两种除草剂对狼毒-矮嵩草草地群落重要值及多样性的影响

2011-03-14李鸿林

草业科学 2011年9期

李鸿林

(青海省共和县草原站，青海恰卜恰 813000)

狼毒(Stellerachamaejasme)属于瑞香科狼毒属多年草本植物，全株有毒，家畜不采食[1]。近年来，由于人类活动和过度放牧，致使草原大面积退化，而狼毒凭借自身强大的根系和家畜不采食性，在退化草地上大面积蔓延滋生，成为退化草地群落中的优势种，降低了草原生产能力，严重阻碍畜牧业发展。青海省退化草地狼毒危害面积已达73万hm2，且呈逐年增加态势，因此对狼毒大面积蔓延的现状，必须采用有效措施加以控制[2]。

目前，狼毒防除方法主要有机械防除和化学防除两种，机械防除效果虽好，但费工费时[3]；化学防除常用药剂主要有草甘膦、敌百草、2,4-D丁酯、狼毒净、灭狼毒等，均取得了一定的成果[4-11]。草地作为草食家畜主要食物来源，群落结构和物种多样性作为草地群落结构可测定性指标，能进一步反映草地生态环境的稳定性和功能性[12]；大面积使用化学农药，使物种多样性降低，进而影响群落的稳定性，残留物质对有益的土壤微生物也有毒害作用[13-14]。化学防除作为现阶段主要防除手段，对其安全性和高效性应做进一步要求，从这点出发，以对狼毒具有很高防效的两种新型除草剂——狼毒净和灭狼毒为研究对象，调查两种药剂对施药后草地群落和物种多样性的影响，以期为大面积推广提供理论依据。

1 研究方法

1.1研究区概况试验在青海省海南州共和县江西沟乡植被典型、地势开阔的狼毒-矮嵩草天然草地上进行，海拔2 835 m左右，100°08′06″ E，36°37′48″ N。该区年均气温3.3 ℃，年降水量306.6 mm，年蒸发量1 841.1 mm，≥0 ℃积温2 236.4 ℃·d，年均风速2.1 m/s，年大风日43.1 d，无霜期264.6 d。

草地建群牧草为矮嵩草，常见的伴生植物有紫花针茅、冷地早熟禾、赖草、狼毒、多枝黄芪、矮火绒草、蒲公英、多裂委陵菜、柴胡、阿尔泰紫菀、披针叶黄华、黄花棘豆、肉果草、秦艽、异叶青兰等。

1.2试验设置 2009年7月5日在狼毒危害严重且分布均匀的天然草地牧道左右两侧围栏内选用对狼毒作用标靶专一、防除效果较好的两种除草剂，“狼毒净”(青海畜牧兽医科学院研制，主要有效成分苯氧基羧酸类、3，5，6-三氯-2-吡啶氧基乙酸、增效剂和其他辅助剂，剂型为乳油)和43.2%“灭狼毒”(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所研制，有效成分由2，4-D丁酯+两种活性剂+两种稳定剂组成)进行原液超低容量喷雾，采用背负式机动喷雾器，施药量均为1.05 L/hm2，喷幅8 m，喷雾面积均为33.3 hm2；选取没有进行喷药同域的天然草地为对照区。

1.3调查内容及方法

1.3.1群落重要值调查 2009年8月3日和2010年8月6日在施药区和对照区分别选取1 m×1 m小区，3次重复，测定小区内每种植物的株高、密度、地上生物量、盖度; 重要值(SDR)计算[12]采用公式：

SDR=(C′+E′+H′+Y′)/4。

式中，C′表示相对盖度，E′表示相对密度，H′表示相对高度，Y′表示相对生物量。

1.3.2草地群落生物多样性的测定采用Shannon-Wiener指数[15]测定物种多样性：

采用Simpson指数[15]测定生态优势度：

采用Pielou指数[15]测定群落均匀度：

式中，Pi=Ni/N，Pi为种i的相对重要值，N为样带植物重要值总和，Ni为样方中第i种植物的重要值，S为种i所在样方的物种总数。

1.4数据分析使用SPSS 11.0软件进行数据分析，Excel软件进行图表制作。

2 结果

2.1喷施药剂对狼毒-矮嵩草草原群落主要物种群落重要值的影响 2008-2009年植物群落的重要值(表1)分析表明，喷施狼毒净和灭狼毒后草地群落各物种的重要值均发生变化。狼毒的重要值在喷施药剂当年急剧下降，与对照相比，2009年分别下降了19.7%和29.5%；而矮嵩草作为群落的建群种，处理后重要值在第1年增加幅度不大，第2年是对照的1.25和1.43倍，冷地早熟禾、赖草、紫花针茅重要值在第2年均增加，在群落中不断恢复，逐渐成为群落的优势种；披针叶黄华对两种药剂很敏感，在施药第1年其重要值迅速下降，第2年逐渐在群落中消失。使用药剂当年各物种重要值除狼毒、多裂委陵菜、肉果草、披针叶黄华重要值降低外，其他物种重要值均有所增加，在群落中逐渐恢复；第2年，施用狼毒净处理区除披针叶黄华外，其他物种均存在，而在灭狼毒处理区柴胡、蒲公英、秦艽、冷蒿、披针叶黄华5种植物已经消失。

