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青海畜牧兽医杂志 2014 年第 44 卷第 5 期(总第 233 期)
青海省草地有毒棘豆草综合防除技术
*
李秀萍，王光华，王戈平，陆 艳，蔡其刚，马利青
( 青海省畜牧兽医科学院，西宁，810016)
摘 要:青海省的有毒棘豆对草原的危害极大，分布较广，造成草原严重退化，毒草是继荒漠化后的第二大危害草原
生态平衡的主要因素。为此，我们将进一步对毒草进行开发和利用的研究，合理利用毒草，减少毒草对我省畜牧业危害。
关键词:青海省;有毒棘豆草;防治;开发利用
中图分类号:S508 文献标识码:A 文章编号:1003-7950(2014)04-0044-03
青海省是我国畜牧业生产基地，侯秀敏〔1〕1997—1998 年
天然草地普查:天然草地面积为 3636． 9 万 hm2，可利用草地面
积 3 153．万 hm2，有毒植物发生面积达 262． 11 万 hm2，危害面积
185． 04 万 hm2，其中，棘豆发生面积 128． 92 万 hm2，危害面积
94． 96 万 hm2 占毒草危害面积的 51． 3%。通过对青海草地有毒
棘豆草的种类、分布、危害、中毒机理、毒性成分的理化特性、防
治措施及毒杂草的开发和利用的进一步探讨，使我们认识到棘
豆草活性特性的双重性，从而进一步防除、利用和开发棘豆草
植物。
1 青海省草地的棘豆毒草种类及分布区域
棘豆属(Oxytropis)植物属于疯草的一类，青海省分布的棘
豆属植物有 36 种，有毒并对畜牧业造成严重危害的有 9 种，分
别是甘肃棘豆(O． kansuensis)、黄花棘豆(O． ochrocepHala
Bunge)、急弯棘豆(O． deflexa)、宽苞棘豆(O． latiracteata)、镰形
棘豆(O． falcate Bunge)、小花棘豆(O． glabra)、黑萼棘豆(O．
melaocalyx)、刺叶柄棘豆(O． acipHylla)和冰川棘豆(O． glacialis
Benthex Beg)。青海省有毒棘豆主要分布于海南州、海北州、黄
南州、玉树州、海西州、海东地区和西宁市的 30 个县〔2，3，4〕。
2 棘豆草的危害
2． 1 对草地的危害
2． 1． 1 草地的进一步的退化，引起草地生物的多样性的减少
棘豆草根系很发达，在恶劣环境中生命力极顽强，有性生殖
与无性生殖的能力极强，如纪亚君〔5〕(2004)报道，一棵甘肃棘
豆的成株一般年产种子 2，700 粒，根部产生再生芽 4 ～ 98 个，0．
25m2 样方地下根总重(干重)43． 5g，根系总长 15． 4cm。它的这
些特性，使它与其它牧草争夺养分、阳光、水分时占有强大优
势，尤其棘豆草成片生长的地区，从而使草地植物学成分简化，
草地生物多样性减少。
2． 1． 2 草场利用率的降低 有毒棘豆草不能被家畜利用，在
草场上大量生长，牧民因害怕家畜中毒，不敢在此草场放牧，从
而降低了该草场的利用率，加速草地退化，缩短草地使用年
限〔6〕。如李玉玲〔7〕(1998)黄花棘豆单株结荚数为 200 ～ 700 个
(大株超过 1000 个)，每荚有种子 4 ～ 10 粒，每株每年繁殖种子
1000 ～ 7000 粒。土壤中黄花棘豆种子的储藏量每亩约有 137 ～
334 万粒，并且种子在土壤中存活数年。如此循环，棘豆草逐年
增加，导致草场退化。
2． 2 对家畜的危害
2． 2． 1 甘肃棘豆 绵羊采食甘肃棘豆精神沉郁，食欲轻度下
降，反应迟钝，目光呆滞，喜卧等。对症状不明显的羊，手提一
耳时，表现为转圈、摇头，摔地不起，随着病情的加重，步态蹒
