宿根花卉化学除草剂的应用研究现状
2017-02-28赵玉芬储博彦李金霞康兴娇赵振峰
赵玉芬 ,储博彦 ,李金霞 ,康兴娇 ,赵振峰
(1.河北省林业科学研究院,河北 石家庄050061;2.河北省林木良种工程技术中心,河北 石家庄050061;3.藁城区乔卉种植专业合作社,河北 石家庄052160)
宿根花卉化学除草剂的应用研究现状
赵玉芬1,2,储博彦1,2,李金霞1,2,康兴娇1,2,赵振峰3
(1.河北省林业科学研究院,河北 石家庄050061;2.河北省林木良种工程技术中心,河北 石家庄050061;3.藁城区乔卉种植专业合作社,河北 石家庄052160)
宿根花卉是园林绿化中重要的地被植物,该文从宿根花卉田间杂草的种类、特点、除草剂应用种类及剂量、除草剂对植物的生理影响、除草剂抗性、耐药性等方面进行综述,以便为宿根花卉更广泛的应用除草剂提供参考。
宿根花卉;除草剂;应用;研究现状
宿根花卉是指可以生活几年到许多年而没有木质茎的植物,分为耐寒宿根花卉和常绿宿根花卉两大类[1],涉及50多个科上千品种[2]。据统计,目前在国内广泛栽培的宿根花卉有200余种[3],应用面积较大的主要有菊科、百合科的大花萱草属、玉簪属、土麦冬属、沿阶草属、鸢尾科鸢尾属、景天科景天属等。
近年来,人们对居住环境的要求不断提高,1~2a生花卉的栽植、养护成本呈现居高不下的趋势,宿根花卉以其种类丰富、适应性强、一年种植多年观赏等优点,备受园林工作者的重视和青睐。但是,由于近年来宿根花卉新品种的引进,苗木频繁调入、调出以及管理粗放等问题,宿根花卉田间杂草种类逐渐增多,甚至某种杂草由次要杂草变为主要杂草。另外,宿根花卉植株低矮,建植初期地面裸露较多,杂草以其极强的竞争力同宿根花卉争夺水分、肥料、光照和空间,导致宿根花卉的生长势减弱、观赏价值降低,还传播病虫害[4-5]。除草问题已成为当今宿根圃地生产和园林绿化管理中的难题,本文拟对当前除草剂在宿根花卉田间的应用现状进行总结性的阐述,以期为园林工作中的化学除草提供技术参考。
1 宿根花卉除草剂相关研究文献报道
笔者检索到相关宿根除草的文献共计30篇,其中,关于宿根花卉除草剂筛选和应用的文献共23篇、耐药性研究2篇、药剂敏感性研究1篇、生理性研究1篇、化感性研究2篇、综述性1篇。涉及宿根花卉萱草4篇、鸢尾2篇、麦冬11篇、桔梗9篇、白芍1篇;菊花2篇。景天属和玉簪属等其他种类没有涉及报道。
2 主要宿根花卉田中常见杂草种类及特点
刘有俭等[6]调查发现,麦冬试验田春季主要杂草为地肤、灰菜、荠菜、独行菜。蓝键等[7]调查发现,北京天坛公园麦冬草坪有杂草59种,分属27科;春季杂草有26种,其中优势杂草为二月兰、夏至草、斑种草、茵陈蒿、紫花地丁、灰菜、报茎苦荬菜、蒲公英等;夏秋季杂草有52种,优势杂草为马唐、蟋蟀草、紫花地丁、狗尾草、丛生隐子草、牛膝菊、铁苋菜、二月兰、酢浆草、凹头苋、夏至草、地锦草等;其中菊科杂草有10种,占16.95%,禾本科杂草有7种,占11.86%。陆仟等[8]2014~2015年对广西6个主要城市的麦冬草坪杂草调查结果表明,常见杂草有30科107种;其中菊科最多,有22种,占20.56%,其次是禾本科13种,占12.15%;危害较严重的有15种,依次为白花鬼针草、狗牙根、马唐、胜红蓟、香附子、铺地黍、阔叶丰花草、双穗雀稗、积雪草、龙葵、光鳞水蜈蚣、红花酢浆草、小飞蓬、银胶菊和升马唐。