表1 不同施药处理后狼毒-矮嵩草草原群落主要物种群落重要值变化

2.2喷施药剂对狼毒-矮嵩草草原群落主要物种群落多样性的影响从不同药剂处理群落多样性变化(表2)可以看出，喷施药剂后群落多样性指数均降低。喷药第1年群落丰富度指数与对照相比差异不显著(P>0.05)，而第2年喷施狼毒净和灭狼毒群落的丰富度指数都显著降低(P<0.05),分别比对照降低了15.2%和26.7%；使用灭狼毒防除狼毒后群落优势度指数显著低于对照(P<0.05)，而狼毒净对群落优势度指数与对照和灭狼毒处理差异不显著(P>0.05)；群落均匀度指数在喷药两年间发生很大变化，其中喷药第1年狼毒净和灭狼毒显著低于对照(P<0.05)，而两种药剂间差异不显著(P>0.05)，经过一年的恢复，群落均匀度继续降低，且两种药剂间的差异显著(P<0.05)，其中灭狼毒对群落均匀度的影响明显强于狼毒净。

表2 不同施药处理群落多样性指数变化

3 讨论

3.1喷施药剂对草地群落主要物种群落重要值的影响狼毒-矮嵩草草地在喷施狼毒净和灭狼毒后群落主要物种群落重要值发生变化，以矮嵩草、紫花针茅、赖草等禾本科牧草占绝对优势地位。其原因可能是狼毒具有发达的轴根系，对地下水分、养分有较强的适应能力，加之其冠幅比较大，能摄取更多阳光，在群落中成为优势种[16-17]；利用“狼毒净”和“灭狼毒”的内吸传导型且作用标靶专一的防除特性作用狼毒后，其在群落中的重要值明显降低，造成草地生态系统中的水、肥、气、热等资源重新分配，而矮嵩草、紫花针茅等禾本科牧草由于具有发达的根茎和分蘖能力，能获得充足的养分和空间，逐渐成为群落中的优势种；群落中披针叶黄华在喷药后在群落中消失，其原因可能是披针叶黄华对两种药剂中的有效成分也很敏感，继而死亡。灭狼毒防除第2年有5种植物未出现，说明药剂能很好地保护禾本科牧草，但对阔叶草和其他杂类草也具有广谱灭除效果[18]，其原因与其药剂主要有效成分有关[8]，有待于进一步研究。

3.2喷施药剂对草地群落群落多样性的影响在自然条件下，草地群落多样性变化受众多因素的影响。在周围环境因素稳定时，人类的干扰就成为主控因子，其中以控制放牧强度和草地改良为主要方式[19-23]。当草地放牧强度增大时，适口性优良的牧草被家畜反复啃食，为狼毒等适口性差的毒杂草提供契机，逐渐成为群落优势种，在群落中的优势度增加。使用除草剂作为草地改良的一种手段，明显降低毒杂草在群落中的优势度、丰富度和均匀度，使草地群落向良性方向发展。本研究表明，使用狼毒净和灭狼毒后，草地群落的优势度、丰富度和均匀度均明显降低，说明两种药剂能明显改变狼毒-矮嵩草草地群落结构，使群落向更稳定原生态群落发展。造成群落多样性指数降低的原因：一方面可能是狼毒、披针叶黄华等毒杂草被防除，群落中物种数降低；另一方面可能是化学除草剂中的有效成分，在对禾本科牧草较好保护的前提下，对其他阔叶草产生负面影响，使阔叶草处于恢复生长阶段。

[1]史志成,李祚煌,邹康南,等.中国草地重要有毒植物[M].北京:中国农业出版社,1997：140-150.

[2]邓君,刁治民,雷青娟,等.青海省瑞香狼毒的研究现状综合利用及防治对策[J].安徽农业科学,2006,34(3):555-557.

[3]赵志义.挖除狼毒补播优良牧草改良草地[J].中国草原与牧草,1985,2(3):42-43.

[4]阿翰林,周翰信.野牛沟乡棘豆、狼毒灭除报告[J].青海畜牧兽医杂志,1991,21(6):40-41.

[5]颜生林,陈海生,刘明龙,等.新型化学除草剂灭除草地狼毒试验[J].青海草业,2004,13(1):23-24.

[6]刚存武,王宏生,李宁,等.狼毒净1号对草原毒杂草——狼毒防除效果[J].青海农林科技,2005(1):1-2.

[7]祁明祥,陈季贵,马存寿,等.“狼毒净1号”对花后期狼毒防治效果的观察[J].草业与畜牧,2008(12):16-18.

[8]陈明,胡冠芳,刘敏艳.2种新型除草剂防除天然草地狼毒和棘豆实验研究[J].草业学报,2008,17(4):76-80.

[9]赵成章,樊胜岳,殷翠琴.喷施灭狼毒治理毒杂草退化草地技术研究[J].草业学报,2004,13(4):87-94.

[10]沈景林,周学东,孟杨,等.草地狼毒化学防除的试验研究[J].草业科学,1999,16(6):53-56.

[11]曾辉,王宏生,周青平,等.2种混配除草剂对防除狼毒的效果研究[J].草业科学,2006,23(6):86-88.

[12]韩国栋,焦树英,毕力格图,等.短花针茅草原不同载畜率对植物多样性和草地生产力的影响[J].生态学报,2007,27(1):182-188.