跚，行走如醉，四肢无力，后躯麻痹，食欲明显下降，体虚消瘦，
卧地不起，出现濒死症状〔8〕。家兔采食甘肃棘豆后精神沉郁，
食欲轻度减退，反应比较迟钝，后肢无力，喜卧，怀孕母兔发生
流产〔9〕。小鼠采食甘肃棘豆后活动次数减少，伴有腹泻、腹胀
等现象〔10〕。牦牛采食甘肃棘豆后生长较缓慢，体重明显降
低〔11〕。
2． 2． 2 黄花棘豆 马采食黄花棘豆有专嗜性，一旦误食后，就
会专门采食黄花棘豆，临床症状为先增膘后逐渐消瘦，并显现
中枢神经中毒症状，如肌肉僵直，嚼肌失灵，步态失调、走路成
舞蹈状，四肢硬直，视神经障碍〔12〕。兔子采食黄花棘豆后精神
萎顿，目光呆滞，视力障碍，常伏卧，不愿活动。随着中毒的加
深，后肢麻痹，步态蹒跚，颈部肌肉轻度强直，采食轻度困难，食
欲下降，个别兔子出现眼屎及视力丧失〔13〕。
2． 2． 3 小花棘豆 骆驼采食小花棘豆后，初期兴奋不安，易
惊，口吐白沫，流泪，继而行动缓慢、离群站立，腰背僵硬而行走
困难;后期头颈僵直，视力减退，步态蹒跚，容易跌倒，转弯困
难，一般体温、呼吸、脉搏约正常;最后因采食困难，后肢麻痹衰
竭而亡〔14〕。
2． 2． 4 宽苞棘豆 绵羊采食宽苞棘豆后，初期精神沉郁，反应
迟钝，食欲轻度减退，提耳应激(转圈运动)，后期步态蹒跚，行
走缓慢，四肢无力，后肢麻痹，虚弱消瘦，卧地不起〔15，16〕。
2． 3 添加解毒剂和注射疫苗预防牲畜中毒 “棘防 E号”解毒
剂，预防羊棘豆中毒病的发生有显著的作用，在生产中有较好
的应用价值。如王凯〔17〕报到(2004)，在英得尔种羊场和托勒
牧场得到此结果的验证。疯草疫苗免疫动物后，机体已诱导产
生高水平苦马豆素抗体，并与进入机体内的苦马豆素形成抗原
抗体复合物，在攻毒后的前一个月内，能有效的保护苦马豆素
对山羊肝、心和肾等组织器官的损伤。“疯草解毒缓释丸”，在
青海省英得尔种羊场、海北州祁连县央隆乡和内蒙古阿拉善左
旗、右旗及额济纳旗小规模试验，证明对家畜疯草中毒具有显
著预防作用〔18〕。
3 有毒棘豆的主要毒性成分、理化特性及中毒机理
3． 1 有毒棘豆的主要毒性成分 棘豆毒素有以下几种毒性生
物碱，主要包括苦马豆素和氧化氮苦马豆素及臭豆碱、黄华碱
等成分〔19〕。
3． 2 主要毒性成分的理化特性 苦马豆素(Swainsonine SW)
的分子式为 C8H15NO3，分子量 173，熔点 144 ～ 145℃，纯品为白
色针状晶体，易升华，酸解离常数 pka为 7． 4。苦马豆素属吲哚
兹定生物碱，因其分子是在吲哚兹定环的 1，2，8 位上各带有一
个 － OH，故被命名为 1，2，8 －三羟基八氢吲哚兹定(1，2，8 －
thiry droxyoctahy dro indolizidine)，从有机物分类上看，因其三个
羟基直接连接在碳原子上，因该属于醇，故被命名为吲哚兹定
三醇(indo lizidine triol)〔20〕。
3． 3 主要毒性成分的中毒机理 苦马豆素能强烈地、特异地
抑制哺乳动物、鱼类和植物体中的 α －甘露糖苷酶，苦马豆素阳
离子在半椅状空间结构上同甘露醇阳离子具有很强的相似性，
从而成为 α －甘露糖苷酶(α － mannosidase，AMA)的强烈抑制
剂。结果造成溶酶体甘露糖贮积，使正常糖蛋白的合成发生异
常，细胞发生空泡变形。电镜下证实，空泡变性是溶酶体和线
粒体肿胀所致。虽然细胞空泡变形是广泛的，但神经系统损害
出现最早，特别是小脑普肯野氏细胞最为敏感，常有细胞死亡，
因而中毒动物现以运动失调为主要的神经症状。由于生殖系
* 收稿日期:2014-06-06
* 基金项目:现代农业产业技术体系建设专项经费资助(CAＲS － 04 － 08B)。青海省现代农牧业产业科技创新平台———羊产业科技创新平台。