杜娥等[9]调查的大花萱草田间杂草主要有藜、反枝苋、马齿苋、牛筋草、马唐、看麦娘。一般在4~5月开始出苗,6月为萌发高峰期。张清萍等[10]调查的鸢尾化学除草种类主要以禾本科杂草马唐和阔叶杂草反枝苋、马齿苋、藜为主。王飞等[11]调查的桔梗田间杂草种类有马齿苋、苘麻、藜、田旋花、铁苋、反枝苋、葎草、醴肠、裂叶牵牛、圆叶牵牛、田皂角、牛筋草、狗尾草和马唐。宿根花卉的杂草种类较多,来源较广,主要有禾本科、阔叶杂草、莎草科等1a生及多年生深根性杂草[12]。
3 宿根花卉田除草剂的应用研究
3.1 土壤处理除草剂的种类及剂量
二甲戊乐灵和异丙甲草胺是比较常用的土壤处理剂,为全球十大除草剂之一[13],对大花萱草、玉带草、麦冬、鸢尾等宿根花卉也安全。
杜娥等[14]研究发现,33%二甲戊乐灵1500mL/hm2和72%异丙甲草胺1350~1800mL/hm2的株防效均在90%以上。刘亚军等[15]研究发现,25%口恶草酮对玉带草产生明显的药害,33%二甲戊乐灵4500mL/hm2和72%异丙甲草胺3000mL/hm2对玉带草的返苗、发芽生长均未产生危害。张定发等[16]研究发现,5月初人工除草后,用二甲戊灵2475~3712.5g a.i./hm2、氨氟乐灵780~1170g a.i./hm2对麦冬作芽前杂草防除,75d后总防效80%以上,并对夏季杂草,尤其是梅雨期杂草起到较好的控制作用。张清萍等[10]研究发现,72%异丙甲草胺乳油108~180g a.i./hm2能有效防除鸢尾苗期杂草。王飞[11]等研究表明:33%二甲戊灵 1500mL/hm2、24%乙氧氟草醚 450mL/hm2和50%乙草胺1500mL/hm2均可作为桔梗播后芽前除草剂;42%异丙草胺·莠去津和50%噻吩磺隆·乙草胺严重影响桔梗的出苗并有较重的药害。高郁芳等[17]研究认为:50%乙草胺2.5L/hm2、72%异丙甲草胺2.0L/hm2对桔梗直播田除草安全有效。
3.2 茎叶喷雾处理除草剂的种类和剂量
杜娥等[9]对盆栽大花萱草研究发现,12.5%烯禾啶 1200~1800mL/hm2和 15%吡氟禾草灵 1050~1575mL/hm2为最佳浓度,对禾本科杂草防除效果达到90%左右,对大花萱草植株安全,但对阔叶杂草无效。赵玉芬[18]等研究了大花萱草茎叶处理剂精奎禾灵和氯氟吡氧乙酸混合使用技术,能够尖阔双除,扩大了杀草谱,对萱草安全。张清萍[10]等采用12.5%稀禾定机油乳剂25.0g a.i./hm2较好的防除了禾本科杂草,但对阔叶草无效,对鸢尾安全。蓝键等[7]对北京天坛公园的麦冬草地进行了整个生长季节(4上旬至8月下旬的)的茎叶除草处理,总结出麦冬发芽前喷施70%阔叶净可湿性粉剂对早开堇菜、紫花地丁、二月兰等阔叶杂草防除效果明显,对麦冬草安全;草坪3叶1心后至成坪期,杂草3叶期至分蘖期使用42%草坪隆1号600~750mL/hm2;8月下旬在杂草密集区可喷施草坪隆1号或41%草甘膦异丙胺盐水剂600~750mL/hm2,能够防治禾草和大部分阔叶杂草。
4 影响除草剂药效发挥的因素
