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棉田恶性杂草鳢肠的研究进展



全 文 :杨晋燕,马小艳,姜伟丽,等. 棉田恶性杂草鳢肠的研究进展[J]. 杂草科学,2015,33(4):14 - 17.
棉田恶性杂草鳢肠的研究进展
杨晋燕,马小艳,姜伟丽,马亚杰,任相亮,马 艳
(中国农业科学院棉花研究所 /棉花生物学国家重点实验室,河南安阳 455000)
摘要:作为棉田主要阔叶杂草之一,鳢肠在我国发生危害逐年加重,它具有生长力旺盛、繁殖力强、适应性强
等特性,与多种作物竞争,可造成作物产量的巨大损失。本文综述了目前有关鳢肠的生物学、生态学特性、竞争危
害及化感作用等方面的研究进展,结合现有的防除技术,提出鳢肠在棉田的防除对策及今后的研究展望。
关键词:恶性杂草;鳢肠;特性;危害;防除策略
中图分类号:S451 文献标志码:A 文章编号:1003 - 935X(2015)04 - 0014 - 04
Research Progress on Noxious Weed—Eclipta prostrata L. in Cotton
YANG Jin-yan,MA Xiao-yan,JIANG Wei-li,MA Ya-jie,REN Xiang-liang,MA Yan
(Institute of Cotton Research,Chinese Academy of Agricultural Sciences /State Key Laboratory of Cotton Biology,Anyang 455000,China)
Abstract:False daisy (Eclipta prostrata L.),one of the common broadleaf weeds in the cotton fields,is becoming increas-
ingly troublesome. The interference of E. prostrata on a variety of crops can cause huge economic losses due to its vigor-
ous aggressive growth,prolific seed production,and strong adaptability. The biological and ecological characteristics,com-
petition ability and allelopathy of E. prostrata were summarized. In addition,some control strategies in cotton fields and
future research prospects of E. prostrate are discussed,considing existing technologies.
Key words:Eclipta prostrate;properties;interference;control strategy
收稿日期:2015 - 06 - 23
基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务专项基金(编号:
1610162014006);国家现代农业产业技术体系棉花体系岗位科学
家经费(编号:CARS - 18 - 13)。
作者简介:杨晋燕(1989—),女,河南新乡人,硕士研究生,主要从事
棉田杂草生态学及防除技术研究。E - mail:jinyanyang1989 @
163. com。
通信作者:马艳,研究员,研究方向为植物保护。E - mail:mayan@
cricaas. com. cn。
鳢肠(Eclipta prostrata L.),别称旱莲草、墨旱
莲,为菊科一年生草本植物,广泛分布于热带、亚热
带和温带地区[1],在我国大部分地区均有分布。鳢