* 通讯作者:马利青，研究员，maliq67@ hotmail． com
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10 /2014 Chinese Qinghai Journal of Animal and Veterinary Sciences Vol． 44，No． 5
统细胞的广泛空泡变性，造成母畜不孕，孕畜流产和公畜不育。
苦马豆素可通过胎盘屏障，直接影响胎儿，造成胎儿死亡或发
育畸形〔21，22〕。
4 苦马豆素
4． 1 苦马豆素的降解 赵兴华(2009)〔23〕在实验室用富集驯
化的方法，从埋藏过疯草样品的土壤中得到 SW降解菌 YLZZ －
1，该菌株能在 14 h内将 50mg /mL 的 SW 完全降解。降解酶产
生的 SW降解酶属于胞内酶，且为诱导酶，底物降解酶的降解活
性或者说降解酶基因的表达具有诱导作用。SW降解酶酶促反
应的最适宜温度为 30℃，最适 PH 为 8． 0，具有较好的 PH 稳定
性，但对热不稳定。
4． 2 苦马豆素的检测方法
4． 2． 1 薄层色谱法(TLC) 原理:苦马豆素结构中含有 3 个羟
基，当喷洒醋酐试剂后，在加热条件下发生脱水反应，而形成吡
咯环，而后再与 Ehrlich’s 试剂反应生成容易观察的紫红色物
质。
试剂:展开剂系统是 V(氯仿)﹕ V(甲醇)﹕ V(氨水)﹕ V
(水)= 70 ﹕ 26 ﹕ 2 ﹕ 2 或 4 ﹕ 4 ﹕ 1 ﹕ 1，显色剂采用 300
mL /L超氧化氢 + 100 mL /L醋酐无水乙醇 + Ehrlich＇ s试剂。
方法:先将硅胶板展开、放凉，均匀的喷洒 300 mL /L 超氧
化氢，在 115℃加热 10 min，取下放凉，再均匀喷洒上 100 mL /L
醋酐，于无水乙醇 115℃加热至无醋酐味为止，取下放凉，最后
喷洒 Ehrlich＇ s试剂，115℃加热 10 min 后取下观察。进行 TLC
检测时，尽量保证实验条件的一致性。
优缺点:此方法简单快捷，但不适宜精确测量。
4． 2． 2 气相色谱法(GC) 原理:各组分在固定相与载气相间
分配系数不等，按大小依次被载气带出色谱柱，再经各种检测
技术进行检测。
方法:向干燥后的样品中加入干燥的乙腈、4 － DMAP 和醋
酸钠，于 0℃下冷冻处理，然后加入乙酸酐即可。
优缺点:此方法远不如 TLC方法快，但检出效率高。
4． 2． 3 高效液相色谱法(HPLC) 它是色谱法的一个分支，能
检出植物干重最低含量的苦马豆素 0． 1g /kg。
4． 2． 4 α － 甘露糖苷酶活性抑制分析法(α － mannosidase
inhibition assay α － MIA) 原理:属于酶分析法(enzyme
analysis)。α －甘露糖苷酶具有降解甘露糖苷的作用，而苦马豆
素与 α甘露糖苷酶的半椅型结构十分相似，能竞争性抑制 α －
甘露糖苷酶的活性，随着苦马豆素浓度的变化而变化，因此可
以通过测定甘露糖苷的量间接分析苦马豆素的含量。当苦马
豆素的量达到 0． 5 μg /mL时就对 α －甘露糖苷酶表现出抑制作
用，抑制作用与溶液的 pH密切相关。
方法;应用于血清、乳中苦马豆素的测定。收集的样品煮
沸后离心，移入微孔板中并加入柠檬酸盐缓冲液和 α －甘露糖
苷酶于 37℃反应一段时间，然后再加入 p －硝基苯 α － D －甘露
糖苷作为底物，反应一段时间后，采用分光光度法测定产物的
光密度，以甘露糖苷浓度为很坐标，苦马豆素浓度为纵坐标绘
制标准曲线图。
优缺点:此法用于血清的苦马豆素的定性定量分析，但酶
