馬唐的綜合防控研究進(jìn)展

杜浩 劉學(xué)敏 周勁松 趙麗娟 只佳增

摘要 馬唐是世界上公認(rèn)的18種惡性雜草之一，在馬唐的田間防控中，化學(xué)農(nóng)藥仍占據(jù)主導(dǎo)地位。從化學(xué)防控、生防菌利用、化感作用的應(yīng)用等方面，綜述了目前馬唐的防控研究進(jìn)展，并提出展望，以期為馬唐的綜合防控研究和田間技術(shù)應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞 馬唐;抗藥性;生防菌;綜合防控

中圖分類(lèi)號(hào) S 451? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2022）08-0026-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.08.006

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Research Progress on Comprehensive Prevention and Control of Digitaria sanguinalis

DU Hao，LIU Xue-min，ZHOU Jing-song et al

（Honghe Research Institute of Tropical Agriculture，Hekou，Yunnan 661300）

Abstract Digitaria sanguinalis is recognized as one of the 18 malignant weeds in the world， and chemical pesticides still play a leading rold in the field control of crabgrass.In this paper， the research progress of Digitaria sanguinalis on chemical control， the utilization of biocontrol bacteria and the application of allelopathy were reviewed， and the prospect was put forward， in order to provide a reference for comprehensive control research and field technology promotion of D. tangutorum.

Key words Digitaria sanguinalis;Drug resistance;Biocontrol bacteria;Comprehensive prevention and control

馬唐（Digitaria sanguinalis）為禾本科馬唐屬，一年生草本，是世界上公認(rèn)的18種惡性雜草之一 [1]。其繁殖能力強(qiáng)，生長(zhǎng)速度快，生育期長(zhǎng) [2]，喜濕、好肥、嗜光照，在弱堿、弱酸性的土壤上均能較好的生長(zhǎng)，廣泛生長(zhǎng)在田邊、溝邊、河灘、路旁、山坡等各類(lèi)草本群落中，甚至能侵入競(jìng)爭(zhēng)力很強(qiáng)的狗牙根、結(jié)縷草等群落，在疏松、濕潤(rùn)而肥沃的撂荒或棄墾的土地，常常成為植被演替的先鋒種之一 [3]。

由于環(huán)境適應(yīng)性極強(qiáng)、生態(tài)幅極寬，馬唐廣泛分布于世界熱帶、溫帶地區(qū) [4]，是玉米、花生、棉花、大豆、高粱、煙草、甘蔗等秋熟旱作物田的惡性雜草，也是蔬菜、草坪、果園和園藝作物田的優(yōu)勢(shì)雜草 [5-7]。目前，對(duì)馬唐的防控研究主要包括化學(xué)除草劑的篩選和評(píng)價(jià)、生防菌利用、化感作物的應(yīng)用等方面，該研究對(duì)此進(jìn)行綜述，并提出展望，旨在為馬唐的防控研究和田間技術(shù)推廣提供參考依據(jù)。

1 化學(xué)防控

1.1 除草劑篩選

化學(xué)除草劑具有速度快、效果好、省工省力等優(yōu)點(diǎn) [8]，目前仍然是田間馬唐防控的主要手段。郭成林等 [8]評(píng)價(jià)了5種除草劑對(duì)馬唐的防效，結(jié)果表明，6.9%精噁唑禾草靈水乳劑和10%噁唑酰草胺乳油對(duì)馬唐的活性高，藥后21 d鮮重防效90%有效量依次為25.51和26.09 g/hm 2;在試驗(yàn)劑量范圍內(nèi)，25 g/L五氟磺草胺油懸浮劑、20%雙草醚可濕性粉劑和50%二氯喹啉酸可濕性粉劑對(duì)馬唐的活性低，藥后21 d鮮重防效均低于20.00%。程來(lái)品等 [9]篩選5種農(nóng)藥對(duì)直播稻田馬唐的防效，結(jié)果表明，150 mL/hm 2氰氟草酯乳油和150 mL/hm 2噁唑酰草胺乳油株防效達(dá)95%以上。蔣易凡等 [10]測(cè)定了6種除草劑對(duì)馬唐的抑制率，發(fā)現(xiàn)馬唐對(duì)69 g/L精噁唑禾草靈水乳劑、15%氰氟草酯乳油、100 g/L雙草醚懸浮劑較敏感，50%田間推薦最高劑量下鮮重防效基本達(dá)90%以上。趙秀梅等 [11]報(bào)道了4%噴特乳油可有效防除大豆田馬唐，防除效果達(dá)90%以上，還可兼防稗草、野黍、狗尾草等雜草。

1.2 抗藥性評(píng)價(jià)

