一种遏制刺萼龙葵入侵天然生态系统的方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103650879 A(43)申请公布日 2014.03.26

(21)申请号 201310680462.8(22)申请日 2013.12.12

(71)申请人中国农业科学院农业环境与可持续

发展研究所

地址100081 北京市海淀区中关村南大街

12号(72)发明人张国良 付卫东 张瑞海 宋振

张衍雷(74)专利代理机构北京安博达知识产权代理有

限公司 11271

代理人徐国文(51)Int.Cl.

A01G 1/00(2006.01)A01G 13/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书10页权利要求书1页 说明书10页

(54)发明名称

一种遏制刺萼龙葵入侵天然生态系统的方法(57)摘要

本发明属于生态系统控制方法，具体讲涉及一种利用披碱草和冰草防止及遏制刺萼龙葵入侵天然生态系统的方法。本发明提供了一种合理利用披碱草及冰草遏制刺萼龙葵的方法，通过深耕、细耙，耱平，播种后，灌溉，追肥方式有效的控制了刺萼龙葵的入侵。本发明通过合理搭配披碱草及冰草配以科学播种管理，通过其生长优势而与刺萼龙葵相抗衡，持续而有效的抑制了刺萼龙葵在天然草原的入侵行为，为替代防止外来入侵物种刺萼龙葵提供了保障。

CN 103650879 ACN 103650879 A

权 利 要 求 书

1/1页

1.一种遏制刺萼龙葵入侵天然生态系统的方法，所述方法包括种植披碱草和/或冰草；所述种植包括下述步骤：

1)深耕18～25cm、细耙，耱平；2)早春播种，播种深度为3～5cm，覆土2～4cm后，灌溉；所述种子的纯度≥98%，净度≥95%，含水量≤14%，发芽率≥80%，种子用价≥80%；所述披碱草种子经脱芒器或碾压脱芒；所述灌溉为喷灌、畦灌或地下渗灌。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述深耕的深度为18～22cm。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述条播行距为15～30cm。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述播种深度2～4cm。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述覆土厚度1～2cm。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述披碱草为从垂穗披碱草、加拿大披碱草、老芒麦、短芒披碱草、麦宾草、肥披碱草、青紫披碱草或圆柱披碱草中选出的一种或多种。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述冰草为从蓝茎冰草、细茎冰草、高冰草、草种蓝茎冰草、沙生冰草或扁穗冰草中选出的一种或多种。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述披碱草和冰草的比例为1：0.5～2。

2

CN 103650879 A

说 明 书

一种遏制刺萼龙葵入侵天然生态系统的方法

1/10页

【技术领域】

[0001] 本发明涉及生态系统控制方法，具体讲涉及一种利用披碱草和/或冰草防止及遏制刺萼龙葵入侵天然生态系统的方法。

【背景技术】

[0002] 外来生物入侵已成为全世界共同关注的问题。随着国际贸易和旅游业的快速发展，生物入侵在我国正不断加剧，如紫茎泽兰(Eupatorium adenphorum)、薇甘菊(Mikania micrantha)、大米草(Spartina anglica)等外来植物的入侵已经对我国的生物多样性、生态系统安全、区域经济发展，甚至对人类社会造成了巨大的危害。[0003] 刺萼龙葵（Solanum rostratum Dunal）又名堪萨斯蓟、黄花刺茄，是一种值得高度重视的具有潜在重大危害的外来有害植物。该植物为茄科茄属生草本植物，原产于北美洲，现已遍布除佛罗里达州以外的整个美国境内，并扩散到加拿大、墨西哥、俄罗斯、韩国、孟加拉国、奥地利、保加利亚、捷克、斯洛伐克、德国、丹麦、南非、澳大利亚、新西兰等国家和地区。我国最早于1981年在辽宁省朝阳市发现刺萼龙葵，现主要逸生于辽宁朝阳、阜新、建平、沈阳、大连，吉林白城，河北张家口万全，北京密云、延庆、门头沟，山西阳高，乌鲁木齐等地区。