的活性受条件(如 pH值、温度等)限制。
4． 2． 5 其他方法 荧光光谱发(sepctral fluorescence)用于测定
动物食入的植物片段的成分。将待测样品干燥，用碱性 PBS 液
萃取，再用 TIO2 萃取以除去其它荧光杂质。上清液在荧光光谱
仪中检测，采用主成分分析法(PGA)分析样品中苦马豆素的含
量。
离子抑制色谱法(ion suppression chromatography)直接采用
分光光度法测定其含量〔24〕。
4． 3 α －甘露糖苷酶
4． 3． 1 α －甘露糖苷酶的分类 α －甘露糖苷酶分类经历了 3
个阶段，以酶发挥最佳活性的 pH 条件可分为酸性 α －甘露糖
苷酶、弱酸性 α －甘露糖苷酶和中性 α －甘露糖苷酶;以亚细胞
器可分为细胞质 α －甘露糖苷酶、高尔基体 α －甘露糖苷酶、溶
酶体 α －甘露糖苷酶、内质网 α －甘露糖苷酶、细胞膜 α －甘露
糖苷酶等〔25，26〕。
4． 3． 2 甘露糖苷酶在糖基化过程中的作用 α －甘露糖苷酶
在体内参与蛋白质的成熟和降解过程〔25，26〕。
4． 3． 3 α －甘露糖苷酶基因突变导致的相关疾病 先天性红
细胞生成异常性贫血 型(congenital dyserythropoietic anemia type
II ，HEMPAS)和甘露糖苷贮积症(α － Mannosidosis)〔25，26〕。
5 有毒棘豆的防治措施
5． 1 严禁过度放牧，合理利用草场 过度放牧是造成草地退
化和毒草繁衍的主要因素，优良牧草的种类和数量就会减少，
棘豆属植物就会大量生长。因此，以草定畜，制定合理的放牧
利用制度，避开毒草的毒性高峰期，严禁超载过牧，合理利用草
场〔27〕。
5． 2 应用化学药物进行防除 化学药物多为 2，4 － D 丁酯、2
－甲 － 4 －氯、施它隆、百草隆等药物。化学防除具有高效、速
效和使用方便的特点，但它也存在自身难以克服的弱点，主要
表现在:①缺乏特异性，不仅对毒草有杀灭作用，而且对可使用
牧草也有杀灭作用;②除草剂只能杀死毒草，而不能杀死土壤
中的草种子，多次重复用药，增加经济成本;③除草剂残留会对
草、空气、土壤等环境造成污染;④破坏草地植被，造成草地退
化〔3〕。
5． 3 应用物理方法进行防除
5． 3． 1 人工挖除的方法 人工挖除简便易行、成本低，牧民容
易做到，但该方法也有缺陷:人力、物力投入大，但效率低;挖除
棘豆时其它优质牧草也被破坏，进一步导致草地沙化、退化及
水土流失。棘豆草根系发达，不宜一次挖除，同时挖除时，棘豆
草种子散落在地面上，与地面充分接触，更有利于草种子的萌
发。
5． 3． 2 用火焚烧的方法 该方法简便易行，省工省时，还可以
加速草地物质循环，但此方法不宜除根，结果第二年继续生长
繁衍，还要反复使用，而且火烧时还存在草原火灾的危险〔28〕。
5． 4 应用生物防治方法 棘豆草混生的地方，结合人工挖除
及其它草地改良的方法，补播竞争力强、耐寒、耐旱、耐贫瘠的
优质牧草，应用以草治草、以牧治草方法，达到控制的目的〔29〕。
5． 5 去毒利用 将棘豆草收割回来，用水或稀盐酸侵泡 2 ～ 3
d，捞出饲喂或晒干用于补饲，此方法使用与棘豆草生长特别茂
盛的盛花期和水源充足的地方〔30〕。
6 棘豆属植物的锈病
6． 1 发生锈病的种类及分布 棘豆属植物发生锈病的种类有
急弯棘豆、甘肃棘豆、黑萼棘豆和黄花棘豆，在危害区成星状分
布或带状分布。
6． 2 棘豆锈病的症状 棘豆叶片受害最严重，病斑开始为白
色小圆点，圆形，以后逐渐隆起并转为褐色，最后露出深褐色粉
状夏孢子。中央有圆形裂口，黄色粉状物外露，严重时，每片叶
子上有 60 多个病斑。
