植物源壬酸水劑對(duì)三裂葉豚草的防除效果

張小利 崔建臣 姚丹丹 段永恒 楊得草 胡冬雪 丁建云

摘要 三裂葉豚草是危害生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康的惡性雜草。本研究探索了植物源壬酸水劑對(duì)野外自然生長(zhǎng)的三裂葉豚草的防治效果，分別于6月下旬和8月上旬兩個(gè)時(shí)期，利用5%和10%兩個(gè)濃度的壬酸水劑對(duì)三裂葉豚草進(jìn)行莖葉噴霧處理。結(jié)果表明，北京地區(qū)8月上旬為三裂葉豚草現(xiàn)蕾期，此時(shí)施藥不再有新出苗的植株結(jié)籽，為防除三裂葉豚草的最適時(shí)期。采用10%壬酸水劑，有效成分用量8 000 g/667 m2，噴液量80 L/667 m2進(jìn)行噴霧防治，7 d和28 d的株防效分別達(dá)到94.9%和91.2%，結(jié)籽三裂葉豚草僅4.6株/m2，比對(duì)照減少了93.11%，單株種子數(shù)量為261.78粒，比對(duì)照減少了83.73%，產(chǎn)生的種子少，防效較好。

關(guān)鍵詞 植物源水劑； 壬酸； 三裂葉豚草； 防效評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)： S 451.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

DOI： 10.16688/j.zwbh.2017181

Abstract Ambrosia trifida is one of the worst malignant weed which hazards the ecological environment and human health. Botanical pelargonic acid was used in our study to explore the control effect on A.trifida naturally growing in the field. 5% and 10% pelargonic acid aqua were sprayed on A.trifida in late June and early August， respectively. The result indicated that the optimum control time of A.trifida was early August in Beijing district when A.trifida was in the budding period and new seedling A.trifida did not set seed. Treated with pelargonic acid 10% AS at the active ingredient contents of 8 000 g/667 m2 in early August， the plant number of A.trifida was reduced by 94.9% after 7 d and 91.2% after 28 d with the spray volume of 80 L/667 m2， respectively. Only 4.6 plants per square meter produced seed， which was reduced by 93.11% in comparison to the control. The number of seed per plant was 261.78， which was reduced by 83.73% in comparison to the control. All the results suggested that treatment by pelargonic acid 10% AS could reduce the amount of weed seeds and had good control effect on A.trifida.

Key words botanical agent； pelargonic acid； Ambrosia trifida； effect assessment

三裂葉豚草Ambrosia trifida L.是菊科豚草屬的一種外來(lái)入侵雜草，原產(chǎn)北美洲，現(xiàn)已傳播到世界上很多地區(qū)。近年來(lái)，三裂葉豚草在我國(guó)的遼寧、河北、北京、新疆、山東、江蘇、浙江、湖北、江西、廣東等20多個(gè)?。ㄊ?、自治區(qū)）先后報(bào)道發(fā)生[15]。由于其具有適應(yīng)性和繁殖能力強(qiáng)、擴(kuò)散快等特點(diǎn)，很快成為入侵地區(qū)的優(yōu)勢(shì)種群，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞；侵入農(nóng)田和果園的三裂葉豚草與農(nóng)作物爭(zhēng)肥爭(zhēng)水，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全帶來(lái)了很大的危害；另外，三裂葉豚草的花粉會(huì)引起人類(lèi)的過(guò)敏反應(yīng)，秋季空氣中飄散的大量花粉，威脅著人們的身體健康[67]。

