天然草地毒害草小花棘豆的防控技术

天然草地毒害草小花棘豆的防控技术

张向向  王采娥

新疆维吾尔自治区草原总站,乌鲁 木齐 830049

摘要：小花棘豆为中国西北部天然草地广泛生长的毒害牧草,是草地退化的代表性植物之一。放牧牲畜采食后可引起繁殖障碍、中毒死亡,还影响其繁殖和畜种改良,严重危害了家畜的可持续生长。通过梳理分析文献资料,本文重点综述了小花棘豆的分布范围及其危害、小花棘豆的形态特征、有毒部位及成分、小花棘豆的防控技术等几个方面。为小花棘豆的防控治理、生态学研究与利用,奠定基本依据。

关键词：小花棘豆;毒害草;防控技术

根据国家林草局最新公布数据，我国草地资源面积在各类土地资源面积中占比最大，占国土面积的40.9%，是耕地面积的2.91倍、森林面积的1.89倍。我国天然草地作为全球草地生态系统的重要组成部分，主要分布在东北平原、内蒙古高原、黄土高原、青藏高原和新疆。我国90%的可利用天然草原均发生不同程度地退化，其中30%为严重退化，虽有部分经过改良但总体上依然呈现恶化的趋势。草原退化主要是自然因素和人为因素共同作用、相互影响而导致的。过度放牧和频繁的人类活动是导致毒草滋生和优良牧草衰退的主要原因。毒草化也是继荒漠化后第二大严重自然灾害，发生毒草危害的天然草地面积年均损害面积超过6700 多万hm2。当前，牧区发展已遭受草原毒害草危害的巨大影响。我国约有一千三百余种有毒有害植物，常见的能引起家畜中毒的有毒植物高达300种。其中发生严重引起家畜中毒并造成巨大经济损失的有23种。

小花棘豆(Oxytropis glabra)是豆科棘豆属植物，新疆有醉马草(轮台、策勒)、苦马豆(莎车)等多种俗称。小花棘豆是目前世界范围内危害草原畜牧业生产发展最为严重的毒草。小花棘豆具有抗逆性强、耐寒、晚秋枯萎迟、春天萌芽早等特点，条件有利时可在天然草地快速大量生长。

1 小花棘豆的分布范围及其危害

1.1 分布范围

小花棘豆是对草原畜牧业影响较大、危害较为严重的一种毒草，分布极为广泛，大多分布在温带大陆性气候带，环境条件良好时在天然草原大量繁殖，若年降雨量达到200 mm 及以上时，则生长极其旺盛；如果年降雨量超过400 mm 则会很快死亡。世界范围内，小花棘豆主要分布在美国、俄罗斯、澳大利亚、加拿大、墨西哥、西班牙、摩洛哥、巴西、埃及及冰岛等地区。我国境内小花棘豆主要分布在内蒙古、陕西、甘肃、青海、新疆和西藏等地区。小花棘豆是轻度耐盐的草甸中生植物，主要生活在山坡草地和荒漠地带的河流滩地、湖盆草滩、低湿轻度盐化的草甸、芨芨草林地以及河边和河谷，土壤类型主要以淡黑钙土、栗钙土、棕钙土、漠钙土和灰棕色荒漠土为主。小花棘豆覆盖率超过百分之七十是草地严重退化的典型指标，在这种草场放牧会造成牲畜死亡率较高。新疆境内小花棘豆主要生长在海拔1500~2500 m、降雨量为200~300 mm 范围内的天山东部草原，主要包含伊犁州昭苏县，昌吉州呼图壁县、乌鲁木齐县等[1]。

1.2 小花棘豆的危害

1.2.1 小花棘豆对初级生产层的危害

草地农业生态系统的初级生产层是牧草、作物、果蔬等生态系统的初级生产部分，是生态系统的主体。小花棘豆根系发达，繁殖系数高，具有耐干旱，耐贫瘠，返青早，多种籽，生命力强等特点，使之过度繁殖与蔓延，同时与优良牧草争夺阳光、养分、水分等，造成优良牧草逐渐退化，再者，由于优良牧草易受到干旱、风沙、鼠害和不合理的利用等因素的作用，致使小花棘豆已成为部分草地的优势种群，从而使草地生态平衡遭受破坏，抑制了草地旅游业及畜牧业生产的可持续发展，也给长江、黄河中上游等流域的生态安全带来了严重威胁[2]。

1.2.2 小花棘豆对次级生产层的危害

次级生产层指以牲畜、禽类和野生动物为主要生产目标的部分，农业生态系统一半以上的生产力靠这个生产层来完成。每年春、冬季节天然草原的可食牧草耗尽后，放牧家畜被迫采食小花棘豆而引起中毒。此外，由于小花棘豆在花期和结实期时口感较好，放牧家畜也有可能主动采食而造成中毒。母畜在采食小花棘豆后，可造成不孕、难产、流产、畸形、弱胎甚至死胎等；公畜采食后性欲降低，无配种能力等。