[0004] 刺萼龙葵在中国的潜在分布区极广，全国除、青海、海南及两广南部外的其他地区均可适生。刺萼龙葵在大部分地区发生大面积蔓延，并且蔓延的趋势还在不断增强，给当地生态环境和人类健康造成严重危害。刺萼龙葵对草场及农田中棉花、玉米等经济作物的生长产生严重危害，影响牲畜皮毛的品质，牲畜误食后可引起中毒死亡，同时还传播病虫害，严重威胁到入侵地的生物多样性和生态安全，刺萼龙葵已被列入2013年国家重点管理外来入侵物种（第一批）名录中。

[0005] 国内对刺萼龙葵的研究刚刚起步，且多集中于对其生物生态学、入侵危害以及应急防治措施等方面。刺萼龙葵有着极强的适应能力和传播能力。耐阴、耐旱、耐高温；繁殖能力强，能产生大量的种子，靠种子传播和入侵，并且种子具有休眠期，小而轻，可随风或随水流传播扩散，常生长于开阔的生境，如荒地、草原、田野、河岸、过度放牧的牧场、谷仓前、畜栏、路边、垃圾场等地，亦可侵入农田、果园、瓜地、庭院等地。[0006] 当前对刺萼龙葵的防治大多采用人工拔除、机械和化学防除等方式，但人工拔除费时费力，在大面积发生地区可操作性不强，且机械防除的刺萼龙葵残根断茎仍可萌生新的幼苗，防除成功率不高；利用除草剂百草枯和草甘膦等进行化学防除，可使刺萼龙葵植株达到较高的死亡率，但大量施用农药会对生态环境造成较大污染。在刺萼龙葵的传入地引入原产地的天敌因子，如寄生性、捕食性天敌或病原菌，重新建立一种生态平衡。此方法可谓是一种长期控制外来入侵杂草的有效方法。

近年来，诸多学者开展了对土著植物和牧草与外来入侵植物竞争影响的研究，

发现一些本地植物和优良牧草对外来入侵植物具有很强的竞争作用，能够较好地控制外来植物的生长发育和扩散。如利用白蝶合果芋（Syngonium podophllum）、细叶萼距

[0007]

3

CN 103650879 A

说 明 书

2/10页

花（Cuphea hyssopifolia）形成密集植被可有效控制外来入侵植物猫爪藤[Macfadyena unguis-cati(L)A.Gentry]的萌生和生长；用本地植物灰绿藜（Chenopodium glaucum L.）控制新入侵植物黄顶菊（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）联合替代控制豚草（Ambrosia artemisiifolia）具有较好的效果；用湿性臂形草[Brachiaria Subquadripara(Trin.)Hitchc]、三叶豆[Cajanus cajan(L.)Mjllspaugh]、非洲狗尾草[Setaria sphacelata(Schum)Stapf ex Massesy cv.Narok]等替代控制紫茎泽兰也已初见成效。但是目前还未有关刺萼龙葵天敌的报道。【发明内容】

[0008] 本发明的目的在于提供一种安全、有效，可持续的治理外来恶性杂草刺萼龙葵入侵及控制其蔓延的方法。[0009] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0010] 本发明提供了一种遏制刺萼龙葵入侵天然生态系统的方法，包括种植披碱草和/或冰草；其中种植包括下述步骤：[0011] 1)深耕18～25cm、细耙、耱平；[0012] 2)早春播种深度3～5cm，覆土2～4cm后，灌溉；[0013] 种子的纯度≥98%，净度≥95%，含水量≤14%，发芽率≥80%，种子用价≥80%；[0014] 披碱草种子经脱芒器或碾压脱芒；[0015] 灌溉采用喷灌、畦灌或地下渗灌。本发明中提到的纯度＝（供试种子粒数－异种或品种粒数）÷供试种子粒数×100%

[0017] 净度＝（样品总质量－杂质质量－其它植物种子质量）÷样品总质量×100%[0018] 发芽率＝发芽试验终期全部正常发芽种子数÷供试种子数×100%[0019] 种子用价＝净度×发芽率×100%。