1987年北京市首次報(bào)道發(fā)現(xiàn)三裂葉豚草，發(fā)生面積2.8 hm2。2004年普查發(fā)現(xiàn)豚草在北京市海淀、順義、昌平、門(mén)頭溝、密云、房山和懷柔七個(gè)區(qū)縣均有分布，發(fā)生面積超過(guò)2 000 hm2，其中普通豚草A.artemisiifolia Linn.400 hm2，三裂葉豚草1 600 hm2左右。近年來(lái)北京市通過(guò)開(kāi)展豚草專(zhuān)項(xiàng)防控，發(fā)生范圍基本控制在門(mén)頭溝、密云、房山和懷柔四個(gè)區(qū)縣，面積1 400 hm2左右，其中普通豚草130 hm2，三裂葉豚草1 300 hm2（北京市植物保護(hù)站2015年數(shù)據(jù)）。但河流改造、園林綠化、公路擴(kuò)建等基礎(chǔ)建設(shè)，以及種子調(diào)運(yùn)等因素加大了豚草擴(kuò)散蔓延風(fēng)險(xiǎn)，因此豚草的普查和防控是其入侵地區(qū)長(zhǎng)期面對(duì)的難題。

三裂葉豚草是豚草屬中進(jìn)化最高、分布最廣、危害最大的種類(lèi)，因此其防控難度更大。北京市三裂葉豚草面積和危害較大。為控制三裂葉豚草的蔓延，國(guó)內(nèi)外報(bào)道了很多防控方法，主要包括人工拔除、化學(xué)防除和生物控制。其中化學(xué)農(nóng)藥的防除見(jiàn)效快、成本低，但引起的環(huán)境生態(tài)問(wèn)題突出，近年來(lái)一些毒性低、殘留少的新型植物源除草劑的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，為豚草的綠色防除提供了新的思路。壬酸（pelargonic acid）是廣泛存在于動(dòng)物和植物中的一種脂肪酸，具有除草、殺蟲(chóng)和殺菌活性，并且廣譜、低毒、低殘留，已有報(bào)道壬酸對(duì)禾本科和闊葉雜草的防效較好[89]，尚未有報(bào)道壬酸用于野外三裂葉豚草的防除效果研究。本研究旨在明確北京地區(qū)防除野外生長(zhǎng)的三裂葉豚草的最適時(shí)期，以及篩選出壬酸防除三裂葉豚草的最適濃度和劑量，為三裂葉豚草的防控提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試藥劑為80%壬酸水劑，提取自山竹葵，低毒，由北京綠潤(rùn)浩泰科技有限公司提供。供試三裂葉豚草為房山云居寺野外自然生長(zhǎng)的雜草；施藥器械為手拉式電動(dòng)噴霧器（WS-25DA）。

1.2 試驗(yàn)方法

6月24日和8月7日分別用5%壬酸水劑有效成分用量4 000 g/667 m2（制劑用量5 L/667 m2）和10%壬酸水劑有效成分用量8 000 g/667 m2（制劑用量10 L/667 m2）對(duì)三裂葉豚草進(jìn)行莖葉噴霧處理，噴液量為80 L/667 m2，并設(shè)清水對(duì)照。試驗(yàn)共5個(gè)處理，每個(gè)處理5次重復(fù)（小區(qū)），每個(gè)小區(qū)面積為24 m2（3 m×8 m），共25個(gè)小區(qū)。所有小區(qū)處理為隨機(jī)區(qū)組排列。

1.3 調(diào)查方法

每個(gè)小區(qū)選擇三裂葉豚草長(zhǎng)勢(shì)和密度較一致的區(qū)域，劃定1 m2為調(diào)查區(qū)域。施藥前調(diào)查三裂葉豚草的密度，并測(cè)量所有植株株高。施藥后觀察三裂葉豚草中毒癥狀，調(diào)查藥后7 d和28 d殘存三裂葉豚草株數(shù)，計(jì)算株防效。10月21日調(diào)查處理地塊殘存三裂葉豚草株數(shù)，按單株收集殘存植株的種子，統(tǒng)計(jì)單株種子數(shù)量和種子千粒重。

株防效=死亡豚草株數(shù)施藥前豚草株數(shù)×100%。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件ANOVA進(jìn)行分析，差異顯著時(shí)用Duncan 法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 三裂葉豚草的生長(zhǎng)情況

