入侵植物白花鬼針草與2種牧草混播時(shí)的競爭效應(yīng)

沈偉 岑湘濤 吳曉倩 賈桂康

關(guān)鍵詞：白花鬼針草;黑麥草;白三葉;替代控制;競爭

中圖分類號：Q948.12+2.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000-4440（2020）03-0795-03

Competition effect of invasive plant Bidens pilosa var. radiata and two forages under different mixed sowing patterns

SHEN Wei，CEN Xiang-tao，WU Xiao-qian，JIA Gui-kang

（College of Agriculture and Food Engineering， Baise University， Baise 533000， China）

Key words：Bidens pilosa var. radiata;Lolium perenne;Trifolium repens;replacement control; competition

白花鬼針草（Bidens pilosa var. radiata）作為中國常見的入侵物種之一，目前在中國主要分布在廣東、廣西等高度適生區(qū)，屬于危害較大的外來入侵雜草之一。白花鬼針草對周圍生長環(huán)境要求低，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，只需經(jīng)過一兩代就產(chǎn)生較大的種群，完成入侵，嚴(yán)重威脅本地物種生存[1-2]。

替代控制是人們經(jīng)常利用的控制外來入侵植物侵害的途徑之一[3]，相比生物防治、化學(xué)防治等方法，其經(jīng)濟(jì)環(huán)保，對生態(tài)環(huán)境不構(gòu)成威脅，同時(shí)還能創(chuàng)造生態(tài)效益，是目前普遍認(rèn)可的控制方法[4]。近年來，中國學(xué)者對替代控制方法的應(yīng)用做了諸多研究，研究對象以豚草、黃頂菊、紫莖澤蘭及飛機(jī)草為主，研究內(nèi)容主要集中在替代植物對入侵植物化感作用的耐受性，較少涉及替代植物對入侵植物種子萌發(fā)的影響[5-9]。

黑麥草（Lolium perenne）和白三葉（Trifolium repens）是喂養(yǎng)畜禽的優(yōu)良牧草，同時(shí)能改善水土流失、防止林地沙化，再生性好，屬于耐踐踏的放牧型牧草[10]。本試驗(yàn)選取黑麥草、白三葉2種牧草與白花鬼針草在相同比例不同密度梯度條件下進(jìn)行混播，研究黑麥草和白三葉對白花鬼針草的競爭作用，以期為白花鬼針草的入侵地修復(fù)和生態(tài)控制提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

白花鬼針草種子采摘于百色學(xué)院體育館內(nèi)的白花鬼針草入侵地，所摘取的種子大小基本一致，種子正常無病蟲害。黑麥草和白三葉種子均購于新之地種業(yè)有限公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)每組試驗(yàn)設(shè)3個(gè)密度，即低密度（每穴20粒種子）、中密度（每穴40粒種子）和高密度（每穴60粒種子）。每個(gè)密度水平混種比例為1∶1，即白花鬼針草∶麥草=1∶1（每穴20粒種子時(shí)，種子則各播10粒，以此類推），處理設(shè)3次重復(fù)。

1.2.2指標(biāo)測定從2個(gè)組合的各個(gè)密度的3個(gè)重復(fù)中一共隨機(jī)取3種植株（15株），以及分別隨機(jī)取白花鬼針草、黑麥草、白三葉單種的苗各15株，測量株高、根長，并烘干稱取每單株總生物量。

1.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

利用相對產(chǎn)量及競爭平衡指數(shù)來比較白花鬼針草與黑麥草以及白花鬼針草與白三葉的競爭能力[7，11]。利用spss分析系統(tǒng)以及Excel表格，對3種草的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析。白花鬼針草種子發(fā)芽指標(biāo)參考齊淑艷等[12]計(jì)算方法。

