內(nèi)生真菌醉馬草作為機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥(niǎo)草的潛力分析

連鶴娜， 陳泰祥， 陳振江， 魏學(xué)凱， 李春杰

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部草牧業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/草地農(nóng)業(yè)教育部工程研究中心/甘肅省西部草業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心/蘭州大學(xué)草地微生物研究中心/蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院， 甘肅 蘭州 730020)

近年來(lái)，隨著野生動(dòng)物保護(hù)法律、法規(guī)的健全及人們保護(hù)鳥(niǎo)類(lèi)意識(shí)的增強(qiáng)，鳥(niǎo)的種類(lèi)和數(shù)量急劇增加。但在航空安全領(lǐng)域，鳥(niǎo)類(lèi)活動(dòng)與人類(lèi)活動(dòng)之間一直存在著難以解決的沖突[1]。鳥(niǎo)擊(Birdstrike)是指飛機(jī)在起飛、飛行和著陸的過(guò)程中與空中的飛鳥(niǎo)相撞所產(chǎn)生的飛行安全事故[2]，防鳥(niǎo)或鳥(niǎo)擊產(chǎn)生的費(fèi)用被認(rèn)為是民用和軍用航空業(yè)的一項(xiàng)重大成本。自1980年以來(lái)，航空業(yè)飛速發(fā)展，選擇飛機(jī)出行的旅客大幅增加，航班班次日益增多，航空安全常常受到鳥(niǎo)類(lèi)的威脅。據(jù)世界鳥(niǎo)類(lèi)撞擊協(xié)會(huì)(World bird strike association，WBA)估計(jì)，在全球范圍內(nèi)每年因?yàn)轱w機(jī)與野生動(dòng)物碰撞而造成的損失約為20億美元[3]。同時(shí)，鳥(niǎo)擊嚴(yán)重威脅機(jī)組人員及乘客的生命，自1988年以來(lái)，已有超過(guò)255人喪生，超過(guò)243架飛機(jī)被毀[4]。在中國(guó)，由鳥(niǎo)擊造成的機(jī)場(chǎng)事故已占事故總數(shù)的1/3。大多數(shù)鳥(niǎo)撞發(fā)生在地面以上152 m處，通常在起飛或著陸階段，事故地點(diǎn)在機(jī)場(chǎng)跑道、滑行道和坡道附近[5]。

發(fā)生鳥(niǎo)擊的原因是多方面的，首先機(jī)場(chǎng)附近常常存在鳥(niǎo)類(lèi)棲息繁殖的場(chǎng)所；其次機(jī)場(chǎng)大面積的草坪為鳥(niǎo)類(lèi)提供了水源和食物(以牧草、種子和昆蟲(chóng)的形式)[6]；再次，空曠開(kāi)闊的機(jī)場(chǎng)常常成為一些候鳥(niǎo)遷徙之前的聚集地或者遷徙途中的落腳點(diǎn)。這些因素綜合起來(lái)造成鳥(niǎo)類(lèi)活動(dòng)與飛機(jī)的起降形成交叉，從而導(dǎo)致鳥(niǎo)擊事件的發(fā)生。當(dāng)前降低機(jī)場(chǎng)鳥(niǎo)擊事件主要依賴(lài)于各種威懾手段，旨在將鳥(niǎo)類(lèi)嚇跑，例如煤氣炮、恐怖眼、激光驅(qū)鳥(niǎo)、獵殺、豢養(yǎng)猛禽等方法，但這些驅(qū)鳥(niǎo)方法只能達(dá)到短暫的驅(qū)鳥(niǎo)效果，沒(méi)有解決機(jī)場(chǎng)鳥(niǎo)擊事故的根本問(wèn)題，長(zhǎng)期使用將會(huì)使鳥(niǎo)類(lèi)產(chǎn)生一定耐受性。當(dāng)前仍然沒(méi)有一種絕對(duì)理想和有效的機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥(niǎo)方法，機(jī)場(chǎng)鳥(niǎo)類(lèi)的棲息地主要是機(jī)場(chǎng)綠化區(qū)域，而草坪綠化是機(jī)場(chǎng)綠化主要方式，所以解決鳥(niǎo)擊問(wèn)題可以從改變機(jī)場(chǎng)草坪方面著手進(jìn)行。

