薇甘菊人工速效郁閉及其遮蔭控制技術(shù)研究

戶(hù)連榮,澤桑梓，張知曉，季梅，劉凌

(1. 云南省林業(yè)科學(xué)院，云南 昆明 650201；2. 云南省林業(yè)有害生物防治檢疫局， 云南 昆明 650051)

薇甘菊(Mikaniamicrantha)是一種從中、南美洲傳播至熱帶及亞熱帶地區(qū)的入侵雜草，屬于菊科(Asteraceae)假澤蘭屬(Mikania)草質(zhì)藤本植物[1]。2001年世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)公布其為世界上危害最嚴(yán)重的100種外來(lái)入侵物種之一[2-4]，因其對(duì)林業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，2013年1月9日，薇甘菊再次被中國(guó)國(guó)家林業(yè)局(2013年第4號(hào))公告確定為唯一的全國(guó)林業(yè)檢疫性有害植物[5]。薇甘菊主要通過(guò)攀援爭(zhēng)奪陽(yáng)光，絞殺其他植物；或分泌化感物質(zhì)，抑制所攀附植物生長(zhǎng)[6]。云南省薇甘菊發(fā)生區(qū)域的新造林地長(zhǎng)期受到薇甘菊的侵襲，且已泛濫成災(zāi)，尋找成本低廉、防效顯著的薇甘菊防治方法，已是迫在眉睫。為此，人們開(kāi)展大量的防治實(shí)踐試驗(yàn)，尤其化學(xué)農(nóng)藥草甘膦、甲嘧磺隆、百草枯、克無(wú)蹤、紫薇清、滅薇凈等被大量使用，結(jié)果導(dǎo)致新造林地的西南樺(Betulaalnoides)、杉木(Cunninghamialanceolata)、橡膠(Heveabrasiliensis)、檸檬(Citruslimon)等幼苗不同程度受到藥害，苗木生長(zhǎng)衰弱，甚至出現(xiàn)藥害致死現(xiàn)象。

已有研究表明，光照是植物生長(zhǎng)必須的因素之一，其強(qiáng)度、時(shí)間等變化會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育、生理生化和形態(tài)結(jié)構(gòu)等方面造成很大影響[7]。通過(guò)人工模擬光照環(huán)境，速效郁閉、遮蔭可以影響植物生長(zhǎng)[8]?；谌斯つM遮蔭理論開(kāi)發(fā)的除草膜已被廣泛應(yīng)用于煙草(Nicotianatabacum)[9～12]、甘蔗(Saccharumofficinarum)[13]、果樹(shù)[14]、花生(Arachishypogaea)[15]等農(nóng)田雜草防治，谷新華等[16]，趙相健等[17]還發(fā)現(xiàn)通過(guò)遮陽(yáng)網(wǎng)模擬植被遮蔭可以抑制入侵雜草互花米草(Spartinaalterniflora)的生長(zhǎng)，且可用于除治早期入侵、小面積分布的單一互花米草種群。同為入侵雜草的薇甘菊，杜凡等研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)森林的郁閉度大于70%時(shí)，薇甘菊難以生存，對(duì)周?chē)渌参锊辉斐晌：18]。為此，選擇不同透光率的黑色塑料膜、三層遮陽(yáng)網(wǎng)、二層遮陽(yáng)網(wǎng)、一層遮陽(yáng)網(wǎng)、黃色塑料膜、藍(lán)色塑料膜，在薇甘菊發(fā)生較為嚴(yán)重的瑞麗市進(jìn)行試驗(yàn)，探索人工模擬郁閉、遮蔭控制薇甘菊，探索新造林地苗木免受薇甘菊危害的環(huán)保、速效、便捷控制技術(shù)。

1 研究地基本概況

位于云南省德宏州瑞麗市上海磚廠(chǎng)取土場(chǎng)，24°2′36″N，97°51′56″E，海拔820m，薇甘菊蓋度≥90%、覆蓋厚度40cm。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