肠发生能危害多种作物田,近年来研究报道,鳢肠在
棉田中的发生数量和危害程度逐年上升,已经成为
棉田中的恶性杂草[2]。为了更好地控制鳢肠对棉
花的危害,研究掌握其生物学、生态学特性及对棉花
的竞争危害是制定鳢肠综合防除策略的理论基础。
通过对近年来有关鳢肠的生物学和生态学特性、竞
争危害、化感作用及防除技术等方面的研究进行综
述,旨在进一步研究鳢肠在棉田的发生危害特点及
其对棉花的竞争危害,为制定科学合理的防控指标
和综合防除策略奠定基础。
1 鳢肠的生物学、生态学特性
1. 1 形态及生态特征
鳢肠茎直立,基部多分枝,节处生根;茎绿色或
红褐色,疏被糙毛;茎、叶折断后有深色水汁,植株干
后呈黑褐色。叶对生,叶片椭圆状或条状披针形,全
缘或略有细齿,基部渐狭而无柄,两面被糙毛;头状
花序腋生或顶生,直径 6 ~ 11 mm,有梗;总苞片 5 ~
6 枚,绿色,被糙毛;瘦果扁四棱形,黑褐色,长约
3 mm,有明显的小瘤状突起,顶端平截[2 - 3]。鳢肠
抗盐、耐瘠、耐阴,能在多种环境条件下生存,但是鳢
肠属湿生性杂草,土壤含水量大的田块中的鳢肠数
量明显高于土壤含水量少的田块,有积水沟边的杂
草数量往往是畦面上的数十倍[4]。
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1. 2 成株及结实特性
鳢肠苗期 5—6 月、花果期 7—11 月种子繁
殖[2]。李茹等对鳢肠成株及结实特性进行研究发
现,在整个生长季节未作任何防除的作物田及非耕
地中,鳢肠株高为 64. 9 cm,单株鲜质量 44. 4 g,平
均分枝 8. 9 个 /株,平均果盘数 113 个 /株,每个果盘
平均种子数为 89 粒,种子千粒质量为 0. 469 9 g,平
均理论结实量为 10 057 粒 /株[5]。棉田中当鳢肠密
度为 1 株 /m行长时,可产生种子 164 840 粒 /m2[6]。
不同栽培方式对鳢肠结实量有显著影响,作物田鳢
肠的结实量显著高于非耕地,而对千粒质量的影响
较小[5]。
1. 3 种子的萌发特性
鳢肠为光敏感性种子,在无光照的条件下鳢肠
种子不能萌发,且种子对短日照敏感,短日照可诱导
其发芽,但是随着日照时间的增加,种子萌发受到抑
制[7 - 8]。鳢肠种子埋深 0 ~ 0. 2 cm,发芽率为
95. 2%;埋深 0. 2 ~ 0. 5 cm,发芽率为 4. 8%。种子
萌发深度较浅的原因可能是种子小,养分少,难以供
给幼苗穿透较厚土层所需的养分;深层土壤中的种
子得不到萌发所需的光照条件[4]。鳢肠萌发的温
度范围为 15 ~ 40 ℃,最适温度为 21 ~ 35 ℃,当日平
均温度低于 15 ℃时,田间未见出草。此外,鳢肠种
子的萌发还受土壤 pH 值、水势、盐分含量等影响。
鳢肠种子对水势非常敏感,随着溶液水势从 0 下降
至 - 0. 5 MPa,萌发率从 97. 8%降为 4. 4%;对 pH
值具有广泛的适应性,在 pH 值为 4 ~ 10 范围内均
可萌发;对盐分不敏感,当 NaCl 浓度为 0. 15 mol /L
时,萌发率为 42. 2%[7]。崔东亮等研究发现,在温
度 30 ℃左右、土壤湿度 20% ~30%、覆土 < 1 cm条
件下,鳢肠种子的萌发良好,5 ~ 7 d 可以达到萌发
高峰,发芽率在 80%以上;在覆土较厚、无光、土壤
湿度低的条件下,发芽率较低,随着温度、湿度的增
加,发芽率提高[9]。
唐为萍等研究了镉、铅对鳢肠种子萌发的影响,
结果发现,不同浓度的氯化镉溶液对鳢肠种子萌发
的影响不同,与清水对照相比,镉、铅浓度为 1 mg /L
时,对鳢肠种子萌发有促进作用;镉、铅浓度为
3 mg /L 时,鳢肠种子的萌发情况与清水对照基本相
当;镉、铅浓度超过 3 mg /L时,鳢肠种子萌发明显受
到抑制,且随着浓度升高,抑制程度加强;当镉、铅浓
度为 200 mg /L时,表现为完全抑制[10 - 11]。同时,不
同浓度乙酸铅对鳢肠种子的萌发也存在不同程度的
影响,经 50 mg /L 乙酸铅处理后,鳢肠种子的发芽