禾草內(nèi)生真菌是指在禾草中度過(guò)全部或部分生命周期，而禾草不顯示外部癥狀的一類(lèi)真菌[9]。禾草內(nèi)生真菌通常情況下指的是子囊菌門(mén)麥角菌科下的有性態(tài)Epichloё屬和其所對(duì)應(yīng)的無(wú)性態(tài)Neotyphodium屬內(nèi)生真菌[7-8]，按照最新的國(guó)際命名法規(guī)，遵循一個(gè)真菌一個(gè)名稱(chēng)的原則，以有性態(tài)命名，統(tǒng)稱(chēng)為Epichloё屬[9]。Epichloё內(nèi)生真菌常與早熟禾亞科(Pooideae)冷季型禾草形成一類(lèi)較為特殊的禾草-內(nèi)生真菌共生體。禾草內(nèi)生真菌在草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中有利有弊，關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。一方面內(nèi)生真菌與禾草形成互惠互利的共生體，禾草為內(nèi)生真菌提供光合產(chǎn)物和礦物質(zhì)，內(nèi)生真菌提高禾草對(duì)生物脅迫和非生物脅迫的抗性，如耐旱性[10-11]、耐澇性[12-13]、耐鹽堿性[14-15]、耐寒性[16-17]、耐金屬性[18-20]以及抗病性[21-23]、抗蟲(chóng)性[24-27]、驅(qū)鳥(niǎo)性[28]，同時(shí)也提高了該禾草的種間競(jìng)爭(zhēng)力；另一方面，禾草內(nèi)生真菌共生體會(huì)產(chǎn)生有毒生物堿，如麥角堿類(lèi)[29]、震顫素(Lolitrem B)[30]等，家畜采食帶菌的禾草后會(huì)出現(xiàn)麻醉、昏睡等中毒癥狀，給草地畜牧業(yè)帶來(lái)巨大損失[31]。

目前新西蘭已經(jīng)利用內(nèi)生真菌與禾草共生可產(chǎn)生有毒生物堿的特性，率先開(kāi)展機(jī)場(chǎng)草坪綠化驅(qū)鳥(niǎo)草種的研究，并已經(jīng)育成黑麥草(Loliumperenne)和高羊茅(Festucaarundinacea)內(nèi)生真菌共生體，即驅(qū)鳥(niǎo)草(高帶菌率、高毒的草種)，并取得了良好的防鳥(niǎo)效果。與傳統(tǒng)驅(qū)鳥(niǎo)方式對(duì)比，驅(qū)鳥(niǎo)草技術(shù)屬于生物防治，通過(guò)用驅(qū)鳥(niǎo)草綠化改變機(jī)場(chǎng)鳥(niǎo)類(lèi)、蟲(chóng)類(lèi)的生存環(huán)境，從而達(dá)到抗蟲(chóng)、驅(qū)鳥(niǎo)的目的。然而我國(guó)目前仍沒(méi)有開(kāi)展此類(lèi)研究，機(jī)場(chǎng)綠化暫無(wú)此類(lèi)草種。

醉馬草(Achnatheruminebrians)是禾本科(Gramineae)芨芨草屬(Achnatherum)多年生草本植物，在新疆、內(nèi)蒙古、西藏、青海、甘肅、四川、陜西等十幾個(gè)省(區(qū))均有分布[32]，從年降水量124 mm的內(nèi)蒙古阿拉善荒漠到青藏海拔高達(dá)4 300 m的高寒草原，均有醉馬草群落的生長(zhǎng)。多地的醉馬草內(nèi)生真菌的帶菌率達(dá)100%。醉馬草被Epichloё屬內(nèi)生真菌侵染后產(chǎn)生的某些生物堿對(duì)草食動(dòng)物[33]和昆蟲(chóng)具有毒性。

醉馬草作為我國(guó)鄉(xiāng)土草種，自身攜帶內(nèi)生真菌，對(duì)家畜和昆蟲(chóng)都具有一定毒性，具有開(kāi)發(fā)成機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥(niǎo)草的潛力，但目前醉馬草主要分布在我國(guó)北方和西北部的天然草原[32]，所以對(duì)于其在我國(guó)其他地區(qū)機(jī)場(chǎng)的應(yīng)用仍需深入研究，并因地制宜。本文將對(duì)現(xiàn)有驅(qū)鳥(niǎo)方法及當(dāng)前驅(qū)鳥(niǎo)草的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，并對(duì)內(nèi)生真菌醉馬草作為機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥(niǎo)草進(jìn)行潛力分析，以期為我國(guó)機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥(niǎo)研究工作提供新的思路與借鑒。

