陳中義，陳燕麗，李華成 （長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025）

控制外來(lái)植物入侵的方法通常有物理防除、替代控制、化學(xué)防除、生物防治、綜合治理等［1－2］。其中，物理防除的具體方法很多，例如人工挖除或打撈、刈割、火燒、淹水、覆土深埋、織物覆蓋等。李兆飛［3］研究了幾種物理方法對(duì)入侵植物互花米草 （Spartina alterniflora）的控制效果，指出地上刈割處理、較長(zhǎng)時(shí)間的淹水、較長(zhǎng)時(shí)間的覆蓋處理等對(duì)互花米草具有較好的控制效果，認(rèn)為最佳的處理方式對(duì)于有效控制入侵很重要。平原等［4］對(duì)物理措施控制互花米草的長(zhǎng)期效果進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)物理措施處理3a后，翻耕和碎根處理不能長(zhǎng)期有效抑制互花米草的生長(zhǎng)，而8月份揚(yáng)花期刈割對(duì)互花米草生長(zhǎng)抑制的效果最好。因此，對(duì)物理控制最佳處理方式的選擇以及對(duì)控制效果的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)是植物入侵物理控制中需要不斷探索的問(wèn)題。特別是在物理控制的基礎(chǔ)上，如何進(jìn)行綜合治理值得進(jìn)一步探索［1］。

控制空心蓮子草 （Alternanthera philoxeroides）入侵的方法目前已報(bào)道的有化學(xué)藥物處理、天敵昆蟲(chóng)取食、人工或機(jī)械等防除措施，雖然都取得一定的成效，但都不能從根本上根除空心蓮子草。這些控制方法本身也各有利弊，化學(xué)藥物對(duì)土壤和環(huán)境的污染限制了化學(xué)方法的使用，且對(duì)地下根系影響較小，不能徹底防除［1］；天敵取食具有高度的專(zhuān)一性［5］，且昆蟲(chóng)在高溫與低溫下不能繁殖，依靠昆蟲(chóng)的取食也不能從根本上控制空心蓮子草。本研究結(jié)合農(nóng)事生產(chǎn)實(shí)際，借鑒其他外來(lái)入侵植物物理控制方法，通過(guò)田間小區(qū)實(shí)驗(yàn)，探索翻耕、刈割和覆蓋處理對(duì)空心蓮子草的控制效果，特別關(guān)注物理處理對(duì)根系的影響，為進(jìn)一步結(jié)合其他方法綜合治理空心蓮子草入侵提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料來(lái)源及處理

在長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院實(shí)驗(yàn)基地上選取一塊排水良好的平整土地，翻耕去雜，暴曬后用耙子把土壤打碎，在土壤中摻入適量的河沙，設(shè)置長(zhǎng)寬50cm×50cm的試驗(yàn)小區(qū)20個(gè)，每個(gè)小區(qū)用磚塊圍隔，小區(qū)之間存在廂溝。于2010年6月4日在湖北荊州市西郊野外采集空心蓮子草植株，選取直徑0.3～0.4cm的地上莖，剪取長(zhǎng)4cm帶有一個(gè)節(jié)的地上莖片段 （以節(jié)為中心，兩邊各2cm）若干，在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)中分別均勻扦插6株，進(jìn)行育苗，加強(qiáng)日常澆水、除草和松土管理，待空心蓮子草旺盛生長(zhǎng)，在每個(gè)小區(qū)內(nèi)覆蓋度為100%時(shí)，進(jìn)行試驗(yàn)處理。

1.2 試驗(yàn)方法

設(shè)4個(gè)不同的處理即翻耕、刈割、覆蓋和對(duì)照 （CK），每處理5次重復(fù)，共計(jì)20個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，2010年7月23日進(jìn)行處理，各實(shí)驗(yàn)處理小區(qū)隨機(jī)分布。各處理方法分別如下。翻耕處理：用農(nóng)用鐵鍬把小區(qū)密集翻耕1次，使空心蓮子草地上部分與地下部分顛倒，翻耕的深度約20cm；刈割處理：齊地面把小區(qū)內(nèi)所有空心蓮子草剪除，生長(zhǎng)19d后，待蓋度達(dá)到100%時(shí)，于2010年8月11日，再進(jìn)行1次齊地面的剪除；覆蓋處理：用2層黑色遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋實(shí)驗(yàn)小區(qū)，覆蓋小區(qū)內(nèi)光強(qiáng)占全光強(qiáng)約7% （用照度計(jì)測(cè)定），待小區(qū)內(nèi)的空心蓮子草地上莖葉90%以上腐爛枯死時(shí)，于2010年8月13號(hào)，去掉覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)，保持小區(qū)在正常條件下；對(duì)照 （CK）：小區(qū)不做任何處理。