率、发芽指数均略高于对照组;当乙酸铅的浓度超过
200 mg /L时,种子的发芽率明显下降,且随着乙酸
铅浓度的升高,种子的发芽势、发芽指数、子叶完全
张开数均呈明显下降趋势。郑霞等研究发现,含氮
量低于 1. 0 g /L的尿素溶液对鳢肠种子萌发影响不
大,但含氮量高于 1. 0 g /L 的尿素溶液对于鳢肠种
子的萌发有明显的抑制作用[12]。
2 鳢肠的竞争及化感作用
2. 1 与作物的竞争作用
鳢肠是大豆[13]、水稻[14]、花生[15]、棉花、甘薯
等多种农作物田中常见的杂草,可与作物争光、争
水、争肥等,严重影响作物的生长与产量。罗小娟等
研究发现,大豆田鳢肠出草高峰期为大豆播后第 12
至第 18 天,并在大豆播后第 40 天进入株高、鲜质量
的快速增长期,比大豆推迟 20 d;当鳢肠数量从低密
度(5 株 /m2)增加至高密度(50 株 /m2)时,大豆产
量损失率达 45%左右,且大豆产量的降低主要是由
大豆的有效株数、单株有效荚数降低所致[13]。朱文
达等研究了鳢肠对水稻产量性状的影响,发现当鳢
肠密度≥2 株 /m2 时,田间透光率显著降低,并且随
着鳢肠密度的增加,水稻有效穗数、穗长、穗粒数等
显著降低,空粒率显著增加,导致产量显著下降[14]。
鳢肠作为黄河流域、长江流域棉区棉田的恶性杂草,
当其密度达 0. 5 ~ 1. 0 株 /m 行长时,棉花产量降低
约 7% ~ 28%;当密度达 8. 0 株 /m 行长时,棉花减
产达 54% ~72%,然而鳢肠与棉花的竞争并不影响
棉花的纤维品质[6]。据报道,鳢肠是美国花生田十
大恶性杂草之一,遇到多雨的年份,在美国德克萨斯
州中部、南部地区花生田发生严重,危害花生的
生长[16]。
2. 2 抑菌作用及化感作用
作为一种传统的中药材,鳢肠植株含有三萜皂
苷类、黄酮类[17]、噻吩类、香豆草醚类、生物碱等化
学成分[18 - 20],鳢肠中的皂角苷等成分具有较强的抑
菌活性。Gopiesh等评估了在离体条件下鳢肠叶片
中皂角苷部分对致病菌、真菌的抑菌活力,发现鳢肠
纯皂角苷部分对细菌的最低抑制浓度为 1 000 ~
1 200 mg /L,对真菌的为 1 400 mg /L[21];也有研究
报道,鳢肠地上部的乙醇提取物可以抑制伤寒沙
门菌[22]。
相关报道证实,鳢肠植株水提液对绿豆、水
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稻[23]、高粱、珍珠粟[24]及田间杂草决明子(Cassia
tora L.)、槐叶决明(Cassia sophera L.)[23]和黄独脚
金[Striga hermonthica (Del.)Benth.][25]具有一定
的抑制作用。研究表明,鳢肠的叶、根、茎水提液能
够抑制供试植物(决明子、槐叶决明、绿豆和水稻)
的根长、芽长、干物质质量,并且随着水提液浓度的
增加,杂草和作物的根长、芽长、干物质质量显著降
低,叶片提取液抑制强度大于根、茎提取液[23]。杨
晋燕等通过室内种子萌发、幼苗生长试验初步探讨
了不同浓度鳢肠水提液对棉田常见杂草种子萌发、
幼苗生长的影响,结果表明:当鳢肠水提液质量浓度
为 0. 01 ~ 0. 08 g /mL时,对中棉所 49、中棉所 79 种
子萌发影响不大,而对杂草种子的萌发表现为抑制
作用,其对禾本科杂草种子萌发的抑制强度表现为
牛筋草 >马唐 >稗草,对阔叶杂草种子萌发的抑制
强度表现为反枝苋 >马齿苋 >苘麻[26]。鳢肠水提
液对棉花、杂草幼苗生长的影响表现为低浓度促进、
高浓度抑制,并且随着水提液质量浓度增加,抑制作
用增强,其中质量浓度 0. 04 ~ 0. 08 g /mL 的鳢肠水
提液对反枝苋胚根、胚芽长的抑制率均达到 100%。
研究表明,鳢肠属植物的化感物质是皂角苷(α -
terthienyl),通过根系分泌释放,化感潜势为抑制农
作物的生长[27]。
此外,有研究发现鳢肠是番燕黄曲叶病毒(to-
mato leaf curl new Delhi virus)和空心莲子草黄脉病