1 機(jī)場(chǎng)現(xiàn)行驅(qū)鳥(niǎo)方法對(duì)比

目前在航空領(lǐng)域有各種各樣的驅(qū)鳥(niǎo)措施，如聲音驅(qū)鳥(niǎo)器、煤氣炮、稻草人、自動(dòng)激光驅(qū)鳥(niǎo)器、驅(qū)鳥(niǎo)劑、驅(qū)鳥(niǎo)槍、驅(qū)鳥(niǎo)獵鷹、探鳥(niǎo)雷達(dá)等(表1)，這些措施都達(dá)到了一定的驅(qū)鳥(niǎo)效果，但是長(zhǎng)期使用都將會(huì)面臨耐受問(wèn)題。

表1 主要驅(qū)鳥(niǎo)方法對(duì)比Table 1 Comparison of main bird repellent methods

相比于其他驅(qū)鳥(niǎo)方式，綠色驅(qū)鳥(niǎo)可以從源頭治鳥(niǎo)。機(jī)場(chǎng)綠化是改變機(jī)場(chǎng)鳥(niǎo)類(lèi)棲息環(huán)境的主要手段，而草坪綠化是機(jī)場(chǎng)綠化的主要方式。選擇鳥(niǎo)類(lèi)不喜歡的草種進(jìn)行機(jī)場(chǎng)綠化可驅(qū)趕鳥(niǎo)類(lèi)，并清理機(jī)場(chǎng)附近的濕地、樹(shù)林等適宜鳥(niǎo)類(lèi)棲息的環(huán)境，可以使鳥(niǎo)類(lèi)放棄機(jī)場(chǎng)作為棲息地。

2 驅(qū)鳥(niǎo)草

2.1 驅(qū)鳥(niǎo)草的概念

驅(qū)鳥(niǎo)草是指由于含有毒性而不被鳥(niǎo)類(lèi)取食或利用其中的揮發(fā)性物質(zhì)而驅(qū)趕鳥(niǎo)類(lèi)的草種。機(jī)場(chǎng)環(huán)境綜合治理的主要目的就是要減少機(jī)場(chǎng)吸引鳥(niǎo)類(lèi)的因素，這是最有效和應(yīng)優(yōu)先考慮的防治方法。機(jī)場(chǎng)周?chē)h(huán)境是一個(gè)較簡(jiǎn)單的生態(tài)系統(tǒng)，其內(nèi)部的生物成員構(gòu)成的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)[40]如圖1所示。所以驅(qū)鳥(niǎo)草作為機(jī)場(chǎng)草坪草可以阻止機(jī)場(chǎng)環(huán)境食物網(wǎng)中昆蟲(chóng)、蛇及嚙齒動(dòng)物、各種鳥(niǎo)類(lèi)和各種天敵對(duì)草的進(jìn)食，從而減少它們的數(shù)量，以達(dá)到防治鳥(niǎo)害的作用。這種防治方式是通過(guò)控制食物鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)，不同于使用化學(xué)藥劑等手段，其不會(huì)導(dǎo)致環(huán)境被污染的問(wèn)題，可以更加安全環(huán)保地達(dá)到驅(qū)鳥(niǎo)的目的。另外，驅(qū)鳥(niǎo)草在機(jī)場(chǎng)加以推廣應(yīng)用時(shí)會(huì)采用單一的草種，這樣不但便于觀(guān)察和管理草地，而且會(huì)導(dǎo)致昆蟲(chóng)、鼠類(lèi)及土壤動(dòng)物缺乏適宜的生存環(huán)境，大大減少它們的數(shù)量，對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)的吸引力也會(huì)降低[41]。

圖1 機(jī)場(chǎng)生境的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)[40]Fig.1 Food web structure of airport habitat

2.2 禾草-內(nèi)生真菌共生體產(chǎn)生的生物堿

把能夠產(chǎn)生足夠水平生物堿的內(nèi)生真菌接種到草中形成共生體，共生體可以產(chǎn)生麥角纈氨酸(Ergovaline)、波胺(Peramine)、黑麥草堿(Loline)等生物堿，鳥(niǎo)類(lèi)或昆蟲(chóng)等動(dòng)物食用后，會(huì)對(duì)其消化系統(tǒng)等產(chǎn)生不良影響，從而使宿主植物具有抗蟲(chóng)或阻止食草鳥(niǎo)類(lèi)采食的特性[42]；另一方面共生體降低了草坪中的昆蟲(chóng)種群數(shù)量，進(jìn)而減少了鳥(niǎo)類(lèi)的取食來(lái)源。例如新西蘭科學(xué)家將Epichloё屬禾草內(nèi)生真菌接種到高羊茅和黑麥草中獲得了含有麥角纈氨酸、波胺、黑麥草堿等生物堿的共生體，在機(jī)場(chǎng)綠化區(qū)域開(kāi)展了驅(qū)鳥(niǎo)試驗(yàn)并取得了良好的效果[43-44]。后將其商品化為驅(qū)鳥(niǎo)草種，命名為Avanex，已在很多機(jī)場(chǎng)進(jìn)行了推廣應(yīng)用。研究表明[45]禾草-內(nèi)生真菌共生體的驅(qū)鳥(niǎo)作用的關(guān)鍵在于其是否可以產(chǎn)生足夠的有毒生物堿。生物堿的主要種類(lèi)及其對(duì)哺乳動(dòng)物和昆蟲(chóng)的毒性如表2所示[31]。

