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水葫芦防治方法研究进展



全 文 :水葫芦防治方法研究进展①
刘念江1,2)② 吴莉宇1)③
(1中国热带农业科学院分析测试中心 海口市 571101;
2华南热带农业大学环境与植物保护学院 海南儋州 571737)
摘 要 水葫芦是一种全球性的有害水生杂草,危害极大,各遭受水葫芦危害的国家都在积极寻求高效防治水
葫芦的新方法,目前,水葫芦的防治方法有物理防治、化学防治、生物防治及综合防治,各防治方法都在不断
地发展改进,本文将对其最新研究进展作一介绍。
关键词 水葫芦 ;防治方法 ;研究进展
分类号 S451.1
AdvancesonStudiesofControlofWaterHyacinth
LIUNianjiang1,2) WULiyu1)
(1Analysis&TestCenter,CATAS,Haikou571101;
2ColegeofEnvironmentandPlantProtection,SCUTA,Danzhou,Hainan571737)
AbstractThewaterhyacinthisaglobalharmfulaquaticweedanditsharmfulnessisenormous.Althe
countriessuferingfrominvasionofwaterhyacinthhavebeenactivelyseekingforitscontrolmethods.Its
controlmethodsincludephysical,chemicalandbiologicalcontrolaswelasintegratedcontrol.Althese
controlmethodshavebeenimproved,andthelatestresultsforitscontrolareintroducedherein.
Keywords waterhyacinth;controlmethod;researchprogress
① 收稿日期:2006-06-02
责任编辑/曾莉娟 http://rdnk.chinajournal.net.cn/ E-mail:rdnk@chinajournal.net.cn
② 刘念江(1982~),男,江西人,硕士,从事植物源除草剂研究。E-mail:liunianjiang@tom.com。
③ 通讯作者。单位地址:海口市龙华区学院路 4号。
热 带 农 业 科 学
CHINESEJOURNALOFTROPICALAGRICULTURE
第 26卷第 5期2006年 10月
Oct.2006 Vol.26,No.5
水葫芦[Eichhorniacrassipes(Martius)Solms-
Laubach]又称凤眼莲、凤眼蓝(兰)、假水仙、洋水
仙、水生风信子、水荷花、布袋莲等,为雨久花科
(Pontederiaceae)凤眼蓝属(EichhorniaKunth)漂浮
水生单子叶草本植物,是世界上生长、繁殖最快,
危害最严重(水葫芦已成为世界十大害草之一)的多年生
水生杂草之一[1]。一般分布于 32oS~32oN之间的北
美、亚洲、大洋洲和非洲,分布的国家有60多个。
水葫芦根状茎粗短,密生许多细长的须根,其
繁殖能力极强,以无性繁殖为主,13~39℃的气温
都适宜繁殖 [2]。水葫芦一般每5天可繁殖1株新植
株,8个月便能繁衍成60万株的群体[1]。故此,它
可轻易侵占水库、湖泊,堵塞河道,为蚊蝇的滋
生、繁殖提供场所,严重危害农业生产、水上运输
和人体健康;水葫芦还会与水中的鱼类、水生作物
争夺养分和空间,导致鱼类消亡、水生作物无法种
植[3];另外,水葫芦降低阳光对水体的穿透力,影
响水底生物生长,并增加水体二氧化碳浓度,影响
水产品的产量和质量[4]。例如 Victoria湖中大片
的水葫芦一度成为严重的环境和经济问题[5]。
水葫芦在 20世纪 30年代传入我国;50~60
年代被误为高产的水生饲料投入滇池,并在南方推
广、放养;从20世纪80年代起,水葫芦在南方许
多河道泛滥成灾,殃及 10多个省市[6]。目前,辽
宁、华北、华东、华中、西南和华南的 19个省(市、
区)均有分布,特别是在长江流域及其以南地区的
水葫芦已发展为恶性杂草,且可能扩散至长江流域
及其以北各省[4]。
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刘念江 等 水葫芦防治方法研究进展
长期以来,各国都在积极寻求防治水葫芦的高
效方法,有物理防治、化学防治、生物防治和综合
防治等。
1 物理防治
利用机械搅灭和人工打捞,是防治水葫芦较为
广泛的方法。使用机械将水葫芦搅灭打碎,扩大水
体光照面积,加快水体流动,确保养殖、捕捞及航
运顺利进行。浙江省水利疏浚工程有限公司船厂研
制的水面清漂船,在清除水葫芦的实践中取得了良
好的效果[3]。2002年,上海市从美国引进了一套收
