冬小麥田惡性雜草節(jié)節(jié)麥的國內(nèi)研究進展

王克功，任瑞蘭，劉 博，王衛(wèi)東，劉玲玲

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學院小麥研究所，山西臨汾041000；2.山西農(nóng)業(yè)大學信息學院，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)麥是六倍體小麥的祖先種之一，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)麥為我國進境植物檢疫潛在危險性雜草之一。近年來，節(jié)節(jié)麥在我國冬小麥主產(chǎn)區(qū)擴散蔓延，已成為我國北方麥田惡性雜草[6]。關(guān)于雜草類型節(jié)節(jié)麥的研究，主要集中在4個方面：節(jié)節(jié)麥的起源與分布；節(jié)節(jié)麥的生物學特性；節(jié)節(jié)麥與作物的競爭關(guān)系；節(jié)節(jié)麥的防除技術(shù)。

筆者就目前我國關(guān)于雜草類型節(jié)節(jié)麥的研究工作進行述評，并對研究存在的問題進行分析，對未來的研究工作進行展望，以期對我國正在進行和將要開展的有關(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 我國節(jié)節(jié)麥的來源

我國雜草類型節(jié)節(jié)麥最早于20世紀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)于我國節(jié)節(jié)麥的來源，有2種觀點：一種觀點認為，黃河流域的節(jié)節(jié)麥由新疆傳播而來[7]，染色體組分析為此提供了證據(jù)[4]；另一種觀點認為，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。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個不同居群的節(jié)節(jié)麥由中東傳入了我國[9]，從進口糧食中多次檢測出混雜有節(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]。同時也有分布于大蒜田的報道[11]。

3 節(jié)節(jié)麥的生物學特性

3.1 節(jié)節(jié)麥種子的生物學特性

節(jié)節(jié)麥以種子進行繁殖，未見其可進行無性繁殖的報道。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)芽的種子長期吸水膨脹不會發(fā)霉，若溫度升高會有部分種子又開始萌發(fā)。

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

光照對節(jié)節(jié)麥種子萌發(fā)沒有顯著影響。節(jié)節(jié)麥種子的萌發(fā)對酸堿度有較強的適應性，pH值為3.0～10.0的環(huán)境條件下萌發(fā)率均超過92%。節(jié)節(jié)麥種子萌發(fā)可耐低水分滲透勢以及鹽。

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，出苗率會顯著下降[12]。冬小麥田的節(jié)節(jié)麥有2個出苗高峰期，第1個出苗高峰出現(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]對節(jié)節(jié)麥種子活力進行了研究，室內(nèi)保存條件下的節(jié)節(jié)麥種子發(fā)芽率測定表明，種子發(fā)芽率隨貯存時間延長而下降（1～3 a）；貯存時間超過3 a，發(fā)芽率會顯著降低（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)麥與作物的競爭關(guān)系

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

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)麥主要生長在高水肥麥田[15-17]。說明水肥條件是影響節(jié)節(jié)麥與小麥競爭的主要因子之一，應科學施肥、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)麥爭奪養(yǎng)分[12]。因此，小麥田施肥應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。說明小麥種植密度對節(jié)節(jié)麥生長有一定的影響，應該合理密植，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、競爭力弱。節(jié)節(jié)麥與小麥競爭水分、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小麥的影響最大。這是因為小麥開始分蘗前吸收水分、養(yǎng)分能力弱，開始分蘗后，隨著初生根的快速生長和次生根的產(chǎn)生，小麥的生長速度加快，競爭能力增強。因此，清除節(jié)節(jié)麥的時間應掌握在小麥生長前期，并適當晚播。

4.4 作為小麥條銹病菌和吸漿蟲的禾草寄主，間接影響小麥的生長

研究發(fā)現(xiàn)，節(jié)節(jié)麥是小麥條銹病菌和吸漿蟲的禾草寄主，可通過傳播條銹病菌和小麥吸漿蟲為害，進一步影響小麥生長[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：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)麥也可通過小麥收獲機攜帶，近距離或遠距離傳播[21]。

6 節(jié)節(jié)麥的防除方法

6.1 檢驗檢疫和人工防除

由于節(jié)節(jié)麥生存、繁殖能力極強，即使只有極少量節(jié)節(jié)麥種子，如果防除不力就會給小麥產(chǎn)量造成顯著損失，因此應盡量減少其入侵機會，加強檢驗檢疫工作，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，要通過機選、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)麥密度大的地塊應深翻15 cm以上，可減少當年田間出草量。人工拔除節(jié)節(jié)麥的時間，應在小麥越冬返青后到拔節(jié)前進行[22]。注意要徹底清除，清除的雜草應深埋或帶出田外曬干后燒掉。

6.2 化學防除

利用化學除草劑防除節(jié)節(jié)麥仍是目前最常用最有效的方法。各地試驗表明，有效的除草劑品種僅有3%甲基二磺隆（世瑪）油懸劑和3.6%甲基碘磺隆鈉鹽·甲基二磺隆（闊世瑪）水分散粒劑[23-25]。研究發(fā)現(xiàn)，不同種群節(jié)節(jié)麥對甲基二磺隆的敏感性存在顯著差異[26]。不同小麥品種對甲基二磺隆的敏感性也不同[27]。因此，不應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，但對小麥生長也有抑制；故適宜施藥時期為小麥3葉期至小麥拔節(jié)前，最佳時期為小麥分蘗初期[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%甲基二磺隆（世瑪）375～450 mL/hm2，或春季小麥返青期用450～525 mL/hm2，對水450～600 kg，用手動噴霧器進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爭的規(guī)律，因此，合理密植、科學施肥、爭取苗齊苗壯、形成麥苗的群體生長優(yōu)勢，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]。但目前國內(nèi)對節(jié)節(jié)麥與小麥、環(huán)境之間關(guān)系的研究不夠透徹，對各種生態(tài)措施的實際作用及使用條件了解得不徹底，故應加強雜草—作物—環(huán)境相互關(guān)系的研究，為通過生態(tài)措施控制雜草提供理論依據(jù)。

7 展望

7.1 節(jié)節(jié)麥對環(huán)境變化的適應機制

節(jié)節(jié)麥作為分布范圍很廣的外來惡性雜草，能夠在不同環(huán)境條件下生存，其對環(huán)境變化的適應機制目前尚不清楚。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)麥對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)資源波動的響應

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)由于人類活動，經(jīng)常處于資源波動狀態(tài)，其資源波動的水平和頻率往往超過自然生態(tài)系統(tǒng)[31]。節(jié)節(jié)麥能夠成功入侵冬小麥田，并在與小麥的競爭中生存下來，必然具有一定的適應機制。目前，人為的保護性耕作造成農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的動態(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)麥對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)資源波動的響應及其與作物的競爭機制，將有助于深入理解節(jié)節(jié)麥的入侵機制，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]對天津麥田雜草研究后提出以化學防除為主的管理方法，但筆者認為，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)麥對小麥的危害程度和機制，以便確定清除的關(guān)鍵時間、調(diào)整施肥方式和小麥種植格局；另一方面要尋找對節(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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