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马唐属(Digitaria)杂草在草地生态利用的可能性分析

2021-01-17金海波薛光沈正高郦春燕王秀云林黎虹

杂草学报 2021年3期
关键词:利用

金海波 薛光 沈正高 郦春燕 王秀云 林黎虹

摘要:马唐属(Digitaria)杂草有100种以上,其中马唐[D. sanguinalis (L.)]为世界性杂草,起源于欧洲,传至56个国家和地区,危害33种作物,被列为世界76种恶性杂草的第11位,也被列为我国17种农田重要杂草的第2位。随着草业科学的发展,全国有85%以上高尔夫球场高肥水管理的草坪受马唐属杂草的危害,并逐年加重。基于对1936年以来世界范围内马唐属杂草相关种的植物学、生态学及繁殖特性专业文献,分析多种马唐属杂草在草地生态利用的可能性,最终确定有10种马唐属杂草可在草地生态中利用,并将其分为牧草饲料资源、生态草坪资源和绿地植被资源3组。其中,第1组包括俯仰马唐(D. decumbens)、毛马唐(D. ciliaris)和梯马唐(D. scalarum);第2组包括紫马唐(D. violascens)、长花马唐(D. longiflora)、马唐(D. sanguinalis)和止血马唐(D. ischaemum);第3组包括升马唐(D. adscendens)、海南马唐(D. setigera)和红尾翎(D. radicosa)。此外,还提出适合被利用马唐属杂草的环境要求。

关键词:马唐属杂草;草地生态;利用;牧草饲料;生态草坪;绿地植被

中图分类号:S451  文献标志码:A  文章编号:1003-935X(2021)03-0001-07

Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China;3.Jiangsu iGreen Golf Course Turf Maintenance Itc.,Suzhou 215028,China;

4.Nanjing Pure Green Turf Maintenance Centre,Nanjing 210034,China; 5.Nanjing Zhongshan International Golf Course,

Nanjing 210042,China; 6.Qizhong Golf Country Club,Shanghai 201111,China)

Abstract:More than one hundred species of Digitaria are recognized as weeds,among them,Digitaria sanguinalis (L.) is a native of Europe and has extended as a troublesome weed in 33 crops in 56 countries and regions. It was ranked by Holm et al. (1977) as the 11th “most serious” weed among the 76 worlds worst weeds. It is also ranked the 2nd most noxious weed of the 17 “important” weed species in Chinese farmland. For development of pratacultural science,more than 85% of the golf turf area in China was damaged by Digitaria with increasing seriousness annually due to abundant fertilizer and irrigation practices. Based on the references related to Digitaria since 1936,the possibility of using varieties of Digitaria in grassland ecology from around the world was analyzed. The analysis included characteristics of Digitaria species related to botany,biology and reproduction. The ten species selected were divided into three usage groups:forage grass and hay,ecological lawn and green vegetation. Varieties selected for the 1st group included D. decumbens,D. ciliaris and D. scalarum;The 2nd group varieties included D. violascens,D. longiflora,D. sanguinalis and D. ischaemum;The 3rd group varieties included D. adscendens,D. setigera and D. radicosa. The environmental requirement of utilized Digitaria was also proposed.

Key words:Digitaria weed;lea ecology;utilization;forage and hay;ecological lawn;green vegetation

马唐属(Digitaria)杂草有100种以上,其中马唐[D. sanguinalis (L.)]为世界性杂草,起源于欧洲,传至56个国家和地区,危害33种作物,被列为76种世界恶性杂草的第11位[1]。1980年Ernst等阐明了41个国家和地区有26种马唐属杂草[2],美国、欧洲分别有10、9种,其中有3种在美国被列为作物[3-4]。1989年Moody等报道亚洲有31种马唐属杂草[5-7]。唐洪元考察了中国28个省(市、区),发现了6种马唐属杂草,其中马唐位于17种农田重要杂草第2位[8],引起中国杂草界对以马唐为主的马唐属杂草危害的关注[9-14]。他系统做过马唐等40多种杂草生物学特性及防除研究[15-16],先后获原农业部和上海市科技进步一等奖及国家科技进步二等奖。沈国辉等的马唐属杂草生物学研究印证了唐洪元的研究结果[17]。隨草业科学的发展,1998—2002年我国南方46个高尔夫球场草坪受马唐属杂草的危害[18]。从北到南,马唐属杂草全年与草坪共生期长达5—8个月,全国有85%以上的高尔夫球场高肥水管理的草坪受其危害逐年加重。南方一些links风格球场在长草外围保留某些种马唐属杂草作生态草坪,获成功[19-22]。本研究旨在通过对马唐属杂草的植物学特征、生态学和繁殖特性的文献追溯及分析,确定马唐属杂草在草地生态利用的理论依据,并分析其可行性。