割设备,该设备由水生植物收割船、运输船、驳岸
运输机 3部分组成,每小时可清除 70~80t水葫
芦,其工作效率较国内同类机械高[7]。此外,“U字
型浮式拦草坝”“塑料浮筒围草网”等收集打捞设
施也发挥了重要作用[8]。人工打捞一般日产量为
4~5t/人,该法对环境影响较小,且见效快[7];但
只能在短时间、小范围内起作用,不能从根本上消
除有害植物的危害,且难以清除水葫芦的种子,虽
然费时费力,但它仍是目前解决水葫芦问题的主要
方法和途径[4,9]。需要注意的是,打捞上来的水葫
芦应作妥善处理,以防成为新的污染源。最好的办
法就是对其加以利用,国外已有将水葫芦应用于农
业和能源方面的报道[10]。
2 化学防治
化学防治法具有使用方便、效果迅速,易于大
面积应用的优点,其采用的除草剂对水葫芦的生长
具有很好的抑制效果。研究表明,使用触杀性除草
剂可在2~10d内杀死水葫芦植株,使用内吸性除
草剂可在7~30d内杀死水葫芦植株[8]。
化学防治采用的除草剂对其它草种同样具有杀
伤力,所以会破坏水体生态系统和危害水葫芦天
敌;另外,由于化学防治不能彻底清除水葫芦种子
以及水葫芦具有很强的抗药性,虽一时被除草剂控
制,但只要有合适的环境,根部就会长出新的叶
子,其防治效果不能持久[9]。
克无踪(Paraquat)表现为触杀灭生型,速效性
好,用药后 20~35d可使接触到的所有水葫芦植
株死亡,但它对水葫芦天敌特别是水葫芦象甲
(Neochetinaspp.)具有一定的致死作用,且由于水
葫芦被大面积的迅速杀死,也断绝了水葫芦天敌的
食物来源[1,4]。
草甘膦(Glyphosate)为高效、低毒、广谱性的内
吸传导型除草剂,能够很好地抑制幼芽、幼叶等幼
嫩组织的生长[1],处理的水葫芦植株无新分枝、无
开化,根长和叶片数也明显降低,用药后 35d所
有植株死亡[4]。草甘膦稀释 100倍用喷雾器对叶面
喷雾,用量为 7.5kg/hm2,结果表明药后30d对水
葫芦防效达90%以上[11]。草甘膦对水葫芦象甲的成
虫、幼虫和卵均无直接影响,短期内不会使水葫芦
植株死亡,可为其天敌提供食物;同属草甘膦类除
草剂的 41%BioForce水剂由美国孟山都公司开发
生产,经过浙江省植保总站试验,对水葫芦防除药
效迅速、效果较好、持效性也较长[1]。另外,41%
Bioforce水剂稀释 100倍用喷雾器对叶面进行喷
雾,用量7.5kg/hm2,在 30d内水葫芦叶子 90%干
枯,根系发黄变黑;具有相同有效成分的农达
(Roundup)是高效广谱内吸性除草剂。稀释 100倍用
喷雾器对叶面进行喷雾,用量为 4.5kg/hm2,在90
d内可使水葫芦死亡率达 80%,它不仅效果好,而
且药效持久[12]。
36%草甘·氯磺 SP(可溶性粉剂)4.5~5.3kg/hm2
剂量喷雾能有效防除水葫芦,药后 28d其株防效
和鲜重防效均在93%以上[13]。
水花生净1500倍液可有效控制水葫芦的发生。
药后30d株死亡率超过 90%,下沉率超过 50%;药
后40d死亡率超过97%,下沉率超过77%[14]。
苄嘧磺隆和恶草灵均在药后 1~2周内抑制和
破坏植株的生长,但难以彻底杀死植株,药后35d
植株重新恢复正常生长[8]。
除上述药剂外,国内还对其它多种农药作过筛
选,主要药剂列于表1[15]。
3 生物防治
生物防治法指是从水葫芦原产地引进其天敌
(如象鼻虫),利用食物链原理对水葫芦实施生物防
治[16]。水葫芦的生物防治具有防效持久、成本低
廉、对环境安全等优点,已成为世界上治理水葫芦
最为成功的方法[1]。H.deGroote等人曾做过水葫
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2006年 10月 第 26卷第 5期热带农业科学
除草剂
稀释
倍数
试 验 结 论
农时得(苄嘧磺隆) 有一定作用、低毒对鱼较安全
克无踪(百草枯) 100 效果显著;速效性好
精稳杀得 150 无明显效果
都尔 100 无明显效果
农 达 (BioForce、
草甘膦)
100 效果显著
乙草胺 100 无明显效果
恶草灵 有一定作用
施田补 75 无明显效果
使它隆 150 效果不明显
旱乐宝 100 无明显效果
稻无草 1000 效果不明显
杀草丹 200 无明显效果
扑草净 150 效果显著
2甲4氯 150 效果显著
神锄 1000 无明显效果
水花生净 1500 效果显著
碧禾灵 200 效果显著
盖草能 200 无明显效果
草克星 1500 效果显著
2,4-D 5000 效果显著
表1 目前国内报道的已对水葫芦做过筛选的药剂
芦生物防治效益的研究,他们调查了水葫芦危害区
域的24个村庄中192户人家中的365人(其中包括男
人和女人),结果表明,采用水葫芦生物防治可为他
们的年收入增加3050万美元[17]。
水葫芦天敌在其生物防治中占主要作用,2种
水葫芦象甲(NeochetinaeichhorniaeWarner和 N.