由于化學(xué)除草劑的單一、過(guò)量和長(zhǎng)期使用，導(dǎo)致馬唐對(duì)多種除草劑的抗藥性逐漸增強(qiáng)，因此對(duì)不同地域分布的馬唐種群開(kāi)展抗藥性評(píng)價(jià)，篩選適合當(dāng)?shù)靥镩g使用的除草劑類(lèi)型，對(duì)農(nóng)藥的減量減施和雜草的精準(zhǔn)防控具有重要意義。周青等 [12]研究發(fā)現(xiàn)，河南省安陽(yáng)市玉米田馬唐對(duì)阿特拉津和乙阿合劑產(chǎn)生了較強(qiáng)的抗藥性，2003年達(dá)到同樣的防效比 1996 年用藥量增加了1倍。張宏軍等 [13]在2008—2009年測(cè)定了東北、華北80個(gè)玉米地馬唐種群對(duì)煙嘧磺隆的抗性，發(fā)現(xiàn)不同用藥背景下的馬唐種群產(chǎn)生了不同程度的抗性，其中10個(gè)種群的抗藥性較顯著。李玉等 [14]測(cè)定了長(zhǎng)江中下游棉田13個(gè)縣18個(gè)馬唐種群對(duì)草甘膦的抗性，發(fā)現(xiàn)湖南省常德市安障鄉(xiāng)馬唐種群抗藥性最高，抗性指數(shù)達(dá)7.6，該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，馬唐的抗藥性與馬唐莽草酸積累量有關(guān)，且抗性馬唐的莽草酸積累量始終低于敏感種群。蔣易凡等 [10]評(píng)價(jià)了江蘇省不同地區(qū)水稻田的11個(gè)馬唐種群對(duì)6種除草劑的抗藥性，發(fā)現(xiàn)馬唐對(duì)精唑禾草靈、雙草醚、氰氟草酯未產(chǎn)生明顯的抗性，對(duì)噁唑酰草胺、五氟磺草胺存在低水平的抗藥性。王彥輝等 [15]報(bào)道了廣西甘蔗種植區(qū)不同地域分布的25 個(gè)馬唐種群對(duì)莠去津抗性水平為低到中抗，同時(shí)該團(tuán)隊(duì)研究還發(fā)現(xiàn)，GSTs 酶活性的增強(qiáng)可能是馬唐產(chǎn)生抗性的主要原因之一。滕芳超等 [16]測(cè)定了山東省8個(gè)地區(qū)大豆田馬唐對(duì)精喹禾靈和稀禾啶的抗藥性，結(jié)果顯示濟(jì)南、東營(yíng)、日照地區(qū)馬唐表現(xiàn)出較為明顯的抗藥性，抗性系數(shù)達(dá)5.0以上。

2 綠色防控

2.1 生防菌的應(yīng)用

目前田間馬唐主要通過(guò)人工、機(jī)械和化學(xué)的方法進(jìn)行防除，但效果并不理想，化學(xué)除草劑還帶來(lái)了雜草抗藥性增強(qiáng)、土壤板結(jié)、環(huán)境污染、作物藥害等諸多不利影響 [17-18]，而利用生防菌防控雜草具有靶標(biāo)性強(qiáng)、安全、綠色無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)。馬唐的防控中，微生物生防菌的研究開(kāi)展較早，國(guó)外有學(xué)者利用馬唐黑粉菌（Ustilago synthersmae）及彎孢霉（Cochliobolus intermedius）作為馬唐生防菌劑 [19-21]。國(guó)內(nèi)也有較多報(bào)道，朱云枝等 [22]從馬唐罹病植株上分離到1株中隔彎孢菌株，發(fā)現(xiàn)其對(duì)4葉期以下馬唐有極強(qiáng)侵染力，室內(nèi)控制效果達(dá)100%，田間控制達(dá)75%以上，對(duì)作物的安全性較高，具有開(kāi)發(fā)為真菌性除草劑的潛力。李健等 [23]從感病馬唐葉片上分離得到1株厚垣孢鐮刀菌（Fusarium chlamydosporum），并通過(guò)盆栽試驗(yàn)證實(shí)了該菌株分生孢子液對(duì)馬唐有很好的防治效果，鮮重防效達(dá) 90.2%。鄒德勇等 [24]從罹病的馬唐幼苗基部分離得到1株致病菌，其對(duì)馬唐種子的萌發(fā)具有較強(qiáng)的抑制率，對(duì)幼苗有較高的侵染力，經(jīng)形態(tài)學(xué)特點(diǎn)及ITS序列分析鑒定為暗球腔菌屬真菌。另外還有研究報(bào)道，有色桿菌屬 [25]、小單孢菌屬 [26]真菌，以及拉賓黑粉菌（Ustilago robenhorstiana） [27]、馬唐炭疽菌（Colletotrichum hanaui） [28] 等對(duì)馬唐均有一定的防控作用。

