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加拿大一枝黄花防治防控技术要点

一、加拿大一枝黄花介绍

加拿大一枝黄花,又称北美一枝黄花,属菊科一枝黄花属,原产于北美洲,1935年作为观赏植物引入我国长江三角洲地区,最初作为庭园花卉栽培,后逸生为野生种至野外,由于其强大的繁殖能力、竞争能力以及多途径传播方式,逐步蔓延发展成为华东地区重要的恶性外来杂草,并向全国适宜地区辐射蔓延。现已成为《中国外来入侵物种名单》(第二批)中记录的检疫性恶性外来入侵杂草。因其严重排挤当地本土物种,破坏入侵地的生物多样性和生态平衡,危害农业、林业生产和园林绿化等,造成了不可估量的经济损失,是中国最严重的入侵植物之一。

(一)加拿大一枝黄花的形态特征

加拿大一枝黄花属多年生草本植物。直立茎高1.5—3米,茎秆粗壮,中下部直径可达2厘米,下部一般无分枝,常成紫黑色,密生短柔毛。根为直根系,离基三出脉,正面粗糙,着生于根茎处,横生于浅土层中,以植株为中心向四周辐射状伸展生长。根状茎一般为5-50cm,最长近1.0m,外形似根,粗0.3-0.8cm,乳白色,见有紫红色,具有明显的节和节间,节上有鳞片状叶,节生不定根,其顶端有芽。叶互生,叶片披针形或线状披针形,顶渐尖,基部楔形,近无柄。大多呈三出脉,边缘具锯齿。叶脉羽状,大多呈三出脉;随主茎向上生长,叶片逐渐变小;叶柄短。头状花序小,长4-6mm,在花序分枝一侧排列成蝎尾状,再组合成开展的大型圆锥花序。总苞具3-4层线状披针形的总苞片。缘花舌状,黄色,雌性,花柱顶端两裂成丝状;盘花管状,黄色,两性、花柱裂片长圆形,扁平。果实为连萼瘦果,圆柱形,稍扁,先端截形,基部渐狭,光滑,长0.8-1.2mm。全果被细柔毛,冠毛呈白色,长3.0-4.0mm。

(二)加拿大一枝黄花繁殖与扩散特征

1.繁殖特征

(1)有性繁殖

南方地区每年3月开始萌发,4—9月进行营养生长,7月初植株通常就可高达1米以上。10月中下旬开花,平均每株近1500个头状花序,每个头状花序平均长出14枚种子,11月底到12月中旬果实成熟,一株植株可形成2万多粒种子。种子具有较高的发芽率, 尤其是散落在表土层的种子,能萌发成近万株小苗。

(2)无性繁殖

每株植株地下包含有4—15条根状茎,以根颈为中心向四周辐射状伸展生长,最长近1米,其上长有2—3个或多个分枝,顶端有芽,根状茎内储有大量养分,第二年每个根状茎芽都可萌发成独立植株。而且通过多年的地下茎克隆繁殖填充孔隙,最终能形成单优势种群。

(3)遗传学特点

加拿大一枝黄花在入侵地多为四倍体、六倍体,相比原产地加拿大一枝黄花居多的二倍体植株,多倍体带有多个基因组使得遗传重组数大大增加,检测出的遗传多样性相对较高。加拿大一枝黄花通过虫媒传粉,在自交传粉上表现出绝对的不亲和,这是维持种群内遗传多样性的重要因素。因此,加拿大一枝黄花丰富的遗传多样性为其适应各种环境提供了分子基础。

2.适应性特征

(1)种子适应性

根据加拿大一枝黄花的相关研究,其种子的萌发对温度的适应范围较广,萌发时期参差不齐,从而使加拿大一枝黄花具有持续的出苗能力。且加拿大一枝黄花在低温干燥的情况下能够保持较长时间的生物活性,这种条件在湖南大部分区域如荒地、废弃地、厂区、山坡、免耕休耕地区、公路边、铁路旁等环境中都能满足。

