冬小麥田惡性雜草節(jié)節(jié)麥的國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

王克功，任瑞蘭，劉 博，王衛(wèi)東，劉玲玲

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所，山西臨汾041000；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，山西太谷030801）

節(jié)節(jié)麥（Aegilops tauschii）又名山羊草[1]，群眾將其與野燕麥等禾本科雜草統(tǒng)稱為“野麥子”[2]。作為育種材料，節(jié)節(jié)麥?zhǔn)橇扼w小麥的祖先種之一，是D染色體組的供體種，常被用于普通小麥品質(zhì)的基因改良[3-5]；作為農(nóng)田雜草，節(jié)節(jié)麥為我國(guó)進(jìn)境植物檢疫潛在危險(xiǎn)性雜草之一。近年來(lái)，節(jié)節(jié)麥在我國(guó)冬小麥主產(chǎn)區(qū)擴(kuò)散蔓延，已成為我國(guó)北方麥田惡性雜草[6]。關(guān)于雜草類型節(jié)節(jié)麥的研究，主要集中在4個(gè)方面：節(jié)節(jié)麥的起源與分布；節(jié)節(jié)麥的生物學(xué)特性；節(jié)節(jié)麥與作物的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系；節(jié)節(jié)麥的防除技術(shù)。

筆者就目前我國(guó)關(guān)于雜草類型節(jié)節(jié)麥的研究工作進(jìn)行述評(píng)，并對(duì)研究存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)未來(lái)的研究工作進(jìn)行展望，以期對(duì)我國(guó)正在進(jìn)行和將要開(kāi)展的有關(guān)研究有所裨益。

1 節(jié)節(jié)麥的起源與分類

1.1 節(jié)節(jié)麥的起源

節(jié)節(jié)麥原產(chǎn)地為歐洲、西亞，中東是節(jié)節(jié)麥的起源中心。

1.2 節(jié)節(jié)麥的分類

節(jié)節(jié)麥為禾本科（Gramineae）山羊草屬（Aegilops L.）一年生或越年生植物。

1.3 我國(guó)節(jié)節(jié)麥的來(lái)源

我國(guó)雜草類型節(jié)節(jié)麥最早于20世紀(jì)50年代在黃河流域的陜西、山西、河南等地發(fā)現(xiàn)，80年代又在新疆伊犁河谷的自然植被中發(fā)現(xiàn)有大量的分布。

關(guān)于我國(guó)節(jié)節(jié)麥的來(lái)源，有2種觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為，黃河流域的節(jié)節(jié)麥由新疆傳播而來(lái)[7]，染色體組分析為此提供了證據(jù)[4]；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，黃河流域的節(jié)節(jié)麥，很可能直接由伊朗（節(jié)節(jié)麥的多樣性中心）經(jīng)絲綢之路傳入我國(guó)。節(jié)節(jié)麥DNA指紋關(guān)系研究與遺傳相似性分析表明，我國(guó)雜草類型節(jié)節(jié)麥可能起源于節(jié)節(jié)麥的多樣性中心伊朗[8]。微衛(wèi)星分子指紋分析表明，至少有2個(gè)不同居群的節(jié)節(jié)麥由中東傳入了我國(guó)[9]，從進(jìn)口糧食中多次檢測(cè)出混雜有節(jié)節(jié)麥草子，也為此提供了間接證據(jù)[1]。

2 節(jié)節(jié)麥的分布

2.1 節(jié)節(jié)麥的適生區(qū)

研究發(fā)現(xiàn)，節(jié)節(jié)麥的適生區(qū)主要分布于北緯30°～45°之間[10]。

2.2 節(jié)節(jié)麥的地理分布

雜草類型節(jié)節(jié)麥在我國(guó)冬小麥主產(chǎn)區(qū)的河北、河南、山東、山西、陜西、重慶、內(nèi)蒙古、江蘇等地均有分布，僅以田間雜草形式存在于大、小麥田間或田邊、渠旁，在自然植被中未發(fā)現(xiàn)[7]。同時(shí)也有分布于大蒜田的報(bào)道[11]。