關(guān)于生防菌對(duì)馬唐的致病機(jī)理，姜述君等 [29]研究發(fā)現(xiàn)，畫(huà)眉草彎孢霉（Curvulariae ragrostidis）菌株能產(chǎn)生一種除草活性毒素α，β-dehydrocurvularin，該毒素會(huì)對(duì)馬唐類(lèi)囊體膜希爾反應(yīng)活性、非環(huán)式光合磷酸化活性、Mg 2+ -ATP酶活性和 Ca 2+-ATP酶活性產(chǎn)生較強(qiáng)的抑制作用，進(jìn)而影響馬唐葉綠體功能;研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，該毒素可能是通過(guò)損壞馬唐葉片類(lèi)囊體膜光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）中心及抑制QA的再氧化，使PSⅡ反應(yīng)中心向QA、QB 電子傳遞受阻，從而影響馬唐的光合磷酸化與碳同化，引起馬唐葉片壞死 [30]。

2.2 化感作用的應(yīng)用

植物化感作用（allelopathy）是指一種活體植物產(chǎn)生并以揮發(fā)、淋溶、分泌和分解等方式向環(huán)境中釋放次生代謝產(chǎn)物從而影響鄰近伴生植物生長(zhǎng)發(fā)育的化學(xué)生態(tài)現(xiàn)象 [31]。在雜草的生物防控中，研究其原生境中可能存在的化感植物，對(duì)植物源農(nóng)藥的開(kāi)發(fā)具有重要價(jià)值。楊彩宏等 [32]探索了4種秸稈水提液對(duì)馬唐種子萌發(fā)的影響發(fā)現(xiàn)，4種秸稈水浸提液均對(duì)馬唐種子發(fā)芽率有抑制作用，且水提液濃度越高發(fā)芽率越低，抑制作用順序依次為稻稈>甘蔗>香蕉假莖>甜玉米，同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn)，其抑制作用的強(qiáng)弱與光照強(qiáng)度有關(guān)。張悅麗等 [33]研究發(fā)現(xiàn)小根蒜（Allium macrostemon）水浸提液對(duì)馬唐種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)具有較強(qiáng)的抑制作用。白倩等 [31]研究發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿（Medicago sativa）莖葉的甲醇提取液對(duì)馬唐的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)存在明顯的化感作用，對(duì)馬唐的萌發(fā)和地上部生長(zhǎng)表現(xiàn)為低促高抑的化感效應(yīng);對(duì)馬唐根部生長(zhǎng)則表現(xiàn)為始終抑制，且抑制作用強(qiáng)弱與提取液濃度正向相關(guān)。

3 展望

目前，在馬唐的田間防控中，化學(xué)農(nóng)藥仍占據(jù)著主導(dǎo)地位。過(guò)度地依賴(lài)化學(xué)農(nóng)藥防控，往往導(dǎo)致雜草抗藥性增強(qiáng)、防效降低、防治成本增加。所以，在不斷研發(fā)或利用新型農(nóng)藥的同時(shí)，兩種或兩種以上的農(nóng)藥聯(lián)合運(yùn)用也是緩解雜草抗藥性、提高防治效果的有效途徑。盧向陽(yáng)等 [34]研究發(fā)現(xiàn)，滅草松與精喹禾靈混用對(duì)馬唐防控具有增效作用，隨著滅草松的劑量從0增加到 600 g/hm 2，精喹禾靈抑制馬唐90%的有效劑量隨之從14.88 g/hm 2下降到4.89 g/hm 2。所以，今后還需加強(qiáng)對(duì)化學(xué)農(nóng)藥聯(lián)合作用的拮抗或增效作用研究。同時(shí)，有研究發(fā)現(xiàn)，不同生育期的馬唐對(duì)農(nóng)藥的敏感性存在著差異 [35]，據(jù)此，在馬唐的化學(xué)防控中，是否需要考慮針對(duì)不同的生育期選擇不同的農(nóng)藥從而提高防效，相關(guān)研究還有待開(kāi)展。