(2)化感作用

加拿大一枝黄花成功入侵的重要机制之一是化感作用,加拿大一枝黄花的地上部和地下部均能向体外释放特定的化学物质抑制当地植物种子发芽和生长发育,对其他植物产生有害影响,自己形成优势群落。

(3)环境交互作用

加拿大一枝黄花与周围环境存在着较强的交互作用,加拿大一枝黄花在吸取周围土壤环境中营养元素的同时,自身分泌的一些物质也会缓慢改造土壤的理化性质,对土壤中的元素结构,微生物群落和酶活性造成显著影响,比如提高根部土壤的pH,提高微生物的矿化速率和氨化速率,改变土壤微生物结构及其活性,加强土壤无机氮和氨氮的供给,且这种对土壤理化特征的影响能够随着入侵程度逐步加强。使之更适宜自身对土壤中成分的利用,从而更快适应入侵地的生态环境。

3.传播途径

(1)有意引入

加拿大一枝黄花花色鲜艳美丽,是主要插花品种,有较好观赏和经济价值,在没有把其列入检疫性有害生物之前,加拿大一枝黄花被人为地大量地从外地有意引入,并通过花卉市场等途径销售,造成大量传播

(2)人为活动无意传入

近年来,距离不再成为物质传播的限制,随着贸易的不断增加、对外交流的不断扩大、旅游业的迅速升温,人流物流等变得非常频繁,而加拿大一枝黄花能够借助多种途径(如:交通工具、货物、旅游者等)传入。

(3)自然传播

其种子重量很小,其种子细小,又具有冠毛,能通过风和鸟类等途径迅速传播繁衍。加拿大一枝黄花根状茎也能够横走蔓延传播,在自然环境下能顺铁路、高速公路等沿线发展。

4.其他因素

(1)缺乏人为管理。荒地、废弃地、厂区、山坡、河坡、免耕地、公路边、铁路旁等处是加拿大一枝黄花发生最多的环境。在这些人迹罕至或者疏于管理的地方,在发生初期如果没有得到有效治理,爆发只是时间问题,且爆发后防治难度则大幅提升。

(2)适宜环境。中国南方的气候环境是植物生长的温床,加拿大自身的抗逆性和适宜的生境无疑是的加拿大一枝黄花在大部分地区都能生长并进一步入侵传播。且加拿大一枝黄花的种子大多集中在表土层,不缺乏水分和氧气,更是导致了加拿大一枝黄花的发生量加大。

(3)缺乏天敌。加拿大一枝黄花在自然环境中缺乏专一性的天敌生物,少数食性较广的昆虫会略微取食,但食量不大,且容易为害至其他植物,致病微生物更为稀少,有研究发现了专一性较强的病菌,但利用机制也并未完善。因此没有天敌的制约导致加拿大一枝黄花的扩散没有过多的限制。

二、加拿大一枝黄花的为害特征

(一)加拿大一枝黄花的主要危害

1.影响入侵地生物多样性,破坏生态平衡。通过竞争、占据本地物种生态位,使本地种失去生存空间,并释放化感物质抑制其他植物的生长,形成大面积单优势群落,降低物种多样性。

2.侵占农田耕地、果园林地,增加管理成本。加拿大一枝黄花侵入农田、菜地、果园,直接造成了作物品质和产量的急剧下降,甚至造成耕地的荒废,避免农业减产或景观破坏,就要投入大量的人力与物力来铲除这一恶性杂草,耗费巨大,在经济上造成了严重损失。

