭為主。

1.2 試驗材料和田間管理

供試甘薯品種：鄂薯1號、6號和9號（湖北省農業科學院選育），以及農家白皮甘薯（四川當地品種）。鄂薯1號為葉菜型品種，其余為淀粉型品種。鄂薯1號在湖北省農業科學院南湖試驗站基地種植，鄂薯6號和9號在湖北省武漢市江夏區種植，而農家白皮甘薯在四川西昌袁家山和普格縣種植。選用重量在200～300 g的健康、完整薯塊作為種薯，溫室育苗后移栽大田。鄂薯1號、6號和9號按推薦方法進行栽培管理[11，12]，農家白皮甘薯采用四川當地常規栽培管理方法。

1.3 試驗設計

湖北省農業科學院南湖試驗站基地設3個處理，為鄂薯1號、空心菜對照和空白對照。湖北省武漢市江夏區試驗地設3個處理，鄂薯6號、9號和空白對照。四川西昌袁家山和四川普格縣試驗地設2個處理，農家白皮甘薯和空白對照。每處理重復4次，每小區面積為120 m2。4個試驗示范地區，空白對照不翻耕，不種植甘薯。甘薯替代處理區，均先翻耕、起壟，清除紫莖澤蘭根莖后，然后種植甘薯。

1.4 測定指標和測定方法

鄂薯1號為葉菜型品種，測定每次的莖葉采收量，直至收獲期結束。測定鄂薯6號、9號以及農家白皮甘薯的薯塊產量。于開始收獲前，測定紫莖澤蘭株數、株高。采用手持式SPAD-502葉綠素測量儀測量葉綠素相對含量（SPAD）。并取紫莖澤蘭鮮樣，送往湖北省農業科學院農業測試中心測量雜草的氮、磷、鉀和含水量，每個處理重復4次。全氮量的測定采用凱氏定氮法，全磷量和全鉀量的測定采用干灰化法處理等離子光譜法（ICP法），含水量的測定參考GB/T5009.3-2003的測定標準。試驗數據采用SPSS19.0進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 甘薯替代種植對紫莖澤蘭的生長、水肥的影響

試驗通過測定替代種植區中紫莖澤蘭的發生數量、植株高度、葉綠素和水肥指標評價不同甘薯品種對紫莖澤蘭的防控效果。試驗結果表明，4種測試甘薯品種均能有效地控制紫莖澤蘭的生長和抑制其種群建立（表1）。在空白對照區，紫莖澤蘭的密度為58.0～123.5株/m2，而在鄂薯1號、6號和9號以及四川西昌袁家山農家白皮甘薯替代種植區，紫莖澤蘭的密度為零，僅在四川普格縣農家白皮甘薯替代種植區發現少量殘存紫莖澤蘭（2.4株/m2）。由于鄂薯1號、6號、9號以及四川西昌袁家山農家白皮甘薯替代種植區紫莖澤蘭被完全控制，防控效果為100%，而在四川普格縣甘薯替代種植區防控效果也達到98.06%，均高于空心菜（80.08%）。同時從表2中還可以看出，甘薯對紫莖澤蘭的防控效果與田間紫莖澤蘭的密度相關，當紫莖澤蘭的密度小于123.5株/m2時，防效為100%，而高于此密度時，田間發生少量紫莖澤蘭。

在未處理的空白對照區，紫莖澤蘭的平均株高達到68.5～78.3 cm，葉綠素含量為39.3～43.1 SPAD （Soil Plant Analytical Development），鮮重為17 900.0～41 322.5 kg/hm2（表1）。因為在鄂薯1號、6號、9號和四川西昌袁家山替代種植區紫莖澤蘭被完全控制，所以其平均株高、鮮重、葉綠素含量為零。四川普格縣甘薯替代種植區防效為98.06%，有少量紫莖澤蘭殘存，但其株高、葉片葉綠素含量均顯著低于對照區植株，鮮重僅為對照區的2%左右，表明紫莖澤蘭生長和光合作用受到明顯的抑制。