影响药剂发挥的因素主要有施药期及施药量、光照、温度、湿度及土壤质地和含水量以及其他(风、降雨)因素。高温高湿有利于植物对草甘膦的吸收,刘育俭[6]等对麦冬在春季和夏季使用草甘膦的剂量研究发现,4月下旬至5月中旬使用剂量为1800~2100mL/hm2,6~9 月使用剂量为 1500mL/hm2。张清萍等[11]发现,鸢尾施药时,应避免高温和干旱,以免增大除草剂对鸢尾的毒害。刘夔[19]指出,快灭灵、氯氟吡氧乙酸等使用时,最好在混合液中掺入少量的醋。
5 除草剂应用对植物生理影响的研究
吴燕等[20]研究了乙草胺对滁菊幼苗生理特性的影响。结果表明:其根系活力、叶绿素含量及净光合速率降低;叶片抗氧化酶SOD、POD和CAT活性降低,加剧了乙草胺对细胞膜的破坏,叶片相对电导率和MDA含量增加,抑制了幼苗的生长。乙草胺处理浓度越高,抑制作用越强;最佳使用浓度为400~500μmol/L。
6 除草剂抗性研究
6.1 敏感性表现研究
陈海等[21]以野生菊花‘北甘菊’和秋季切花菊‘神马’为材料,研究了菊花对草丁膦的敏感性表现。结果表明:‘神马’植株平均叶片数为13叶片期时对草丁膦的敏感浓度为40mg/L,‘甘菊’植株平均叶片数为8叶期时对草丁膦的敏感浓度为50mg/L,这一研究为草丁膦抗性的转基因菊花的筛选提供了理论依据。
6.2 耐药性机理研究
毛婵娟等人[22-23]研究了麦冬草对草甘膦耐药性的形态学机制。结果表明:麦冬(Ophiopogon japonicus)、土麦冬(Liriope spicata)和阔叶土麦冬(Liriope platyphylla)都对草甘膦具有较高的天然耐药性,其耐药性的主要机制是EPSPS基因结构差异、基因多拷贝以及高表达量,但是,靶标机制并不能完全解释3种麦冬耐药性的强弱。为了进一步揭示其耐药性的非靶标机制,采用光镜和扫描电镜观察了3种麦冬的叶表皮显微结构,发现3种麦冬气孔的分布、密度、表皮细胞在形态和结构等方面均存在差异,这些结构特征差异可能与麦冬对草甘膦的耐药性差异有一定的相关性。
6.3 化感作用的研究
化感物质是化感作用的媒体,是指由植物所释放并能对其它生物产生生理效应的次生代谢物质。据报道[24-25],植物的化感物质是天然的除草剂,世界上有100多种植物具有化感潜势。
易自成等[26]以滤纸生根方法测定了麦冬不同部位、不同浓度配比(1∶20、1∶100 和 1∶200)水浸提液对黑麦草、紫云英、菜心、萝卜以及三叶鬼针草等植物的种子萌发和幼苗生长的化感效应。结果表明:麦冬水浸提液低浓度可促进受体种子萌发和幼苗根长,而高浓度则表现出抑制作用,且浓度越高抑制作用越强。徐莹梅[27]等通过不同浓度麦冬水提液(0.02、0.04、0.06、0.08、0.1g/mL)对莴苣、黄瓜、萝卜3种植物的化感作用进行研究。结果表明:麦冬水提液浓度越高,对3种植物的化感作用越强。另外,二者均认为麦冬不同部位水浸提液对同一受体的化感效应强度有差异,且地上部水浸提液化感作用强于地下部分。综上,麦冬具有化感作用,但是麦冬对杂草的化感作用研究尚未见报道。另外,王宏生等[28]利用瑞香狼毒鲜根、茎、叶的水浸液对苜蓿、沙打旺、披碱草、老芒麦等20多种植物的种子发芽和幼苗生长进行了研究,证明瑞香狼毒对多种植物具有异株克生现象(化感作用),可为宿根花卉的化感作用研究提供技术参考。
7 存在的问题及改进措施
7.1 存在问题
①农田杂草群落变化和群落演替加速,一些次生杂草逐渐成为主要杂草,多年生杂草危害加重。②宿根花卉的种类丰富,栽培面积相对农作物较小,缺乏专用除草剂且推广难度大。③单一除草剂极难将杂草清除干净并易使某些杂草产生抗药性。