3.引起呼吸道感染,危害人体健康。加拿大一枝黄花开花盛期所产生的花粉量巨大,容易导致敏感人群产生过敏症状,严重时甚至引起呼吸道感染,为害生命健康。

(二)加拿大一枝黄花的为害现状

1.湖南加拿大一枝黄花的区域分布

加拿大一枝黄花耐旱,耐贫瘠。因此在山坡荒地和公路、铁路路肩都能生长良好,甚至在水泥地裂缝、石缝中也能茂盛生长。湖南的加拿大一枝黄花在2007年就扩散至岳阳、湘潭、娄底、衡阳、益阳等市。现如今,加拿大一枝黄花已入侵到湖南14个市(州),湖南大部分县区等都发生了加拿大一枝黄花的为害。

2.桃江县加拿大一枝黄花的为害现状

2020年调查发现,加拿大一枝黄花已经在桃江县各乡镇基本可见,主要集中在桃江县的荒地、公路(含高速公路隔离带)、铁路、河道两旁以及县城征收几年未开发建设的连片土地等,成片分布的区域广,危害面积大,已经严重影响了桃江县市容美观和正常的农业生产活动。

三、加拿大一枝黄花的防治技术

(一)现有防治手段

1.化学防除

(1)春季化学防除。草甘膦、使它隆的持效期较长,防效较好,可以作为防除加拿大一枝黄花时优先选择的药剂。防除春季加拿大一枝黄花的最佳内吸性除草剂为41%草甘膦异丙胺盐AS和25%环嗪酮SL,这两种内吸性除草剂无论是单独施用,还是辅以有机硅、乙基化和基化植物油等助剂以及触杀性除草剂20%草甘膦施用,对加拿大一枝黄花都能达到根除的效果。发现草甘膦、飞达红、正达等3种灭生性除草剂都有较好的防效,药后25d平均死亡率可达到91.3%。用50%扑草净、50%乙草胺、25%环嗪酮、24%果乐和25%氯磺隆等5种试剂在加拿大一枝黄花种子萌发前进行处理,均具有良好的防除效果。10%草甘麟水剂50倍液和20%克芜踪水剂200倍液对加拿大一枝黄花进行处理,在植株矮小的早期用草甘麟等除草剂连喷2次即可达到良好的效果,而在植株比较高大的中期需先以镰刀等割低植株,待新芽萌发到适当高度时再喷洒草甘膦等。

(2)夏季化学防除。25%环嗪酮可溶液剂7500mL/hm2、41%草甘膦异丙铵盐水剂6000mL/hm2+有机硅300g/hm2、20%氯氟吡氧乙酸乳油750mL/hm2+20%草铵膦水剂8740mL/hm2、41%草甘膦异丙铵盐水剂6000mL/hm2+20%草铵膦水剂8740mL/hm2对加拿大一枝黄花的防效显著。

(3)秋季化学防除。主要是防止加拿大一枝黄花开花后,通过其种子进行大量传播。用不同浓度的41%草甘膦水剂水溶液喷施花蕾期的加拿大一枝黄花,进行防除效果试验。结果表明41%草甘膦水剂对加拿大一枝黄花的防除效果最好,药后30d植株防效达到80%以上。在秋季使用草甘膦AS(50倍液)+10%甲磺隆WP或20%氯磺隆WP或20%麦草宁WP等磺酰脲类除草剂(500~1000倍液),这些药剂对地上部分和地下根状茎的防除效果均能达到98%以上,但是这类除草剂仅限在非耕地使用。用40%氧氟•草甘膦在秋季进行加拿大一枝黄花茎叶喷雾处理,对地上部茎叶的防除效果显著,防效达100%,而对地下部根茎的防效较弱,仅75%。

表1:不同生长期加拿大一枝黄花化学防治推荐药剂

防治时期及加拿大一枝黄花分布情况

主要药剂

药剂化学成分

有效成分含量%

使用说明

早期(4-5月),加拿大一枝黄花集中爆发区

41%草甘膦异丙铵盐水剂

N-(磷酸甲基)甘氨酸

30

施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆

25%环嗪酮可溶液剂

3-环己基-6-二甲氨基-1-甲基-1,3,5-三嗪-2,4-二酮

25

施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆

41%草甘膦异丙铵盐水剂+农用有机硅增效剂

N-(磷酸甲基)甘氨酸;