毒(Ahernanthera yellow vein virus)的寄主,造成作物
感染病毒的风险[28 - 29]。
3 鳢肠的防除对策
控制棉田鳢肠的危害必须坚持预防为主、综合
防治的方针,建立以农业防治为基础,以化学除草为
核心,包括物理、生物等多项措施相互配合、补充的
综合防除体系,充分发挥各种防除措施的优点,相辅
相成,扬长避短,以达到经济、安全、高效地控制鳢肠
危害的目的。
3. 1 农业防除
3. 1. 1 人工除草 人工除草结合农事活动,如在杂
草萌发后或生长时期直接进行人工拔除或铲除,或
结合中耕施肥等农耕措施剔除杂草,防止其扩散。
3. 1. 2 土壤耕作 通过深翻,将前一年散落于土表
的鳢肠种子翻埋于土壤深层,使其当年不能萌发
出苗。
3. 1. 3 合理密植 合理密植在一定程度上能促进
棉苗早封行,提高棉株竞争力,抑制杂草生长,降低
杂草发生量,可作为鳢肠的有效防除措施之一。
3. 2 化学防除
化学防除是治理作物田鳢肠危害的主要措施。
屈双婷等室内测定结果表明,苯噻酰草胺、苄嘧磺
隆、乙草胺以 20 ∶ 1 ∶ 3、33. 4 ∶ 3. 6 ∶ 3 比例复配对
鳢肠的生长抑制、鲜质量抑制均表现出不同程度的
增效作用[30]。刘润平等通过 3 年实践,于大豆 3 叶
期前、鳢肠 3 叶期前,用 12. 5%氟吡禾灵乳油 450 ~
1 125 mL /hm2 (或 35% 吡 氟 禾 草 灵 900 ~
1 500 mL /hm2 ) 加 48% 灭 草 松 1 500 ~
2 250 mL /hm2,混合喷雾,防效可达 91. 0% ~
93. 1%,并可兼除其他杂草[31]。Altom 等研究了花
生田鳢肠的控制,氟磺胺草醚在苗前处理可以控制
整个生长季的杂草;苗后处理除草剂在鳢肠株高低
于 5 cm时使用效果更好,早期苗后处理持续期最长
的是溴苯腈、灭草松和灭草松 +三氟羧草醚 + 2,4 -
滴丁酸[15]。罗小娟对 28%丁草胺·丙炔恶草酮、
18%二甲戊乐灵·苄嘧磺隆、14%甲基磺草酮·烟
嘧磺隆 3 组药剂进行了室内活性测定,发现对以鳢
肠为优势种杂草的抑制效果均较好[32]。杨逢玉等
试验发现,13. 5%草铵膦水剂 2 962. 5 mL /hm2 和
20%百草枯水剂 1 999. 5 ~ 4 000. 5 mL /hm2 均能有
效防除鳢肠[33]。李茹等研究得出,在常规剂量下,
苄嘧磺隆对鳢肠的抑制效果明显[34]。
棉田可用 25% 氟磺胺草醚水剂 1 050 ~
1 500 mL /hm2 或 21. 4% 三氟羧草醚水剂 900 ~
1 500 mL /hm2,兑水 450 kg /hm2 防除鳢肠。喷施
时,棉花株高应达 30 cm以上,且应在无风或微风时
使用,并配备安全保护罩,在棉花行间定向喷雾于杂
草的茎叶上,以防喷到棉花上产生药害。也可用草
甘膦相关制剂,按照田间推荐剂量喷施即可,如
41%草甘膦异丙胺盐水剂 2 250 ~ 3 000 mL /hm2[2]。
4 展望
4. 1 化学防治方面
在化学防治方面,针对棉田阔叶杂草防除药剂
种类单一的局面,应加强高效低毒环境友好的新除
草剂研制开发;替换使用不同类型的除草剂品种;将
不同作用靶标和作用机制的除草剂混用;避免盲目
施药,科学使用高效低剂量除草剂;改进除草剂的使
用技术,并提出切实可行的鳢肠综合治理措施,以防
鳢肠造成严重危害等。
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4. 2 化感作用方面
菊科植物的化感作用,特别是化感物质在杂草
控制和可持续发展农业上的应用已成为一个新的研
究热点。菊科植物中至少有 39 属存在化感作用,特
别是一枝黄花属、向日葵属、胜红蓟属、银胶菊属、蒿
属植物等有较多的研究报道[35]。而关于鳢肠的化
感作用研究较少,因此有关鳢肠化感物质的分离鉴
定及其作用机理有待进一步研究探索。
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