黑色塑料膜、黃色塑料膜、藍(lán)色塑料膜(云南省玉溪市旭日塑料有限責(zé)任公司生產(chǎn))。

黑色遮陽(yáng)網(wǎng)(浙江臺(tái)州立新遮陽(yáng)網(wǎng)廠(chǎng)生產(chǎn))。

2.2 試驗(yàn)方法

2014年10月1日，選用黑色塑料膜、黃色塑料膜、藍(lán)色塑料膜、一層遮陽(yáng)網(wǎng)、二層遮陽(yáng)網(wǎng)、三層遮陽(yáng)網(wǎng)為遮蔭材料，在測(cè)定其透光率差異性基礎(chǔ)上，選擇薇甘菊蓋度、厚度、長(zhǎng)勢(shì)基本一致的地塊，分別用3m×3m的各種遮蔭材料覆蓋薇甘菊，各置3次重復(fù)及1組全光照對(duì)照。記錄薇甘菊初始蓋度后，間隔3d、5d、7d、15d、30d檢測(cè)薇甘菊蓋度變化情況。

30d后，觀(guān)察各處理薇甘菊的開(kāi)花情況并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；樣地內(nèi)隨機(jī)抽取100根薇甘菊莖節(jié)，從頂端開(kāi)始向下測(cè)量3cm處薇甘菊莖尖直徑，以及40cm處薇甘菊莖直徑，和第一對(duì)完整葉片以上的莖尖長(zhǎng)度，比較全光照對(duì)照組與各種遮蔭材料間莖尖直徑、莖直徑、莖尖長(zhǎng)度間差異性；將各處理的薇甘菊全株(包括已干枯和新鮮的薇甘菊)帶回實(shí)驗(yàn)室，在70℃下烘到恒重，用電子天平測(cè)定生物量。

2.3 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel和SPSS 17.0等對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行one-way ANOVA分析，并用最小顯著差數(shù)法(LSD)進(jìn)行多重比較，統(tǒng)計(jì)顯著水平為P<0.05。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同透光率遮蔭材料對(duì)地表溫度影響

由表1可知，6種供試遮蔭材料的透光率兩兩之間差異顯著，各種材料的透光率大小依次排序：黑色塑料膜(0%)<三層遮陽(yáng)網(wǎng)(4.01%)<二層遮陽(yáng)網(wǎng)(11.08%)<一層遮陽(yáng)網(wǎng)(37.75%)<黃色塑料膜(41.59%)<藍(lán)色塑料膜(56.86%)<全光照對(duì)照組(100.00%)。

在環(huán)境溫度一致的情況下，利用不同遮蔭材料覆蓋樣地，地表溫度明顯不同。全光照條件下環(huán)境地表溫度為(33.20±0.78)℃時(shí)，地表出現(xiàn)升溫的有黑色塑料膜，其地表溫度最高為(41.70±0.95)℃；其次為黃色塑料膜，地表溫度(35.80±0.18)℃；其余遮蔭材料與全光照條件下環(huán)境地表溫度相比，表現(xiàn)地表降溫現(xiàn)象，地表降溫量最大的是三層遮陽(yáng)網(wǎng)(27.95±0.17)℃，其次是二層遮陽(yáng)網(wǎng)地表溫度(31.75±0.18)℃、一層遮陽(yáng)網(wǎng)地表溫度(30.85±0.15)℃和藍(lán)色塑料膜地表溫度(31.55±0.18)℃。

表1 不同遮蔭材料的透光率Tab.1 The light transmittance of different materials %

3.2 不同透光率遮蔭材料對(duì)薇甘菊蓋度的影響

由表2可知，歷時(shí)30d，在初始蓋度差異性不顯著的情況下，全光照對(duì)照組薇甘菊蓋度未發(fā)生顯著變化；僅有黑色膜能夠顯著降低薇甘菊蓋度，且作用效果明顯，15d后樣方內(nèi)薇甘菊蓋度即降為0%。歷時(shí)30d，一層遮陽(yáng)網(wǎng)薇甘菊蓋度為(91.33±0.33)%，二層遮陽(yáng)網(wǎng)薇甘菊蓋度為(91.33±0.67)%，三層遮陽(yáng)網(wǎng)薇甘菊蓋度為(91.33±0.88)%，全光照對(duì)照組薇甘菊蓋度為(90.83±0.14)%，遮陽(yáng)網(wǎng)與全光照對(duì)照組薇甘菊蓋度差異性不顯著，不能降低薇甘菊蓋度。黃色塑料膜和藍(lán)色塑料膜覆蓋薇甘菊，能夠顯著降低薇甘菊蓋度，但遠(yuǎn)不及黑色塑料膜作用效果顯著，其薇甘菊蓋度在3-7d時(shí)逐漸減小，而7d之后甚至呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。