表2 禾草-內(nèi)生真菌共生體產(chǎn)生的生物堿的主要種類(lèi)及其對(duì)哺乳動(dòng)物和昆蟲(chóng)的毒性[31]Table 2 Main alkaloid types produced by grass-Epichloё endophyte association and their toxicity to mammals and insects

內(nèi)生真菌的侵染增加了宿主對(duì)昆蟲(chóng)、螨蟲(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)等的抗蟲(chóng)能力，這是因?yàn)閮?nèi)生真菌產(chǎn)生的4大類(lèi)生物堿均具有抗蟲(chóng)性，其中波胺和黑麥草堿抗蟲(chóng)活性最強(qiáng)，且兩者為協(xié)同作用。早在1982年，新西蘭研究者[46]就發(fā)現(xiàn)多花黑麥草-內(nèi)生真菌共生體抑制阿根廷莖象甲(Listronotusbonariensis)的取食活動(dòng)。1996年Schardl對(duì)高羊茅和黑麥草與Epichloё共生體的研究證明內(nèi)生真菌是植物抵抗昆蟲(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)、野生動(dòng)物的重要介質(zhì)[47]。2007年Li等[48]研究發(fā)現(xiàn)，禾草內(nèi)生真菌的侵染可有效地提高醉馬草對(duì)禾谷縊管蚜(Rhopalosiphumpadi)和朱砂葉螨(Tetranychuscinnabarinus)的抗取食性。研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)生真菌能使宿主植物對(duì)鞘翅目、鱗翅目、異翅目、同翅目、直翅目等6目43種昆蟲(chóng)產(chǎn)生明顯的抗性，如鞘翅目早熟禾象甲(Sphenophorusparvulus)和禾草蠐螬(Costelytrazealandica)，鱗翅目草地蛀蟲(chóng)(Philobotaproductella)和小地老虎(Agrotissegetum)，異翅目白翅長(zhǎng)蝽(Blissusleucopterus)，同翅目禾谷縊管蚜、麥二叉蚜(Schiaphisgraminum)和直翅目蟋蟀(Achetadomesticus)等[29,42,49]。另外內(nèi)生真菌對(duì)根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)、根斑線(xiàn)蟲(chóng)等也顯示出明顯的抗性。

2.3 攜帶內(nèi)生真菌的禾草作為驅(qū)鳥(niǎo)草的優(yōu)勢(shì)

機(jī)場(chǎng)大面積的草地容納了許多昆蟲(chóng)，這為鳥(niǎo)類(lèi)提供了豐富的覓食機(jī)會(huì)，同時(shí)視野開(kāi)闊，也減少了潛在捕食者的威脅。鳥(niǎo)類(lèi)食物來(lái)源包括草坪中的昆蟲(chóng)、雜草種子(如一年生早熟禾)和草坪草葉片，所以棲息地改造被認(rèn)為是減少鳥(niǎo)類(lèi)襲擊的最長(zhǎng)期有效的措施。目前已經(jīng)提出使用內(nèi)生真菌侵染的禾草作為機(jī)場(chǎng)綠化草坪草種，利用其對(duì)昆蟲(chóng)和鳥(niǎo)類(lèi)的毒性驅(qū)趕鳥(niǎo)類(lèi)，進(jìn)而減少機(jī)場(chǎng)鳥(niǎo)擊事件的發(fā)生。此類(lèi)被內(nèi)生真菌侵染的共生體投入實(shí)際應(yīng)用，由于禾草-內(nèi)生真菌共生體具有較高的抵抗生物脅迫和非生物脅迫抗性的能力，具備很強(qiáng)的生存能力，所以此類(lèi)草種很可能將擴(kuò)散到機(jī)場(chǎng)周邊環(huán)境中成為優(yōu)勢(shì)物種[41]。