6． 3 棘豆锈病发生的规律 冬孢子和休眠菌丝在棘豆根颈或
其它牧草的根颈部过冬，来年侵入新生枝叶，孢子随风传播到
行的棘豆株丛上，传播感染率逐年增加，如阿翰林〔31〕(1996)报
到，1993 年刚察县哈尔盖地区甘肃棘豆的发病率为 12%，1996
年该地区棘豆发病率已达 33%，3 年时间提高 21%。
6． 4 黄花棘豆锈病发病率与环境的关系 汤涛〔32〕(2007)报
到，黄花棘豆株丛发病率随海拔的升高而成降低变化，山顶黄
花棘豆具有较高株丛枯死率，而山底具有较高株丛发病率和锈
病感染率。同时阳坡低洼地带的发病率和感染程度均高于同
海拔其他环境，进一步证明相对高温高湿环境有利于黄花棘豆
锈病的发生与蔓延。
6． 5 青海黄花棘豆的生活史 黄花棘豆锈病菌为真菌，属担
子菌亚门、冬孢菌纲、锈菌目、柄锈菌科、单孢锈菌属的拉伯兰
单孢锈菌。其生活史有担孢子、性孢子、锈孢子、冬孢子完
成〔32〕。
6． 6 黄花棘豆锈病的可利用性 黄花棘豆锈病的再次侵染比
首次侵染更严重，对不同生育期的植株均有感病性，而且也感
染率较高，感染后的植株生长发育受到抑制，不开花结实，不能
生成生殖枝。这就说明黄花棘豆锈病对防治毒草黄花棘豆有
重要的意义〔33〕。
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7 棘豆草的开发和利用的研究
7． 1 作为动物饲料的研究和利用 冰川棘豆、黄花棘豆、甘肃
棘豆、小花棘豆的营养价值总体上相当于上等苜蓿干草，但冰
川棘豆中磷含量特别高，粗脂肪含量也较高，是潜在的优质牧
草〔34〕。
7． 2 在医学上的研究和应用 苦马豆素具有抑制 α －甘露糖
苷酶的作用，还具有免疫调节、抑制糖脂合成、杀伤癌细胞的作
用。张志敏〔35〕(2008)报道，高剂量 SW 对小白鼠脾脏、淋巴细
胞增值功能、免疫器官发育、白细胞、淋巴细胞等均有负面影
响;但较低剂量 SW对小白鼠免疫器官发育、淋巴细胞增值功能
具有增强作用。巨噬细胞是机体重要的免疫细胞，活化后吞噬
功能显著增强，参与机体特异性和非特异性免疫应答。杨鸣琦
等〔36〕(1999)进一步证明了苦马豆素对肿瘤有抑制作用。为
此，苦马豆素对促进骨髓增值、抗肿瘤有一定的作用。
8 展望
有毒棘豆草在恶劣的环境中能顽强生长，根系发达，也从
茂密、叶层覆盖率大，具有抗旱、抗寒、抗病虫害的能力较强，返
青较早、生长快、多籽种、多分枝等特性。因此对风沙和土地的
贫瘠的适应能力就很强。在防风固沙，涵养水源，遏制草地退
化、沙化进程中起着积极有效的作用，特别是在已形成的次生
裸地的退化草场上，毒杂草优势的种的植物群落，增加草地覆
盖度，防止水土流失及改善三江源生态环境有重要的意义〔37〕。
有毒棘豆草不仅对生态环境有一定的影响，而且还可以作
为饲料资源开发和利用，为此，我们不应该进行简单的挖除工
作，全国棘豆生长面积不低 400 万 hm2，仅青海省的 200 万 hm2
生长棘豆的草场每年可产草 20 多亿 kg，按每 kg草粉 0． 5 元，利
用 10%计算，其效益可上亿元〔38〕。给动物注射疫苗、添加解毒
剂或进行去毒处理等方法，将有害的毒杂草变成优质高蛋白饲
料，即可保护草原的生态平衡，提高牧草资源的利用率，又可以
促进草原畜牧业的可持续发展，具有十分明显的生态效益和经
济效益。
刘伟〔39〕报道，高原鼠兔对食物是有选择性的，并非所遇即
食，但高原鼠兔在冬季食物中匮乏中，甘肃棘豆为被选之一，这
说明高原鼠兔对甘肃棘豆是不易感动物还是鼠兔体内有对甘
肃棘豆的毒性解毒的酶，还有待于进一步的研究和探讨。
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