bruchiHustache)是目前国际上用于防治水葫芦最
为成功的专食性昆虫,也是人们最为常用的天敌生
物,其成虫可大量取食水葫芦叶片和叶柄及茎杆,
明显降低植株光合作用[18];幼虫钻蛀茎杆,致使茎
杆变黄植株枯萎,甚至茎杆根部腐烂死亡;水葫芦
象甲可十分有效地降低水葫芦植株的繁殖速率、明
显抑制植株个体生长量、对水葫芦株高和根长也能
起到明显的抑制作用[19]。
水葫芦象甲曾有效控制了美国路易斯安娜州、
佛罗里达州、德克萨斯州等地区的水葫芦危害[19]。
澳大利亚、泰国等 28个国家和地区引进该虫,绝
大多数获得成功。中国农业科学院从美国和阿根廷
引进上述2种专食性天敌昆虫,有效地控制了释放
地区的水葫芦生长[4]。当水葫芦象甲成虫和幼虫总
量分别超过 130、450头/m2时,它对水葫芦的控制
作用达到顶峰,最终可使水葫芦密度减少 52.69%,
株高下降 67.19%,单株叶片数减少 29.42%,最大
叶直径减少 41.33%,生物量减少 64.82%[20]。象甲
从释放到完全控制水葫芦需要3年的时间。在温州
的田间试验结果表明,面积为 49m×28m的河道
上,1996年 8月释放 1000头象甲,放虫 1年后,
水面仍被水葫芦密密地覆盖。到 1998年 9月时,
仍有 75%的水面被覆盖,防效仅为 25%。但进入第
3年时,效果十分迅速,99%的水葫芦被清除[16]。刘
嘉麒等的研究表明,水葫芦象甲对水葫芦的重量、
株高、根长、叶片和植株分蘖均有控制作用[21]。通
过释放天敌来防治水葫芦无污染、成本低、效果持
久,但见效慢,且其副作用也不明显,在水葫芦被
消灭后,其天敌可能成为另一个生态问题。在天敌
的选择过程中,常见的水葫芦天敌见表2。
除水葫芦象甲外,还有利用其它昆虫、螨类及
微生物等防治水葫芦的,在南美和印度等国家和地
区共发现 70多种取食水葫芦的节肢动物以及 3种
螨类,也有取食及危害水葫芦的2种无脊椎动物和
海牛、草鱼及真菌的报道[11]。
从20世纪6O年代开始,国际上就展开了水葫
芦病原菌的研究调查工作,以期用真菌防治的方法
治理水葫芦。到目前为止,已经报道了 6O多种水
葫芦致病真菌佣,如南非等国家已经筛选到的罗得
曼尼尾孢(CercosporarodmaniConway)、链格孢
(AlternariaeichhorniaeNag-RajetPonnappa),罗得
曼尼尾孢防除水葫芦在国外已获专利保护,早在
1988~1989年,R.Barretod等人第一次对巴西的
水葫芦真菌病原体进行了系统的调查监测,取得了
一些初步的研究成果,发现了真菌病原体尾孢属
(CercosporaFresenius)的罗得曼尼尾孢[22]。已发现
的真正对水葫芦起作用的真菌病原体主要是阿根廷
和巴西等国家发现夏孢锈属(UredoPersoon)的 U.