[0020] 本发明提供的方法中深耕的深度为18～22cm，条播行距为15～30cm，播种深度2～4cm，覆土厚度1～2cm。[0021] 本发明提供的方法中，披碱草为从垂穗披碱草、加拿大披碱草、老芒麦、短芒披碱草、麦宾草、肥披碱草、青紫披碱草或圆柱披碱草中选出的一种或多种；冰草为从蓝茎冰草、细茎冰草、高冰草、草种蓝茎冰草、沙生冰草或扁穗冰草中选出的一种或多种。[0022] 本发明提供的方法中披碱草和冰草的比例为1：0.5～2。[0023] 本发明中播种后进行适当，用铺盖无纺布、草苫子、干草以保墒情，播种时采用手摇式播种机或人工手动撒播，人工手动撒播时将要撒播的种子混沙土后进行。[0024] 本发明采用的披碱草为旱中生多年生牧草。对水、热条件要求不严，适应环境能力强。从七十年代以来，该草已在中国华北、内蒙古及东北部逐渐推广，并开始成为主要牧草品种。披碱草的利用年限最适期为第一，二年，属短期多年生牧草。披碱草具有较长的果后营养期，在内蒙古呼和浩特地区，一般10月中旬至11月初地上部分开始枯黄，从返青至枯黄，历时180～190天，利用时间较长。披碱草一般单株分蘖可达30～50个，最多可达100个。7月中旬披碱草进入开花期，其花期晚于同属牧草中的短芒披碱草、垂穗披碱草（6

[0016]

4

CN 103650879 A

说 明 书

3/10页

月上、中旬），亦迟于麦宾草、圆柱披碱草、青紫披碱草、老芒麦（6月下旬至7月上旬），而与肥披碱草、加拿大披碱草相近。本发明中可采用喷灌的优点是灌水均匀，节水、节地、省工、省力，受地形小，侵蚀作用弱，利于调节田间小气候，可降低叶温；缺点是受气象因素影响明显，投资大，对灌溉水质量和管理人员素质要求较高。喷灌系统分固定式、办固定式和移动式3类，可根据地形和资金条件等进行选择；畦灌的有点是投资小；缺点是较为费工和占地较多。畦长不宜超过100m，畦宽通常为播种及收割机械幅宽的1～3整数倍，坡度以0.1%～2%为宜；地下渗灌的优点是节水、节地、省工，保土、保肥，土壤结构好，不形成板结层，地表干燥，利于田间作业；缺点是投资大；盐碱地区会促进盐碱化进程。[0025] 冰草为冷季禾本科多年生草本植物，在中国及欧亚草原区分布广泛，该植物具有抗旱、耐寒、耐瘠薄、耐粗放管理及种子产量高、易于收集，发芽力强，适应性强和营养丰富的显著特点，是一种优良牧草，同时也是用于草坪草的重要旱生草种。由于品质好，营养丰富，草质柔软适口性好，各种家畜均喜食；又因返青早，能较早地为放牧家畜提供青饲料，是一种优良天然牧草，既可放牧又可割草；既可单种又可和豆科牧草混种。冰草具有强大的根系和根茎苗，盘根错节的根系分布极具扩展性和侵占性，是中国西部干旱半干旱地区典型草原地带荒山绿化和交通干线固土护坡的首选草种，在生态建设中具有很大的潜力和广阔的应用前景。

[0026] 本发明采用披碱草和/或冰草作为控制刺萼龙葵入侵的植物。通过在刺萼龙葵易入侵的生态系统中，种植一定比例的披碱草和/或冰草，达到控制刺萼龙葵入侵的效果。多年生牧草披碱草和冰草可以迅速实现对刺萼龙葵入侵地的覆盖，一旦实现植被建成，能够持续有效抵御外来入侵植物刺萼龙葵对生态系统的入侵。披碱草和冰草能够在旱季与刺萼龙葵相抗衡，并在刺萼龙葵偏好的天然草原植被生长且在生存竞争中占有明显优势的牧草，通过引入种植并加以合理的配置和科学管理，该物种完全能够在刺萼龙葵易入侵和已经入侵的生态系统中发挥作用，从而有效地阻止刺萼龙葵入侵扩散行为，为替代防治外来入侵物种刺萼龙葵入侵和可持续治理提供了基本保障。[0027] 本发明提供的种植方法中：[0028] 1)深耕利于根系生长，细耙、耱平和压实利于控制播种深度和萌发出苗，压实还可避免自然沉实过程中时常发生的“吊根”现象；

