结缕草草坪杂草化学防除策略
2019-10-22王翔宇张蕴薇王克华
杭 楠,王翔宇,张蕴薇,王克华
(中国农业大学草业科学与技术学院 草坪生理实验室,北京 100193)
结缕草属(Zoysia)中目前作为草坪草种质研究和开发利用的主要有5个种,包括结缕草(Zoysiajaponica)、中华结缕草(Zoysia sinica)、沟叶结缕草(Zoysia matrella)、大穗结缕草(Zoysia macrostachya)和细叶结缕草(Zoysia tenuifolia),主要分布在中国的东部、日本、韩国和东南亚等地[1],具有抗旱、抗低温、耐践踏等优点,可形成结构良好、富有弹性的草坪,被广泛用于建植水土保持绿地、公路护坡、城市绿化及高质量运动场[2-3]。栽培草坪难以避免杂草滋生的情况,杂草以其极强的竞争力同草坪草争夺水分、肥料、光照和空间,是影响草坪草良好生长,造成草坪退化的主要因素之一,因此,杂草防除是草坪养护中的一项重要工作。化学防除作为一种较为直接的方法,通过使用化学药剂引起杂草生理异常最终达到杀死杂草的目的,方便快捷,成本低廉,但若使用不当也容易造成草坪药害并污染环境。本文根据国内外相关的研究报道和作者的研究经验,介绍结缕草草坪杂草化学防除的研究进展,为今后减少杂草危害、建植高质量结缕草草坪提供参考。
1 草坪杂草发生规律
1.1 草坪杂草的危害
草坪上除栽培的草坪植物以外的其他植物被称为草坪杂草,杂草的滋生是导致草坪退化的主要原因之一,而杂草在草坪建植时期尤其严重[4]。它不仅与草坪草竞争光、水、肥等,还可能滋生病虫害,增加养护费用,提高建植成本,影响草坪发挥美化环境、休闲娱乐等功能。草坪中的杂草除极少数来源于草坪种子携带,大多来自于坪间杂草繁殖,一般占草坪种植面积的5%以上,严重为害的面积可达10%~40%,甚至更高[5]。
1.2 杂草发生种类
合理的杂草防治必须结合杂草发生规律。一般常将草坪杂草分为四类:一年生禾本科杂草、多年生禾本科杂草、阔叶杂草和莎草。根据杂草的出现频率、发生数量、覆盖度和危害指标,确定牛筋草(Eleusine indica)、马唐(Digitaria sanguinalis)、狗尾草(Setaria viridis)、香附子(Cyperus rotundus)4种杂草为我国草坪包括结缕草草坪的重要杂草;水蜈蚣(Kyllinga brevifolia)、狗牙根(Cynodon dactylon)、早熟禾(Poa annua)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、天胡荽(Hydrocotyle sibthorpioides)、酢浆草(Oxalis corniculata)、车前(Plantago asiatica)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)、稗(Echinochloa crusgalli)、白茅(Imperata cylindrica)10种杂草为我国草坪主要杂草[6]。
1.3 杂草发生时间
杂草优势种年内随季节变化而变化,我国常见草坪杂草种类、发生时期及分布情况如表1所列。一般春季到初夏4-6月,二年生双子叶杂草危害严重;夏季7-8月,单子叶杂草的危害最为严重,此时温度高,湿度大,杂草生长迅速;秋季9-10月,双子叶杂草再度萌发生长,全年呈现出“双子叶杂草-单子叶杂草-双子叶杂草”、“多年生杂草-一年生杂草-多年生杂草”的发生规律性[7]。草坪中除草剂的应用应遵守杂草发生规律,严格控制在杂草出苗高峰前使用合适的除草剂,一年中以早春(3月-4月)、春夏(5月-6月)、秋季(9月-10月)以及草坪休眠(11月-次年2月)为最佳施药时间[8]。
2 不同建坪方法结缕草草坪杂草化学防除策略
结缕草草坪杂草的化学防除需根据防除对象的发生规律、除草剂剂型特点、结缕草草坪的建植方式、生育期以及环境条件等来选择最佳的施药种类和方法。
2.1 种子直播建植结缕草草坪杂草防治
直播建坪是指用种子直接撒播建植草坪,优点在于种子容易获得、建坪成本低,但也存在建坪难、慢,幼坪不易管理等缺点。由于结缕草的最适生长温度为25~35 ℃,播种时间一般多在春末夏初,基本与杂草种子的发芽同步,而且结缕草幼苗生长缓慢,成坪期较长,草坪在苗期易受杂草危害,因此前期杂草防除尤为重要。
2.1.1 整地期
结缕草从播种之日到盖度达到95%所需时间为90~105 d,成坪时间较长,易受杂草侵害影响成坪,因此建植前的坪床清理十分关键[16]。有些建坪场地的前茬为荒草地,生长有许多一年生或多年生杂草,土壤中还寄存着大量杂草种子,在整地期可用土壤熏蒸或施用灭生性除草剂,配合人工、机械除草的方法清理坪床[17-22]。
草甘膦、草铵膦等灭生性除草剂具有杀草谱广、见效快等特点被广泛使用,可有效防治已出土的各类杂草,与生长素类除草剂如2,4-D等混配可增加对阔叶类杂草的防效[17-18]。但由于草甘膦的高毒性,在生产和使用过程中对环境造成污染,且长期使用造成杂草出现耐药性,政策约束和生产门槛提高使得草甘膦市场逐渐萎缩,我国10%草甘膦水剂已于2012年1月1日后完全退市,多个国家拟定逐渐禁用草甘膦[18],绿色环保高效的灭生性除草剂的开发应用有待进一步的研究。
