江苏省丘陵地区农业外来入侵植物发生现状与防控技术需求
—以南京市溧水区为例
王红春 植物保护研究所
为贯彻党的“二十大”精神,按照院党委的部署,围绕生物安全重大需求,我结合专业特长,围绕江苏省丘陵地区农业外来入侵植物种类不明、防控难的问题,积极开展了江苏丘陵地区农业外来入侵植物发生现状与防控技术需求调研。先将相关调研工作总结如下:
(一) 调研背景
据前期文献查询、不完全调研统计,我省农业外来入侵植物种类达213种,对农业生产、人民健康、生态环境造成了严重影响。江苏省丘陵地区东起镇江市茅山,西至南京市,是农业外来入侵植物的适发地和重发地。目前,江苏省丘陵地区农业外来入侵植物种类不明,防控中存在的难点有哪些尚不清晰,开展江苏省丘陵地区农业外来入侵植物发生现状与防控技术需求调研,具有重要意义。
(二) 调研方案
以省技术专家组通过文献资料调研、问卷调查、座谈与实地调研等确定的153种外来入侵植物为调查对象,成立了王红春副所长带队,包括李贵研究员、谷涛副研究员、曹晶晶助理研究员等成员的调查小组,根据农业农村部农业外来入侵植物调查技术规程,结合南京市溧水区实际情况,科学设置踏查点和样地,在春夏之交与秋季分别开展2次调查。
图1 南京市溧水区踏查点分布图
图2 南京市溧水区踏查场景
(三) 调研结果
经过近9个月的调查,已完成了120个(春秋季各60个)样点的实地调查、物种鉴定、标本采集和数据整理等。调研共发现溧水区外来入侵植物95种(表1),隶属于27科、63属,其中新发物种16种(标红)。
表1溧水区外来入侵植物名录
物种 | 科 | 属 | 原产地 | 发生频次 | 发生面积 |
阿拉伯婆婆纳 | 玄参科 | 婆婆纳属 | 欧洲、中亚 | 140 | 1502.79 |
凹头苋 | 苋科 | 苋属 | 热带非洲 | 4 | 85.2 |
白车轴草(白三叶) | 豆科 | 车轴草属 | 欧洲、非洲 | 41 | 187 |
白花鬼针草 | 菊科 | 鬼针草属 | 热带美洲 | 3 | 2.01 |
斑地锦 | 大戟科 | 大戟属 | 北美洲 | 10 | 111.5 |
北美苍耳 | 菊科 | 苍耳属 | 北美洲 | 10 | 6.9 |
北美车前 | 车前科 | 车前属 | 北美洲 | 65 | 873.21 |
北美独行菜 | 十字花科 | 独行菜属 | 北美洲 | 10 | 49.3 |
扁穗雀麦 | 禾本科 | 雀麦属 | 北美洲 | 6 | 86.67 |
滨菊 | 菊科 | 滨菊属 | 欧洲、美洲 | 3 | 5.75 |
臭荠 | 十字花科 | 独行菜属 | 南美洲 | 19 | 301.7 |
垂序商陆 | 商陆科 | 商陆属 | 北美洲 | 33 | 165.29 |
春飞蓬 | 菊科 | 飞蓬属 | 北美洲 | 8 | 22.35 |
刺果毛茛 | 毛莨科 | 毛莨属 | 欧洲、西亚 | 65 | 506.14 |
刺槐 | 豆科 | 刺槐属 | 美国 | 1 | 5 |
大巢菜 | 豆科 | 野豌豆属 | 欧洲、中亚 | 86 | 997.24 |
大地锦 | 大戟科 | 大戟属 | 欧洲、中亚 | 5 | 2.3 |
大狼杷草 | 菊科 | 鬼针草属 | 北美洲 | 31 | 27.2 |
大穗看麦娘 | 禾本科 | 看麦娘属 | 欧洲 | 2 | 6.8 |
毒莴苣(野莴苣) | 菊科 | 莴苣属 | 欧洲、中亚 | 9 | 7.2 |
多苞狼杷草 | 菊科 | 鬼针草属 | 北美州 | 2 | 2.3 |
多花百日菊 | 菊科 | 百日菊属 | 墨西哥 | 1 | 0.4 |
多花黑麦草 | 禾本科 | 黑麦草属 | 欧洲、中亚 | 15 | 146.3 |