[0029] 2)早春播种在开春土壤解冻之初可以利用宝贵的冻融水抓苗，且披碱草苗期生长缓慢，易遭杂草危害，早春播种杂草威胁较轻，晚春和夏季则较重；[0030] 3)播后可使种子与土壤接触紧密，有利于种子吸水发芽，还具有提墒的功能，有利于种子所处的浅表土壤保持湿润状态；[0031] 4)北方春旱普遍，第1茬为重点灌溉器，寒冷地区土壤水分对苜蓿越冬十分重要，结冻之前须进行冬灌。

【具体实施方式】

[0032] 对刺萼龙葵的替代控制实验表明通过适宜的种植时间、合理的种植方式和科学的管理方法，将披碱草和冰草种植到刺萼龙葵入侵的天然草原生态系统中，能够有效的遏制刺萼龙葵入侵和扩散的目的。防止和控制刺萼龙葵入侵生态系统技术是一个整地后结合引入种植披碱草和冰草，并进行生态系统管理技术的集成。本发明通过以下的实施例进一步

5

CN 103650879 A

说 明 书

4/10页

详细描述。

[0033] 1.生物替代治理前的刺萼龙葵清除技术[0034] 试验地点为吉林省白城市平台镇，属于刺萼龙葵发生严重的疫区之一。进行试验的生态系统为天然草原，无大型植被覆盖，年均植被盖度70%以上，为刺萼龙葵易入侵的生态系统。

在此生态系统中，于刺萼龙葵出苗前，对入侵地块进行翻耕处理，并撒施复合肥

50kg/亩作为底肥。

[0036] 2.牧草种植技术

[0037] 牧草种植时间在整地后随即进行。试验设两个处理，分别为牧草、未播种对照，依次命名为A1、A2，每个处理5个重复。牧草播种方式为撒播，播量2kg/小区。由于此生态系统为刺萼龙葵发生地块，其无需播种能够自主萌发。[0038] 播种时，为使种子分布均匀，各植物种子可按1：10比例掺入细沙土，均匀撒于表土层。之后将地面踩实，使种子与土壤密切接触。[0039] 3.生态系统管理技术

[0040] 披碱草/冰草为人工草地建植常用牧草，适应性好，适合管理粗放而且瘠薄土壤生长，前期生长迅速，发挥占据空间生态位优势和抑制刺萼龙葵的生长和再度入侵的作用，其多年生特性保证了一次建植能够多年持续抑制刺萼龙葵生长。[0041] 此外，所有替代治理的地段始终要严格禁止与生态系统管理无关的人类活动，尤其是放牧，因牲畜取食和践踏将对替代植物的成活和生长造成不良影响。[0042] 披碱草适宜刈割期是营养生长期至开花期，每年可刈割1～2次，亩产干草300～600kg，利用年限为4～5年，刈割时留茬高于20厘米，过低的刈割会影响对刺萼龙葵的抑制作用。

[0043] 替代试验结果：按照上述大田试验方法至第二年，A1试验处理刺萼龙葵发生率在1%以下，很难观察到刺萼龙葵植株；而对照样地刺萼龙葵植株，株高均达30cm以上。此外，由于刺萼龙葵在温度适宜的6～9月份均可发生出苗，完成生育期，而披碱草在这段时间内（特别是雨季）处于生长盛期，对后期出苗的刺萼龙葵持续抑制作用也较为理想。披碱草和冰草都是禾本科草，正好恢复当地以禾本科为主的草原生态系统。替代试验既完全达到了有效控制外来有害植物入侵的目标，也能够保证一定的经济效益。

[0044] 土壤种子库是指存在于确定面积的土壤表面及其下的土层中具有活力的种子的总和，是种群定居、生存、繁衍和扩散的基础，本发明通过土壤种子库数值作为杂草控制效果的检验指标。

[0035]

1.首先对示范区（每个小区大小为24×16m，研究区域位于吉林省白城市洮北区

平台镇与内蒙交界的自然草场[N45.57°,E122.85°]，刺萼龙葵发生面积大）进行机械翻耕，并尽量去除石块，翻耕后将地耙平；[0046] 2.划定小区之后，根据各小区的设置进行播种，最好选择在雨后播种，播种后进行适当，以保墒情。播种时，可用手摇式播种机进行播种，若无该机器，将要撒播的种子混沙土后进行人工手动撒播；

[0047] 3.种植完毕适当后，并铺盖相关保水设施（如无纺布，草苫子，干草等），以达到保水目的，利于出苗。

[0045]

