一種遏制刺萼龍葵入侵天然生態(tài)系統(tǒng)的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于生態(tài)系統(tǒng)控制方法，具體講涉及一種利用披堿草和冰草防止及遏制刺萼龍葵入侵天然生態(tài)系統(tǒng)的方法。本發(fā)明提供了一種合理利用披堿草及冰草遏制刺萼龍葵的方法，通過深耕、細耙，耱平，播種后鎮(zhèn)壓，灌溉，追肥方式有效的控制了刺萼龍葵的入侵。本發(fā)明通過合理搭配披堿草及冰草配以科學播種管理，通過其生長優(yōu)勢而與刺萼龍葵相抗衡，持續(xù)而有效的抑制了刺萼龍葵在天然草原的入侵行為，為替代防止外來入侵物種刺萼龍葵提供了保障。
【專利說明】—種遏制刺萼龍葵入侵天然生態(tài)系統(tǒng)的方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及生態(tài)系統(tǒng)控制方法，具體講涉及一種利用披堿草和/或冰草防止及遏制刺萼龍葵入侵天然生態(tài)系統(tǒng)的方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]外來生物入侵已成為全世界共同關(guān)注的問題。隨著國際貿(mào)易和旅游業(yè)的快速發(fā)展，生物入侵在我國正不斷加劇，如紫莖澤蘭(Eupatorium adenphorum)、薇甘菊(Mikaniamicrantha)、大米草(Spartina anglica)等外來植物的入侵已經(jīng)對我國的生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)安全、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，甚至對人類社會造成了巨大的危害。
[0003]刺萼龍葵(Solanum rostratum Dunal)又名堪薩斯薊、黃花刺爺,是一種值得高度重視的具有潛在重大危害的外來有害植物。該植物為茄科茄屬生草本植物，原產(chǎn)于北美洲，現(xiàn)已遍布除佛羅里達州以外的整個美國境內(nèi)，并擴散到加拿大、墨西哥、俄羅斯、韓國、孟加拉國、奧地利、保加利亞、捷克、斯洛伐克、德國、丹麥、南非、澳大利亞、新西蘭等國家和地區(qū)。我國最早于1981年在遼寧省朝陽市發(fā)現(xiàn)刺萼龍葵，現(xiàn)主要逸生于遼寧朝陽、阜新、建平、沈陽、大連，吉林白城，河北張家口萬全，北京密云、延慶、門頭溝，山西陽高，新疆烏魯木齊等地區(qū)。
[0004]刺萼龍葵在中國的潛在分布區(qū)極廣，全國除西藏、青海、海南及兩廣南部外的其他地區(qū)均可適生。刺萼龍葵在大部分地區(qū)發(fā)生大面積蔓延，并且蔓延的趨勢還在不斷增強，給當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和人類健康造成嚴重危害。刺萼龍葵對草場及農(nóng)田中棉花、玉米等經(jīng)濟作物的生長產(chǎn)生嚴重危害，影響牲畜皮毛的品質(zhì)，牲畜誤食后可引起中毒死亡，同時還傳播病蟲害，嚴重威脅到入侵地 的生物多樣性和生態(tài)安全，刺萼龍葵已被列入2013年國家重點管理外來入侵物種(第一批)名錄中。
[0005]國內(nèi)對刺萼龍葵的研究剛剛起步，且多集中于對其生物生態(tài)學、入侵危害以及應(yīng)急防治措施等方面。刺萼龍葵有著極強的適應(yīng)能力和傳播能力。耐陰、耐旱、耐高溫；繁殖能力強，能產(chǎn)生大量的種子，靠種子傳播和入侵，并且種子具有休眠期，小而輕，可隨風或隨水流傳播擴散，常生長于開闊的生境，如荒地、草原、田野、河岸、過度放牧的牧場、谷倉前、畜欄、路邊、垃圾場等地，亦可侵入農(nóng)田、果園、瓜地、庭院等地。