烷氧基改性聚三硅氧烷

30

施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆

41%草甘膦异丙铵盐水剂+乙基化和甲基化植物油

N-(磷酸甲基)甘氨酸;乙基化和甲基化植物油

30

施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆

41%草甘膦异丙铵盐水剂+48%三氯吡氧乙酸丁氧基乙酯乳油

N-(磷酸甲基)甘氨酸;3,5,6-三氯吡啶氧乙酸-丁氧乙酯

30+48

施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆

20%氯氟吡氧乙酸乳油+20%草铵膦水剂(先后喷施)

4-氨基-3,5-二氯-6-氟-2-吡啶氧乙酸;2-氨基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸铵

20+20

先喷施内吸型除草剂20%氯氟吡氧乙酸乳油,施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆;2d后再喷施触杀型除草剂20%草铵膦水剂,施药时均匀喷施地上部分(叶片)

48%三氯吡氧乙酸丁氧基乙酯乳油+20%草铵膦水剂(先后喷施)

3,5,6-三氯吡啶氧乙酸-丁氧乙酯;2-氨基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸铵

48+20

先喷施内吸型除草剂48%三氯吡氧乙酸丁氧基乙酯乳油,施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆;2d后再喷施触杀型除草剂20%草铵膦水剂,施药时均匀喷施地上部分(叶片)

中期(6-8月),加拿大一枝黄花集中爆发区

25%环嗪酮可溶液剂

3-环己基-6-二甲氨基-1-甲基-1,3,5-三嗪-2,4-二酮

25

施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆

41%草甘膦异丙铵盐水剂+农用有机硅增效剂

N-(磷酸甲基)甘氨酸;烷氧基改性聚三硅氧烷

30

施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆

20%氯氟吡氧乙酸乳油+20%草铵膦水剂(先后喷施)

4-氨基-3,5-二氯-6-氟-2-吡啶氧乙酸;2-氨基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸铵

20+20

先喷施内吸型除草剂20%氯氟吡氧乙酸乳油,施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆;2d后再喷施触杀型除草剂20%草铵膦水剂,施药时均匀喷施地上部分(叶片)

41%草甘膦异丙铵盐水剂+20%草铵膦水剂(先后喷施)

N-(磷酸甲基)甘氨酸;2-氨基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸铵

30+20

先喷施内吸型除草剂41%草甘膦异丙铵盐水剂,施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆;2d后再喷施触杀型除草剂20%草铵膦水剂,施药时均匀喷施地上部分(叶片)

晚期(9-10月)加拿大一枝黄花集中爆发区

25%环嗪酮可溶液剂

3-环己基-6-二甲氨基-1-甲基-1,3,5-三嗪-2,4-二酮

25

先割除植株地上部分,保留10-50 cm茎秆,待植株长出4-5片新叶之后(约5-15 d)再喷药,全株均匀喷药

20%氯氟吡氧乙酸乳油+20%草铵膦水剂(先后喷施)

4-氨基-3,5-二氯-6-氟-2-吡啶氧乙酸;2-氨基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸铵

20+20

先割除植株地上部分,保留10-50 cm茎秆,待植株长出4-5片新叶之后(约5-15 d)再喷药,先喷施内吸型除草剂20%氯氟吡氧乙酸乳油,施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆;2d后再喷施触杀型除草剂20%草铵膦水剂,施药时均匀喷施地上部分(叶片)

41%草甘膦异丙铵盐水剂+20%草铵膦水剂(先后喷施)

N-(磷酸甲基)甘氨酸;2-氨基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸铵

30+20

先割除植株地上部分,保留10-50 cm茎秆,待植株长出4-5片新叶(约5-15 d)之后再喷药,先喷施内吸型除草剂41%草甘膦异丙铵盐水剂,施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆;2 d后再喷施触杀型除草剂20%草铵膦水剂,施药时均匀喷施地上部分(叶片)