6

CN 103650879 A[0048] [0049]

说 明 书

5/10页

种植方法：

[0050]

数据

[0052] 1替代控制实验开始之前刺萼龙葵密度与种子库调查[0053] 表1实验开始前刺萼龙葵密度

[0051]

[0054]

表1所示数据采集于2012年6月27日，此时刺萼龙葵处于2叶～6叶期，株高

1～3cm不等，由表1可以看出，在经过人为翻耕过的刺萼龙葵生长区域，所调查的7个样方中，其中样方3刺萼龙葵密度最少，为株/m2，而样方2中刺萼龙葵最多，为390株/m2，翻

[0055]

7

CN 103650879 A

说 明 书

6/10页

耕草场即实验区中刺萼龙葵的平均密度为209.8株/m2。而未翻耕草场中刺萼龙葵密度显然比翻耕过的草场中高，平均密度为322.3株/m2。人为翻耕可以降低刺萼龙葵的出苗数，但是刺萼龙葵种子可在地下存活时间长，因此仅仅通过人工翻地是难以有效地控制刺萼龙葵的出苗与扩散的。

[0056] 表2实验开始前刺萼龙葵种子库情况

[0057]

由表2可以看出，人为翻耕过草场中刺萼龙葵种子基本集中于第三层，三层种子

库大小平均为4028粒/m2。而未翻耕过草场刺萼龙葵种子大部分及集中于土壤表层，即0～2cm，种子库密度为7075粒/m2。而翻耕草场（实验区）三层土壤总种子库平均密度为8585

低于未翻耕草场12100粒/m2，由此也说明了人为翻耕对刺萼龙葵种子库的影响，这粒/m2，

与表1结果相吻合。[0059] 2、替代控制实验后刺萼龙葵密度与种子库调查[0060] 表3刺萼龙葵密度（2012-10-11）

[0058]

8

CN 103650879 A

说 明 书

7/10页

[0061]

[0062]

由表3可以看出，通过调查处理区内刺萼龙葵密度与对照区数量相比，处理区内

刺萼龙葵密度显著低于对照区刺萼龙葵密度，其中区3刺萼龙葵密度最低，为20株/m2，而对照区平均密度为226株/m2，相对种植之前刺萼龙葵密度（209.8株/m2）差异不显著，这说明，通过种植替代植物后，刺萼龙葵密度显著降低。[00] 表4实验后刺萼龙葵种子库大小（2012-10-11）

[0063]

9

CN 103650879 A

说 明 书

8/10页

[0065]

由表4得出，通过调查的每个区内3个样点看出，仅有区3、4、5种子库大小低于对

照，这与表3结果相对应。

[0067] 表5实验后刺萼龙葵株高（cm）（2012-10-11）

[0066] [0068]

区组1234

样点1样点2样点3样点436.136.920.632.1

34.235.218.924.810

38.534.133.233.0

33.530.021.323.2

CN 103650879 A

5CK

[0069] [0070]

区组12345CK

[0071] [0072]

区组12345CK

[0073]

说 明 书

26.553.2

27.842.6

29.033.1

18.555.6

9/10页

表6实验后刺萼龙葵株高（cm）（2013-7-24）

样点1样点2样点3样点44.710.88.511.57.978.2

5.212.57.23.66.352.6

6.81511.05.39.243.1

10.414.24.32.68.165.6

表7实验后刺萼龙葵密度（粒/m2）（2013-7-4）

样点1样点2样点3样点4151112612100

1113870198

1918094285

17121536126

小区中刺萼龙葵很少，基本不可见，见到的也是刺萼龙葵小苗。

[0074] 表8实验后刺萼龙葵种子库大小（2013-7-24）

[0075] [0076]

样点（区组）种子库(粒/m2)

区1样点1

0～2cm120

2～5cm388

5～10cm242

合计750

11

CN 103650879 A

区1样点2区1样点3区2样点1区2样点2区2样点3区3样点1区3样点2区3样点3区4样点1区4样点2区4样点3区5样点1区5样点2区5样点3CK样点1CK样点2CK样点3

2001806015013054906810076953040907400990012100

说 明 书

34233818021020014613288881561268090100130025007200

10218220036035010054102883911010015010008005300

470044072058030028025029032026022024034097001320024600

10/10页

12