1 马唐属杂草的种类

摸清马唐属杂草中已被利用的种类,是分析马唐属杂草在草地生态利用的可能性之前提。马唐属杂草在分类学上具多型性,目前植物界对世界有300多种还是100多种马唐属杂草[13,23-30]认识不同。《中国植物志》认为世界有300多种,中国有24种[25]。《江苏植物志》认为世界有100多种,中国有12种[26]。据完全统计,本文介绍其中63种马唐属杂草(表1)。

2 草地生态中可利用的马唐属杂草种类

马唐属杂草的生态幅较宽,常会被演替为优势杂草种群。它与谷类及草坪同科,决定其在作饲草、草坪或绿地植被方面具有被利用的优势。

2.1 作牧草和饲料(第1组)

俯仰马唐等被WSSA列为作物[3]。可作牧草饲料,是因其耐瘠、繁殖力强、养分含量和产草量高。

2.1.1 俯仰马唐 多年生簇生。茎长100 cm,粗2~3 mm[3]。须根发达,总根量大,着土易生根。叶长5~20 cm,宽4~7 mm。阳光足或部分隐蔽生长良好。耐旱、耐瘠、适应性与再生力极强,100 g 干草含粗蛋白8.2%、粗脂肪2.0%、粗纤维33.3%、灰分6.9%和无氮浸出物49.6%。产草量高,宜晒制干草[3],入选作物的还有行列马唐和彭茨马唐[3]。

2.1.2 毛马唐 中国广布,一年生簇生。茎25~60 cm,半分枝,节半生根。叶长5~10(~30) cm,宽3~6(~12) mm[2]。含粗蛋白17.41%,粗脂肪2.49%,粗纤维26.87%,无氮浸出物40.29%和灰分12.94%,可作饲草[24]。

2.1.3 梯马唐 多年生散生。茎20~40(~70) cm,基部分枝。叶长4.5~8 cm,宽3~5(~8) mm[2]。新出苗幼嫩叶片是牛的食料,在热带和亚热带如美国南部的特立尼达、佛罗里达、夏威夷、波多黎各,澳大利亚、巴西、牙买加等地是重要的牧草资源[1]。

2.2 作生态草坪(第2组)

草坪具有以禾本科草为覆盖、以根系或匍匐茎充满土表的特征[31],可在links风格高尔夫球场长草区外围利用,因它们可塑性强,通常一年生丛生,高温、雨足、土肥时为多年生。株高相对较矮,仅40~70 cm,基部分枝。

2.2.1 紫马唐 一年生丛生,有时多年生。茎 10~40(~50) cm。叶长5~15 cm,宽2~6 mm[2]。节生根基部分枝。中国广布,南北美洲、澳洲、亚洲和太平洋岛国被作为草坪利用,适合草地生态[2]。

2.2.2 长花马唐 一年生散生,有时多年生。茎20~50 cm。节半生根,分枝匍匐状,叶长4~11 cm,宽2~6 mm[2]。适合在热带和亚热带生长,可粗放管理,在华南被用作草坪[26]。

2.2.3 马唐  一年生丛生,偶多年生[32]。茎10~30(~70) cm,半分枝、节半生根。叶长3~10(~20) cm,宽3~10(~14) mm[2]。靠种子、叶腋分枝和节生根繁殖。无养分竞争时,美国的马唐可产700个/株分蘖和15万粒/株种子;菲律宾的马唐约有2 000粒/株种子[1]。马唐靠分枝竞争,在一定面积内马唐植株难忍周边杂草拥挤时,它就迅速避让转向周边缝隙扩展并填满。不显著的群体减少并在瞬间扩张占领空间,或许是虚拟竞争。成熟马唐若被拔掉,新株就会迅速复生[33-34]。Ernst等发现了马唐特有的竞争力,并称它为“被忽视的草坪”,是世界分布最广的草地生态资源[2,4]。

2.2.4 止血马唐  一年生丛生。茎10~35(~50) cm,基部分枝。叶长5~12 cm,宽3~6 mm。中国广布,25个国家和地区显示其适合草地生态[2]。在非洲被发现止血马唐为多年生[4]。止血马唐植株相对矮、基部分枝,防除难度大[35],宜作草坪利用。从环保及节省养护成本考虑,我国琼、粤、闽、桂、皖等地links风格球场长草区外围作生态草坪[36]。

2.3 作绿地植被(第3组)