氮、磷、鉀和水分是植物生長的關鍵因子，而雜草的生長消耗田間大量水肥營養，導致作物減產。本試驗結果表明，甘薯替代種植能有效地防控紫莖澤蘭，從而減少田間水肥營養的消耗。由表1可知，紫莖澤蘭對鉀的吸收為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。紫莖澤蘭氮和鉀的消耗相當于甘薯生長需求量的2～5倍[13]。此外，紫莖澤蘭耗水量高達12 011.3～28 388.6 kg/hm2。由此可見，甘薯替代種植紫莖澤蘭極大地保持了田間水肥條件。

2.2 甘薯的產量和經濟效益

試驗結果表明，采用甘薯替代種植防治紫莖澤蘭，無論是葉菜型甘薯品種鄂薯1號，還是淀粉型甘薯品種鄂薯6號、9號和農家白皮甘薯，均能產生顯著的經濟效益（表2）。在湖北武漢市江夏區實施的鄂薯1號替代種植防治紫莖澤蘭試驗區，2011年6月移栽，7月1日開始采收莖尖上市至結束，共采收12次，鄂薯1號產量為31 356.7 kg/hm2，產值達50 170.7元/hm2，去除人工、肥料和農藥成本，純經濟效益為39 820.7元/hm2，為種植空心菜經濟效益的4.5倍多（表2）。

在湖北省農業科學院南湖試驗站基地進行的淀粉型鄂薯6號和9號替代種植防治紫莖澤蘭試驗區，甘薯產量分別達47 947.5、48 108.7 kg/hm2，產值分別為57 537.0、57 730.4元/hm2（表2），去除成本支出，純經濟效益分別為52 437.0、52 630.4元/hm2，為種植空心菜經濟效益的6倍左右。在四川西昌袁家山和普格縣進行的農家白皮甘薯替代紫莖澤蘭試驗區，甘薯產量分別達到27 513.7、27 021.5 kg/hm2，產值分別為44 021.9、43 234.4元/hm2，純經濟效益為39 221.9、38 434.4 元/hm2。

3 討論

紫莖澤蘭是一種過渡性先鋒群落，自然群落更替可長達15年以上，有較強的有性繁殖能力，每平方米可產生26～28萬粒種子，也能通過無性繁殖從枯死根頸部萌發新枝[14]。由于其結實量大，無性繁殖能力強，本身產毒，天敵少，牲畜不食，在通常情況下種群增長很快，以平均每年30 km的速度傳播[15]。紫莖澤蘭入侵后，與當地植物競爭水、肥等，導致土壤肥力嚴重下降、土地退化[16]。因此，防止紫莖澤蘭繼續蔓延和擴張、防除紫莖澤蘭已建立的種群，成為恢復侵入地農業生產的關鍵。化學防除見效快，但應對龐大的紫莖澤蘭群體費用高，而且易造成環境污染，機械防除成本高，生物防除效果差，均難以大面積推廣。最近的研究顯示，采用替代植物種植控制紫莖澤蘭，能夠有效地降低紫莖澤蘭的種群密度，在一定程度上可以恢復當地的生態系統[17]。然而，選擇適宜當地的替代植物尤為關鍵，牧草替代種植能較好地防控紫莖澤蘭，同時也給牲畜提供飼料[8]，間接產生經濟效益。同牧草相比，甘薯具有較強的分枝能力，能迅速覆蓋農田，有效占領生態位，從而抑制紫莖澤蘭的生長和繁殖。本研究結果表明，淀粉型和葉菜型甘薯均能有效地防控紫莖澤蘭，田間防效達98%以上，能極大程度地保持田間水肥條件，增加甘薯產量，經濟效益非常顯著，是一種經濟可行的生態型防控措施。

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