(4)优缺点

化学法防除后,大部分药剂只能杀灭加拿大一枝黄花地上部分,地下根状茎失活情况较少,甚至出现部分除草剂防除后刺激根状茎增殖的现象,导致除草剂施用后期根状茎分化成苗数更多,若当年不进行第二次防除,来年丛状植株更多,更难以实现防除的目的。

2.物理防除

(1)物理防除方法。

①人工拔除(割除)。在加拿大一枝黄花零星发生区,人们可利用抓住加拿大一枝黄花开花期容易被识别的特征,抓住这一有利时机组织人工进行挖除,这是彻底根除加拿大一枝黄花的关键,除治时间一般安排在每年8月下旬至9月中旬之间。②机械割除。机械割除适用于加拿大一枝黄花成片发生地,最佳防除时期是在植株现蕾后至开花前。加拿大一枝黄花植株在被机械割除等强烈的人为干扰后会形成应激繁殖策略,产生更多的克隆分株,所以机械割除后要结合翻耕或药剂防治等方法加强监测和管理。③翻耕复种。翻耕复种的方法适用于加拿大一枝黄花成片发生的荒地、水田和农业生产区。复耕复种是根除加拿大一枝黄花最有效的办法,通过机械或人工耕翻,可使加拿大一枝黄花的生境条件发生明显恶化,减少加拿大一枝黄花种子和地下根茎造成的危害,防除效果好,并且还能产生一定经济效益。

(2)优缺点

①人工拔除防治。人工拔除或割除相对化学防治而言对环境更加安全,可以避免化学药剂的使用对周围景观植物或经济作物造成危害。且加拿大一枝黄花进行人工拔除后,只要留下根状茎残体在土壤中,残体在当年或来年必分化成苗,所以防除效果并不彻底。耗时费力、防除成本高。②割除防治。相比化学法与人工拔除防治法,人工或机械割除加拿大一枝黄花地上部分,是治标不治本的应急措施,采取该方法会更强烈地刺激加拿大一枝黄花根端分化成苗和根状茎芽的分化,使当年和来年的植株数更多。③翻耕防治。翻耕有利于根状茎破碎、使地表种子埋于土壤窒息而死,但一旦植株残体和根状茎残体部分裸露于土壤外面,会加速其分化成苗。

3.综合防治

(1)机械割除联合化学防治。在对旺盛期成片发生区的加拿大一枝黄花进行防除时,先割除植株的地上部分,保留一定高度的茬,待每茬长出数片新叶后再喷施药剂,这样做的好处是药剂到达根状茎的速度更快,剂量更多,对地下部分的抑制效果显著增强,同时相比整株施药的用药量能减少1/3以上,减少了对非靶标生物的要害和环境污染。

(2)机械翻耕联合生物竞争作用。对荒地成片发生区的加拿大一枝黄花可以采取大规模机械翻耕,降低一枝黄花的生长率的同时,种植如大豆、玉米、地肤等抗逆性强的竞争作物,争夺加拿大一枝黄花生长的生态位,绿色环保,效果显著且存在附加经济价值,是目前防控加拿大一枝黄花最有效的手段。

(二)防治的必要性

1.保障生态多样性

加拿大一枝黄花在入侵地争肥、争水、争光和争空间的能力特别强,在生长过程中的化感作用还会排挤其他植物,造成地带性植被退化和生物多样性降低,甚至引起区域内部分物种灭绝。因此防除加拿大一枝黄花是对当地生态多样性的保护。

2.保障农业生产

一旦加拿大一枝黄花未经预警扩散至农业生产区附近和疏于管理的绿化地带,极容易蚕食棉花、玉米、大豆等旱地作物田块,严重影响这些农作物的产量和质量同时破坏绿化景观。造成经济损失。

3.保障人民生命健康

加拿大一枝黄花盛开期株数多,花冠大,因此产生的花粉也特别多,极容易导致部分人产生花粉过敏。严重时,还可能引起呼吸道感染。对人民的生命健康造成威胁,所以防除加拿大一枝黄花是对人民生命健康的负责。