由此可見(jiàn)，黑色塑料膜、黃色塑料膜和藍(lán)色塑料膜對(duì)薇甘菊的蓋度均有控制作用，由強(qiáng)到弱依次為黑色塑料膜、藍(lán)色塑料膜、黃色塑料膜，且黑色塑料膜對(duì)薇甘菊的控制作用明顯優(yōu)于其他兩種顏色的塑料膜；一層、二層、三層遮陽(yáng)網(wǎng)均對(duì)薇甘菊的蓋度變化沒(méi)有顯著作用效果。

表2 遮蔭材料對(duì)薇甘菊蓋度的影響Tab.2 The change trend of Mikania micrantha coverage %

3.3 不同透光率遮蔭材料對(duì)薇甘菊花序數(shù)量、生物量的影響

由表3可知，30d后，全光照對(duì)照組薇甘菊花序數(shù)量(19 646.00±1 387.28)個(gè)，與之相比，各種遮蔭材料的薇甘菊花序數(shù)量均顯著小于全光照對(duì)照組薇甘菊花序數(shù)量；其中，黑色塑料膜和三層遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋下的薇甘菊花序數(shù)量最少，均為0個(gè)。

30d后，檢測(cè)試驗(yàn)樣地上薇甘菊的生物量，全光照對(duì)照組薇甘菊生物量為(15 870.00±422.40)g，與之相比，各種遮蔭材料的薇甘菊生物量均顯著小于全光照對(duì)照組薇甘菊生物量；其中，黑色塑料膜覆蓋下的薇甘菊生物量最少，為(591.67±240.15)g。

表3 遮蔭材料對(duì)薇甘菊花序數(shù)量及生物量影響Tab.3 The change of Mikania micrantha in florescence number and biomass

3.4 不同透光率遮蔭材料對(duì)薇甘菊莖生長(zhǎng)的影響

由表4可知，30d后，全光照對(duì)照組薇甘菊莖直徑(2.00±0.05)mm，各種遮蔭材料覆蓋薇甘菊與全光照對(duì)照組薇甘菊的莖直徑相比較，促進(jìn)薇甘菊莖直徑生長(zhǎng)的有：一層遮陽(yáng)網(wǎng)薇甘菊莖直徑(2.21±0.07)mm，二層遮陽(yáng)網(wǎng)薇甘菊莖直徑(2.23±0.07)mm。抑制薇甘菊莖直徑生長(zhǎng)的有：黃色塑料膜薇甘菊莖直徑(1.77±0.04)mm，黑色塑料膜薇甘菊莖直徑(0.00±0.00)mm。對(duì)薇甘菊莖直徑生長(zhǎng)作用效果不顯著的有：藍(lán)色塑料膜薇甘菊莖直徑(1.94±0.06)mm，三層遮陽(yáng)網(wǎng)薇甘菊莖直徑(2.00±0.07)mm。

表4 遮蔭材料對(duì)薇甘菊莖生長(zhǎng)的影響Tab.4 The influence of Mikania micrantha stem in different artificial shade available closure

30d后，全光照對(duì)照組薇甘菊莖尖直徑(0.83±0.03)mm，各種遮蔭材料覆蓋薇甘菊與全光照對(duì)照組薇甘菊的莖尖直徑相比較，除黑色塑料膜薇甘菊莖尖直徑為(0.00±0.00)mm，顯著小于全光照對(duì)照組薇甘菊尖莖直徑外；其他遮蔭材料覆蓋薇甘菊，其莖尖直徑均顯著大于全光照對(duì)照組薇甘菊莖尖直徑，表現(xiàn)促進(jìn)薇甘菊莖尖直徑生長(zhǎng)的情況。