1.2.3 小花棘豆对后次级生产层的危害

后次级生产层是以动、植物产品的加工、销售为主要目标的生产部分，这一部分效益通常高于前两个生产层的总和。采食小花棘豆的牲畜，其肉、奶等产品品质变劣，从而大大降低了食用和商品价值。Stegelmeier等人 的研究结果证实羊采食小花棘豆 7 d 后，肌肉中的苦马豆素清除的半衰期为20 h，而内脏中苦马豆素清除的半衰期为60 h。尽管食用动物性产品而引起苦马豆素中毒的实际风险很低，但为了保证动物性产品的质量，采食小花棘豆的动物在屠宰前应禁食棘豆25 d，以确保苦马豆素在体内被充分代谢排除，这无形中提高了养殖成本。

2 小花棘豆的形态特征、有毒部位及成分

2.1 小花棘豆生物学特性

小花棘豆为多年生草本，根茎伸长匍匐，多分枝，疏生柔毛。单数羽状复叶，托叶披针形或卵形，小叶披针形、卵形披针形、矩圆状披针形，以至椭圆形；总状花絮腋生，总花梗较叶长，苞片条状披针形，花小，多为淡蓝紫色，花萼钟状，被平伏白色柔毛，萼齿披针状，旗瓣宽倒卵形，微凹或具细尖，翼瓣稍短于旗瓣，龙骨瓣稍短于翼瓣，具喙；荚果长椭圆形，具喙密被平伏短柔毛；花期5~7月，果期7~8 月。

2.2 小花棘豆生态学特性

本植物为轻度耐盐的草甸中生植物，主要在山坡草地和沙漠地区的河滩地、湖盆草滩、盐渍化土壤、低湿的轻度盐化草甸、芨芨草丛和沿河边和河谷中生长，环境条件较好时，可在天然草地大量繁殖生长。其覆盖率>70%可作为草地退化的一个典型指标，如若放牧草场小花棘豆盖度超70%时，可造成牲畜死亡率高达50%。据统计在塔里木河中下游分布面积已达13.33 hm2，危害严重的草场平均盖度80%，最高为95%[3]。

2.3 小花棘豆有毒部位及成分

小花棘豆全株有毒。小花棘豆中富含生物碱、黄酮、酚类、鞣质、有机酸成分和营养成分等多种活性物质，其毒性物质大多来源于生物碱(苦马豆素等)。

黄酮类化合物

研究结果显示，富含黄酮类化合物的植物在自然界中广泛存在。黄酮类化合物不仅具有多种药理作用，还对多种疾病具有显著的治疗效。王帅等采用NaNO2-Al(NO3)-NaOH 显色法测定，小花棘豆中黄酮化合物的含量为16.54 mg/g。

生物碱类化合物

小花棘豆中含有多种生物碱，且被认为是小花棘豆的主要毒性物质，研究最多的是苦马豆素。王占新等从小花棘豆中分离鉴定出16种生物碱。于荣敏等分离鉴定出臭豆碱、黄华碱、N-甲基野靛碱、鹰爪豆碱、鹰靛叶碱、腺嘌呤、白藓碱和脲基甲酸乙酯8种毒性生物碱。

酚类化合物、鞣质和有机酸

目前，有关小花棘豆中酚类、鞣质和有机酸的研究并不多，它们在小花棘豆中的具体含量也尚未报道，但已有研究学者通过化学试剂检验发现，小花棘豆中含有酚类、鞣质和有机酸。陶大勇等用三氯化铁试剂检测小花棘豆中是否存在酚类化合物和鞣质，测试结果溶液呈蓝紫色，证明小花棘豆中存在酚类和鞣质，之后用pH试纸和溴酚蓝试剂检验提取液，显示结果呈酸性，并且蓝色背景上显黄色斑点，证明了存在有机酸。

氨基酸、蛋白质和微量元素

小花棘豆中含有多种营养成分，蛋白质和必需氨基酸含量接近苜蓿，若无毒性必能作为一种优质的牧草资源。小花棘豆在不同的发育阶段中的粗蛋白和钙的含量存在一定差异，盛花期含量最高，分别为15.36%和0.97%，随后逐渐下降，在落叶期含量最低，仅为8.17%和0.88%；而磷的含量变化则不同，在结荚期含量最高，最高值为0.17%。

还原糖、多糖和苷

小花棘豆作为潜在的重要牧草资源，糖类是作为其必不可少的营养成分，虽然有关小花棘豆糖类含量的报道较少，但已有研究表明其中含有还原糖、多糖和甙。王帅等用斐林试剂测定南疆地区小花棘豆的化学成分时，结果出现了明显的红棕色沉淀；用α萘酚试剂检测，在液面间产生明显的紫红色环；紧接着用邻苯二甲酸苯胺试剂检测，产生棕红色斑点，经试验后证实了小花棘豆中含有还原糖、多糖和苷。

