菵草的生物学生态学特性及防除研究进展

2010-02-10宋晓丰叶桂峰河北省磁县第一中学河北磁县056500河北省磁县教育局教研室河北磁县056500

杂草学报 2010年1期

宋晓丰, 叶桂峰(.河北省磁县第一中学，河北磁县 056500; .河北省磁县教育局教研室，河北磁县 056500)

菵草的生物学生态学特性及防除研究进展

宋晓丰1, 叶桂峰2
(1.河北省磁县第一中学，河北磁县 056500; 2.河北省磁县教育局教研室，河北磁县 056500)

以长江中下游冬小麦田恶性杂草菵草[Beckmanniasyzigachne(Steud.) Fernald]为研究对象，对其发生现状、生物学特性和生态学特性进行了综述，并提出化学防除与农业防除相结合的综合防除策略，为有针对性地进行杂草防除提供理论依据。

菵草；生物学；生态学；综合防除

我国是一个农业大国，农田草害一直是阻碍农业快速、持续发展的一个重要因素。据统计，全世界农作物受杂草危害平均减产9.7%，其中粮食作物减产10.4%[1]。由于生产方式的改变、除草剂长期单一使用等诸多因素的影响，菵草已从田间次要杂草逐渐演变成部分田块的主要杂草。其发生量呈上升趋势，已逐渐引起人们的重视[2-4]。

1 菵草的发生、分布及危害

菵草适生于水边及潮湿处，为长江流域及西南地区稻茬麦田和油菜田主要杂草，在安徽、江苏、浙江三省的长江两岸地区大量发生。我国多数省(区)均有分布，朝鲜、日本、俄罗斯西伯利亚地区也有发生[5]。菵草尤在地势低洼、土壤黏重的田块危害严重，并为水稻细菌性褐斑病及锈病的寄主。

世界范围内有关菵草的研究中，较多涉及到对菵草的利用。作为一种本土杂草，菵草在美国广泛分布于西北和北部各州并被用作饲草。菵草是阿拉斯加州湿地的重要组成部分，并为野生动物提供庇护场所和食物。其变种“Egan”在1986年由阿拉斯加植物资源中心定为栽培种进行广泛种植，用于湿地改造。1986年，前苏联的Martynyuk在调查23种野生杂草时发现，有11种对水稻病原菌敏感，其中又以菵草等3种杂草最为敏感[6]。

2 菵草的生物学特性

菵草是禾本科菵草属植物，一年生草本。圆锥花序顶生，长而狭。小穗近无柄，排列于近三角形的穗轴两侧，两侧压扁，有1～2小花。颖膜质，钝或凸尖。外稃膜质，内稃透明，与外稃近等长。雄蕊3。菵草属之学名BeckmanniaHost系为纪念德国植物学家Johann Beckmann而定。模式种为B.erucaeformis(Linn.) Host，产欧洲。本属约2种及1变种，分布于北温带。我国有1种及1变种[5]。

通过对菵草和看麦娘中胚轴伸长与对除草剂敏感性之间的关系研究[7]发现，菵草黄化苗的中胚轴长度比看麦娘短。在深于1.5 cm的土层中，菵草也能萌发，但胚轴的伸长则限于约1 cm以内。菵草生长点分布的最大范围是1.1～1.5 cm，而看麦娘的生长点则在0.5 cm以内。菵草与看麦娘在除草剂处理下存活率的不同，与它们的生长点在土层中的深度有关。褚建君研究认为，菵草的根茎叶均具有高度发达的通气组织，可适应于多水环境[8]。菵草叶片的上表皮细胞在横切面上的排列呈平滑的“波浪形”，其表面积较小，不利于除草剂喷雾液的滞留与吸收。并于1996年调查了油菜田主要杂草的物候谱，发现与看麦娘、日本看麦娘、牛繁缕、猪殃殃、大巢菜相比，菵草出苗的持续时间较长[9-10]。

