入侵植物白花鬼針草與2種牧草混播時的競爭效應

沈偉 岑湘濤 吳曉倩 賈桂康

關鍵詞：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文獻標識碼：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，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境要求低，環境適應能力強，只需經過一兩代就產生較大的種群，完成入侵，嚴重威脅本地物種生存[1-2]。

替代控制是人們經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、化學防治等方法，其經濟環保，對生態環境不構成威脅，同時還能創造生態效益，是目前普遍認可的控制方法[4]。近年來，中國學者對替代控制方法的應用做了諸多研究，研究對象以豚草、黃頂菊、紫莖澤蘭及飛機草為主，研究內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的影響[5-9]。

黑麥草（Lolium perenne）和白三葉（Trifolium repens）是喂養畜禽的優良牧草，同時能改善水土流失、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和生態控制提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

白花鬼針草種子采摘于百色學院體育館內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有限公司。

1.2試驗方法

1.2.1試驗設計每組試驗設3個密度，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，種子則各播10粒，以此類推），處理設3次重復。

1.2.2指標測定從2個組合的各個密度的3個重復中一共隨機取3種植株（15株），以及分別隨機取白花鬼針草、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試驗數據分析

利用相對產量及競爭平衡指數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分析系統以及Excel表格，對3種草的各項指標進行分析。白花鬼針草種子發芽指標參考齊淑艷等[12]計算方法。

2結果與分析

2.1不同牧草及播種密度對白花鬼針草種子萌發進程的影響

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

2.2不同牧草及播種密度對白花鬼針草種子發芽指標的影響

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

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

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，白花鬼針草的生物量均小于單種時的生物量，與黑麥草混種時，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的2.6倍、1.6倍和1.1倍;與白三葉混種時，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;白花鬼針草與白三葉相互抑制，在中密度混種時白花鬼針草的生物量降幅小，白三葉的抑制作用強弱與密度大小不相關。

2.5不同牧草及播種密度對競爭效應指數的影響

白花鬼針草與黑麥草混播時，3個播種密度的相對產量分別為0.80、0.49、0.41，均小于1，說明無論哪個播種密度，白花鬼針草的種內競爭小于種間競爭;白花鬼針草與白三葉混播時，3個播種密度的相對產量分別為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，相對產量小于1，說明2個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。其中白花鬼針草與黑麥草高密度混種時黑麥草的抑制效果好，而與白三葉低密度混種時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結論與討論

種子萌發和幼苗建立均為種群更新過程的重要環節[13]，研究混播條件下入侵植物種子萌發和幼苗生長情況，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，通過測定種子萌發相關指標及對比競爭效應參數，評價2種競爭植物對白花鬼針草的競爭能力大小。結果表明，不同混種牧草及播種密度影響白花鬼針草種子萌發進程，具體體現在延遲萌發高峰的出現時間及初次萌發時間，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芽率、發芽勢及活力指數，但對其發芽指數抑制不明顯。Turk等[14]和朱旺生等[15]的研究結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，與本試驗結果一致。生物量是反映植物相對競爭力的重要的指標[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，試驗發現在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，本試驗結果與其一致，白花鬼針草與黑麥草和白三葉混種時，生物量、株高及根長均小于單種時的值。此外，本研究中競爭效應參數表明，不同混種牧草及播種密度均使白花鬼針草的種內競爭小于種間競爭，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，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境下的競爭能力大小是決定替代控制效果的關鍵[17]，影響競爭能力的因素有多種，土壤營養、競爭期長短、空間分布、幼苗出土時間及化感作用[18-21]等都會影響到競爭的結果。本研究是在不考慮環境、化感作用等因素的基礎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所進行的初步研究，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，還應當進一步明確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果的影響。

參考文獻：

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