30d后，各種遮蔭材料覆蓋薇甘菊其莖尖長(zhǎng)均顯著小于全光照對(duì)照組薇甘菊莖尖長(zhǎng)，各材料覆蓋后薇甘菊莖尖長(zhǎng)大小依次排序：黑色塑料膜(0.00cm)<黃色塑料膜(2.94cm)<藍(lán)色塑料膜(3.50cm)<三層遮陽(yáng)網(wǎng)(4.23cm)<二層遮陽(yáng)網(wǎng)(4.39cm)<一層遮陽(yáng)網(wǎng)(4.42cm)<全光照對(duì)照組(6.55cm)。

4 結(jié)論與討論

檢測(cè)供試材料透光率，黑色塑料膜(0.00%)<三層遮陽(yáng)網(wǎng)(4.01%)<二層遮陽(yáng)網(wǎng)(11.08%)<一層遮陽(yáng)網(wǎng)(37.75%)<黃色塑料膜(41.59%)<藍(lán)色塑料膜(56.86%)<全光照對(duì)照組(100.00%)。在環(huán)境溫度一致的情況下，全光照條件下環(huán)境地表溫度為(33.20±0.78)℃時(shí)，地表出現(xiàn)升溫最高的是黑色塑料膜(41.70±0.95)℃，其次為黃色塑料膜(35.80±0.18)℃。其余遮蔭材料與全光照條件下環(huán)境地表溫度相比，呈現(xiàn)地表降溫現(xiàn)象，地表降溫量最大的是三層遮陽(yáng)網(wǎng)處理(27.95±0.17)℃，其次是二層遮陽(yáng)網(wǎng)(31.75±0.18)℃、一層遮陽(yáng)網(wǎng)(30.85±0.15)℃、藍(lán)色塑料膜(31.55±0.18)℃。表明黑色塑料膜、黃色塑料膜能吸收太陽(yáng)光熱量，提高地表溫度；其余材料則起到遮蔭作用，降低了地表溫度。

依據(jù)森林郁閉度大于70%時(shí)薇甘菊難以生存，對(duì)周?chē)渌参锊辉斐晌：11]的現(xiàn)象，選擇不同透光率的黑色塑料膜、三層遮陽(yáng)網(wǎng)、二層遮陽(yáng)網(wǎng)、一層遮陽(yáng)網(wǎng)、黃色塑料膜、藍(lán)色塑料膜，在薇甘菊發(fā)生較為嚴(yán)重的瑞麗市進(jìn)行人工模擬郁閉、遮蔭控制薇甘菊試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)黑色膜覆蓋下薇甘菊7d就開(kāi)始大量干枯死亡，15d后樣方內(nèi)薇甘菊蓋度即降為0%；30d后，黑色塑料膜覆蓋下的薇甘菊花序數(shù)量最少,為0個(gè)，生物量相對(duì)最少為(591.67±240.15)g，薇甘菊的莖直徑、莖尖直徑、莖尖長(zhǎng)均為0mm，表明薇甘菊的生長(zhǎng)及開(kāi)花結(jié)實(shí)受到抑制，也證明了所測(cè)得的生物量仍處于初始狀態(tài)，無(wú)新的增長(zhǎng)。據(jù)此，可以得出，黑色塑料膜吸收了太陽(yáng)光，不能透過(guò)光線(xiàn)，用其覆蓋薇甘菊，薇甘菊不能完成光合作用，導(dǎo)致其不能正常生長(zhǎng)發(fā)育，蓋度降為0%，花序不分化、薇甘菊莖生長(zhǎng)受到抑制，最終全部干枯死亡，這與楊期和等[19]及程漢亭等[20]提出光照強(qiáng)度較低情況下，能有效抑制薇甘菊的蓋度及生物量的積累研究結(jié)果吻合。

可見(jiàn)，黑色塑料膜不僅能迅速降低薇甘菊蓋度，抑制薇甘菊的花序分化和影響其植株生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致薇甘菊迅速干枯死亡，可用于新造林地抑制薇甘菊入侵的危害。

致謝：西南林業(yè)大學(xué)2015屆碩士研究生張新瑜、徐小偉參加了本研究的全程試驗(yàn)，在此一并致謝。

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