不同苗后莖葉除草劑對野牛草初建草坪雜草的防效及安全性評價

張佳雨，焦越佳，鄒博坤，王欣銘，褚章彬，錢永強

（中國林業(yè)科學(xué)研究院生態(tài)保護(hù)與修復(fù)研究所 / 國家林業(yè)和草原局草原研究中心, 北京 100091）

野牛草(Buchloe dactyloides)為禾本科多年生暖季型草本植物，起源于美洲中南部[1]，具有極強的耐旱性、耐熱性和耐寒性。自20 世紀(jì)40 年代引入我國后，野牛草作為重要的水土保持與生態(tài)修復(fù)草種在華北、西北等地區(qū)路域流域邊坡、退化草地、廢棄礦區(qū)等被廣泛應(yīng)用[2]。野牛草具有突出的坪用特性，植株低矮、葉片纖細(xì)柔軟、抗病蟲害強，通過匍匐莖營養(yǎng)體繁殖生長可迅速形成致密裸露地覆蓋[3]，是我國北方地區(qū)公園、機場等低養(yǎng)護(hù)公共綠地最主要的建植草種[4-5]。近年來，隨著水資源日趨緊張與園林大量用水矛盾不斷加劇，野牛草以其突出的抗旱性，將更廣泛地應(yīng)用于困難立地植被修復(fù)、園林綠化以及不同功能草坪建植[6]。

雜草防控是影響野牛草草坪建植初期成坪質(zhì)量最關(guān)鍵的因素，也一直是該領(lǐng)域研究的難點。國內(nèi)迄今為止還未見國家相關(guān)部門登記備案的適用于野牛草的專用高效除草劑及相關(guān)研究報道。國外對野牛草草坪中的雜草化學(xué)防控已有大量研究，已篩選出多個苗前雜草封閉及苗后莖葉除草劑[7-9]，并對不同除草劑復(fù)配、實施濃度及時間、藥效與安全性等方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)野牛草在不同建坪區(qū)域及時間對除草劑安全性存在顯著差異，雜草譜構(gòu)成及其生長發(fā)育階段不同對除草劑敏感性也存在差異。

基于此，本研究以野牛草初建草坪為研究對象，在對區(qū)域雜草譜構(gòu)成與生物學(xué)特性調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過比較分析不同苗后莖葉除草劑對雜草的防除效果與對野牛草的安全性，篩選出適宜于野牛草草坪建坪的化學(xué)除草劑，從而為野牛草高質(zhì)量建坪和生態(tài)修復(fù)應(yīng)用提供技術(shù)支撐，也為有效避免以往傳統(tǒng)人工拔除費工、費時且防控效果差等問題，實現(xiàn)野牛草輕簡化、低成本建管奠定重要基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與試驗材料

試驗地位于內(nèi)蒙古錫林郭勒盟蘇尼特右旗，海拔1 000 m，屬于溫帶大陸性氣候，年均氣溫4.3 ℃，年均降水量為190 mm，年平均蒸發(fā)量為2 384 mm，土壤為棕壤土。供試品種為野牛草‘中林育1 號’。試驗選用苗后乙酰乳酸合成酶( acetolactate synthase, ALS)-磺酰脲類、三嗪類、環(huán)己二酮類、對-羥苯基丙酮酸雙氧化酶(4-hydroxyphenyl-pyruvate dioxygenase, HPPD)類、吡啶類等不同作用方式的18 種除草劑(表1)。

表1 苗后除草劑及用量Table 1 Recommended dosage of the post-emergence herbicides

1.2 試驗方法

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，對照為噴施不含除草劑的清水，各除草劑均按推薦用量施用，共19 個處理。小區(qū)面積3 m × 3 m，每個處理重復(fù)3 次，共設(shè)57 個小區(qū)。各小區(qū)間設(shè)置寬度為1 m 的隔離帶，于2020 年6 月20 日在小區(qū)內(nèi)按30 cm × 30 cm 株行距栽植野牛草植株。建植后一周開始除草劑處理，施藥時間為07:00 - 09:00 和16:00 - 18:00，避開強光和高溫時段；施藥當(dāng)天平均溫度為19 ℃，空氣濕度為34%，西風(fēng)3～4 級。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 雜草種類調(diào)查

