外来入侵杂草
——北美刺龙葵
2019-01-07左然玲
左然玲, 蒋 湘
(黄埔海关,510730)
北美刺龙葵(SolanumcarolinenseL.)是一种恶性杂草,繁殖能力强,可造成作物严重减产,也是农作物病虫害的寄主,对牲畜和人类有毒,现已被列入我国进境检疫性有害生物名单。近年来北美刺龙葵不断随进口货物传入我国,进入我国定殖和传播扩散的可能性大增,因此,了解北美刺龙葵的分布区域、生物学特征等,对口岸检疫及防控具有积极的意义。
1 北美刺龙葵的分布及危害
1.1 北美刺龙葵的分布
北美刺龙葵别称所多马之果、水牛荨麻、魔鬼番茄、魔鬼马铃薯、野番茄等,是管状花目(Tubiflorae)茄科(Solanaceae)茄属(Solanum)植物,其原产墨西哥湾沿岸地区,现已遍布安大略湖北部和西部地区,甚至远达加利福尼亚。在1979年,北美刺龙葵被引入日本和印度[1],现主要分布在美国、加拿大、巴西、克罗地亚、挪威、格鲁吉亚、孟加拉国、日本、印度等国家。主要危害草莓(Fragaria×ananassaDuch.)、苹果(MaluspumilaMill.)、马铃薯(SolanumtuberosumL.)、玉米(ZeamaysL.)、大豆[Glycinemax(Linn.) Merr.]、茶[Camelliasinensis(L.) O. Ktze.]、狗牙根[Cynodondactylon(L.) Pers.]、紫苜蓿(MedicagosativaL.)等,在中国、新西兰、智利、乌克兰、俄罗斯等皆被列为检疫性有害生物[2]。
1.2 北美刺龙葵的危害情
北美刺龙葵是玉米田、粮食作物、西红柿地、牧场、荒地的主要问题杂草,也是一些重要害虫和农作物致病菌的中间寄主,如番茄叶斑真菌(tomato leafspot fungus)、番茄斑枯病(Septorialycopersici)、马铃薯和番茄花叶病毒的寄主。入侵农田后可造成农作物减产 35%~60%[3-4]。在美国南部几个州,北美刺龙葵被列为10种问题杂草之一,是降低玉米田和牧场产量的主要有害生物。
北美刺龙葵也是诸多植食性昆虫的“港湾”,增加了作物的染病率[5],昆虫包括马铃薯甲虫、美洲马铃薯跳甲、马铃薯茎象甲、马铃薯尖翅木虱、红叶螨[6]。在美国西南部地区,北美刺龙葵正逐渐成为花生田里极具危害性的问题杂草,其在沙质土壤中与花生一样生长良好,与作物竞争养分。它的果实在花生中是一种杂质,影响花生品质的分级,还会引起干燥花生的腐败。但在花生田控制它非常困难,因为很多种控制措施都会影响花生的产量[7]。
除了自身的强竞争性,北美刺龙葵还含有高毒性的生物碱——龙葵素,可使食用它的家畜中毒。且含量在秋季比其他季节高10倍,牲畜采食后可致死。其中毒的典型症状是视力下降、心跳加快或降低、神经过敏以至昏迷或死亡。小牛采食其果实后的中毒可表现为水肿或局部肿大,且体型快速消瘦;成年奶牛误食浆果后会产生黄疸,且肝脏破坏严重。以上症状,与牲畜在误食刺萼龙葵后的症状基本相同[8]。
2 北美刺龙葵研究概况
2.1 形态特征
北美刺龙葵是一种多年生杂草,直立,高 0.3~1.2 m,分枝松散,茎上有近5 mm长的淡黄色的刺,且具星状短绒毛;根有水平和垂直之分,且根上能产生新芽。叶卵形至长圆形,具不规则波状齿,长4~14 cm,宽2~6 cm,叶两面均具有微黄色的星状短毛,叶柄长2 cm。开放式圆锥花序,花梗有刺,萼裂片长6~7 mm,无刺;花冠紫色,偶有白色,5裂,直径约3 cm;雄蕊5枚,花药6~9 mm 长;花粉具3孔沟,直径约26 μm(图1-A、图1-B);成熟时呈浆果球状,直径10~20 mm,淡橙色或黄色,光滑无毛(图1-C);种子倒卵形,扁平,浅橙色或黄色,长约2 mm(图1-D)[8]。