[0006]當前對刺萼龍葵的防治大多采用人工拔除、機械和化學防除等方式，但人工拔除費時費力，在大面積發(fā)生地區(qū)可操作性不強，且機械防除的刺萼龍葵殘根斷莖仍可萌生新的幼苗，防除成功率不高；利用除草劑百草枯和草甘膦等進行化學防除，可使刺萼龍葵植株達到較高的死亡率，但大量施用農(nóng)藥會對生態(tài)環(huán)境造成較大污染。在刺萼龍葵的傳入地引入原產(chǎn)地的天敵因子，如寄生性、捕食性天敵或病原菌，重新建立一種生態(tài)平衡。此方法可謂是一種長期控制外來入侵雜草的有效方法。
[0007]近年來，諸多學者開展了對土著植物和牧草與外來入侵植物競爭影響的研究，發(fā)現(xiàn)一些本地植物和優(yōu)良牧草對外來入侵植物具有很強的競爭作用，能夠較好地控制外來植物的生長發(fā)育和擴散。如利用白蝶合果芋(Syngonium podophllum)、細葉萼距花(Cuphea hyssopifolia)形成密集植被可有效控制外來入侵植物貓爪藤[Macfadyenaunguis-cati (L)A.Gentry]的萌生和生長；用本地植物灰綠藜(Chenopodium glaucumL.)控制新入侵植物黃頂菊(Flaveria bidentis);用紫穗槐(Amorphafruticosa)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、小冠花(Coronilla varia)、草地熟(Poa pravensis)和菊芋(Helianthus tuberosus)聯(lián)合替代控制豚草(Ambrosia artemisiifolia)具有較好的效果；用濕性臂形草[Brachiaria Subquadripara(Trin.)Hitchc]、三葉豆[Cajanuscajan (L.)Mjllspaugh]、非洲狗尾草[Setaria sphacelata(Schum) Stapf ex Massesycv.Narok]等替代控制紫莖澤蘭也已初見成效。但是目前還未有關(guān)刺萼龍葵天敵的報道。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種安全、有效，可持續(xù)的治理外來惡性雜草刺萼龍葵入侵及控制其蔓延的方法。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0010]本發(fā)明提供了一種遏制刺萼龍葵入侵天然生態(tài)系統(tǒng)的方法，包括種植披堿草和/或冰草；其中種植包括下述步驟:
[0011]1)深耕18~25cm、細耙、耱平；
[0012]2)早春播種深度3~5cm，覆土 2~4cm后鎮(zhèn)壓，灌溉；
[0013]種子的純度≥98%，凈度≥95%，含水量< 14%，發(fā)芽率≥80%,種子用價≥80% ；
[0014]披堿草種子經(jīng)脫芒器或碾壓脫芒；
[0015]灌溉采用噴灌、畦灌或地下滲灌。
[0016]本發(fā)明中提到的純度=(供試種子粒數(shù)一異種或品種粒數(shù))-供試種子粒數(shù) X 100%
[0017]凈度=(樣品總質(zhì)量一雜質(zhì)質(zhì)量一其它植物種子質(zhì)量)+樣品總質(zhì)量X 100%
[0018]發(fā)芽率=發(fā)芽試驗終期全部正常發(fā)芽種子數(shù)+供試種子數(shù)X 100%
[0019]種子用價=凈度X發(fā)芽率χιοο%。