eichhorniaeGonzales-FragosoetCiferi等菌[23]。另
据报道,在水葫芦较为繁茂的池塘,每公顷投放规
格为 100~200只/kg的扣蟹 1.2万只,30d内有
85%的植株叶面变小,叶面边缘干枯,植株变矮,
分蘖率下降 50%;50d后已无分蘖,并有 10%植株
枯死[12]。
有些植物也可用以防治水葫芦,香茶属(Plec-
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刘念江 等 水葫芦防治方法研究进展
天敌类别 纲、目、科 种名 为 害 状
鳞翅目(Lepidoptera)
夜蛾科(Noctuidae) Beluradensa(Walker) 幼虫蛀食叶柄和株冠
螟蛾科(Pyralidae) Haimbachiainfusela 幼虫蛀食叶片组织和叶柄
Sameodesalbigutalis(Waren) 幼虫蛀食叶柄和蕾
螨类 大翼螨科(Galumnidae) OrthogalumnaterebrantisWalwork 若虫蛀食叶片组织
真菌 丝孢纲(Hyphomycetes) CercosporarodmaniConway 组织和叶片组织褪绿、组织坏死
昆虫
鞘翅目(Coleoptera)
象甲科(Curculionidae)
NeochetinabruchiHustache
N.eichhorniaeWarner
成虫取食叶片和叶柄、幼虫蛀食
叶柄、葡匐枝和株冠
表2 研究和利用较多的水葫芦天敌[15]
tranthusLHéritier)药用草本植物 Plectranthusam-
boinicus(Loureiro)Sprengel(=ColeusamboinicusLoureiro,
印度薄荷)的干叶片粉末,以30g/L的悬浮剂应用到
水体,24h内开始有水葫芦死亡,9d内水葫芦生
物量的减少达到 100%;在 12d内,12.5g/L的悬
浮剂可完全消除水葫芦[24]。国外的研究也证实,将
C.amboinicus叶片干粉末配成 40g/L的水悬浮剂
防治水葫芦,可在 24h内杀死其植株[25]。银胶菊
(PartheniumhysterophorusLinnaeus)、马缨丹(Lan-
tanacamaraLinnaeus)、黑 藻 [Hydrilaverticilata
(Linnaeusf.)Royle]、附生植物无根藤属(Cassytha
Linnaeus)也已应用于控制水葫芦[24]。
4 综合防治
单独用某种方法防治水葫芦已很难取得良好效
果,所以对水葫芦的防治,目前国际上多采用综合
治理的方法,将生物和化学防治协调配合,以达到
快速、有效、持续而低廉的控制目的[4]。生物防治
中选择既可有效抑制水葫芦植株生长和种群繁殖,
又在短期内难以杀灭植株的药量,是维系水葫芦天
敌种群存在的关键[26]。在水葫芦的综合防治过程中
应特别注意这点。
美国、澳大利亚、印度、南非等国分别配合使
用 2,4-D、农达和水葫芦象甲,都取得了一定的成
功[1];中国农业科学院生物防治研究所丁建清等人
利用水葫芦象甲和农达综合控制水葫芦,取得了一
定成果,他们在室外试验中设 30个水池小区,小
区间以网罩相隔,加营养土保持水质养分一致[27]。
每小区面积为 1.0m×0.8m,深度为 0.8m。每小
区随机放置 10株水葫芦(均为单株,无分枝,叶片数一
般为 6~7片),植株高度约 30cm。小区分为化学防
治区、生物防治区、综合防治区和对照区。化学防
治区只施用农达,生物防治区只释放水葫芦象甲,
综合防治区既释放象甲又施用农达,对照区不释放
象甲也不施用农达。处理后结果显示,农达药量为
0.45kg/hm2的综合防治区效果最好;水葫芦象甲
和农达同时作用,对水葫芦的叶片数、繁殖量和生
物量起到了明显的抑制作用,与单独施用同样药量
的化学防治区和只释放象甲的生物防治区有显著差
异,而且象甲保持了一定的种群密度,农达药量过
高或过低均不能产生好的防治效果。另外,丁建清
等在另一次研究中证实,不同浓度农达制剂直接接
触水葫芦象甲卵和幼虫对孵化和化蛹均无明显的影
响[28]。成虫直接接触药液后也无明显的致死作用;
只有在高浓度反复饲喂的情况下,成虫才表现出较
高的死亡率。这说明用农达和水葫芦象甲来综合防
治水葫芦对象甲是安全的。
Haag报道,可在河道的一侧留存水葫芦,以
使象甲种群保存,而另一侧喷施除草剂可达到综合
治理的效果。直接在有象甲的水葫芦上喷施除草剂
农达既可有效控制水葫芦的生长,又可保留一定种
群数量的象甲[26]。
水葫芦以其独特的生物学特性,给世界上许多
国家造成了严重的生态环境和经济上的问题,人们
防治水葫芦的努力也从未中断过,但只要我们因地
制宜,灵活运用各种防治手段,水葫芦不仅能得到
有效防治,还能变废为宝为人类所用。需要注意的
是,水质的富营养化是水葫芦迅速蔓延的主要因
素,水体富营养化是指水体接纳过多的氮和磷等植
物营养物质,在富营养化水体中的水葫芦如鱼得
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2006年 10月 第 26卷第 5期热带农业科学
水,疯狂生长。所以要想长期有效地阻止水葫芦的
疯长,关键是要净化水质,防止水质富营养化,消
除适宜其生长的环境因子[30]。
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