翻耕、刈割和覆蓋處理后，分別觀察記錄各小區(qū)內(nèi)空心蓮子草蓋度恢復(fù)到30%、50%、70%、100%的時(shí)間。于2010年10月9日結(jié)束實(shí)驗(yàn)，對(duì)各小區(qū)空心蓮子草進(jìn)行收獲。計(jì)數(shù)各小區(qū)空心蓮子草的再生苗數(shù)或者植株數(shù)，以地下具有明顯根系的計(jì)數(shù)為1株；齊地面割取地上莖葉部分；小心挖取每個(gè)小區(qū)內(nèi)的地下部分，在實(shí)驗(yàn)室洗凈泥沙，分離地下莖和根系，計(jì)數(shù)根數(shù)量，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取15條根，用游標(biāo)卡尺測(cè)定根長(zhǎng)度、根直徑；把每個(gè)小區(qū)內(nèi)的地上部分、地下根、地下莖分別至于烘箱中，烘至恒重 （80℃，24h），用電子天平 （精度0.01g）分別稱(chēng)量地上莖葉干重、根干重、地下莖干重。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用一維方差分析來(lái)分析不同處理對(duì)空心蓮子草各生長(zhǎng)指標(biāo)的影響，多重比較采用SSR法。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方式對(duì)空心蓮子草再生苗數(shù)量的影響

翻耕、刈割、覆蓋處理后一段時(shí)間，樣方內(nèi)又會(huì)逐漸長(zhǎng)出新的空心蓮子草，可稱(chēng)為再生苗。在不同的物理方式處理下，空心蓮子草再生苗的數(shù)量如圖1所示。由圖1可知，與CK相比，翻耕后，再生苗數(shù)極顯著增加 （P＜0.01），每樣方平均增加10.8株，刈割后再生苗數(shù)沒(méi)有差異，而覆蓋后再生苗數(shù)極顯著性降低 （P＜0.01），每樣方平均降低11.8株，這可能與翻耕增加了空心蓮子草繁殖體數(shù)量 （莖、地下莖、根的碎化）有關(guān)。覆蓋能極顯著降低再生苗數(shù) （P＜0.01）。

圖1 不同處理下的空心蓮子草再生苗數(shù)

2.2 不同處理對(duì)空心蓮子草地上部分干重的影響

由圖2可知，與CK相比，翻耕處理后的地上部分干重顯著下降 （P＜0.05），刈割和覆蓋處理后的地上部分干重極顯著下降 （P＜0.01）。3種處理方式相比，翻耕與刈割處理后地上部分干重沒(méi)有顯著性差異 （P＞0.05），覆蓋處理后與翻耕、刈割相比，地上部分干重極顯著降低 （P＜0.01）。

圖2 不同處理下的空心蓮子草地上部分干重

2.3 不同處理對(duì)空心蓮子草根數(shù)量的影響

由圖3可知，與CK相比，翻耕后空心蓮子草地下根數(shù)量極顯著增加 （P＜0.01），刈割后根數(shù)量沒(méi)有顯著性差異，而覆蓋后的根數(shù)量極顯著下降 （P＜0.01）。翻耕、刈割、覆蓋這3種處理方式之間根數(shù)量均有極顯著差異 （P＜0.01）。覆蓋對(duì)根數(shù)量起到極顯著降低作用。