2結(jié)果與分析

2.1不同牧草及播種密度對白花鬼針草種子萌發(fā)進(jìn)程的影響

白花鬼針草與黑麥草混播（每穴20粒），初次萌發(fā)時(shí)間為第2 d，第3 d達(dá)到23.33%的最高日相對萌發(fā)率;每穴40粒，第1 d就開始萌發(fā)，第4 d達(dá)到18.3%的最高日相對萌發(fā)率;每穴60粒，第1 d就開始萌發(fā)，且在第1 d就達(dá)到25.56%的最高日相對萌發(fā)率。與白三葉混播，每穴20粒，初次萌發(fā)時(shí)間在第8 d，在第11 d達(dá)到26.67%的最高日相對萌發(fā)率;每穴40粒和每穴60粒初次萌發(fā)時(shí)間為第6? d，每穴40粒在第6 d達(dá)到26.70%的最高日相對萌發(fā)率;每穴60粒在第10 d達(dá)到27.77%的最高日相對萌發(fā)率，為萌發(fā)高峰期。

2.2不同牧草及播種密度對白花鬼針草種子發(fā)芽指標(biāo)的影響

白花鬼針草與黑麥草混播，3個(gè)播種密度處理的平均發(fā)芽率分別為55.56%、52.22%、52.87%，黑麥草可抑制其發(fā)芽，但各密度處理間差異不顯著（P>0.05）;發(fā)芽勢分別為43%、93%、74%;發(fā)芽指數(shù)分別為0.62、1.04、2.65，3個(gè)播種密度之間差異不顯著（P>0.05）;活力指數(shù)分別為1.09、1.71、3.32，低播種密度條件下發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)最低。

白花鬼針草與白三葉混播，3個(gè)播種密度處理的平均發(fā)芽率為32.27%、69.93%、58.21%，白三葉可抑制其發(fā)芽，低密度處理效果較好，差異顯著（P<0.05）;發(fā)芽勢分別為77%、63%、61%，高播種密度條件下發(fā)芽勢最低，各處理間差異不顯著（P>0.05）;發(fā)芽指數(shù)分別為0.06、0.31、0.35，3個(gè)播種密度之間差異不顯著（P>0.05）;活力指數(shù)分別為0.08、0.61、0.48，3個(gè)播種密度之間差異顯著（P<0.05）;低播種密度條件下發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)最低。

2.3不同牧草及播種密度對白花鬼針草的株高及根長的影響

白花鬼針草和黑麥草混種，3個(gè)播種密度處理的平均株高分別為：5.51 cm、4.73 cm、4.41 cm，較單種時(shí)矮了1.52～2.62 cm;根長分別為：5.07 cm、4.77 cm、3.71 cm，較白花鬼針草單種時(shí)短，降低1.12～2.48 cm。白花鬼針草和白三葉混種，平均株高分別為5.28 cm、4.96 cm、4.74 cm，相比白花鬼針草單種時(shí)矮1.75～2.29 cm;根長分別為3.93 cm、5.97 cm、4.18 cm，相比白花鬼針草單種時(shí)短0.22～2.26 cm。

2.4不同牧草及播種密度對白花鬼針草生物量的影響

3種播種密度下，白花鬼針草分別與黑麥草和白三葉混種時(shí)，白花鬼針草的生物量均小于單種時(shí)的生物量，與黑麥草混種時(shí)，隨著播種密度增大，白花鬼針草生物量分別下降25.9%、55.7%和64.1%，而黑麥草的生物量分別為單種時(shí)的2.6倍、1.6倍和1.1倍;與白三葉混種時(shí)，隨著播種密度增大，白花鬼針草生物量分別下降45.4%、1.4%和39.3%，而白三葉的生物量與單種相比，低密度和高密度混播分別下降18.6%和17.8%，中密度混播則升高13.9%。上述結(jié)果表明牧草與白花鬼針草混種，白花鬼針草受到黑麥草的競爭抑制作用，密度越大受到的競爭抑制作用越強(qiáng);白花鬼針草與白三葉相互抑制，在中密度混種時(shí)白花鬼針草的生物量降幅小，白三葉的抑制作用強(qiáng)弱與密度大小不相關(guān)。