其他成分

小花棘豆富含的活性物质较多，至今尚未完全分离提取出来，其活性成分的提取分离鉴定一直是近几年的研究热点。小花棘豆中可鉴定出32种化合物，从花中鉴定出18种，从果实中鉴定出15种，从叶中鉴定出11种，从根中鉴定出11种，小花棘豆中至少含有7种三萜皂苷类物质和57种挥发油类物质[4]。

3 小花棘豆的防控技术

3.1 物理防除方法

物理方法，即人工挖除和焚烧的方式。在小花棘豆生长密度较低的草场上，组织牧民挖除，以减少小花棘豆数量，降低其危害。一般在小花棘豆种子成熟前，雨后连根通片不漏地挖除。由于小花棘豆萌发部位一般在土层地表下2~3 m深处，只有挖除深度达到地下10 m深时，才不会再度发芽。落入土壤的种子可数年而不丧失萌发功能，所以挖除一般应心思结荚前进行，且要持续挖除几年方可根除。

3.2 化学防除方法

小花棘豆重度危害区，采用药剂化学灭除。目前国内许多学者从药剂类型选择、浓度筛选、防除时期确定及防除方法应用等方面做了较为深入的研究。陈绍淑等人喷洒2，4-D-丁酯，浓度为3600～6000 mg/L，灭除效果能达到 90%～94%；喷洒2，4-D-丁酯1200mg/L 和使他隆300 mg/L 或 2，4-D-丁酯 1200 mg/L 和灭草敌800 mg/L混合使用，灭除效果可达100%。喷洒TDC-Ⅱ，其防除率也可达100%。在防除时间选择上，可在棘豆属植物分枝期进行，此时，由于小花棘豆繁殖生长旺盛，叶面对药液的吸收比较充分，杀灭效果可达90%以上；尽量避免7、8 月份喷药，因为此时牧区大都进入多雨季节，雨水冲刷会影响药效；药液配制不可用碱性水质的水，否则会降低药效[5]。

3.3 生物防除方法

生物防除是指通过以草治草，以畜治草，以虫治草，以菌治草等手段，从而实现防除小花棘豆的目的，即指利用生物间的互相制约关系来进行防除。以草治草是在小花棘豆滋生的区域，补播一种或多种适宜的优质牧草品种，或采用封滩育草和草地施肥及灌溉等措施，使草地上优良牧草增多，小花棘豆减少。通过改变土壤氮、磷水平及引进竞争种，对棘豆的生态学特性进行的研究结果表明，土壤中施用氮肥后，红豆草生长发育良好，棘豆长势较差，在棘豆退化的草场补播红豆草(Achnatherum inebrians)后，随着红豆草株体的增大，棘豆的生长能力和存活能力均明显下降。以畜治草主要是依据牲畜对棘豆的专嗜性，以及棘豆对牲畜的最低致毒量，在棘豆含毒量较低的生长阶段适，适度放牧，阻止再生，数年之后即可达到控制的目的。以虫治草和以菌治草是利用毒草本身的一些被感染虫类或菌类去防治毒草。新西兰目前对棘豆已成功采取了3 种生防因子:草籽象甲可损坏96%棘豆草籽，棘豆蓟马、棘豆叶螨等对棘豆均具有明显的专嗜性，但对其他植物不会造成危害。目前研究较多，而且最有成效的是小花棘豆主要毒性成分苦马豆素的微生物降解。生物降解过程一般是指微生物的分解作用，通过细菌或者是微生物的酶系活动分解有机物的过程，这个过程既可以在有氧呼吸条件下进行，也可在无氧呼吸条件下进行。

4 结论

草原毒害草的防控措施和方法，应依据草原类型和毒害草在草地生态系统中的地位而定，这也影响到地区的经济发展和社会安全稳定。对草原毒草治理防控采取合理有效的防控措施的前提，是要对毒草的危害影响和发生规律、毒草的毒性成分及其产生机制和动物中毒机理等科学问题的清楚认识，同时还要对毒草在草地生态系统中的功能及作用进行客观评价。根据生态学原理管理草场，给予草场充分足够的修养生息的时间，依靠自然恢复和人工辅助共同作用于退化草场恢复，是控制毒草蔓延的基本策略。

参考文献：

[1]闫晓红,伊风艳,邢旗,等.我国退化草地修复技术研究进展[J].安徽农业科学, 2020,48(07):30-34.

[2]方精云,杨元合,马文红,等.中国草地生态系统碳库及其变化[J].中国科学:生命科学, 2010,40(07):566-576.

[3]赵宝玉,刘忠艳,学攀,等.中国西部草地毒草危害及治理对策[J].中国农业科学,2008, (10):3094-3103.

[4]岳方正,段廷玉,才玉石,等.简述我国草原有害生物发生与防治[J].中国森林病虫, 2019,38(06):27-31.

[5]史志诚,杨旭.草地毒草危害及防除研究概况[J].草业科学,1994,(03):52-54.