圖3 不同處理下的空心蓮子草根數(shù)量

2.4 不同處理對(duì)空心蓮子草根長(zhǎng)度的影響

由圖4可知，與CK相比，翻耕和覆蓋處理下根長(zhǎng)度顯著下降 （P＜0.05），其中刈割后，根長(zhǎng)度也有下降趨勢(shì)，但與CK相比無(wú)顯著差異性。翻耕與刈割、覆蓋處理相比，根長(zhǎng)度沒(méi)有顯著性差異，覆蓋與刈割相比，根長(zhǎng)度極顯著下降 （P＜0.01）。

圖4 不同處理下的空心蓮子草根長(zhǎng)度

2.5 不同處理對(duì)空心蓮子草根直徑的影響

由圖5可知，與CK相比，刈割后地下根直徑?jīng)]有顯著性差異，翻耕、覆蓋地下根直徑極顯著性減小 （P＜0.01）。三者之間比較，翻耕、覆蓋后根直徑比刈割顯著降低 （P＜0.05），翻耕與覆蓋處理相比，根直徑?jīng)]有顯著差異。

圖5 不同處理下的空心蓮子草根直徑

2.6 不同處理對(duì)空心蓮子草根干重的影響

由圖6可知，與CK相比，各處理后的地下根干重均有極顯著下降（P＜0.01）。翻耕和刈割后地下根干重沒(méi)有顯著性差異，覆蓋與翻耕、刈割相比，地下根干重極顯著下降（P＜0.01）。

圖6 不同處理下的空心蓮子草根干重

2.7 不同處理對(duì)空心蓮子草地下莖干重的影響

由圖7可知，與CK相比，翻耕處理后和刈割處理后地下莖干重沒(méi)有顯著性差異，而覆蓋處理后地下莖干重有極顯著性下降 （P＜0.01）。3種處理之間地下莖干重有極顯著差異 （P＜0.01），從翻耕、刈割到覆蓋，地下莖干重極顯著降低。

圖7 不同處理下的空心蓮子草地下莖干重

2.8 不同方式處理不同時(shí)間后對(duì)空心蓮子草地上部分覆蓋度的影響

經(jīng)過(guò)不同的處理后空心蓮子草地上部分覆蓋度變化情況如圖8所示，樣方內(nèi)空心蓮子草地上部分覆蓋度以刈割處理后的增加速度為最快，處理約30d后樣方內(nèi)空心蓮子草的覆蓋度就能達(dá)到100%，覆蓋處理后約50d其地上部分覆蓋度就能達(dá)到100%，翻耕處理下約60d其覆蓋度才能達(dá)到100%。

圖8 3種方式處理不同時(shí)間后的空心蓮子草地上部分覆蓋度

3 討論

翻耕能使植物的根莖斷開(kāi)，通過(guò)破壞植物體原有的生長(zhǎng)平衡，使其吸收同化能力、水分利用效率、營(yíng)養(yǎng)分配和激素水平發(fā)生變化［6］。就本研究而言，翻耕處理使得空心蓮子草植株被埋藏在土壤中，干擾地下根莖的分布，翻耕處理后空心蓮子草地上部分

干重、根長(zhǎng)度、根直徑、根干重與CK相比均顯著下降，雖然翻耕對(duì)空心蓮子草生長(zhǎng)造成了一定的負(fù)面影響，但是由于翻耕處理可能增加了其莖、根、地下莖的片斷化程度，導(dǎo)致再生苗數(shù)、根數(shù)量與CK相比均有極顯著增加。這與一些研究者提出斷根處理后對(duì)植物地上部分營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)發(fā)育有負(fù)面影響，對(duì)根系的數(shù)量生長(zhǎng)有正面影響這一結(jié)論一致［7－8］。陳中義等［9］指出，在防控空心蓮子草方面，控制其宿根萌芽出土是關(guān)鍵，覆土深埋可以控制空心蓮子草的萌芽。本研究中，土壤翻耕的深度為20cm，達(dá)不到覆土深埋的效果，此外翻耕時(shí)未及時(shí)清除斷裂的無(wú)性繁殖體片段，這些都影響了翻耕的控制效果。Miller等［10］提出斷根雖然降低了營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，但是由于缺乏規(guī)范化的斷根技術(shù)，加之環(huán)境條件的復(fù)雜性，使斷根的效果千差萬(wàn)別。平原等［4］認(rèn)為，不同深度的翻耕不能長(zhǎng)期抑制互花米草的生長(zhǎng)，翻耕處理3a后，互花米草群落狀況可恢復(fù)到對(duì)照水平。由此可見(jiàn)，對(duì)于具有復(fù)雜地下根莖系統(tǒng)的空心蓮子草而言，翻耕并不能控制空心蓮子草的擴(kuò)散蔓延，相反由于切斷了根莖，造成更多的片段繁殖成為新的植株。