2.3.1“阿瓦內(nèi)克斯”—Avanex的驅(qū)鳥(niǎo)效果 目前新西蘭研發(fā)出的驅(qū)鳥(niǎo)草Avanex，是基于Epichloё內(nèi)生真菌菌株與高羊茅和黑麥草構(gòu)建的新型共生體。將可以產(chǎn)生麥角纈氨酸和黑麥草堿的2種內(nèi)生真菌菌株接種到高羊茅和黑麥草中，獲得了可以產(chǎn)生高毒生物堿的共生體。2016年研究人員[50]發(fā)現(xiàn)當(dāng)用不攜帶內(nèi)生真菌的多年生黑麥草和高羊茅顆粒飼料飼喂兔子時(shí)，只有<10%的飼料被拒食，而用Avanex草顆粒飼料飼喂，拒絕率增加到33%。田間試驗(yàn)表明[44]，3種鳥(niǎo)類(lèi)對(duì)不攜帶內(nèi)生真菌植被的喜食程度顯著大于A(yíng)vanex。另外，研究人員2007—2012年在2個(gè)機(jī)場(chǎng)進(jìn)行的試驗(yàn)[45]也證實(shí)了Avanex小區(qū)草地上的鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)量顯著小于機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有植被。引起新西蘭機(jī)場(chǎng)鳥(niǎo)擊事故的主要鳥(niǎo)類(lèi)有紫翅椋鳥(niǎo)(Sturnusvulgaris)和白頸麥雞(Vanellusmiles)，試驗(yàn)表明[51]Avanex也可減少這些鳥(niǎo)類(lèi)的食物數(shù)量，進(jìn)而顯著減少機(jī)場(chǎng)內(nèi)鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)量，達(dá)到了驅(qū)鳥(niǎo)的目的。

2.3.2Avanex的抗蟲(chóng)性 Pennell[43]等將AvanexTM高羊茅和多年生黑麥草與未攜帶內(nèi)生真菌栽培品種進(jìn)行了比較，試驗(yàn)結(jié)果表明Avanex草地的昆蟲(chóng)數(shù)量顯著降低。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)[51]：Avanex減少了粘菌蚊亞科、鄰菌蚊亞科和盲蝽科一些昆蟲(chóng)的數(shù)量，但是對(duì)跳蟲(chóng)(Poduridae)和寄生蜂(Lariophagusdistinguendus)等有益昆蟲(chóng)沒(méi)有顯著影響；但對(duì)于地下部昆蟲(chóng)而言，Avanex與其他禾草-內(nèi)生真菌共生體相比，沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的抗蟲(chóng)性。

2.4 醉馬草內(nèi)生真菌共生體及其特性

2.4.1醉馬草內(nèi)生真菌共生體 醉馬草是我國(guó)北方天然草原主要烈性毒草之一[52]，Hitchcock A.C.[53]于1922 年最先記載了醉馬草的毒性，并將其正式列入有毒植物，我國(guó)于1946年在《蘭州植物志》中首次記錄并將其劃歸為有毒植物。鄉(xiāng)土草種醉馬草自身攜帶Epichloё內(nèi)生真菌，對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)和昆蟲(chóng)均具有一定的毒性。目前醉馬草的毒性成分已經(jīng)確定為內(nèi)生真菌與之共生后產(chǎn)生的生物堿。有研究者調(diào)查[54-55]發(fā)現(xiàn)我國(guó)北方草原的醉馬草內(nèi)生真菌感染率約為100%，因此自然生長(zhǎng)的醉馬草均為醉馬草-內(nèi)生真菌共生體，全草含有麥角類(lèi)生物堿。截止目前，共生于醉馬草的內(nèi)生真菌至少有2種，即：甘肅香柱菌(Epichloёgansuensis)和醉馬草香柱菌(Epichloёinebrians)。