[0020]本發(fā)明提供的方法中深耕的深度為18~22cm，條播行距為15~30cm，播種深度2~4cm,覆土厚度1~2cm。
[0021]本發(fā)明提供的方法中，披堿草為從垂穗披堿草、加拿大披堿草、老芒麥、短芒披堿草、麥賓草、肥披堿草、青紫披堿草或圓柱披堿草中選出的一種或多種；冰草為從藍莖冰草、細莖冰草、高冰草、草種藍莖冰草、沙生冰草或扁穗冰草中選出的一種或多種。
[0022]本發(fā)明提供的方法中披堿草和冰草的比例為1:0.5~2。
[0023]本發(fā)明中播種后進行適當鎮(zhèn)壓，用鋪蓋無紡布、草苫子、干草以保墑情，播種時采用手搖式播種機或人工手動撒播，人工手動撒播時將要撒播的種子混沙土后進行。
[0024]本發(fā)明采用的披堿草為旱中生多年生牧草。對水、熱條件要求不嚴，適應(yīng)環(huán)境能力強。從七十年代以來，該草已在中國華北、內(nèi)蒙古及東北部逐漸推廣，并開始成為主要牧草品種。披堿草的利用年限最適期為第一，二年，屬短期多年生牧草。披堿草具有較長的果后營養(yǎng)期，在內(nèi)蒙古呼和浩特地區(qū)，一般10月中旬至11月初地上部分開始枯黃，從返青至枯黃，歷時180~190天，利用時間較長。披堿草一般單株分蘗可達30~50個，最多可達100個。7月中旬披堿草進入開花期，其花期晚于同屬牧草中的短芒披堿草、垂穗披堿草(6月上、中旬)，亦遲于麥賓草、圓柱披堿草、青紫披堿草、老芒麥(6月下旬至7月上旬)，而與肥披堿草、加拿大披堿草相近。本發(fā)明中可采用噴灌的優(yōu)點是灌水均勻，節(jié)水、節(jié)地、省工、省力，受地形限制小，侵蝕作用弱，利于調(diào)節(jié)田間小氣候，可降低葉溫；缺點是受氣象因素影響明顯，投資大，對灌溉水質(zhì)量和管理人員素質(zhì)要求較高。噴灌系統(tǒng)分固定式、辦固定式和移動式3類，可根據(jù)地形和資金條件等進行選擇；畦灌的有點是投資??；缺點是較為費工和占地較多。畦長不宜超過100m，畦寬通常為播種及收割機械幅寬的1~3整數(shù)倍，坡度以
0.1%~2%為宜；地下滲灌的優(yōu)點是節(jié)水、節(jié)地、省工，保土、保肥，土壤結(jié)構(gòu)好，不形成板結(jié)層，地表干燥，利于田間作業(yè)；缺點是投資大；鹽堿地區(qū)會促進鹽堿化進程。
[0025]冰草為冷季禾本科多年生草本植物，在中國及歐亞大陸草原區(qū)分布廣泛，該植物具有抗旱、耐寒、耐瘠薄、耐粗放管理及種子產(chǎn)量高、易于收集，發(fā)芽力強，適應(yīng)性強和營養(yǎng)豐富的顯著特點，是一種優(yōu)良牧草，同時也是用于草坪草的重要旱生草種。由于品質(zhì)好，營養(yǎng)豐富，草質(zhì)柔軟適口性好，各種家畜均喜食；又因返青早，能較早地為放牧家畜提供青飼料，是一種優(yōu)良天然牧草，既可放牧又可割草；既可單種又可和豆科牧草混種。冰草具有強大的根系和根莖苗，盤根錯節(jié)的根系分布極具擴展性和侵占性，是中國西部干旱半干旱地區(qū)典型草原地帶荒山綠化和交通干線固土護坡的首選草種，在生態(tài)建設(shè)中具有很大的潛力和廣闊的應(yīng)用前景。
[0026]本發(fā)明采用披堿草和/或冰草作為控制刺萼龍葵入侵的植物。通過在刺萼龍葵易入侵的生態(tài)系統(tǒng)中，種植一定比例的披堿草和/或冰草，達到控制刺萼龍葵入侵的效果。多年生牧草披堿草和冰草可以迅速實現(xiàn)對刺萼龍葵入侵地的覆蓋，一旦實現(xiàn)植被建成，能夠持續(xù)有效抵御外來入侵植物刺萼龍葵對生態(tài)系統(tǒng)的入侵。披堿草和冰草能夠在旱季與刺萼龍葵相抗衡，并在刺萼龍葵偏好的天然草原植被生長且在生存競爭中占有明顯優(yōu)勢的牧草，通過引入種植并加以合理的配置和科學管理，該物種完全能夠在刺萼龍葵易入侵和已經(jīng)入侵的生態(tài)系統(tǒng)中發(fā) 揮作用，從而有效地阻止刺萼龍葵入侵擴散行為，為替代防治外來入侵物種刺萼龍葵入侵和可持續(xù)治理提供了基本保障。