關(guān)于刈割對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，在草原牧草、草坪、農(nóng)作物等方面已經(jīng)開(kāi)展了大量研究，刈割主要是通過(guò)割掉植物地上莖葉部分，抑制光合作用產(chǎn)物向地下運(yùn)輸，進(jìn)而對(duì)植物種群的密度、株高、生物量等產(chǎn)生不同程度影響。刈割對(duì)植物的影響，因刈割制度 （刈割時(shí)間、刈割強(qiáng)度、刈割頻度）和環(huán)境因素的波動(dòng)而變化［11］。本研究中，刈割處理與對(duì)照相比，刈割后空心蓮子草再生苗數(shù)沒(méi)有顯著差異，經(jīng)過(guò)30d，再生苗的蓋度恢復(fù)到100%；地上部分干重、根干重極顯著降低 （P＜0.01）；根的數(shù)量、根長(zhǎng)度、根直徑、地下莖干重沒(méi)有顯著性差異 （P＞0.05）。這表明，經(jīng)歷2次刈割后，雖然對(duì)空心蓮子草生長(zhǎng)有一定負(fù)面影響，但是決定空心蓮子草種群再恢復(fù)能力的根的數(shù)量、根長(zhǎng)度、根直徑、地下莖干重沒(méi)有受到顯著影響。在翻耕、刈割、覆蓋3種處理中，刈割處理后，再生苗恢復(fù)到100%蓋度的時(shí)間最短。因此最適合控制空心蓮子草生長(zhǎng)的刈割制度還有待更深入的研究。

采用織物對(duì)植物地上部分進(jìn)行覆蓋，減少光的照射強(qiáng)度，使地上部分因光饑餓而死亡，從而影響植物正常生長(zhǎng)，達(dá)到控制入侵植物或者雜草的目的。陳中義等［12］指出，雖然空心蓮子草對(duì)光照強(qiáng)度的變化表現(xiàn)出一定程度的形態(tài)可塑性反應(yīng)，但是當(dāng)光強(qiáng)度衰減到全光照的9%時(shí)，空心蓮子草的部分莖葉開(kāi)始腐爛，葉面積顯著減少，莖、葉、根生物量和總生物量顯著減少。在本研究中，覆蓋后，光強(qiáng)度減少為全光照的7%，一段時(shí)間后，90%的莖葉出現(xiàn)腐爛。在覆蓋處理下，與對(duì)照相比，覆蓋后空心蓮子草再生苗數(shù)極顯著降低 （P＜0.01），經(jīng)過(guò)50d，再生苗的蓋度恢復(fù)到100%；地上部分干重、根的數(shù)量、根長(zhǎng)度、根直徑、根干重、地下莖干重極顯著降低 （P＜0.01或者P＜0.05）。和翻耕、刈割相比，覆蓋對(duì)空心蓮子草具有較好的控制效果，但仍然不能達(dá)到長(zhǎng)期控制的目的。為了提高覆蓋的控制效果，將來(lái)在織物選擇、覆蓋時(shí)間等方面還需要開(kāi)展深入的研究。

［1］陳燕麗，陳中義.空心蓮子草入侵控制的生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展 ［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，49（9）：2260－2263.

［2］宋結(jié)根.外來(lái)入侵植物的控制方法 ［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2005（17）：72－73.

［3］李兆飛.外來(lái)入侵植物互花米草控制的初步研究 ［D］.福州：福建農(nóng)林大學(xué)，2009.

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［5］王韌，王遠(yuǎn)，張格成，等.空心蓮子草葉甲的寄主專(zhuān)一性測(cè)定 ［J］.生物防治通報(bào)，1988，4（1）：14－17.

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