反枝苋 | 苋科 | 苋属 | 南美洲 | 13 | 8.9 |
凤眼蓝(水葫芦) | 雨久花科 | 凤眼莲属 | 南美洲 | 2 | 2 |
关节酢浆草(紫心酢浆草) | 酢浆草科 | 酢浆草属 | 南美洲 | 8 | 120.2 |
黑麦草 | 禾本科 | 黑麦草属 | 欧洲、中亚 | 1 | 15 |
黑心金光菊 | 菊科 | 金光菊属 | 北美洲 | 4 | 13.35 |
红车轴草(红三叶) | 豆科 | 车轴草属 | 欧洲 | 1 | 0.1 |
红花酢浆草 | 酢浆草科 | 酢浆草属 | 南美洲 | 5 | 3.5 |
黄菖蒲 | 鸢尾科 | 鸢尾属 | 欧洲 | 2 | 0.7 |
加拿大一枝黄花 | 菊科 | 一枝黄花属 | 北美洲 | 156 | 2258.99 |
剑叶金鸡菊(线叶金鸡菊) | 菊科 | 金鸡菊属 | 北美洲 | 22 | 49.03 |
菊芋 | 菊科 | 向日葵属 | 北美洲 | 18 | 87.6 |
空心莲子草 | 苋科 | 莲子草属 | 南美洲 | 166 | 1518.09 |
苦苣菜 | 菊科 | 苦苣菜属 | 欧洲 | 70 | 667.17 |
苦蘵 | 茄科 | 酸浆属 | 北美洲 | 7 | 4.8 |
老鸦谷(繁穗苋) | 苋科 | 苋属 | 北美洲 | 2 | 0.3 |
两色金鸡菊 | 菊科 | 金鸡菊属 | 北美洲 | 1 | 0.8 |
绿穗苋 | 苋科 | 苋属 | 中亚 | 1 | 0.1 |
曼陀罗 | 茄科 | 曼陀罗属 | 印度 | 1 | 0.001 |
毛酸浆 | 茄科 | 酸浆属 | 美洲 | 1 | 0.3 |
美丽月见草 | 柳叶菜科 | 月见草属 | 北美洲 | 7 | 4.2 |
南美鬼针草 | 菊科 | 鬼针草属 | 美洲 | 2 | 2 |
南美天胡荽 | 五加科 | 天胡葵属 | 欧洲、北美 | 2 | 9.5 |
南苜蓿 | 豆科 | 苜蓿属 | 中亚 | 84 | 1011.05 |
欧黑麦草/欧毒麦 | 禾本科 | 黑麦草属 | 欧洲 | 1 | 0.2 |
欧洲千里光 | 菊科 | 千里光属 | 欧洲 | 2 | 1.3 |
婆婆纳 | 车前科 | 婆婆纳属 | 西亚 | 17 | 127.52 |
匍匐大戟 | 大戟科 | 大戟属 | 南美洲 | 3 | 13.8 |
匍根大戟(圆叶地锦) | 大戟科 | 大戟属 | 西亚 | 1 | 0.1 |
牵牛 | 旋花科 | 牵牛属 | 热带美洲 | 29 | 32.5 |
苘麻 | 锦葵科 | 苘麻属 | 中亚 | 17 | 18.3 |
秋英 | 菊科 | 秋英属 | 南美洲 | 4 | 29 |
球序卷耳 | 石竹科 | 卷耳属 | 欧洲 | 7 | 81.96 |
三裂叶薯 | 旋花科 | 番薯属 | 南美洲 | 30 | 28.6 |
三叶鬼针草 | 菊科 | 鬼针草属 | 南美洲 | 1 | 0.8 |
珊瑚樱 | 茄科 | 茄属 | 南美 | 2 | 0.4 |
少花龙葵 | 茄科 | 茄属 | 马来群岛 | 1 | 1 |
胜红蓟(藿香蓟) | 菊科 | 霍香蓟属 | 南美洲 | 2 | 0.201 |
石茅/假高粱 | 禾本科 | 假高粱属 | 地中海地区 | 10 | 34 |
矢车菊 | 菊科 | 矢车菊属 | 欧洲 | 2 | 1.5 |
匙叶合冠鼠鞠草 | 菊科 | 合冠鼠曲草属 | 南美洲 | 2 | 1 |
双穗雀稗 | 禾本科 | 雀稗属 | 南美洲 | 17 | 87.12 |
水盾草 | 莼菜科 | 水盾草属 | 南美 | 1 | 1.2 |
苏门白酒草 | 菊科 | 飞蓬属 | 南美洲 | 20 | 101.68 |