3 菵草的生态学特性

3.1 菵草的生长范围

菵草侵入农田、危害农业生产，始见于20世纪80年代末。涂鹤龄等报道[2-3]，长江流域的稻茬油菜田和麦田中，菵草的发生量呈上升趋势。90年代中后期，有关菵草的危害及防除问题得到了人们的密切关注。吉林等报道[4]，从90年代开始，菵草迅速在麦田蔓延，1999年已成为苏南太湖地区麦田主要杂草之一，形成了新的草害。此外，江苏省赣榆县和安徽省富阳市也均有菵草危害小麦的报道[11-12]，并认为菵草造成小麦减产原因是其根系极为发达，在大肥大水条件下生长迅速，抽穗后顶叶又宽又长，严重影响小麦的光合作用，造成小麦贪青、迟熟、倒伏。小麦单位面积的穗数、每穗实粒数、千粒重都随菵草密度的增大而下降，造成严重减产。

3.2 菵草的生态适应性

一般认为，作为“杂草”的植物具有多实性、强大的生命力、种子成熟程度和萌发时期参差不齐、多种繁殖方式、多种传粉途径、籽实具有广泛的传播方式、对作物具有拟态性和具有C4的高光效途径等生物学特性[13-14]。从结实特性来看，菵草植株成熟前夕每穗粒数为529粒，有效分蘖数为1.65个/株，这使得菵草有足够的种子可以延续种群。虽然菵草的颖果比其他农田禾本科杂草大，但其千粒重却较小，仅有0.87 g，这能使菵草脱落后漂于水面传播。

从种子休眠和萌发特性看，菵草在不适宜萌发的条件下进入休眠是其对不良环境条件的一种适应性，使其可以顺利越夏。同时说明，菵草最适的越夏条件是室外土壤中浸水保存，此条件恰好符合长江中下游夏季稻麦/油轮作区的农田环境。菵草种子的最适萌发温度范围为5～15 ℃，萌发不需光照，在较宽的pH范围内(pH值4～10)种子均可萌发，其危害严重的安徽、江苏、上海、浙江等省(市)位于北纬27～33°的地理带，这条地理带的年平均温度为15～16 ℃，年降水量在1 000～1 500 mm之间，能满足菵草萌发所需的温度、湿度等条件，非常适合菵草生长。此外，菵草种子对水分胁迫非常敏感，但对盐胁迫不敏感，长江中下游地区稻茬麦田土壤湿润，冬季又雨水丰富，能满足菵草萌发所需的湿润条件。这也是稻茬田菵草危害严重的原因之一，说明菵草非常适应稻麦/油轮作的耕作制度。

4 菵草的化学防除

田间试验表明，用百草枯900 g a.i./hm2，防效可达100%[15]；用25%异丙隆3 000～3 750 g/hm2，对菵草的防效可达90%～95%[11，16]；用55%吡氟草胺2 700 mL/hm2，防效超过90%[17]。此外，防除麦田菵草的药剂还有丁草胺、精噁唑禾草灵等。最近由先正达公司开发的除草剂新品种15%炔草酸WP(麦极)登记用于小麦田防除部分禾本科杂草。黄正银等研究表明，15%炔草酸300 g/hm2，对菵草的株防效超过95%，鲜重防效在96%以上[18]。

除草剂的广泛使用，提高了劳动效率，有效地控制了杂草对作物的危害。但连续单一使用某种除草剂会增大药剂的选择压，使抗药性杂草发生量上升。李宜慰等在施用绿磺隆不同年限的小麦田采集菵草、日本看麦娘种子，用活体生物测定和离体化学分析方法，研究其抗药性水平[19]。结果表明，连续3年使用绿磺隆的麦田中菵草和日本看麦娘均没有明显的抗药性，但在连续6年使用绿磺隆的麦田中菵草表现出明显的抗药性，防效降低42%。