2.4.2醉馬草內(nèi)生真菌共生體的毒性 在天然草地上，家畜誤食醉馬草而引起中毒的事件時(shí)有發(fā)生，家畜采食醉馬草后一般會(huì)表現(xiàn)出神情呆鈍、采食量下降、步履不整、蹣跚如醉的癥狀[33]，重者2—3 h即可死亡[56]。最初，人們把醉馬草和同屬植物羽茅(Achnatherumsibiricum)混淆，認(rèn)為中毒原因是其芒刺刺入動(dòng)物皮膚、口腔、扁桃體等部位引起物理性刺傷所致，而不是化學(xué)性中毒；隨后，有研究者認(rèn)為家畜中毒與醉馬草所含的生物堿有關(guān)。1984年張友杰等[57]從采自新疆昌吉的醉馬草中分離出麥角新堿和異麥角新堿，但未進(jìn)行毒性試驗(yàn)。1992年黨曉鵬[58]等發(fā)現(xiàn)了一種醉馬草的生物堿，命名為醉馬草毒素(C8H22N2Cl2，二氯化六甲基乙二銨)，并認(rèn)為該毒素是醉馬草主要的有毒成分。直到2009年李春杰等[9]以攜帶(E+)和未攜帶(E-)內(nèi)生真菌的醉馬草為材料展開(kāi)的試驗(yàn)證實(shí)：內(nèi)生真菌侵染宿主后產(chǎn)生的麥角新堿和麥角酰胺是引起家畜中毒的真正原因，而醉馬草本身無(wú)毒。

李春杰[59]等通過(guò)E+、E-醉馬草灌服家兔(Oryctolaguscuniculus)的試驗(yàn)證實(shí)E+醉馬草可使家兔中毒，死亡率達(dá)66.7%，中毒劑量為9.612～24.030 mg麥角新堿和5.343～13.358 mg麥角酰胺，致死劑量為38.448～52.866 mg麥角新堿和21.373～29.388 mg麥角酰胺；而E-植株灌服和飼喂家兔無(wú)異常。Liang等[60]通過(guò)E+、E-醉馬草飼喂10—12月齡小尾寒羊(Ovisaries)的試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了E+醉馬草可使小尾寒羊中毒，死亡率為20%。澳大利亞學(xué)者Norton與新疆草原研究所李學(xué)森合作，通過(guò)對(duì)新疆細(xì)毛羊的飼喂試驗(yàn)[61]，發(fā)現(xiàn)羊取食一定量的醉馬草可以增加其對(duì)其他草的取食量，還發(fā)現(xiàn)取食含有少量麥角新堿的醉馬草干草可以降低羊的采食量和生產(chǎn)力[62]。

2.4.3醉馬草內(nèi)生真菌共生體的抗蟲(chóng)性 內(nèi)生真菌的侵染顯著增強(qiáng)了醉馬草的抗蟲(chóng)性。2005年李春杰等[63]發(fā)現(xiàn)E+醉馬草植株上禾谷縊管蚜和朱砂葉螨的蟲(chóng)口密度顯著低于E-植株。2008年張興旭[64-66]在活體醉馬草植株飼喂試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，禾谷縊管蚜取食醉馬草E+葉片的死亡率高于取食E-葉片。2012年張興旭等[65]調(diào)查了醉馬草對(duì)禾谷縊管蚜、朱砂葉螨、亞洲小車(chē)蝗(Oedaleusdecorus)和針毛收獲蟻(Messoraciculatus)一系列食草昆蟲(chóng)的活性，室內(nèi)飼喂試驗(yàn)結(jié)果表明內(nèi)生真菌侵染的醉馬草增加了禾谷縊管蚜、朱砂葉螨的死亡率，且這2種昆蟲(chóng)更加趨向于取食E-醉馬草葉片；田間取食實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：E+醉馬草葉片上這兩種昆蟲(chóng)的數(shù)量顯著少于E-葉片的昆蟲(chóng)數(shù)量，亞洲小車(chē)蝗也表現(xiàn)出類(lèi)似的情況。這些試驗(yàn)結(jié)果表明內(nèi)生真菌的侵染顯著增強(qiáng)了醉馬草的抗蟲(chóng)性。郭長(zhǎng)輝[67]的研究發(fā)現(xiàn)：E+醉馬草根際土壤線(xiàn)蟲(chóng)密度顯著高于E-醉馬草，而類(lèi)群數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)在E+和E-醉馬草的差異不顯著。

2.5 內(nèi)生真菌醉馬草作為驅(qū)鳥(niǎo)草的潛力分析及其面臨問(wèn)題

2.5.1醉馬草與高羊茅、黑麥草的對(duì)比 與高羊茅和黑麥草一樣，醉馬草作為機(jī)場(chǎng)草坪草也具有極大潛力，如圖2所示，和以往人們對(duì)醉馬草的認(rèn)識(shí)不同，醉馬草的生長(zhǎng)并非總是形成高大稀疏的株叢，也可以形成高度較低而致密的草坪[68]。

圖2 青海貴南生長(zhǎng)致密的醉馬草地[68]Fig.2 Dense drunken horse grassland in Guinan,Qinghai Province