四、防控方案

(一)根据发生程度进行防除

根据实地考察发现在同一区域加拿大一枝黄花的发生程度上存在差异,这种差异可能由土壤质,外力干扰,繁殖体定植数量时间不同等因素引起,不同的发生程度使用相同的方法防除的难度有所不同,所以需要采取针对性的方式大幅度提高效率,根据发生的数量和面积,可以将发生程度分为三类,分别采取不同方案:

1.零星(轻度)发生。在一片区域内,加拿大一枝黄花只存在少数几株,密度在5株/㎡以下,多呈点状散布在各处。该类型可在雨后土壤湿润疏松时,进行人工拔除,拔出的标准为将根状茎彻底拔除,尽量少留或不留根状茎片段,以防再生。

2.中度发生。区域内发生的一枝黄花相对较多,密度在5-10/㎡以内。将所有一枝黄花植株连根拔除并通过中耕将遗留在土壤中的根茎等无性繁殖器官拣除。

3.重度发生。区域内发生数量极多,密度在15株/㎡以上,一般呈线、面状发生,这类区域内加拿大一枝黄花通常在土壤中扎根极深,根状茎体系纠缠在一起。如用拔除的手段,不仅耗费力气,同时容易扯断根茎,留下片段,此后再发。所以可采用人工割除和机械翻耕的手段。

(二)根据加拿大一枝黄花生长期进行防除

根据加拿大一枝黄花生活史:3月下旬种子开始萌发出土。4月上旬到5月中旬末,温度平均20℃作用时,为出苗盛期。盛夏之后,日平均气温25.0℃左右,出苗量明显下降。10月中旬到翌年的3月上旬基本不出苗。一年有2个出苗高峰,一个在4月上旬到5月中旬末,其出苗量占全年的75%以上,另一个在9月上旬,出苗数较少。花期9-10月,果期10-11月。实际调查发现该地确实存在各个生长期的加拿大一枝黄花,大部分为成株,少部分区域有幼株成片发生,同时存在加拿大一枝黄花临近开花的最后阶段,已经出现了花苞。而根据各个时期的加拿大一枝黄花株体对外界因素有不同的应激反应,应当采取不同的防除方法。

1.幼株:幼苗期植株。植株高0.1-1.0m,茎秆翠绿,叶、茎表面有软毛,根茎软,易断,单植株未分枝,根状茎未完全伸展。此时的植株进行物理措施省时省力,施用药剂也易渗透,效率高,所以均有不错效果。可以选择人工拔除、机械翻耕等物理手段,需注意将根状茎清除彻底。也能用药剂施用,施药时尽量低喷,使药剂充分接触茎秆。也可采取综合措施,达到最佳防效

2.成株: 9-11月的植株一般株高在200-300cm之间,平均茎粗达到2cm,茎秆木质化严重,植株生物量最大,直接用药效果差。零星分布的可以选择在雨后土壤湿润时进行连根状茎拔除。成片分布的应当采取先割除再施药的手段,具体操作为先用割草机割除加拿大一枝黄花植株的地上部分,保留距地面10-15cm左右的茎秆,待其每茬长出4-5片新叶,对其喷施除草剂。

3.即将开花的成株:即将开花的成株风险系数较高,为防止其开花结果,传播种子,造成扩散,应当选择先从花穗以下10cm处割除,去除花穗后再割除茎秆并留茬施药

4.已经开花的成株:已经开花的成株马上临近结果或已经结果产生种子,加拿大一枝黄花的种子质轻量多,易随风和动物传播至其它地域,所以发现此类植株,必须优先采除,具体方法为利用密封性较好的袋子轻轻套住已经开花植株的花穗,扎紧口袋,然后将花穗完整的割下后集中放置,销毁。随后再对剩下的茎秆部分进行处理。

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