5 菵草的综合防除

5.1 合理使用除草剂

虽然使用除草剂提高了劳动效率，有效控制了杂草对作物的危害，但连续单一使用某种除草剂会增大药剂选择压，使抗药性杂草发生量上升。因此，不同施药形式、不同作用方式的除草剂要交替使用。

5.2 把握除草剂的使用适期

菵草田间生长动态表明，菵草在小麦播后第18周开始进入快速增长期，比小麦推迟3周。因此，田间化除应在小麦播后18周内进行。

5.3 结合农业措施进行治理

长江中下游地区稻茬油麦田免、少耕耕作措施的推广，使得大量杂草种子滞留于土表，有利于其萌发。因此，在小麦或油菜种植前进行深翻，可降低翌年杂草出土基数。同时，采用旱作作物与小麦进行轮作几年，形成不利于菵草种子保存的生态环境，可以减少土壤中菵草种子库的数量，降低其发生量。

5.4 对菵草的开发利用

从某种角度来说，对杂草的利用即是对其最好的防除。国外对菵草的报道多涉及对其利用，在美国的阿拉斯加州，菵草是当地湿地的重要组成部分，并作为饲料被广泛种植。中国植物志等称菵草为品质优良的饲草。菵草在作为牧草的开发与利用方面，具有潜在的价值。

[1]王忠武. 农田杂草抗药性研究进展[J]. 杂粮作物,2006,26(1):130-132.

[2]涂鹤龄. 麦田杂草的演变和防除对策[G]//农田野燕麦和阔叶杂草防除论文集. 北京:科学技术出版社,1989.

[3]唐洪元. 中国农田杂草[M]. 上海:上海科技教育出版社,1991.

[4]吉林，张亚明,金水明，等. 太湖地区麦田菵草迅速蔓延的原因及防除对策[J]. 江苏农业科学,1999(5):37-39.

[5]李扬汉. 中国杂草志[M]. 北京:中国农业出版社,1998.

[6]Martynyuk T D. Specialization ofPyriculariaoryzaeCav. in the Primor’e region[J]. Mikologiya I Fitopatologiya,1986,20(3):167-170.

[7]Morita H. Differences in mesocotyl elongation and susceptibility to dinitroaniline herbicides betweenBeckmanniasyzigachne(Steud.) Fernald andAlopecurusaequalisSobol. var.amurensis(Komar.) Ohwi[J]. Journal of Weed Science and Technology,1994, 39(3):165-170.

[8]褚建君. 菵草(Beckmanniasyzigachne)生物学生态学及其综合防治技术的研究[D]. 南京：南京农业大学,2000.

[9]褚建君. 油菜田杂草群落调查及化学防除技术的研究[D]. 南京：南京农业大学,1996.

[10]褚建君,黄建中,李扬汉. 江浙油菜田杂草群落及种群变化[M]. 北京:中国环境科学出版社,1997.

[11]张舜举,王永连,刘敏,等. 赣榆麦田菵草的危害与防除[J]. 杂草科学,1999(4):32.

[12]杨志清,徐振焕,邵伟斌. 菵草在富阳市蔓延危害情况及其防除[J]. 杂草科学,1998(1):12-13.

[13]李扬汉. 田园杂草和草害——识别、防除与检疫[M]. 南京:江苏科学技术出版社,1981.

[14]黄建中. 杂草学[M]. 北京:中国农业科技出版社,1996.

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[16]朱文达,魏福香,彭超美. 异丙隆防除麦田杂草效果及施用技术研究[J]. 农药,2002,14(4):40-41.

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[18]黄正银,李华,陈浩松,等. 麦极防除小麦田禾本科杂草的效果[J]. 杂草科学,2007(3):50-51.

[19]李宜慰,梅传生,李永丰,等. 麦田菵草和日本看麦娘对绿磺隆抗性的初步研究[J]. 江苏农业学报,1996,12(2):34-38.