根據(jù)表3[68]所示，高羊茅、黑麥草和醉馬草的形態(tài)指標(biāo)具有高度一致性，株高均在100 cm左右、分蘗數(shù)均在100左右，此外具有相似的葉長(zhǎng)，葉寬和花絮尺寸。醉馬草、高羊茅和黑麥草都是禾本科草與內(nèi)生真菌結(jié)合的共生體，都具有抗蟲(chóng)，分蘗多，生長(zhǎng)旺盛的特點(diǎn)[67]。我國(guó)北方醉馬草內(nèi)生真菌帶菌率很高，具有高毒性和抗蟲(chóng)性，且其在裸地或其他生態(tài)惡劣的環(huán)境下種植有很大優(yōu)勢(shì)，分布廣泛，適應(yīng)性和抗逆性強(qiáng)，這證明了醉馬草作為機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥(niǎo)草的巨大優(yōu)勢(shì)。醉馬草種子產(chǎn)量很高，在種子生產(chǎn)上具有巨大優(yōu)勢(shì)，相對(duì)于外來(lái)草種，其作為機(jī)場(chǎng)綠化草坪草種具有極大潛力?？梢試L試?yán)米眈R草對(duì)家畜和昆蟲(chóng)的毒性，選育高毒的醉馬草作為一種新型機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥(niǎo)草在國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)使用。

表3 醉馬草與高羊茅和黑麥草形態(tài)指標(biāo)對(duì)比[68]Table 3 Comparison of morphological indexes among drunken horse grass,tall fescue and ryegrass

2.5.2內(nèi)生真菌醉馬草作為驅(qū)鳥(niǎo)草面臨的問(wèn)題 盡管內(nèi)生真菌醉馬草作為機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥(niǎo)草有很大優(yōu)勢(shì)，但依然存在許多問(wèn)題。首先，在建植醉馬草草坪方面，存在醉馬草成坪速度慢、大多數(shù)生態(tài)型植株不能匍匐生長(zhǎng)，主要是直立生長(zhǎng)，少數(shù)叢生等問(wèn)題。為提高草坪質(zhì)量、加快成坪速度，可在播種前做好坪床準(zhǔn)備[69]、種子催芽[70]等工作。另外，根莖型、匍匐型或叢生型的草坪草耐踐踏，易形成大面積草坪，可進(jìn)一步栽培叢生型醉馬草，發(fā)展為耐踐踏性較強(qiáng)的醉馬草草坪。其次，有關(guān)醉馬草對(duì)動(dòng)物的毒性研究，目前僅在昆蟲(chóng)和哺乳動(dòng)物方面有相關(guān)研究，而在醉馬草對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)具有毒性進(jìn)而阻止鳥(niǎo)類(lèi)采食方面，目前僅有研究證實(shí)[50]禾草-內(nèi)生真菌共生體可減少機(jī)場(chǎng)的鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)量，而關(guān)于醉馬草內(nèi)生真菌共生體對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)的直接效果仍沒(méi)有具體的研究。另外，自然生長(zhǎng)的醉馬草均為醉馬草內(nèi)生真菌共生體，故不同生態(tài)型的醉馬草均攜帶Epichloё內(nèi)生真菌，但不同生態(tài)型醉馬草的內(nèi)生真菌帶菌率和生物堿含量可能會(huì)有一定差異，如上文提到的生長(zhǎng)致密、高度較低的醉馬草可能與生長(zhǎng)稀疏、植株較高的醉馬草存在差異。有研究表明[71]醉馬草株高不同其各器官的生物量分配也不同，醉馬草株高越高，穗和莖生物量分配越多，葉生物量分配越少。且研究發(fā)現(xiàn)[72]醉馬草不同器官的生物堿含量不同，如野生醉馬草葉片和果穗的生物堿含量均顯著高于莖稈，而溫室栽培的5月齡醉馬草葉鞘的含量顯著高于葉片。這表明：由于醉馬草株高影響其不同器官的生物量分配，進(jìn)而也會(huì)影響植株不同器官以及植株整體的生物堿含量，故需要進(jìn)一步篩選帶菌率高和產(chǎn)堿能力高的醉馬草品種。最后，關(guān)于醉馬草的機(jī)場(chǎng)應(yīng)用，目前僅基于內(nèi)生真菌高羊茅和黑麥草的應(yīng)用類(lèi)推醉馬草，缺乏基本的現(xiàn)場(chǎng)或模擬數(shù)據(jù)。所以，利用醉馬草內(nèi)生真菌共生體作為機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥(niǎo)草仍需更多的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)證明和支撐，我們需進(jìn)一步深入研究和探索。