7.2 改进措施
①轮换使用不同类型的除草剂,防止长期、大量使用某一种除草剂。②合理轮作,降低杂草的发生量。③注意药剂的混用与搭配。④化学防治与其他防治措施适当结合。
8 小结
土壤处理方法由于土壤的吸附要比茎叶处理增加1/4左右的用药量,同时有些除草剂被淋洗至土壤深层,易对地下水造成污染[29]。化学除草剂的长期使用对环境造成的严重污染问题,引起了全世界的重视。20世纪60年代,国内外开始研究微生物除草剂。目前,国内外已制剂化并登记的商品只有5个[30],其中“鲁保一号”是我国山东省农科院植保所于1963年在济南从罹病的大豆菟丝子上分离获得的一种专性寄生性病原菌—胶孢炭疽菌菟丝子专化型[31]。利用微生物的代谢产物开发微生物源除草剂,具有许多人工合成的传统除草剂无法比拟的优点[32]。我国在应用细菌及放线菌的代谢产物控制杂草上取得了初步的研究进展,有待成为微生物源除草剂[30]。
化感物质有可能取代化学农药,至少使化学农药用量大大减少,因而分离、鉴定、提取或人工合成化感物质可为杂草的化学控制提供新型除草剂[33]。利用化感作用控制田间杂草是一种具有潜力的可持续发展农业的杂草控制措施[24],宿根花卉中麦冬具有化感作用,我们应尽快开展麦冬对杂草的化感作用实验研究,以期研制出新型除草剂。
[1]刘燕.园林花卉学(第 2版)[M].北京:中国林业出版社,2008.
[2]闫明慧,万开元,陈防.中国主要城市宿根花卉应用现状[J].农学学报 2014,4(6):53-58.
[3]陈娜,徐俊玲,霍学红,等.宿根花卉在园林绿化中的应用优势[J].现代园艺,2011(9):159.
[4]强胜.杂草学[M].北京:中国农业出版社,2001:251-254.
[5]苏少泉,宋顺祖,等.中国农田杂草化学防治[M].北京:中国农业出版社,1996.
[6]刘育俭,赵素华,王艳.草甘膦防除麦冬草地中杂草的应用[J].北京园林,2006,22(75):47-49.
[7]蓝键,刘育俭.麦冬草地中杂草种类及防除技术[J].北京园林,2012.28(4):56-57.
[8]陆仟,杨思霞,马跃峰,等.广西麦冬草坪杂草调查及药剂防除试验[J].植物保护,2016,42(6):159-166.
[9]杜娥,张志国.芽后型除草剂防除大花萱草田杂草试验[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,2006,34(10):149-152.
[10]张清萍,张志国,贺坤.对宿根类花卉鸢尾的化学除草试验[J].农药,2006,45(11):785-787.
[11]王飞,刘红彦,刘玉霞,等.桔梗田播后芽前除草剂筛选[J].安徽农业科学,2017,45(8):167-168,185.
[12]髙家俊.选择性除草剂在宿根花卉中的应用[J].现代园艺,2014(12):84.
[13]孙克.全球十大除草剂的市场与展望[J].农药,2013,52(5):317-322.
[14]杜娥,张志国,马力.大花萱草化学除草试验[J].农药,2005,44(7):328-330.
[15]刘亚军,张志国,王巧菊,等.芽前型除草剂对玉带草生长的影响[J].农药,2007,46(7):491-493.
