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水葫芦的发生特点、防治及其利用



全 文 :第44卷第10期
2005年10月
Vol. 44, No. 10
Oct. 2005
农药
Chinese Journal of Pesticides
水葫芦的发生特点、防治及其利用
谢桂英,郭金春
(河南农业大学植保学院,郑州 450002)
摘要 水葫芦是一种世界性的有害水生杂草,其繁殖能力极强。它导致航道阻塞、水产品的产量和质量下降、
水体生物多样性被破坏、水体污染等诸多负效应。就水葫芦的生物学特性、分布、防治措施及其利用的研
究进行综述,旨在找出经济合理的防治和利用措施,以期达到较高的生态效益和经济效益。
关键词 水葫芦,生物学特性,防治,利用
中图分类号:S451.2 文献标识码:A 文章编号:1006-0413(2005)10-445-04
Water Hyacinth Occurrence, Control, and Utilization
XIE Gui-Ying, GUO Jin-Chun
(College of Plant Protection, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)
Abstract: Water hyacinth is a worldwide aquatic weed species with a high reproductive ability, blocking waterways,
reducing yield and quality of aquatic crops, destroying diversity of aquatic organisms, causing water pollution, and
other negative effects. This paper reviews the biological characteristics, distribution, and utilization of water hyacinth
with the aim of discovering economically feasible means of control and utilization that may bring both ecological and
economic benefit.
Key words: water hyacinth, biological characteristics, control, utilization
水葫芦(water hyacinth)又名凤眼莲(Eichhornia
crassipes)、洋水仙、水生风信子等,属雨久花科凤
眼莲属的多年生漂浮水生草本植物。水葫芦是目前世
界上危害最严重的多年生杂草,原产南美的墨西哥[1]。
1901年作为花卉引人我国,20世纪50~60年代的粮食极
度短缺时期,水葫芦广泛放养于南方乡村河塘,作为
猪饲料推广种植,也用于喂养家禽等,后逸为野生,
是我国目前分布最广的外来物种之一[2]。目前水葫芦广
泛分布于河流、湖泊和水塘中,它们覆盖水面,堵塞
河道,影响航运及水上作业;同时,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[2]。原产南美洲的这种
观赏植物,已经在中华大地上泛滥成灾,特别是在我
国南方诸省危害更加严重。国内外学者对水葫芦开展
了一系列的研究,以期找出经济、合理的防治措施,
并开发利用这一自然资源。
1 水葫芦的发生特点
1.1 水葫芦的生物学特性
水葫芦根状茎粗短,密生细长须根,长15~30cm,
并悬垂于水中;叶基生,莲座式排列,叶片卵形、倒
卵形至肾圆形,大小不一,宽约4~12cm,光滑,叶
柄基部带紫红色、膨大呈葫芦状的气囊,叶腋间着生
腋芽并由此发育新株;叶茎基部膨大,使植株能够漂
浮在水面;花茎单生,中部有鞘状苞片,穗状花序有
花6~12朵;花被6裂,紫蓝色,上部的裂片较大,
在蓝色的中央有鲜黄色的斑点,外面的基部有腺毛;
雄蕊3长3短,长的伸出花外,花丝不规则地结合于
花被内;子房长圆形;蒴果卵圆形[3,4]。
水葫芦在南方适宜温度下可周年发生,是明显
的单一优势种,常年覆盖水面。从5月份开始由于
气温的迅速升高,植株高度增加,叶片宽度也有所
增加,但随着植株个体的增大,密度开始减小;至