首先，現(xiàn)有研究雖報(bào)道了較多的馬唐致病性生防菌，但受制于菌源的規(guī)模生產(chǎn)成本限制，田間應(yīng)用防效又受到氣候、微生態(tài)環(huán)境、農(nóng)藥使用等因素的影響，生防菌的推廣應(yīng)用受到很大制約。所以，今后還需要加強(qiáng)對(duì)菌株的培養(yǎng)條件篩選評(píng)價(jià)，得到可供工業(yè)化應(yīng)用的生產(chǎn)方法，加強(qiáng)對(duì)可能涉及作物的安全性評(píng)價(jià)，以及對(duì)田間應(yīng)用侵染力或防控效果與光照、溫度、濕度等環(huán)境因子的相關(guān)性研究。其次，由于真菌除草劑是以活的微生物為主體，其防效受環(huán)境條件特別是露期的影響較大 [17]，研究適合劑型，提高其田間定殖、擴(kuò)繁能力，提高其對(duì)靶標(biāo)宿主侵染力、致病或致死率極為重要。今后還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)田間應(yīng)用介質(zhì)、噴液量等 [22]與致病力的相關(guān)性研究。再者，楊葉等 [36]研究發(fā)現(xiàn)，新月彎孢霉（Curvularia lunata）菌株的寄主范圍廣，對(duì)橡膠、香蕉等均具有較強(qiáng)的致病性，使其作為除草劑的應(yīng)用受限，因而嘗試探索了其代謝產(chǎn)物的除草活性，發(fā)現(xiàn)馬唐草新月彎孢霉菌株產(chǎn)生的活性物質(zhì)作用于馬唐，可導(dǎo)致其葉片黃化或枯死脫落，與菌體接種時(shí)造成的癥狀相似。所以，對(duì)于寄主范圍較廣的生防菌，為保證其對(duì)作物的安全性，可以嘗試探究其代謝產(chǎn)物的除草活性和對(duì)靶標(biāo)雜草作用的特異性。

當(dāng)2個(gè)物種利用自然資源的方式相近、生態(tài)位相似的時(shí)候，往往會(huì)發(fā)生種間競(jìng)爭(zhēng) [37]，在雜草與作物的競(jìng)爭(zhēng)中，伴隨著雜草的生長(zhǎng)，其對(duì)作物構(gòu)成的競(jìng)爭(zhēng)或威脅逐漸增強(qiáng)，而作物生長(zhǎng)的過(guò)程中，其對(duì)雜草的控制或抵御競(jìng)爭(zhēng)能力也在逐漸增強(qiáng) [38]。所以應(yīng)對(duì)作物與雜草的競(jìng)爭(zhēng)臨界期開(kāi)展系統(tǒng)研究，結(jié)合防控經(jīng)濟(jì)成本等因素，確定生態(tài)防控閾期，以節(jié)約防控成本，提高生態(tài)效益 [39]。此外，要做到馬唐的精準(zhǔn)高效防控，還必需對(duì)馬唐出苗開(kāi)始時(shí)間、出苗高峰期和出苗率進(jìn)行一定的預(yù)測(cè) [40]，加強(qiáng)和完善對(duì)馬唐種子出苗與溫度、光照、濕度、埋藏深度和休眠特性等因素的相關(guān)性研究，對(duì)提出高效、合理、科學(xué)的防控措施至關(guān)重要 [41-44]。李善林等 [43]研究發(fā)現(xiàn)，耕翻使雜草種子上下雙向移動(dòng)，向下移動(dòng)遠(yuǎn)多于向上移動(dòng)的，而在耕層底部的雜草易失活力。所以田間管理或耕作措施的調(diào)整也是雜草綜合治理的有效和必要條件之一。在植物化感作用的利用中，當(dāng)前的研究主要是停留在利用某種植物材料的化感提取物進(jìn)行室內(nèi)的馬唐種子萌發(fā)試驗(yàn)生物測(cè)定階段，因化感效應(yīng)對(duì)雜草防控作用相對(duì)有限，缺乏可用于田間推廣的產(chǎn)品或技術(shù)開(kāi)發(fā)，筆者認(rèn)為，化感效應(yīng)在雜草防控中的應(yīng)用應(yīng)以雜草在田間原生境中可能相鄰或伴生出現(xiàn)的物種為依據(jù)，探究其化感作用在種群間競(jìng)爭(zhēng)或群落演替中所發(fā)揮的作用，并對(duì)其加以調(diào)控和誘導(dǎo)，最終達(dá)到利用自然種群間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系防控雜草的目的。

在馬唐的綜合防控集成技術(shù)建立的同時(shí)，有很多學(xué)者注意到，馬唐在緩解和修復(fù)土壤重金屬污染 [45-46]、改善和調(diào)控田間小氣候和微生態(tài)環(huán)境、提高經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)出品質(zhì)等 [47]方面具有重要價(jià)值。另外，因馬唐對(duì)生存環(huán)境要求極低，生長(zhǎng)中幾乎不用施肥或噴灑農(nóng)藥，且富含多種營(yíng)養(yǎng)元素，可作為一種優(yōu)良牧草 [48]。所以，馬唐的綜合防控與利用并舉才是未來(lái)研究的根本方向。

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