試驗開始前調(diào)查雜草種類。在試驗區(qū)及周邊區(qū)域隨機選取20 個3 m × 3 m 樣方，在樣方內(nèi)調(diào)查雜草種類及構(gòu)成。

1.3.2 雜草防效調(diào)查

除草劑噴施后第15 天對試驗地的野牛草雜草防除效果進(jìn)行調(diào)查。在每個小區(qū)內(nèi)再隨機選取3 個0.5 m × 0.5 m 樣方，分禾本科雜草和闊葉雜草兩類來統(tǒng)計各個樣方內(nèi)殘存雜草株數(shù)；第30 天調(diào)查殘存雜草的地上生物量鮮重，計算鮮重防效。

1.3.3 野牛草株高與新增匍匐莖

每個小區(qū)隨機選取10 株，測量每株野牛草的自然高度與每株形成的新生匍匐莖數(shù)，取平均數(shù)為小區(qū)平均株高和新生匍匐莖個數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 23.0 軟件對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，用平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤表示測定結(jié)果，分別對施藥后第15 天和第30 天的雜草防效進(jìn)行單因素方差分析，并用最小顯著極差法(least significance difference, LSD)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜草種類調(diào)查

2020 年6 月23 日，對野牛草初建草坪各樣方的雜草種類與分布情況進(jìn)行了調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)了24 種雜草，其中禾本科雜草9 種，闊葉雜草15 種(表2)。

表2 野牛草試驗地主要雜草Table 2 Most abundant weeds in buffalograss experimental field

2.2 不同除草劑對野牛草初建草坪雜草的防除效果

除草劑施用15 d 后調(diào)查不同除草劑對不同類型雜草的防除效果，闊葉雜草和禾本科雜草對不同除草劑的敏感性及其株防效存在顯著差異(P＜ 0.05)(表3)。對闊葉雜草株防效最好的除草劑是滅草松，株防效達(dá)到88.76%；對禾本科雜草株防效最好的除草劑是苯唑草酮，株防效為90.02%；對雜草總體株防效最好的除草劑是苯唑草酮，株防效為90.07%。

表3 施藥后第15 天不同除草劑對野牛草試驗地的雜草防除效果Table 3 Weed control effects of different herbicides on buffalograss test site 15 days after application

除草劑施用后第30 天，不同除草劑對闊葉雜草和禾本科雜草的鮮重防效存在顯著差異(P＜ 0.05)(表4)。對闊葉雜草鮮重防效最好的是苯唑草酮處理，鮮重防效達(dá)到97.89%，其次是甲咪唑煙酸處理，鮮重防效達(dá)到96.48%。對禾本科雜草鮮重防效最好的是苯唑草酮處理，鮮重防效達(dá)到89.51%，其次是三氟啶磺隆處理，鮮重防效達(dá)到89.43%。對雜草總體鮮重防效最好的除草劑為苯唑草酮，鮮重防效達(dá)到93.75%。其中苯磺隆、烯草酮和煙嘧磺隆處理下的雜草鮮重防效不到60%，三氟啶磺隆和硝磺草酮處理的雜草防除效果也較好，分別達(dá)到89.54%和81.36%。

表4 施藥后第30 天不同除草劑對野牛草試驗地的雜草防除效果Table 4 Weed control effects of different herbicides on buffalograss test site 30 days after application

2.3 不同除草劑對野牛草的安全性評價

進(jìn)一步評價參試除草劑對野牛草的安全性，發(fā)現(xiàn)不同除草劑對野牛草的株高生長抑制存在差異(表5)。二氯吡啶酸對野牛草株高生長影響最小，株高抑制率為7.11%；其次是乙羧氟草醚，株高抑制率為17.56%；氯氟吡氧乙酸異辛酯對野牛草株高生長影響最大，株高抑制率達(dá)到了53.11%，部分植株枯萎死亡。精噁唑禾草靈對野牛草的株高抑制率也超過50%。

