中国天然草地毒草灾害分布与防控技术的研究进展
2016-03-02严杜建吴晨晨赵宝玉
严杜建， 吴晨晨， 赵宝玉*
(1.阿克苏职业技术学院， 新疆 阿克苏 843000； 2.西北农林科技大学 动物医学院， 陕西 杨凌 712100)
中国天然草地毒草灾害分布与防控技术的研究进展
严杜建1， 吴晨晨2， 赵宝玉2*
(1.阿克苏职业技术学院， 新疆 阿克苏 843000； 2.西北农林科技大学 动物医学院， 陕西 杨凌 712100)
草地是畜牧业发展的物质基础，也是维持自然生态平衡的重要成分。长期以来，因草地干旱、严重过载放牧、滥垦等人为和自然因素影响，使得优良牧草逐年减少。毒草趁机大量滋生繁衍，草地逆向演替，造成草地毒草化，草地生态环境遭受严重破坏，且每年引起大量家畜误食毒草中毒，甚至死亡。特别是近十几年来，草地毒草的快速蔓延，造成草地可食牧草急剧减少、草地不同程度退化和毒草化，严重制约草地畜牧业经济的持续发展，给草地生态环境平衡及牧区社会稳定发展带来不利影响。通过对已报道文献资料分析与归纳，分别对中国天然草地毒草种类、灾害状况、地理分布、毒草防控技术进行综述，并进行了展望。
天然草地； 毒草； 种类； 灾害分布； 防控技术
中国拥有天然草地面积3.93亿hm2，排列世界第二位。可利用草地面积有3.3亿hm2，约占草地总面积的84.30%[1]。近几十年来，因草地干旱和过度放牧(2006—2011年全国重点牧区草地年均超载率约31.37%[2])等因素影响，90.0%的可利用天然草地呈不同程度退化，其中严重退化面积达30%，且每年以0.5%的速度递增，年均退化约200万hm2[3]。由于草地退化，造成草地沙化，毒草滋生和繁衍，使得优质牧草的产量下降，草畜矛盾增大，载畜量下降，严重影响草地放牧畜牧业的发展。毒草的迅速蔓延已成为草地生态、畜牧生产和环境保护等工作面临的问题之一[4]。从20世纪60年代始，毒草危害造成的经济损失在不断增加。据统计[5]，中国西部省区天然草地毒草分布面积已达3 033万hm2，仅西藏、青海疯草危害面积超过391万hm2，并呈蔓延趋势。毒草危害造成的直接经济损失超过9亿元，间接经济损失92.6亿元。因此，全面了解牧区天然草地毒草灾害状况、毒草种类与地理分布，对有效防控和化解毒草危害，提高草地生产力和牧草品质，促进牧区畜牧业的可持续发展和农牧民增收，繁荣牧区经济，稳定生态环境平衡具有重要意义。
1 中国天然草地毒草发生的主要原因
草地毒草蔓延原因较多，王宗礼等[6]报道，草地毒草的发生主要原因与草地利用程度和草地退化轻重程度存在一定关系，随放牧强度增大，草地毒草覆盖度逐渐增大[7]。正常放牧条件下，因毒草具有特殊的臭味，牲畜不采食，常伴生或偶见于可食牧草之中，与其他种间保持竞争平衡关系，较难形成建群种。但过度放牧条件下，作为优势种群的草地优质牧草被牲畜啃食殆尽，草地植被种间平衡关系被打破。毒草等不可食牧草由于减少了优势种群的竞争压力，在一定草地区域常迅速蔓延[8]。斯确多吉等[9]报道，相对干旱条件下，冰川棘豆覆盖度随放牧强度增强而增大。在人畜集中的生产点和饮水点，曼陀罗、龙葵和天仙子等毒草大量滋生繁衍；在退化较严重的草地区域，变异黄芪、小花棘豆、牛心朴子和苦马豆等毒草常形成群聚，成为退化草地上的优势种群。
毒草与水热条件改变等气候变化的关系：当草地降水相对稀少、干旱和半干旱年份，可引起毒草滋生蔓延。毒草因有发达的根系，深入土壤吸水性较强，具较强抗旱性。相对干旱或半干旱条件下，草地优质牧草常因水分不足生长缓慢，毒草较优良牧草适应干旱恶劣环境能力更强，易增殖，如冰川棘豆在草地相对干旱或半干旱区域易生长繁殖，覆盖度较大[9]。毒草的化感作用：毒草能够向周围生长环境分泌或释放一种特殊化学物质，该物质能间接或者直接地影响其他牧草对养分的吸收，从而抑制了优良牧草的生长。张宝琛等[10]和邓建梅[11]等报道，毒草的化感作用与毒草滋生退化草地存在一定关系。对草地毒草大面积发生的深层次原因，有待深入研究。
2 中国天然草地毒草的种类