[0027]本發(fā)明提供的種植方法中:
[0028]1)深耕利于根系生長，細耙、耱平和壓實利于控制播種深度和萌發(fā)出苗，壓實還可避免自然沉實過程中時常發(fā)生的“吊根”現(xiàn)象；
[0029]2)早春播種在開春土壤解凍之初可以利用寶貴的凍融水抓苗，且披堿草苗期生長緩慢，易遭雜草危害，早春播種雜草威脅較輕，晚春和夏季則較重；
[0030]3)播后鎮(zhèn)壓可使種子與土壤接觸緊密，有利于種子吸水發(fā)芽，鎮(zhèn)壓還具有提墑的功能，有利于種子所處的淺表土壤保持濕潤狀態(tài)；
[0031]4)北方春旱普遍，第1茬為重點灌溉器，寒冷地區(qū)土壤水分對苜蓿越冬十分重要，結(jié)凍之前須進行冬灌。
【【具體實施方式】】
[0032]對刺萼龍葵的替代控制實驗表明通過適宜的種植時間、合理的種植方式和科學的管理方法，將披堿草和冰草種植到刺萼龍葵入侵的天然草原生態(tài)系統(tǒng)中，能夠有效的遏制刺萼龍葵入侵和擴散的目的。防止和控制刺萼龍葵入侵生態(tài)系統(tǒng)技術(shù)是一個整地后結(jié)合引入種植披堿草和冰草，并進行生態(tài)系統(tǒng)管理技術(shù)的集成。本發(fā)明通過以下的實施例進一步詳細描述。
[0033]1.生物替代治理前的刺萼龍葵清除技術(shù)
[0034]試驗地點為吉林省白城市平臺鎮(zhèn)，屬于刺萼龍葵發(fā)生嚴重的疫區(qū)之一。進行試驗的生態(tài)系統(tǒng)為天然草原，無大型植被覆蓋，年均植被蓋度70%以上，為刺萼龍葵易入侵的生態(tài)系統(tǒng)。
[0035]在此生態(tài)系統(tǒng)中，于刺萼龍葵出苗前，對入侵地塊進行翻耕處理，并撒施復(fù)合肥50kg/畝作為底肥。
[0036]2.牧草種植技術(shù)
[0037]牧草種植時間在整地后隨即進行。試驗設(shè)兩個處理，分別為牧草、未播種對照，依次命名為Al、A2，每個處理5個重復(fù)。牧草播種方式為撒播，播量2kg/小區(qū)。由于此生態(tài)系統(tǒng)為刺萼龍葵發(fā)生地塊，其無需播種能夠自主萌發(fā)。
[0038]播種時，為使種子分布均勻，各植物種子可按1:10比例摻入細沙土，均勻撒于表土層。之后將地面踩實，使種子與土壤密切接觸。
[0039]3.生態(tài)系統(tǒng)管理技術(shù)
[0040]披堿草/冰草為人工草地建植常用牧草，適應(yīng)性好，適合管理粗放而且瘠薄土壤生長，前期生長迅速，發(fā)揮占據(jù)空間生態(tài)位優(yōu)勢和抑制刺萼龍葵的生長和再度入侵的作用，其多年生特性保證了一次建植能夠多年持續(xù)抑制刺萼龍葵生長。
[0041]此外，所有替代治理的·地段始終要嚴格禁止與生態(tài)系統(tǒng)管理無關(guān)的人類活動，尤其是放牧，因牲畜取食和踐踏將對替代植物的成活和生長造成不良影響。
[0042]披堿草適宜刈割期是營養(yǎng)生長期至開花期，每年可刈割1~2次，畝產(chǎn)干草300~600kg，利用年限為4~5年，劉割時留茬高于20厘米，過低的刈割會影響對刺萼龍葵的抑制作用。