不同除草劑對野牛草新生匍匐莖形成的影響存在差異(表5)。二氯吡啶酸對野牛草匍匐莖生長無明顯影響，新生匍匐莖數(shù)最多，平均每株野牛草有1.6 個新生匍匐莖，精噁唑禾草靈和精喹禾靈處理對野牛草匍匐莖生長影響最大，新生匍匐莖僅為0.1 個。

表5 施藥后第30 天不同除草劑對野牛草的影響Table 5 Effects of different herbicides on buffalograss 30 days after application

3 討論與結(jié)論

野牛草建坪與管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是雜草防除。本研究通過比較18 種不同類型除草劑對雜草防效及對野牛草的安全性，得出野牛草建坪初期最適宜除草劑為苯唑草酮，其對闊葉雜草及禾本科雜草幼苗具有較理想的防除效果。

除草劑在施用后30 d 其雜草防效多高于施用后15 d 的防效，但部分除草劑施用后15 d 調(diào)查時雜草防效較高，特別是苯唑草酮，其作用效果快且明顯，施藥后2～5 d 雜草白化明顯，一周左右雜草陸續(xù)死亡[10]。此外，苯唑草酮安全性高、殺草譜廣且兼容性高，是目前適用于玉米(Zea mays)等C4作物防除雜草的新型選擇性吡唑酮類除草劑[11-13]。其在玉米3～5 葉期，雜草2～4 葉期時，對牛筋草(Eleusine indica)、馬唐(Digitaria sanguinalis)、稗草(Echinochloa crusgalli)等一年生禾本科雜草和部分闊葉雜草較敏感[14]，特別是田旋花(Convolvulus arvensis)、馬唐和狗尾草(Setaria viridis)，苯唑草酮對其防除效果均超過90%[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，苯唑草酮對禾本科雜草和闊葉雜草的防效均超過了85%，野牛草的株高與返青率較高，證明其對野牛草的安全度較高。但是后期調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該除草劑實施初期對野牛草生長也有一定影響，表現(xiàn)為葉尖枯萎或黃化，與對照相比，生長明顯延后。

滅草松和氯氟吡氧乙酸異辛酯對禾本科雜草防除的選擇性差，對野牛草的安全性較差。莠去津?qū)﹂熑~雜草的防除效果較好，但其在土壤中殘留嚴(yán)重，長期使用會嚴(yán)重污染環(huán)境[15]，不推薦大面積施用，在大田使用中需減施[16]。三氟啶磺隆對棉田常見闊葉雜草和禾本科雜草均有較好防效，對莎草科雜草香附子(Cyperus rotundus)的防效顯著[17]。本研究中，其對草地雜草鮮重防效達(dá)到89.54%，但對野牛草株高生長和新生匍匐莖生長均有明顯抑制作用，不適用于野牛草草坪。

施藥后第30 天苯唑草酮處理下的野牛草草坪雜草較少且野牛草植株返青率較高，而三氟啶磺隆處理下的野牛草草坪雜草雖較少，但野牛草返青少且植株低矮、新生匍匐莖少；此外其他除草劑處理下的野牛草草坪均有部分雜草殘留，成坪后的野牛草草坪整體顏色、密度、均勻度較差。

由于雜草構(gòu)成的復(fù)雜性及其生物學(xué)特性存在差異，除草劑單劑難以達(dá)到既安全又高防效的目標(biāo)。因此，后期研究需要進(jìn)一步加強安全性除草劑的篩選，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合雜草譜特征，分析各類除草劑的防除機理，采用單劑減量、多劑復(fù)配的思路，以提高除草劑的篩選效率及安全性[16,18]，優(yōu)選野牛草最適、高安全性雜草防效復(fù)配除草劑，為野牛草高質(zhì)量建植與管理提供數(shù)據(jù)支撐。