中国植物资源较丰富，草地有毒植物种类较多。近十多年来，通过对中国草地毒草调查研究，在动物毒草中毒情况与区域草地毒草种类、地理分布及其特点方面的研究取得重要进展。现已调查摸清15省区及多个地区草地毒草种类：西藏草地主要毒草178种，分属51科113属，导致牲畜误食中毒死亡、引起重大经济损失的毒草主要有豆科的茎直黄芪、冰川棘豆、毛瓣棘豆，瑞香科狼毒，禾本科醉马芨芨草，毛茛科的工布乌头[12]；内蒙古草地有毒植物270种，分属57科162属，对草地畜牧业造成危害的主要毒草有禾本科醉马芨芨草，豆科哈密黄芪、变异黄芪、小花棘豆和披针叶黄华，瑞香科狼毒，萝摩科牛心朴子[13]；新疆草地常见毒草81种，分属24科54属，对草地畜牧业造成危害的主要毒草有毛茛科的乌头属，禾本科醉马芨芨草，藜科无叶假木贼，菊科纳里橐吾、天山橐吾和大叶橐吾，玄参科马先蒿，豆科的小花棘豆和变异黄芪等[14]；甘肃天然草地毒草312种，分属78科187属；青海草地毒草224种，分属20科51属；宁夏草地毒草129种，分属31科78属；四川草地常见毒草92种，分属34科60属；陕西草地毒草18科34种；山西草地有毒植物34科103种；贵州有毒植物480种，分属100科304属，全株有毒的194种，花有毒的23种[15]；云南草地约有毒害草种类168种；黑龙江天然草场有毒植物142种32科70属，危害较严重的约20种；福建有毒植物563种，分属119科378属[16]；河北坝上草地毒害草31种16科23属。
目前，全国牧区、林区和农区天然草地毒草1 383种，分属132科，草地常见毒草约300种[4]。对草地畜牧业造成严重危害的毒草主要集中在豆科的甘肃棘豆、小花棘豆、黄花棘豆、冰川棘、茎直黄芪、变异黄芪、紫茎泽兰、披针叶黄华，禾本科醉马芨芨草，瑞香科狼毒，藜科无叶假木贼，萝藦科牛心朴子，毛茛科乌头，大戟科的乳浆大戟和橐吾属等20多种[5]，主要分布于北方及西部草地。这些主要毒草造成的损失约占该区域草地整个畜牧业损失的80%。
3 中国天然草地毒草灾害发生的历史状况
一直以来，草地毒草不断引起家畜中毒，甚至死亡(表1)，并造成严重经济损失。据统计，20世纪60年代，宁夏海原县和内蒙古阿拉善左旗因毒草灾害造成经济损失1 873.5万元[17-18]；70年代，宁夏海原县、甘肃民乐县和西藏五地区(山南、那曲、昌都、日喀则、拉萨)因毒草灾害造成直接经济损失3 013.99万元[5]；80年代，甘肃天祝、青海泽库、湟源和西藏改则、曲松、革吉县6县因毒草灾害经济损失4 476万元[19-21]；90年代，新疆哈密，青海黄南、玉树、海南、海北，西藏改则、革吉、措勤和内蒙古阿拉善左旗因毒草经济损失约1.14亿元[20-22]；21世纪，据2000—2011年统计数据，全国草地因毒草灾害直接经济损失约29.01亿元[3,23]。
4 中国天然草地主要毒草的危害
草地毒草因耐旱、抗逆性强、根系发达等特性，较草地优质牧草竞争力更强。毒草侵占草地后，短期内形成优势种，抑制其他牧草的生长，使草地毒草化，严重破坏了草地生态平衡。
目前，中国天然草地毒草危害面积约4 503.85万hm2，约占全国可利用天然草地总面积的14.84%，其中严重危害面积1 171.6万hm2。中国草地毒草危害分布情况见表2。毒草危害较严重的省有西藏、内蒙、四川、新疆、青海、甘肃、宁夏和云南8省，危害总面积4 074.99万hm2，占全国草地毒草危害总面积的90.15%。其中，西藏草地毒草危害面积最大，为1 456.27万hm2，占全国草地毒草危害总面积的32.33%；其次为四川，毒草危害面积746万hm2，占全国草地毒草危害总面积的16.56%；新疆位列第三，毒草危害面积681.73万hm2，占全国草地毒草危害总面积的15.14%。在草地毒草危害中能形成优势种群的毒草主要为疯草类植物小花棘豆、变异黄芪、甘肃棘豆、黄花棘豆、茎直黄芪、冰川棘豆和哈密黄芪等，仅西藏、新疆、内蒙、青海、甘肃和宁夏6省疯草危害面积超过736.27万hm2，约占6省毒草危害总面积的24.26%，占全国草地毒草危害总面积的16.35%[7]。
表1 中国天然草地牲畜毒草中毒及死亡统计
表2 中国天然草地毒草的危害分布面积
5 天然草地毒草的防控技术
天然草地毒草的迅速蔓延和扩散，不仅对草地生态造成不良影响，而且引起放牧牲畜中毒，甚至死亡，严重影响草地放牧畜牧业发展和农牧民增收，动摇了农牧民对草地的安全感，阻碍草原文化发展，威胁牧区的社会稳定。因此，多年来各级草原管理部门及科研工作者对草地毒草防控十分重视，并投入大量物力、人力和经费进行防控技术研究，从草地毒草防控与生态保护等多角度先后采取了多种技术手段，预防和控制毒草灾害的发生。
5.1 传统防控技术
5.1.1 人工挖出或机械清除 人工挖除或使用机械清除毒草是一项简单而有效的方法，该方法适用于清除面积较小且分布集中的毒草群丛。其特点是一次性连根挖除，不能再生，若在萌发期实施清除，可避免牲畜采食发生中毒；如在结实期实施清除，则可控制毒草种子的传播和蔓延。