3 節(jié)節(jié)麥的生物學(xué)特性

3.1 節(jié)節(jié)麥種子的生物學(xué)特性

節(jié)節(jié)麥以種子進(jìn)行繁殖，未見(jiàn)其可進(jìn)行無(wú)性繁殖的報(bào)道。節(jié)節(jié)麥種子的發(fā)芽溫度為5～35℃，最佳發(fā)芽溫度范圍為15～25℃[10]。節(jié)節(jié)麥種子發(fā)芽所需最低積溫為44℃，較小麥高16℃左右。節(jié)節(jié)麥種子具有潛在發(fā)芽能力，未發(fā)芽的種子長(zhǎng)期吸水膨脹不會(huì)發(fā)霉，若溫度升高會(huì)有部分種子又開(kāi)始萌發(fā)。

節(jié)節(jié)麥種子的吸水可分為3個(gè)時(shí)期：快速吸水期、緩慢吸水期和吸水停滯期；節(jié)節(jié)麥種子對(duì)水分的吸收主要在萌發(fā)過(guò)程的前期和中期；最低需水量為種子干質(zhì)量的56.10%[12]。

光照對(duì)節(jié)節(jié)麥種子萌發(fā)沒(méi)有顯著影響。節(jié)節(jié)麥種子的萌發(fā)對(duì)酸堿度有較強(qiáng)的適應(yīng)性，pH值為3.0～10.0的環(huán)境條件下萌發(fā)率均超過(guò)92%。節(jié)節(jié)麥種子萌發(fā)可耐低水分滲透勢(shì)以及鹽。

節(jié)節(jié)麥種子最佳出苗深度為1～3cm，大于9 cm則不能出苗[10]；在1～10 cm深度范圍內(nèi)，隨著播種深度增加，出苗率會(huì)顯著下降[12]。冬小麥田的節(jié)節(jié)麥有2個(gè)出苗高峰期，第1個(gè)出苗高峰出現(xiàn)在周平均氣溫在16.2～11.6℃之間，占出苗總量的75%～87%；第2個(gè)出苗高峰為翌年周平均氣溫回升至10℃左右，占出苗總量的13%～25%[10]。

王克功等[12]對(duì)節(jié)節(jié)麥種子活力進(jìn)行了研究，室內(nèi)保存條件下的節(jié)節(jié)麥種子發(fā)芽率測(cè)定表明，種子發(fā)芽率隨貯存時(shí)間延長(zhǎng)而下降（1～3 a）；貯存時(shí)間超過(guò)3 a，發(fā)芽率會(huì)顯著降低（小于30%）。

3.2 節(jié)節(jié)麥的生育期

節(jié)節(jié)麥的生育期為229～256 d[13]。

4 節(jié)節(jié)麥與作物的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系

節(jié)節(jié)麥混入農(nóng)田，可與作物競(jìng)爭(zhēng)水分、光、養(yǎng)料和空間，影響作物生長(zhǎng)發(fā)育[14]。研究發(fā)現(xiàn)，節(jié)節(jié)麥與小麥之間的競(jìng)爭(zhēng)主要受5個(gè)因素的影響。

4.1 水肥條件與施肥方式的影響

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，節(jié)節(jié)麥主要生長(zhǎng)在高水肥麥田[15-17]。說(shuō)明水肥條件是影響節(jié)節(jié)麥與小麥競(jìng)爭(zhēng)的主要因子之一，應(yīng)科學(xué)施肥、澆水。不同施肥方式研究表明，條帶式施肥和穴施有利于小麥與節(jié)節(jié)麥爭(zhēng)奪養(yǎng)分[12]。因此，小麥田施肥應(yīng)盡量采用條帶式和穴施的方式。

4.2 小麥種植密度的影響

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，節(jié)節(jié)麥在麥田主要分布于小麥行間、地壟及缺苗斷壟處；小麥密的地方，節(jié)節(jié)麥分蘗少；小麥稀的地方，節(jié)節(jié)麥分蘗多。說(shuō)明小麥種植密度對(duì)節(jié)節(jié)麥生長(zhǎng)有一定的影響，應(yīng)該合理密植，以麥壓草。