試驗(yàn)點(diǎn)位于北京市房山區(qū)山谷之中，河流沿岸。試驗(yàn)點(diǎn)三裂葉豚草生長(zhǎng)茂盛并形成單一的優(yōu)勢(shì)群落。6月24日，三裂葉豚草處于苗期，平均株高39.80 cm，密度57.6株/m2。8月7日，三裂葉豚草處于現(xiàn)蕾期，平均株高147.23 cm，密度50.6株/m2。

2.2 壬酸對(duì)三裂葉豚草植株的影響

施用不同濃度的壬酸后三裂葉豚草葉片很快開(kāi)始失綠，出現(xiàn)萎蔫癥狀，施藥7 d后葉片基本干枯，莖稈上有大量黑色枯斑，大量植株死亡，藥后28 d部分三裂葉豚草長(zhǎng)出新的側(cè)枝。結(jié)果（表1）表明，于6月份豚草植株高度40 cm左右時(shí)施藥，藥后7 d，5%和10%壬酸水劑的株防效相當(dāng)，分別為77.5%和77.6%；藥后28 d兩個(gè)濃度的株防效差異不顯著，但比7 d株防效均有提高，分別提高21.7%和14.0%；8月份豚草植株高度近150 cm時(shí)施藥，藥后7 d和28 d，10%壬酸水劑的株防效明顯好于5%壬酸水劑，株防效增加40%左右，差異顯著；施用5%壬酸水劑，隨著植株高度的增加，株防效下降，6月施藥與8月施藥相比，7 d和28 d株防效分別減少了16.0%和32.1%；施用10%壬酸水劑，隨著植株高度的增加，6月施藥與8月施藥相比，株防效稍有增加但差異不顯著。

總體上，當(dāng)6月份豚草高度在40 cm左右時(shí)，株防效在77.5%～94.3%，5%和10%壬酸水劑的株防效差異不顯著；8月份北京地區(qū)進(jìn)入雨季，豚草植株迅速長(zhǎng)高，株高達(dá)150 cm左右，10%壬酸水劑的株防效較好，達(dá)到90%以上，與5%壬酸水劑差異顯著。

2.3 壬酸對(duì)三裂葉豚草結(jié)籽的影響

6月份施藥時(shí)，三裂葉豚草植株高度40 cm左右，藥后部分殘存三裂葉豚草長(zhǎng)出新的側(cè)枝，8月份以后陸續(xù)有新的三裂葉豚草出苗，10月份大量豚草結(jié)籽，5%和10%壬酸水劑處理的地塊分別有53.0和42.8株/m2產(chǎn)生種子，比對(duì)照減少了20.65%和35.93%；單株種子數(shù)量分別為1 567.40粒和1 048.80粒，比對(duì)照減少了2.61%和34.83%；種子千粒重分別比對(duì)照增加了14.93%和3.03%。

8月份施藥時(shí)，三裂葉豚草植株高度150 cm左右，藥后僅有少量殘存三裂葉豚草長(zhǎng)出新的側(cè)枝并結(jié)籽。5%和10%壬酸水劑處理的地塊分別有16.8和4.6株/m2產(chǎn)生種子，比對(duì)照減少了74.85%和93.11%；單株種子數(shù)量分別為237.36和261.78粒/株，比對(duì)照減少了85.25%和83.73%；種子千粒重與對(duì)照相當(dāng)。10%壬酸水劑處理的地塊單株種子數(shù)量比5%壬酸水劑的多24.42粒，結(jié)籽的植株數(shù)量比5%壬酸水劑的少12.2株/m2，每平方米種子的總量比5%壬酸水劑少2 783.46粒。