[0043]替代試驗結(jié)果:按照上述大田試驗方法至第二年，A1試驗處理刺萼龍葵發(fā)生率在1%以下，很難觀察到刺萼龍葵植株；而對照樣地刺萼龍葵植株，株高均達30cm以上。此外，由于刺萼龍葵在溫度適宜的6~9月份均可發(fā)生出苗，完成生育期，而披堿草在這段時間內(nèi)(特別是雨季)處于生長盛期，對后期出苗的刺萼龍葵持續(xù)抑制作用也較為理想。披堿草和冰草都是禾本科草，正好恢復(fù)當?shù)匾院瘫究茷橹鞯牟菰鷳B(tài)系統(tǒng)。替代試驗既完全達到了有效控制外來有害植物入侵的目標，也能夠保證一定的經(jīng)濟效益。
[0044]土壤種子庫是指存在于確定面積的土壤表面及其下的土層中具有活力的種子的總和，是種群定居、生存、繁衍和擴散的基礎(chǔ)，本發(fā)明通過土壤種子庫數(shù)值作為雜草控制效果的檢驗指標。
[0045]1.首先對示范區(qū)(每個小區(qū)大小為24X16m，研究區(qū)域位于吉林省白城市洮北區(qū)平臺鎮(zhèn)與內(nèi)蒙交界的自然草場[N45.57°，E122.85° ]，刺萼龍葵發(fā)生面積大)進行機械翻耕，并盡量去除石塊，翻耕后將地耙平；
[0046]2.劃定小區(qū)之后，根據(jù)各小區(qū)的設(shè)置進行播種，最好選擇在雨后播種，播種后進行適當鎮(zhèn)壓，以保墑情。播種時，可用手搖式播種機進行播種，若無該機器，將要撒播的種子混沙土后進行人工手動撒播；
[0047]3.種植完畢適當鎮(zhèn)壓后，并鋪蓋相關(guān)保水設(shè)施(如無紡布，草苫子，干草等)，以達到保水目的，利于出苗。[0048]種植方法:
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種遏制刺萼龍葵入侵天然生態(tài)系統(tǒng)的方法，所述方法包括種植披堿草和/或冰草；所述種植包括下述步驟:1)深耕18~25cm、細耙，耱平；2)早春播種，播種深度為3~5cm，覆土2~4cm后鎮(zhèn)壓，灌溉；所述種子的純度> 98%，凈度> 95%，含水量< 14%，發(fā)芽率> 80%，種子用價> 80% ；所述披堿草種子經(jīng)脫芒器或碾壓脫芒；所述灌溉為噴灌、畦灌或地下滲灌。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述深耕的深度為18~22cm。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述條播行距為15~30cm。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述播種深度2~4cm。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述覆土厚度1~2cm。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述披堿草為從垂穗披堿草、加拿大披堿草、老芒麥、短芒披堿草、麥賓草、肥披堿草、青紫披堿草或圓柱披堿草中選出的一種或多種。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述冰草為從藍莖冰草、細莖冰草、高冰草、草種藍莖冰草、沙生冰草或扁穗冰草中選出的一種或多種。
8.如權(quán)利要求1所述的方 法，其特征在于所述披堿草和冰草的比例為1:0.5~2。
【文檔編號】A01G1/00GK103650879SQ201310680462
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】張國良, 付衛(wèi)東, 張瑞海, 宋振, 張衍雷 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所