4.3 小麥播期與生育期的影響

研究發(fā)現(xiàn)，小麥適當(dāng)晚播可減輕冬前節(jié)節(jié)麥的危害，原因是節(jié)節(jié)麥出苗晚、競(jìng)爭(zhēng)力弱。節(jié)節(jié)麥與小麥競(jìng)爭(zhēng)水分、光、養(yǎng)料和空間，從節(jié)節(jié)麥種子發(fā)芽到成熟都可發(fā)生，以小麥出苗后到封壟前對(duì)小麥的影響最大。這是因?yàn)樾←滈_(kāi)始分蘗前吸收水分、養(yǎng)分能力弱，開(kāi)始分蘗后，隨著初生根的快速生長(zhǎng)和次生根的產(chǎn)生，小麥的生長(zhǎng)速度加快，競(jìng)爭(zhēng)能力增強(qiáng)。因此，清除節(jié)節(jié)麥的時(shí)間應(yīng)掌握在小麥生長(zhǎng)前期，并適當(dāng)晚播。

4.4 作為小麥條銹病菌和吸漿蟲(chóng)的禾草寄主，間接影響小麥的生長(zhǎng)

研究發(fā)現(xiàn)，節(jié)節(jié)麥?zhǔn)切←湕l銹病菌和吸漿蟲(chóng)的禾草寄主，可通過(guò)傳播條銹病菌和小麥吸漿蟲(chóng)為害，進(jìn)一步影響小麥生長(zhǎng)[18-19]。

5 節(jié)節(jié)麥的傳播途徑

節(jié)節(jié)麥侵入農(nóng)田的途徑主要有3個(gè)：一是隨小麥種子傳播。盡管節(jié)節(jié)麥成熟期比小麥略早，并逐節(jié)脫落，但每年仍有部分成熟偏晚的節(jié)節(jié)麥混雜在小麥種子中[20]。二是自然成熟落入田間。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，小麥成熟時(shí)80%以上的節(jié)節(jié)麥小穗已脫落，只有不足20%的節(jié)節(jié)麥小穗隨收獲混入小麥籽粒內(nèi)或秸稈內(nèi)。三是人為傳播。人為傳播的途徑主要有灌溉水和糞肥2種。節(jié)節(jié)麥也可通過(guò)小麥?zhǔn)斋@機(jī)攜帶，近距離或遠(yuǎn)距離傳播[21]。

6 節(jié)節(jié)麥的防除方法

6.1 檢驗(yàn)檢疫和人工防除

由于節(jié)節(jié)麥生存、繁殖能力極強(qiáng)，即使只有極少量節(jié)節(jié)麥種子，如果防除不力就會(huì)給小麥產(chǎn)量造成顯著損失，因此應(yīng)盡量減少其入侵機(jī)會(huì)，加強(qiáng)檢驗(yàn)檢疫工作，杜絕雜草種子流入未分布區(qū)。在節(jié)節(jié)麥分布區(qū)，發(fā)現(xiàn)有節(jié)節(jié)麥混雜的小麥種子，要通過(guò)機(jī)選、人工挑揀等方法清除干凈后再播種。小麥播種前上季節(jié)節(jié)麥密度大的地塊應(yīng)深翻15 cm以上，可減少當(dāng)年田間出草量。人工拔除節(jié)節(jié)麥的時(shí)間，應(yīng)在小麥越冬返青后到拔節(jié)前進(jìn)行[22]。注意要徹底清除，清除的雜草應(yīng)深埋或帶出田外曬干后燒掉。

6.2 化學(xué)防除

利用化學(xué)除草劑防除節(jié)節(jié)麥仍是目前最常用最有效的方法。各地試驗(yàn)表明，有效的除草劑品種僅有3%甲基二磺?。ㄊ垃敚┯蛻覄┖?.6%甲基碘磺隆鈉鹽·甲基二磺?。ㄩ熓垃敚┧稚⒘23-25]。研究發(fā)現(xiàn)，不同種群節(jié)節(jié)麥對(duì)甲基二磺隆的敏感性存在顯著差異[26]。不同小麥品種對(duì)甲基二磺隆的敏感性也不同[27]。因此，不應(yīng)盲目推廣甲基二磺隆。