9月份,植株高度达到最大(最高为88cm),密度也
降至最低(34株/m2);从10月份开始,随着秋季到来、气
温渐低,老的叶片或植株死亡,新叶或新植株长势缓
慢或停止生长,植株高度开始下降。在温度较低地区
的冬季,水葫芦虽茎叶枯黄,但植株中央和基部仍保
持绿色,春季温度回升后,大量新分枝出现(但新植株
较矮,最小为29cm),密度开始增加,至5月份达到
顶峰,密度最高为114株/m2。
水葫芦繁殖能力极强,以无性繁殖为主。水葫芦
在40d内每株分枝数由2.5增加至5.6,显示了较强的增
殖能力。每到生育佳季,在适宜条件下每5d就能繁殖
一株“小水葫芦”。水葫芦也能开花结子进行有性繁
殖,一支花序能结300粒种子。种子的寿命为5~20年。
种子成熟后长成新植株,因此水葫芦的数量呈几何级
数增长[5]。
收稿日期:2005-01-06,修返日期:2005-03-25
作者简介:谢桂英 (1975-),女,河北兴隆人,助教,硕士,从事农药教学及科研。E-mail:xieguiying2002@163.com
综述-
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1.2 水葫芦的生态适应性[4,6]
水葫芦喜群生,往往形成单一的优势群落。其适
应性强,喜高温湿润气候。适宜在静水或缓慢流动的
水面生长,耐荫蔽,在微弱的光照下就能生长,对酸
和碱不敏感,在pH=9的水体中仍能正常生长;对水质
肥瘦要求不严;能耐5℃左右的低温,也能耐短期0℃
低温,气温在13℃开始生长,25℃以上生长较快,30℃
左右时生长最快,39℃以上难以生长。在热带亚热带
地区,水葫芦可以全年生长,自然越冬;在冬季寒冷
的地区,则生长期只有6~7个月。
1.3 分布范围及可能扩散的区域
一般分布于南纬32o和北纬32o之间的世界大部分地
区,如北美、亚洲、大洋洲和非洲的6 0多个国家,
在世界多个国家爆发成灾[7,8]。我国辽宁南部、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已经成为恶性杂草,
还可能扩散到长江流域及其以北各省。
2 水葫芦的防治
目前在水葫芦治理中,国内多采用人工打捞和化
学药剂防治,但防除效果并不理想,不能取得持效,
而且滥用化学除草剂容易产生新一轮的环境污染。实
际上水葫芦自由生长的真正原因在于水体富营养化,
减少环境的污染是控制水葫芦生长较为有效的措施。
因此,严格控制生活污水和工业废水的有序排放,必
要时须经水处理再准排放,从源头上防止水葫芦的泛
滥 。
2.1 机械搅灭法
对水葫芦危害较大的水面,可以使用相关机械将
水葫芦搅灭打碎,扩大水体的光照面积,加快水体的
流动,确保养殖、捕捞及航运顺利进行。
2.2 打捞水葫芦
虽然这种方法费时、费力、费财,但它是目前解
决水葫芦问题的主要方法和途径。
2.3 生物治理
生物防治是国际上目前治理水葫芦的主要方法,
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。与人
工和化学防治相比,生物控制水葫芦虽然速度较慢,
但防治效果有较强的持久性。
水葫芦象甲是国际上最早也是最为成功地控制水葫
芦的天敌昆虫,到目前为止,已有美国、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。从释放水葫芦象甲到获得80%的控制效果一般需
要3~6年。1995年,中国农业科学院从美国和阿根廷
引进了两种专食性天敌昆虫水葫芦象甲(Neochetina
eichhorniae和N. bruchi),有效地控制了已释放地区的
水葫芦生长[9]。据对23个科46种植物分别利用幼虫和
成虫进行的选择性和非选择性食性测定表明水葫芦象甲
只能在水葫芦上完成发育,只取食水葫芦,不取食其
它任何植物[10]。水葫芦象甲的整个发育史都能影响水葫
芦,成虫取食叶子,而成虫象甲产卵时钻入水葫芦茎
部从而使得部分茎部腐烂坏死。蛹在水葫芦根部做
茧,消耗养分,控制根部生长。象甲对水葫芦重量控
制平均为54.3%,株高控制为42.4%,根长控制为19.2%,
叶片控制为 10.6%,植株分蘖控制率达32%[11,12]。水葫
芦象甲控制水葫芦是通过根、茎、叶多渠道同时作
用,达到了生态平衡,是较好的方法。
此外,根据生物控制原理,利用河蟹的杂食性和
喜食性,能有效控制水葫芦的生长。每年4~5月份水