3 展望

我國(guó)機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥(niǎo)手段還不夠成熟，機(jī)場(chǎng)綠化暫未使用攜帶內(nèi)生真菌的驅(qū)鳥(niǎo)草坪草種。由于攜帶產(chǎn)毒真菌等檢疫問(wèn)題，目前大量進(jìn)口可能性不大，且新西蘭的Avanex草種全球種子產(chǎn)量不足，價(jià)格昂貴且無(wú)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，所以，迫切需要從我國(guó)鄉(xiāng)土草種中篩選高帶菌率、高毒禾草新種質(zhì)，培育新品系、新品種。

未來(lái)對(duì)禾草內(nèi)生真菌的應(yīng)用不應(yīng)僅局限于對(duì)某些天然共生體的篩選，而應(yīng)對(duì)現(xiàn)有菌株進(jìn)行改良并設(shè)法將內(nèi)生真菌導(dǎo)入目標(biāo)禾草體內(nèi)，創(chuàng)制新的品質(zhì)優(yōu)良的禾草共生體[73-74]。這種方式大多是對(duì)禾草內(nèi)生真菌的相關(guān)基因進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)宿主對(duì)多種逆境脅迫的抗性。目前這種轉(zhuǎn)化技術(shù)大多是利用禾草內(nèi)生真菌中的殺蟲(chóng)活性基因，同時(shí)對(duì)其他毒性基因進(jìn)行修飾，增加或改善宿主禾草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、提高草產(chǎn)量，使轉(zhuǎn)化后的禾草具備天然的抗蟲(chóng)活性，從而實(shí)現(xiàn)人們?cè)谵r(nóng)業(yè)、草業(yè)、航空業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用需求。近年來(lái)，除新西蘭利用禾草內(nèi)生真菌次生代謝產(chǎn)物對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)、蟲(chóng)類(lèi)等毒性活性較高的特點(diǎn)培育出了機(jī)場(chǎng)綠化新型草種Avanex之外，研究人員還利用內(nèi)生真菌的優(yōu)良特性在多花黑麥草、葦狀羊茅等冷季型禾草的育種試驗(yàn)中取得了成功，相繼培育出具有抗蟲(chóng)防病，但對(duì)家畜無(wú)毒的牧草新品種[75]。

在人工栽培醉馬草過(guò)程中，需注意其栽培環(huán)境和栽培管理技術(shù)。非生物因子是影響醉馬草生長(zhǎng)和生物堿含量的主要因素之一。有試驗(yàn)表明[76]，長(zhǎng)時(shí)間高溫脅迫下醉馬草麥角生物堿含量出現(xiàn)下降趨勢(shì)；堿性條件有利于麥角酰胺和麥角新堿的積累，而酸性條件則抑制醉馬草內(nèi)生真菌共生體幼苗產(chǎn)堿；在光周期為16 h·d-1、光照強(qiáng)度為3 500 lux時(shí)共生體的生長(zhǎng)最佳，在12 h·d-1、光照強(qiáng)度為2 500 lux時(shí)最有利于麥角新堿和麥角酰胺的積累。所以，人工栽培醉馬草時(shí)，需要注意溫度、光照等環(huán)境因子，選擇適宜的播種地區(qū)和播種時(shí)間，并適當(dāng)調(diào)節(jié)土壤pH值。另外，人工栽培醉馬草需加強(qiáng)田間管理，例如雜草的防除、播種密度、覆蓋、浸種等栽培措施。在種植醉馬草前，應(yīng)對(duì)播種區(qū)進(jìn)行徹底清理避免或減少雜草侵染。醉馬草的相對(duì)產(chǎn)量隨密度的增加而逐漸降低[77]，所以其播種密度不宜過(guò)高。醉馬草種子發(fā)芽時(shí)間較長(zhǎng)，可播種前對(duì)其進(jìn)行浸種處理，并在種子萌發(fā)期和生長(zhǎng)苗期覆膜，以促進(jìn)種子萌發(fā)和苗期生長(zhǎng)。

目前有關(guān)人工栽培醉馬草的研究較少，栽培技術(shù)仍不成熟，為實(shí)現(xiàn)醉馬草作為一種驅(qū)鳥(niǎo)草應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)草坪綠化，應(yīng)對(duì)醉馬草的栽培技術(shù)進(jìn)一步深入研究，以期為建植醉馬草草坪提供依據(jù)。