[16]张定发,丁耀,吴建荣.几种土壤处理除草剂对麦冬地杂草的防除作用[J].杂草科学,2015,33(2):66-68.
[17]高郁芳,孙立晨,魏书琴.不同除草剂在桔梗直播田的除草效果[J].特产研究,2002(2):31-32.
[18]赵玉芬,储博彦,尹新彦,等.一种用于萱草茎叶处理的除草剂:CN,0368912[P].2015-05-20.
[19]刘夔.宁波城市绿地中草坪杂草的防除技术[J].宁波城市职业技术学院,2006,1(1):96-99.
[20]吴燕,张由娟,吴亚楠,等.滁菊幼苗对除草剂乙草胺的生理响应[J].热带作物学报,2013,34(4):715-718.
[21]陈海,张秀海,吴忠义,等.菊花‘北甘菊’和‘神马’对除草剂草丁膦的敏感性研究[J].安徽农业科学,2013,41(9):3871-3872,3874.
[22]Mao C J,Xie H JChen S G,et al.Multiple mechanism confers natural tolerance of three lilyturf speciesto glyphosate[J].Planta,2015,243:321-335.
[23]毛婵娟,解洪杰,宋小玲,等.麦冬草对草甘膦耐药性的形态学机制[J].杂草学报,2016,34(1):1-7.
[24]吕春霞,杨文权,慕小倩.植物化感作用及其在杂草防治中的应用[J].陕西农业科学.2002(12):18-20.
[25]王宏生.利用化感物质防除杂草研究现状及应用前景[J].杂草科学,2007,4:3-5
[26]易自成,黎华寿,付浩洋,等.麦冬不同部位水浸提液对5种植物的化感作用研究[J].生态科学,2014,33(5):979-983.
[27]徐莹梅,田胜尼.麦冬水提液对莴苣等3种植物化感作用的初步研究[J].安徽林业科技,2011,37(4):14-17.
[28]王宏生,曾辉,汤涛.狼毒不同器官水浸液对牧草种子发芽率的影响[J].青海畜牧兽医杂志,2007,37(3):11-12.
[29]张殿京,陈仁霖.农田杂草化学除草大全[M].上海:上海科学技术文献出版社,1992:271.
[30]孙巍,张蕾,吴迪,等.微生物除草剂的研究进展与展望[J].微生物学杂志,2006,26(2):88-91.
[31]林冠伦.80年代我国杂草生防的主要成就[J].植物保护,1991,17(1):27-29.
[32]叶非,冯理.微生物除草剂的研究与应用进展东北农业大学学报[J].2010,41(4):139-143.
[33]Netzly DH,Riopel JL,Ejeta G,et al.Gertnination stimulants of witchweed(Striga asatica)from hydrophobic root exudate of sorghum (Sorghum bicolor)[J].Weed Science,1988,36:441-446.
The Application and Research Status of Chemical Weeding on Perennial Flowers
ZHAO Yu fen1,2,CHU Bo yan1,2,LI Jin xia1,2,KANG Xing jiao1,2,ZHAO Zhen feng3(1.Hebei Academy of Forestry Science,Shijiazhuang,Hebei 050061,China;
2.Hebei Provincial Engineering Technology Center of Improved Tree Varieties,Shijiazhuang,Hebei 050061,China;3.Qiao Hui planting professional cooperatives of Gaocheng District,Shijiazhuang,Hebei 050061,China)
Perennial flowers were important landscape plants.In order to provide more extensive references on spraying herbicides for perennial flowers,the types and characteristics of weeds,types and dosages of herbicides,physiological effects of herbicides on plants,resistance and tolerance of herbicides were summarized.
Perennial flowers;Herbicide;Application;Research status
S451.244
A
1002-3356(2017)04-0053-04
2017-11-22
项目来源:石家庄市科学技术研究项目宿根花卉化学除草技术研究(151520102A)
赵玉芬(1974-),女,学士,高级工程师,研究方向为园林植物的育种、栽培。E-mail:hbzyf74@163.com。