6月份施藥，藥后由于雨季的到來(lái)，施藥地塊大量新的三裂葉豚草植株出苗，加上殘存的少量三裂葉豚草植株長(zhǎng)出側(cè)枝，使得施藥地塊的豚草密度達(dá)到42.8～53.0株/m2，而每株產(chǎn)生上千粒種子，每平方米可產(chǎn)生4萬(wàn)～8萬(wàn)粒種子；而8月份施藥，藥后僅有少量殘存的三裂葉豚草產(chǎn)生的側(cè)枝結(jié)籽（4.6～16.8株/m2），沒(méi)有新出苗的植株結(jié)籽，每株產(chǎn)生200多粒種子，每平方米產(chǎn)生0.12～0.4萬(wàn)粒種子，三裂葉豚草密度和種子量大大降低。

總體上，當(dāng)6月份豚草高度在40 cm左右時(shí)施藥，5%和10%壬酸水劑施藥地塊都產(chǎn)生了大量種子；當(dāng)8月份豚草高度在150 cm左右時(shí)施藥，施藥地塊的殘存植株比對(duì)照每平方米減少了74.85%～93.11%，產(chǎn)生的種子數(shù)量較少，因此8月份施藥的防效較好。另外，8月份施藥后，10%壬酸水劑處理地塊的結(jié)籽量比5%壬酸水劑處理地塊減少了2 783.46粒/m2。種子數(shù)量的多少對(duì)于一年生的三裂葉豚草防控非常重要，因此北京地區(qū)在7月下旬到8月上旬，采用濃度10%壬酸水劑的防控效果較好。

3 結(jié)論與討論

國(guó)內(nèi)外很多研究表明壬酸作為一種植物源化合物，在除草[89]、疏花疏果[11]等領(lǐng)域具有開(kāi)發(fā)應(yīng)用價(jià)值。本研究結(jié)果表明：北京地區(qū)7月下旬至8月上旬，在三裂葉豚草不再陸續(xù)出苗，花粉未大量飄散之前為防除三裂葉豚草的最適時(shí)期；采用10%壬酸水劑，有效成分用量8 000 g/667 m2（制劑用量10 L/667 m2），噴液量80 L/667 m2對(duì)三裂葉豚草進(jìn)行莖葉噴霧處理， 株防效達(dá)到90%以上，能結(jié)籽的植株較少，僅4.6株/m2，產(chǎn)生的種子少，單株種子數(shù)量為261.78粒，防除效果好。本研究結(jié)果為野外三裂葉豚草的防控提供了參考依據(jù)。