有研究表明，在節(jié)節(jié)麥3葉期前用藥，甲基二磺隆推薦劑量下的防效為80%左右；節(jié)節(jié)麥分蘗后的防效僅為35%～40%[25]。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，小麥3葉期前噴施甲基二磺隆，雖能有效抑制節(jié)節(jié)麥生長(zhǎng)，但對(duì)小麥生長(zhǎng)也有抑制；故適宜施藥時(shí)期為小麥3葉期至小麥拔節(jié)前，最佳時(shí)期為小麥分蘗初期[28]。

有研究表明，冬前小麥3葉1心以上、節(jié)節(jié)麥出土后，用3%甲基二磺?。ㄊ垃敚?75～450 mL/hm2，或春季小麥返青期用450～525 mL/hm2，對(duì)水450～600 kg，用手動(dòng)噴霧器進(jìn)行莖葉處理效果最佳[29]。

6.3 生態(tài)調(diào)控

麥少草多、麥多草少是雜草與作物競(jìng)爭(zhēng)的規(guī)律，因此，合理密植、科學(xué)施肥、爭(zhēng)取苗齊苗壯、形成麥苗的群體生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，可起到生態(tài)抑草、以麥壓草的效果。深翻深耕，有利于防除節(jié)節(jié)麥，可減輕節(jié)節(jié)麥為害[30]。但目前國(guó)內(nèi)對(duì)節(jié)節(jié)麥與小麥、環(huán)境之間關(guān)系的研究不夠透徹，對(duì)各種生態(tài)措施的實(shí)際作用及使用條件了解得不徹底，故應(yīng)加強(qiáng)雜草—作物—環(huán)境相互關(guān)系的研究，為通過(guò)生態(tài)措施控制雜草提供理論依據(jù)。

7 展望

7.1 節(jié)節(jié)麥對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)機(jī)制

節(jié)節(jié)麥作為分布范圍很廣的外來(lái)惡性雜草，能夠在不同環(huán)境條件下生存，其對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)機(jī)制目前尚不清楚。弄清其表型可塑性和遺傳分化在節(jié)節(jié)麥適應(yīng)環(huán)境變化中的作用，將有助于了解其為什么可以入侵如此廣泛的區(qū)域。

7.2 節(jié)節(jié)麥對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)資源波動(dòng)的響應(yīng)

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)由于人類活動(dòng)，經(jīng)常處于資源波動(dòng)狀態(tài)，其資源波動(dòng)的水平和頻率往往超過(guò)自然生態(tài)系統(tǒng)[31]。節(jié)節(jié)麥能夠成功入侵冬小麥田，并在與小麥的競(jìng)爭(zhēng)中生存下來(lái)，必然具有一定的適應(yīng)機(jī)制。目前，人為的保護(hù)性耕作造成農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化，農(nóng)田雜草群落不斷的演變和更替，使一些惡性雜草數(shù)量和種類急劇上升，最終形成主要雜草群落[32]。因此，研究節(jié)節(jié)麥對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)資源波動(dòng)的響應(yīng)及其與作物的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，將有助于深入理解節(jié)節(jié)麥的入侵機(jī)制，可為制定節(jié)節(jié)麥的控制措施和生態(tài)控制技術(shù)提供理論依據(jù)。

7.3 節(jié)節(jié)麥的綜合控制技術(shù)

畢俊昌等[33]對(duì)天津麥田雜草研究后提出以化學(xué)防除為主的管理方法，但筆者認(rèn)為，尋求有效防除節(jié)節(jié)麥雜草的綜合控制技術(shù)是今后努力的方向。一方面要弄清節(jié)節(jié)麥對(duì)小麥的危害程度和機(jī)制，以便確定清除的關(guān)鍵時(shí)間、調(diào)整施肥方式和小麥種植格局；另一方面要尋找對(duì)節(jié)節(jié)麥具有抑制作用的生物體及其不同環(huán)境條件下的施用方法和最適宜的環(huán)境條件。

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