5.1.2 化学药物控制 对于毒草面积大，数量多时，化学防除能够有效控制毒草，达到改良退化草地，提高草地质量的目的。目前，被研究证实能有效灭除毒草的化学药物有2,4-D丁酯，主要用于防除狼毒、问荆、苍耳、藜、蓼、醉马草、黄花棘豆、小花棘豆和轮叶马先蒿等[41-42]，有效灭除和有效控制棘豆、狼毒的繁殖[43]，24%氯氨吡啶酸EC主要用于防除橐吾、白喉乌头，防除率高达96.15%[44]，百草敌用于防除藜、蓼、问荆、苍耳、黄花棘豆等[23]，使它隆主要用于棘豆、黄芪的防除；绿草定可防治蒿、柴胡、桔梗、地榆、铁线莲、草木樨、唐松草、蕨、棘豆、黄芪等，环嗪酮主要用于醉马草、狼毒防除。化学药物在毒草苗期使用，灭除率达100%；在营养期使用，灭除率达84.4%；在毒草盛花期使用灭除率达87%[5,45-46]。
5.2 现代防控技术
随着对毒草生态地位认识的深入以及草场管理体制的健全，近年来，为更经济、有效、安全地控制毒草，国内外科技工作者在不断总结经验基础上，应用现代科学技术研究创造了现代防控毒草危害的方法，在实践中取得了初步成果。
5.2.1 生物防治 生物防治是以生物多样性为基础，在有害生物危害区域，引入有害生物的天敌(微生物、植物和动物等)使有害生物与天敌间建立一种相互制约、相互调节关系，从而使区域生态保持平衡，即可利用植物的替代控制，接种专性寄生于毒草的病原菌和放养专嗜性食草昆虫防治毒草。
1) 接种病原菌。紫茎泽兰感染泽链格孢菌、兰尾孢菌、飞机草菌绒孢菌和炭疽属真菌等专性致病菌，可引起致病或生长性能降低，抑制紫茎泽兰蔓延[47]。姚拓等[48]报道，对草地狼毒人工接种栅锈菌，有效地控制了狼毒的滋生和蔓延。豚草接种白锈菌，可引起豚草致病或生长性能降低，控制种群规模，抑制其蔓延。马占鸿等[49]和阿翰林等[50]通过研究宁夏、甘肃和青海等地毒草黄花棘豆锈病的发病情况和锈病发生后对黄花棘豆繁殖的影响，发现引起黄花棘豆锈病的病原菌能有效控制黄花棘豆的生长，生物防治效果比较显著。
2) 放养专嗜性食草昆虫。在小棘豆生长茂密区域放养专性采食该毒草的昆虫，造成小花棘豆枯萎死亡，小花棘豆滋生得到有效抑制[51]。紫茎泽兰生长茂密区域培养泽兰食蝇、澳洲锦天牛、甲虫等专性植食性昆虫，紫茎泽兰被采食或因根茎部钻孔造成其机械损伤而导致植株枯萎死亡，控制其生长蔓延[52]。
3) 替代控制。利用植物间的相互竞争性，在毒草滋生地段，种植对某毒草竞争力强的一种或多种优良牧草，抑制有毒植物的生长发育，从而使毒草种群得到控制而不危害家畜[5]。在紫茎泽兰生长区域种植臂形草、百喜草和紫花苜蓿等竞争力强的牧草，能有效控制紫茎泽兰繁衍，且可带来其他效益[53]。
5.2.2 免疫学方法 将有毒植物毒素免疫用于动物中毒病的防治在国内外刚起步。童德文等[54]、Cook等[55]报道，给动物注射合成的疯草毒素苦马豆素-BAS疫苗，其体内产生苦马豆素抗体，获得主动免疫力，动物对棘豆中毒产生免疫，能安全采食。目前，该方法尚处于试验探索阶段。为了从根本上化解毒草灾害，变害为益，对相应有毒植物毒素疫苗的深入研究不失为一种好措施。
5.2.3 避食训练法 在饲草中混入具有特定气味且对家畜无毒副作用的化学药物，如在饲料中混入氯化锂，使家畜对疯草产生厌恶感，家畜不再采食疯草，且效果显著[56-57]。
6 展望
天然草地是重要的生态屏障。天然草地的存在，对维护生态安全和社会稳定，保护人类和动物生存环境，弘扬草原文化，实现草地永续利用，具有重要意义。长期以来，无计划的自由过度放牧造成草地严重退化。草地退化造成毒草滋生和蔓延，毒草的出现已成为草地退化的一个重要标志。一直以来，阻止毒草滋生和蔓延主要是清除，这并不完全正确。对草地毒草防控，应重点注意以下几点：
1) 严格控制放牧强度，防止过牧超载。无计划自由超载放牧是造成天然草地退化和毒草繁衍的主要因素。制定实施以年、季度、月和旬为周期的划区轮牧制度，构建草地的合理利用与休闲，可有效控制毒草蔓延。美国James等[58]报道，合理的放牧方式和适当的放牧率可降低草地乳浆大戟的密度和分布，保持草地健康。
2) 毒草作为资源开发利用。对毒草不能片面地挖除或灭除，要考虑毒草存在的价值，科学善待毒草，树立变害为益的思想。草地毒草开花色彩艳丽，以毒草为依托，发展草地生态旅游，弘扬草原文化。草地毒草可作为药用资源利用，如疯草、藜芦、瑞香狼毒、披针叶黄华、苦豆子和牛心朴子等有效成分有抗病毒、杀菌、杀虫、抗肿瘤及提高免疫力等活性，可用于开发抗菌药物、天然农药和抗肿瘤药等。