2.5不同牧草及播種密度對競爭效應(yīng)指數(shù)的影響

白花鬼針草與黑麥草混播時(shí)，3個(gè)播種密度的相對產(chǎn)量分別為0.80、0.49、0.41，均小于1，說明無論哪個(gè)播種密度，白花鬼針草的種內(nèi)競爭小于種間競爭;白花鬼針草與白三葉混播時(shí)，3個(gè)播種密度的相對產(chǎn)量分別為0.58、1.07、0.65，低密度和高密度也均小于1，說明白花鬼針草的種內(nèi)競爭小于種間競爭;和白三葉混種，每穴20粒和每穴60粒的播種密度，相對產(chǎn)量小于1，說明2個(gè)物種間具有競爭作用;2種種植組合所有播種密度2種牧草競爭平衡指數(shù)均大于0，表示黑麥草和白三葉比白花鬼針草的競爭能力強(qiáng)。其中白花鬼針草與黑麥草高密度混種時(shí)黑麥草的抑制效果好，而與白三葉低密度混種時(shí)白三葉的抑制效果好。相比之下，黑麥草對白花鬼針草更具有抑制效果，明顯影響白花鬼針草的生長。

3結(jié)論與討論

種子萌發(fā)和幼苗建立均為種群更新過程的重要環(huán)節(jié)[13]，研究混播條件下入侵植物種子萌發(fā)和幼苗生長情況，有助于了解不同替代物種對白花鬼針草競爭替代的可能性。本研究以黑麥草和白三葉作為替代競爭物種開展對白花鬼針草的控制試驗(yàn)，通過測定種子萌發(fā)相關(guān)指標(biāo)及對比競爭效應(yīng)參數(shù)，評價(jià)2種競爭植物對白花鬼針草的競爭能力大小。結(jié)果表明，不同混種牧草及播種密度影響白花鬼針草種子萌發(fā)進(jìn)程，具體體現(xiàn)在延遲萌發(fā)高峰的出現(xiàn)時(shí)間及初次萌發(fā)時(shí)間，其中白三葉低播種密度效果最明顯;各播種密度的黑麥草和白三葉顯著抑制白花鬼針草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢及活力指數(shù)，但對其發(fā)芽指數(shù)抑制不明顯。Turk等[14]和朱旺生等[15]的研究結(jié)果都表明白三葉草通過化感作用影響其他植物種子的萌發(fā)，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。生物量是反映植物相對競爭力的重要的指標(biāo)[16]，皇甫超河等[7]在田間條件下，研究3種牧草品種不同替代比例對黃頂菊相對競爭力的影響，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在3種牧草與黃頂菊混種種群中，黃頂菊的生物量、株高顯著低于單種對照，本試驗(yàn)結(jié)果與其一致，白花鬼針草與黑麥草和白三葉混種時(shí)，生物量、株高及根長均小于單種時(shí)的值。此外，本研究中競爭效應(yīng)參數(shù)表明，不同混種牧草及播種密度均使白花鬼針草的種內(nèi)競爭小于種間競爭，2種種植組合所有播種密度2種牧草競爭平衡指數(shù)均大于0，表示黑麥草和白三葉比白花鬼針草的競爭能力強(qiáng)，白花鬼針草的生長受到有效抑制。

明確替代與被替代植物在同一環(huán)境下的競爭能力大小是決定替代控制效果的關(guān)鍵[17]，影響競爭能力的因素有多種，土壤營養(yǎng)、競爭期長短、空間分布、幼苗出土?xí)r間及化感作用[18-21]等都會影響到競爭的結(jié)果。本研究是在不考慮環(huán)境、化感作用等因素的基礎(chǔ)上對黑麥草和白三葉2種牧草與白花鬼針草的早期競爭效應(yīng)所進(jìn)行的初步研究，要確定能否通過2種牧草替代控制的方法來治理白花鬼針草，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步明確2種牧草與白花鬼針草在生長中期及后期的競爭情況，并考慮其他因素對競爭結(jié)果的影響。

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