天人菊 | 菊科 | 天人菊属 | 北美洲 | 2 | 0.5 |
田菁 | 豆科 | 田菁属 | 南美洲 | 1 | 0.3 |
通奶草 | 大戟科 | 大戟属 | 美洲 | 1 | 0.3 |
土荆芥 | 藜苋科 | 腺毛藜属 | 热带美洲 | 9 | 2.4 |
土人参 | 土人参科 | 土人参属 | 热带美洲 | 1 | 0.2 |
弯曲碎米荠 | 十字花科 | 碎米荠属 | 欧洲、北美洲 | 11 | 69.25 |
蚊母草 | 车前科 | 婆婆纳属 | 西亚 | 9 | 15.7 |
无瓣繁缕(小繁缕) | 石竹科 | 繁缕属 | 欧洲、美洲 | 4 | 5.71 |
细叶旱芹(细叶芹) | 伞形科 | 细叶旱芹属 | 美洲 | 1 | 12 |
仙人掌 | 仙人掌科 | 仙人掌属 | 墨西哥 | 5 | 1.14 |
香丝草(野塘蒿) | 菊科 | 飞蓬属 | 南美洲 | 4 | 10.4 |
小苜蓿 | 豆科 | 苜蓿属 | 东亚 | 5 | 7.3 |
小蓬草(小白酒草) | 菊科 | 飞蓬属 | 北美洲 | 133 | 1187 |
续断菊(花叶滇苦菜) | 菊科 | 苦苣菜属 | 欧洲 | 112 | 862.52 |
芫荽 | 伞形科 | 芫荽属 | 欧洲 | 13 | 84.4 |
药用蒲公英 | 菊科 | 蒲公英属 | 欧洲、北美洲 | 6 | 7.43 |
野胡萝卜 | 伞形科 | 胡萝卜属 | 西亚 | 37 | 353.3 |
野老鹳草 | 拢牛儿苗科 | 老鹳草属 | 北美洲 | 130 | 1924.84 |
野燕麦 | 禾本科 | 燕麦属 | 欧洲 | 69 | 806.48 |
一年蓬 | 菊科 | 飞蓬属 | 北美洲 | 120 | 997.22 |
原野菟丝子 | 旋花科 | 菟丝子属 | 美洲 | 1 | 0.1 |
圆叶牵牛 | 旋花科 | 牵牛属 | 南美洲 | 22 | 29.7 |
再力花 | 竹芋科 | 水竹芋属 | 南美洲 | 2 | 0.54 |
长叶车前 | 车前科 | 车前属 | 新西兰 | 1 | 0.01 |
直立婆婆纳 | 车前科 | 婆婆纳属 | 欧洲 | 55 | 547.38 |
皱果苋 | 苋科 | 苋属 | 南美洲 | 30 | 30.8 |
紫茉莉 | 紫茉莉科 | 紫茉莉属 | 南美洲 | 4 | 0.9 |
紫苜蓿 | 豆科 | 苜蓿属 | 亚美尼亚 | 2 | 10.1 |
钻叶紫菀 | 菊科 | 联毛紫菀属 | 北美洲 | 48 | 109.2 |
其中,秋季发生频次前30%的植物分别为:空心莲子草、加拿大一枝黄花、小蓬草(小白酒草)、一年蓬、阿拉伯婆婆纳、钻叶紫菀、大狼杷草、三裂叶薯、皱果苋、牵牛、野老鹳草、圆叶牵牛、续断菊(花叶滇苦菜)、垂序商陆、苘麻、反枝苋和北美苍耳(图3)。
图3 秋季发生频率前30%入侵植物的发生频次与面积
秋季发生面积前30%的植物分别为:加拿大一枝黄花、空心莲子草、小蓬草(小白酒草)、一年蓬、钻叶紫菀、阿拉伯婆婆纳、牵牛、皱果苋、三裂叶薯、大狼杷草、野老鹳草、圆叶牵牛、续断菊(花叶滇苦菜)、苘麻、垂序商陆、反枝苋和秋英(图4)。
图4溧水区秋季发生面积前30%入侵植物的发生频次与面积
春季发生频次前30%的植物分别为:野老鹳草、空心莲子草、加拿大一枝黄花、阿拉伯婆婆纳、续断菊(花叶滇苦菜)、大巢菜、南苜蓿、小蓬草(小白酒草)、一年蓬、苦苣菜、野燕麦、北美车前、刺果毛茛、直立婆婆纳、白车轴草(白三叶)、野胡萝卜、臭荠、垂序商陆、婆婆纳和剑叶金鸡菊(线叶金鸡菊)(图5)。
图5溧水区春季发生频率前30%入侵植物的发生频次与面积