3) 正确认识毒草的生态学作用。从草地生态学角度看，毒草是生态系统长期进化的物质，是草地生态群落重要的成分，对于防止地处恶劣气候条件下退化草地进一步荒漠化有着特殊意义。毒草在草地植物群落中有自己的生态地位，与其他植物种群相比，具有耐贫瘠，抗旱、抗寒、耐风沙、抗病虫害和生命力强等特性，在防风固沙、保持水土、保护草地植被等方面发挥重要的生态学作用。
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(责任编辑： 刘忠丽)
Advances in Disaster Distribution and Control Technology of Poisonous Weeds in Natural Grasslands of China
YAN Dujian1, WU Chenchen2, ZHAO Baoyu2*
(1.AKSVocationalandTechnicalCollege,Aksu,Xinjiang843000; 2.CollegeofVeterinaryMedicine,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)
Grassland is the material basis for the development of animal husbandry, and it is also a very important component to maintain the balance of natural ecological environment in China. For a long time, as to drought, overgrazing, over reclamation and other man-made and natural factors, which are decreasing on high-quality forage year by year, The poisonous weeds are fast growing, reverse succession of grasslands. These results showed that a lot of poisonous weeds in grassland, destroying the balance of natural ecological environment, and a large number of livestock poisoning even death due to grazed poisonous weeds mistakenly. Especially in recent decades, the rapid spreading of poisonous weeds had caused the degeneration of grassland, the decrease of available grass, the degradation of grasslands and poisonous weeds which have seriously affected the economic development of husbandry and cause negative influence on the balance of ecological and the social stability of animal husbandry. According to the analysis and summary of data reported, the species of poisonous weeds，disaster situation and geographical distribution and control technology were reviewed in this paper.
natural grasslands; poisonous weeds; species; disaster distribution; control technolgy
2015-07-17； 2015-12-30修回
农业部“十二五”公益性行业(农业)科研专项(201203062)
严杜建(1979-)，男，硕士，从事动物有毒植物中毒病和毒理学研究。E-mail:444655224@qq.com
*通讯作者：赵宝玉(1964-)，男，教授，博士，从事动物中毒病与毒理学研究。E-mail:zhaobaoyu1200@163.com
1001-3601(2016)01-0028-0104-06
S451.23
A