该组马唐属杂草生长繁殖快,竞争力、抗逆力强,作绿地植被可免管理[37]。

2.3.1 升马唐 一年生丛生,有时多年生。茎 60~100 cm,匍匐、外倾,节生根分枝成基团。叶腋生分枝,叶长10~30 cm,宽6~12 mm[2]。起源于中国,广布于22个国家和地区的19种作物中[1]。被动物咬食或修剪后,残留根和节形成直径0.6 m的厚俯卧垫团,结大量种子,靠种子繁殖。是马唐属杂草中唯一适应湿地生态的杂草[2],IRRI认为升马唐危害水稻[5],它竞争力较强,适用于护堤、泄洪区利用。因节生根成基团,不适在第1、第2组利用[1-2]。

2.3.2 海南马唐 广布海南。一年生丛生,偶多年生。茎70~100 cm,基部匍匐,节生根具分枝。叶长4~28 cm,宽4~12 mm。适于绿地植被[2,37]。

2.3.3 红尾翎 广布海南,一年生散生。茎20~30 cm,匍匐,节半生根。叶长3~11 cm,宽3~8 mm。繁殖力强,结籽量大。一旦草籽黏附在球员的裤子或鞋袜上,即使用球场专吹除黏着物的单气枪或水气两用枪也难以吹净。虽株矮但不宜用于高尔夫球场长草外围,仅适用于绿地植被[2]。

3 草地生态中利用马唐属杂草的要点

3.1 因地制宜,就地利用

就地选用是草地生态利用马唐属杂草的原则。毛马唐在中国广布[3,24,26],可就地取材,北美、南美、欧洲和澳洲也有[1,3]。俯仰马唐和梯馬唐适应南美洲和加勒比海岛环境,可被利用[1,24]。而马唐和止血马唐有特强竞争力[32],化除难度大[35],留在高尔夫球场长草外围,降低防除杂草费用,利于环保及球员健康。马唐(D. sanguinalis)为稻瘟病(Piricularia grisea)中间寄主[38],应避在水稻种植区附近球场利用。止血马唐在海南发生普遍,以匍匐茎扩展,邻近稻区球场宜保留止血马唐。

3.2 科学管理,零肥控水

失当高肥水管理常对草坪有害,草坪叶片变嫩引发虫害。高湿致草坪根部受渍而生长乏力,瘦弱草坪无法与杂草竞争,易染病[21]。杂草喜欢高肥水环境,天胡荽等低矮杂草易在高湿区域泛滥。零肥控水是利用马唐属杂草作高草区生态草坪的关键。

3.3 除掉阔莎,保护禾草

将马唐属杂草作绿地植被,需保护禾本科杂草。若长期持续单纯预防一年生禾草,利于阔叶草、莎草的扩张。作生态草坪的马唐属杂草,应选密度极大、长势旺盛的区域。若马唐属杂草尚未形成密集种群,用轻量、低污染的除草剂控制阔叶草、莎草,阻断高草区马唐属杂草向球道蔓延极为重要。

4 结论与讨论

杂草是生长在人们不希望它生长的地方的植物[39]。有26种马唐属杂草被Ernst等[2]收进《Grass weeds in world agriculture》,而17种马唐属杂草被WSSA收进杂草组合代码名称,10种被收进苏少泉的《英拉汉杂草名称》。Moody介绍有30种马唐属杂草为稻田杂草[5]。可见,禾本科马唐属植物是杂草已成共识。

除俯仰马唐和梯马唐外,马唐、止血马唐和十字马唐也可作牧草[24],第1、第2组利用的毛马唐低矮,半分枝、节半生根,可作牧草,适合3个组利用,需加以保护[2]。与有300余种马唐属杂草的说法相比[23],本文列出的63种仅为部分。中国有100种以上的马唐,该结论已被证实[26]。原南京大学史德蔚教授在《中国扬子江下游维管束植物手册》中阐明:世界主要有100多种马唐属植物 (该书为美国古根海姆基金会捐资,史德蔚基于在中国29年研究与教学资料,于1951—1953年在美国著成)。马唐属杂草种的定名,近似种极多。如LeRoy直接以D.adscendens (H.B.K.) Henr.(=D. chinensis Horn.、D. henryi Rend.和D. marginata Link)的方式表述升马唐有2个近似种[1]。Ernst介绍26种马唐属杂草有14种为近似种[2],欧洲10种马唐属杂草中除2种外,其余均为近似种[4]。稻田的30种马唐属杂草有14种为近似种[5]。我国海南岛屿的14种马唐属杂草有6种近似种或变异种[28]。含近似种或变异种,不排除世界有300种马唐属杂草。

致谢:Kerry Son指导英文写作,巴斯夫(中国)中国公司马建霞副研究员参与初期工作,一并致谢!

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