春季发生面积前30%的植物分别为:加拿大一枝黄花、野老鹳草、阿拉伯婆婆纳、空心莲子草、小蓬草(小白酒草)、南苜蓿、一年蓬、北美车前、续断菊(花叶滇苦菜)、野燕麦、直立婆婆纳、刺果毛茛、野胡萝卜、臭荠、白车轴草(白三叶)、垂序商陆、多花黑麦草、婆婆纳、关节酢浆草(紫心酢浆草)和斑地锦(图6)。
图6溧水区春季发生面积前30%入侵植物的发生频次与面积
发生频次与面积同时满足前30%的植物有22种(图7),分别为:空心莲子草、加拿大一枝黄花、阿拉伯婆婆纳、小蓬草(小白酒草)、野老鹳草、一年蓬、续断菊(花叶滇苦菜)、大巢菜、南苜蓿、苦苣菜、野燕麦、北美车前、刺果毛茛、直立婆婆纳、钻叶紫菀、白车轴草(白三叶)、野胡萝卜、垂序商陆、苏门白酒草、臭荠、菊芋和婆婆纳。
图7溧水区同时满足发生频次和面积前30%的入侵植物数量
不同入侵植物在溧水区的分布与生境存在明显差异,发生面积最大的前三个植物加拿大一枝黄花、野老鹳草、空心莲子草在溧水的分布和,发生生境数量如图8、9、10所示。加拿大一枝黄花主要分布在公路用地、水田、水浇地、村庄用地、果园和农村道路,野老鹳草主要分布在水田、公路用地、水浇地、村庄用地、果园和茶园,空心莲子草主要分布在公路用地、坑塘、水田、水浇地、村庄用地和农村道路。
图8 加拿大一枝黄花(左)和野老鹳草(右)在溧水区各乡镇的分布
图9 加拿大一枝黄花(左)和野老鹳草(右)的发生生境统计
图10 空心莲子草在溧水区各乡镇的分布及其发生生境统计
现阶段,多种农业外来入侵植物缺乏高效、安全的防控技术。其中,加拿大一枝黄花法人防控多采用人工割除、机械铲除、化学防除的方法。其中,人工割除或机械铲除的效果立竿见影,但仅割除植株中上部分,根茎很快再生,治标不治本,且割除时间晚,工作量大,效率低,成本高。化学防治主要是加拿大一枝黄花生长期内喷施化学除草剂,单次化除操作简单、见效速度快、成本低;全年化除次数多、成本高、生态和综合效益低。目前,生产中缺少控根茎再生产品。常规药剂草甘膦、草铵膦等对地下根茎的再生控制较差,药后很快再次形成泛滥,治标不治本;化除时期不科学。多在生长中后期施药,为达理想防效,常常随意加大药量,成本高、生态风险大。缺乏因地制宜的精准选药和安全防控技术。加拿大一枝黄花生境广泛,后茬作物、伴生植物、附近水域等存在较大差异。
空心莲子草和水葫芦的防控主要靠物理打捞和化学防除。物理打捞费工费时、成本高,效率低,且打捞植株的体积和重量大、运送和后续处理繁琐,易造成二次污染,打捞不彻底留下的残体可随水流传播,作为传播源造成二次泛滥。2002年上海地区出动8700多名保洁员,打捞168万吨水葫芦,费用达1900万元,总治理费用达8000万元以上;2017年昆山市突击打捞出动人员13万余人次,船只6万余船次,打捞35万余吨。如何提升工作效率,简化运送和后续处理程序已成为制约物理打捞的关键问题。常规化学防除多在空心莲子草和水葫芦爆发泛滥时喷施草甘膦、苄嘧磺隆、氯氟吡氧乙酸等除草剂,仅杀除了顶部叶,忽视下部茎叶或基部腋芽的生长,治理没有持效性,每年需要3~4次化除,农药用量大、成本高,且大量的枯死残体极易对水体和环境造成污染,生态环境风险大。针对其的消长节律,适期喷施高效低风险、抑制根茎或腋芽生长繁殖的化除药剂控制全年危害已成为空心莲子草和水葫芦可持续治理的重大需求。
(四) 调研建议
1)加强加拿大一枝黄花、空心莲子草、野老鹳草等恶性农业外来入侵植物的发生分布监测;
2)加强对基层农机人员、普通民众的宣传培训,动员全体民众齐心开展加拿大一枝黄花等恶性农业外来入侵植物的联防防控;
3)组织农业科研院校、农技推广部门、农业企业联合开展技术攻关,基于全生态链的角度,布局科研项目,研发实用、高效的阻截防控技术。