温达到15℃时,水葫芦将开始繁殖。这时利用河蟹对
水葫芦新根、新茎的喜食性,在水葫芦较多的池塘投
放一定量的扣蟹或大眼幼体,影响水葫芦营养的吸收
和分蘖,也能有效控制水葫芦的疯长[13]。
2.4 化学防治
水葫芦的化学治理具有效果迅速的特点。有些除
草剂对水葫芦的生长具有很好的抑制效果。如克芜踪
具有十分明显的杀草作用,药后20~35d所有供试植株
死亡;草甘膦的杀草作用缓慢,处理的植株无新分
枝、无开化,根长和叶片数也明显降低,药后35d所
有植株死亡;36%草甘·氯磺可溶性粉剂4500~5250g/hm2
剂量能有效防除水葫芦,药后28d,其株防效和鲜重
防效均在93%以上[14] ;41% Bioforce水剂100倍液防除
河道中水葫芦效果很好[15]。单用化学除草剂防除水葫
芦,应注意水葫芦枯死后下沉,使河道淤积及二次污
染问题。
2.5 综合治理
由于水葫芦繁殖能力极强,因此单独应用生物、
化学或机械防除都难以取得快速、持续的控制效果。
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。美国、澳大利
亚、印度、南非等国分别配合使用2,4-滴、农达和水
葫芦象甲(Neochetina eichhorniae Warne ),都取得了
一定的成功。中国农业科学院生物防治研究所的丁建
清等研究认为使用正常量的1/10农达制剂,既不杀伤
水葫芦象甲,又能为象甲保留一定数量的食料,从而
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发挥生物和化学防治的优势,达到快速、有效、持续
而低廉的控制目的[16-20]。
3 水葫芦的利用
水葫芦的防治需耗费大量的人力、物力、财力。
因此,人们在防治的同时也应对其开发进行积极地研
究,以期达到化害为利的目的。
3.1 净化污水
水葫芦是水质净化的能手。目前,中国年污水排
放量高达415亿吨,47%的河道受污染。而水葫芦又
是公认的生长最快的植物之一,惊人的增殖速度造就
了它超强的净化水质本领,庞大的须根不断地吸收水
中的污染物。在适宜条件下,一公顷水葫芦能将800人
排放的氮、磷元素当天吸收掉。水葫芦还能从污水中
除去镉、铅、汞、银、钴、锶等重金属元素。此
外它还能吸收硝基苯、萘、多环芳烃、三肼等多种有
毒物质,而且还会向周围环境分泌杀菌因子,令腐生
菌、大肠杆菌的数量大大降低[21-24]。此外,它还有抑
制有害藻类繁殖滋生的本领。在富营养化水体中水葫
芦的生长速度更快,能大量吸收水体中的营养成分而
净化污水。
3.2 变光秃尾矿为绿洲
浙江西部山区利用水葫芦,使光秃尾矿变为绿
洲。在每年的梅雨季节来临之前,将水葫芦挤压脱水
袋装后运往矿区,铺设在尾矿低洼处。由于水葫芦生
命力极强,在合适的水环境下即生长,覆盖在尾矿面
上,使尾矿披上了绿装。这样既保持了水量不流失,
又能腐蚀碎岩面、风化造就新土层,还净化了空气,
改善和调节了当地的气候和生态环境[25]。
3.3 制作水葫芦食品、饲料
水葫芦含有十分丰富的蛋白质、氨基酸、胡萝卜
素和微量元素,而且繁殖生长速度快。因而可以水葫
芦为主要原料,从中提取营养素,加工提炼食品、保
健品、药品及饲料添加剂;利用水葫芦中含有大量氮
磷钾的特点,制作有机、无机复合肥;一旦形成产
业,将消耗大量的水葫芦,也会吸引更多人去打捞水
葫芦,从而可能根除因水葫芦过多而破坏生态平衡的
隐患,真正的体现出变废为宝[26,27]。
3.4 种植蘑菇
水葫芦含有比较丰富的纤维素、蛋白质、脂肪及
灰分。研究表明水葫芦用量占培养料20%~80%之间,基
本不影响草菇菌丝的正常生长,可以部分替代稻草进行草
菇栽培或替代粪草栽培姬松茸,既可增加菇农的经济收
入,又可拓展为食用菌原料来源[28-30]。
3.5 开发成沼气资源
水葫芦是一种良好的沼气发酵原料,一年连续多
次采收,鲜草产量可达37.5~75万kg/hm2,可为沼气
提供大量原料,缓解沼气原料的不足,批量经发酵可
生产沼气0.344L/g,相当于猪粪的产气量[31]。
4 结束语
总之,水葫芦已经成为世界性恶性杂草之一,其
防治应从源头上避免其发生,严格控制水体的富营养
化,减少环境污染;在方法上应配套使用人工打捞、
生物防治、化学防治等综合防治。此外,更应积极开
展水葫芦的开发利用,使之最终造福人类。
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