壬酸是廣泛存在于動(dòng)植物體內(nèi)的脂肪酸，在植物中多以酯的形態(tài)存在于精油中，極少數(shù)以游離態(tài)形式存在，微毒，在水和土壤中易降解且殘留時(shí)間短，對(duì)環(huán)境友好[8]，被認(rèn)為是值得研究開(kāi)發(fā)的新型生物源農(nóng)藥。近年來(lái)壬酸的除草作用引起了人們的關(guān)注，其具有廣譜、速效、觸殺和非選擇性的作用特點(diǎn)，可有效防除各種闊葉雜草和禾本科雜草，陸續(xù)有文獻(xiàn)報(bào)道了其除草活性、殺草譜、作用機(jī)制和應(yīng)用效果[910]。劉婕等研究了壬酸制劑對(duì)非耕地雜草的防除效果，結(jié)果表明30%壬酸水乳劑有效成分用量25～40 kg/hm2對(duì)非耕地一年生禾本科、闊葉類(lèi)以及其他類(lèi)雜草的田間防除效果良好，除草速度、殺草譜和防效相當(dāng)于20%百草枯水劑處理，處理7 d后對(duì)一年生雜草防效可達(dá)85%以上，隨著試劑有效成分含量的增加，對(duì)各類(lèi)雜草的防效也明顯提升，對(duì)環(huán)境無(wú)明顯不良影響[10]。Fallahi發(fā)現(xiàn)壬酸用作蘋(píng)果和桃的疏花疏果劑，對(duì)蘋(píng)果和桃的果實(shí)都沒(méi)有造成藥害[12]。Lederer等發(fā)現(xiàn)壬酸的除草作用是通過(guò)穿透植物的細(xì)胞膜，引起光觸發(fā)的過(guò)氧化反應(yīng)破壞葉綠體，造成葉片的失水褪綠，并且對(duì)環(huán)境影響小[11]。錢(qián)振官等的研究表明，30%壬酸水乳劑有效成分用量11～23 kg/hm2對(duì)23種雜草均有良好的防除效果，對(duì)闊葉雜草的防效優(yōu)于禾本科雜草，藥后2 h，雜草葉片開(kāi)始失綠萎蔫；藥后24 h，對(duì)部分雜草的防效可達(dá)90%～100%；藥后7 d，禾本科雜草開(kāi)始長(zhǎng)出新的心葉，多年生植物也開(kāi)始長(zhǎng)出新芽，根據(jù)這一特性，壬酸可以作為滅生性除草劑在栽前滅茬和果林、非耕地等處應(yīng)用[9]。壬酸與桉葉油按照質(zhì)量比1∶10～10∶1進(jìn)行配比，再加入助劑復(fù)配成乳油、微乳劑和水乳劑，對(duì)禾本科和闊葉雜草有較好的田間防除效果[13]。本研究發(fā)現(xiàn)10%壬酸水劑有效成分用量8 000 g/667 m2（制劑用量10 L/667 m2）對(duì)三裂葉豚草的防除效果好，并未發(fā)現(xiàn)壬酸施藥地塊周邊的植物有不良反應(yīng)。

北京地區(qū)三裂葉豚草4月底5月初開(kāi)始出苗，一直到10月中旬結(jié)籽，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)達(dá)5～6個(gè)月。5-6月份苗期防除用藥少、成本低，但是后期雨季來(lái)臨，會(huì)有大量新的植株出苗，到10月份形成大量種子；而8月上旬以后，三裂葉豚草進(jìn)入花期，大量花粉飄散對(duì)過(guò)敏人群的健康帶來(lái)危害；8月下旬以后三裂葉豚草產(chǎn)生的種子散落到地里，為今后的防除工作帶來(lái)困難。對(duì)于三裂葉豚草這種一年生雜草，防除的原則是最小成本、最大限度地減少當(dāng)年植株的結(jié)籽量，北京地區(qū)在7月下旬至8月上旬基本不再有新出苗的植株結(jié)籽，因此在每年的這個(gè)時(shí)候進(jìn)行防除效果最好，其他地區(qū)還得根據(jù)三裂葉豚草的生境、分布、除草劑作用方式等情況選擇適宜的防除時(shí)期，以達(dá)到高效并經(jīng)濟(jì)的目的。

壬酸作為一種新型的植物源農(nóng)藥制劑，具有除草、殺蟲(chóng)和殺菌效果，并在劑量低的情況下作為疏花疏果劑應(yīng)用，在雜草防除、有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面有很大的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。目前在應(yīng)用時(shí)還存在一些問(wèn)題，例如霧滴漂移、藥液揮發(fā)、成本較高等因素，另外本研究發(fā)現(xiàn)壬酸處理7 d后，很多三裂葉豚草側(cè)枝出芽生長(zhǎng)，最后代替主莖橫向擴(kuò)展，并產(chǎn)生種子，說(shuō)明藥劑的持效性較短，這與前人研究結(jié)果一致[9]。因此還需要進(jìn)一步對(duì)壬酸的劑型、助劑的開(kāi)發(fā)以及配套施藥器械等方面開(kāi)展研究，對(duì)壬酸殘留和毒理也需要進(jìn)行深入評(píng)價(jià)，使其能更安全高效地在雜草防控、有機(jī)食品生產(chǎn)方面發(fā)揮作用。

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（責(zé)任編輯：楊明麗）