2.2 生物学特性
北美刺龙葵是一种深根性的多年生杂草,它可通过种子、根和根的任何一段进行繁殖,在美国大部分地区,这种多刺的草本杂草可降低牧草质量和粮谷饲料的产量,也是豌豆和蔬菜地的主要危害性杂草[9]。因其发达的根部系统(图3),使得牧场草地上对它的选择性防除尤为困难。在冲积形成的土壤上长势尤为良好,主根可长达3 m,侧根系可深达50 cm并横向可延伸6 m,甚至 2 mm 左右的根段都可以长出新的植株。其15 cm长的根插条,可突破45cm深的土层长成新的植株。在10月初,其根部的淀粉含量可在发芽后的30 d内从30%增长至46%。这有利于其提高其萌发和存活率。经研究发现,北美刺龙葵根的不同部位有不同的功能:弯曲部分形成新芽;水平部分延伸到周围区域;垂直部分用于存储,通过这种功能性的排列分工,进行有效的生长[10]。
北美刺龙葵可通过种子、根茎系统、根片段进行繁殖。由于每一个根片段都可发展成为新的植株,因此其非常难控制,在玉米田和翻耕田块,农事操作可使其根系统成为一个片段,该特性可大大加速北美龙葵的传播[11]。
北美刺龙葵结实量巨大,每株每年可产生 1 500~7 200粒种子,种子可随风力、水流、动物、交通工具等途径进行自然和人为因素主导的扩散蔓延[10,12],种子扩散到新地区后,其休眠特性(休眠期可达10年)能极大地提高其定殖能力[13]。
2.3 防治措施
北美刺龙葵具有广泛、穿透性强且存储了大量碳水化合物的外延根系,使得有效控制变得非常困难[14]。因此,完全控制北美刺龙葵取决于对其根系的控制。在牧场,防治北美刺龙葵的常用方法是每年在其花期,植株碳水化合物水平较低时使用除草剂,然而,这并不能给牧场带来持久的控制效果,有效的控制通常需要几种方法共同使用。一般情况下,秋季是控制北美刺龙葵的较好季节。在进行化学防除时,喷施0.6~1.1 kg/hm2的毒莠定(一种内吸性除草剂)可显著降低北美刺龙葵根的发生量。毒莠定和草甘膦在其开花后或结实期对其有良好的控制效果;使用麦草畏与毒莠定进行土壤中层处理(subsurface layer)对北美刺龙葵也有理想的防治效果。但是,在花生田,上述除草剂会对花生结实造成不利影响。在北美刺龙葵花期前使用2,4-滴丁酸[4-(2,4-dichorophenoxy)butyric acid,4-(2,4-二氯苯氧)丁酸,2,4-DB]除草剂,对北美刺龙葵的结实的抑制率可达到80%~90%,且对花生无害。在温室里,苗后处理最有效的除草剂是草甘膦和地乐酚(2-sec-butyl-4,6-dinitrophenol acetic acid)[7]。
3 小结
笔者对北美刺龙葵的生物学特性和有关的形态特征的介绍以及防除措施的提出,有助于口岸的检疫和监测工作。从本研究可看出,北美刺龙葵具有强大的适应能力和竞争力,且带有毒性。虽然北美刺龙葵的相关特性已引起重视,2007年我国已把北美刺龙葵列为进境检疫性有害生物和重点监测的对象,但北美刺龙葵还是成功入侵定殖我国,目前主要分布在我国东部沿海地区,应该是随着人类活动如货物的贸易往来携带传入我国。随着我国“一带一路”倡仪的发展和自由贸易区的建设,对外交流和频次势必会快速增长,这也为北美刺龙葵进入我国的更多区域提供了更多的机会,且我国很多地区都是北美刺龙葵的适生区,且已在我国局部分布[15-16]。因此,更应加强对北美刺龙葵的重视,采取切实的检疫和防除措施。
在实际工作中,除加强口岸检疫外,还须制定相应的防除措施和跟踪监测体系且落实到实处[17-18],把此类入侵性、高危害性的杂草控制在一定的范围内,做到早发现、早防除,保护我国的农业和生态环境。