表1 我国结缕草草坪常见杂草种类、发生时期及分布情况[4-15]Table 1 Species, occurrence period, and distribution of common weeds in zoysia grass lawns in China
在播种前进行土壤熏蒸是避免杂草与草坪草同步生长的重要方法之一,可有效防除土壤中的杂草种子、病原菌和虫卵。常用的土壤熏蒸剂品种有溴甲烷、氯化苦、威百亩和硫酰氟等。牛建忠等研究了土壤熏蒸对冷季型草坪杂草和病害的影响,使用98%溴甲烷气体68 g·m-2熏蒸坪床,杀伤杂草效果明显,对单子叶杂草效果好[19];但由于溴甲烷会破坏臭氧层,逐渐被市场淘汰,近年来的研究[20-22]表明,新的土壤熏蒸产品威百亩可作为溴甲烷的替代,具有同样优良的防除效果,且较为环保 (表2)。
表2 整地期常用药剂施药量及防治对象Table 2 The methods of herbicide application during land preparation
2.1.2 播后苗前
由于结缕草在播后苗前阶段易受杂草侵害,因此在该时期需选用合适的除草剂,达到既能有效控制目标杂草,又不影响结缕草种子发芽。研究表明,对于以阔叶杂草为主的结缕草草坪,可使用阔叶类选择性除草剂草克星(10%吡嘧磺隆可湿性粉剂)、巨星(75%苯磺隆悬浮剂)、苯达松(48%灭草松水剂)[8];对于防除坪床上滋生的禾本科杂草,建议采用修剪或人工拔除等物理防治方法,一般针对禾本科类的除草剂对结缕草种子的发芽具有抑制作用。研究表明,二氯喹啉酸对马唐、稗草的防效较好,不影响结缕草种子发芽[23];环草隆可湿性粉剂可有效防除牛筋草等部分禾本科杂草、一年生阔叶杂草和莎草,且对结缕草安全[24](表3)。
表3 播后苗前可用药剂及施药量Table 3 Methods of herbicide application after sowing but before seeding
2.1.3 苗期
苗期是指草坪草已出苗但未成坪的时期。针对阔叶杂草以及莎草,唑草酮和三氟啶磺隆在发芽一周后使用安全[25];在播种后35 d可施用消莎、麦草畏,有效防除新建结缕草草坪中的阔叶类杂草,特别是马齿苋[26]。对于禾本科杂草,苗期可使用噁草酮防除未发芽的马唐、牛筋草等一年生禾本科杂草[27];二氯喹啉酸是对结缕草高度安全的除草剂,可在苗期用于防治马唐、稗草等[25-26];有研究表明在出苗后两周(约播种后5周)混合施用7.1%精恶唑禾草灵水乳剂2 000 mL·hm-2+50%绿草定乳油1 200 mL·hm-2或者24%精吡氟禾草灵乳油430 mL·hm-2+50%绿草定乳油1 200 mL·hm-2可有效防治禾本科杂草,并减少单施精恶唑禾草灵或精吡氟禾草灵对结缕草幼苗的伤害[28]。苗期除草剂的不当施用极易造成草坪草药害,因此,建议在杂草可控范围内尽量不施除草剂,采用人工或机械防除的方法进行防除;若杂草危害严重,需针对性地选择安全的除草剂,低量使用(表4)。
表4 苗期可用药剂种类、施药量以及使用时期[25-28]Table 4 Methods of herbicide application during the seedling stage
2.1.4 成坪后
结缕草成坪后杂草防除相对容易,若前期杂草管理较好,成坪后草坪草达到一定盖度杂草便逐渐失去竞争力,在草坪中呈零星分布,此时可根据防治对象选用合适的除草剂小面积喷施点杀。
对于防除阔叶类杂草,常用的除草剂有百草敌、苯磺隆、二甲四氯、苯达松、2,4-D丁酯、水花生净、三氯吡氧乙酸等,施药期于早春3-4月和夏末秋初8-9月[11,29-31]。研究表明,48%三氯吡氧乙酸乳油4 000 mL·hm-2对结缕草无药害,并且能较好的防除苦荬菜(Ixeris polycephala)[11]。为提高除草效果,一般将几种除草剂混用,混施14%水花生净300 mL·hm-2+巨星 (75% 苯磺隆悬浮剂)30 g·hm-2+56%二甲四氯钠水剂1500 g·hm-2、14%水花生净300 mL·hm-2+巨星 (75% 苯磺隆悬浮剂)15 g·hm-2对阔叶类杂草有良好的防效,几种除草剂均对沟叶结缕草安全[29]。48%苯达松1 500 g·hm-2+百阔净(75%二甲四氯钠盐水剂)375 g·hm-2或百阔净300 g·hm-2+苯达松 1 500 g·hm-2+50% 二氯喹啉酸 600 g·hm-2混剂有效防除结缕草草坪中的阔叶杂草和莎草[30]。对于莎草科杂草危害严重的草坪,可选用草克星,用量30 g·hm-2,效果较好且对细叶结缕草安全[8]。氯氟吡氧乙酸异辛酯乳油有效成分180~240 g·hm-2于一年生阔叶杂草3~5叶期兑水喷雾防治效果较好[31]。
对于防除禾本科杂草,可以使用的除草剂有二氯喹啉酸、啶嘧磺隆、噁草酮、氨基氟乐灵、三氟啶磺隆等,施药期集中于夏初5-6月,在使用禾本科类除草剂时一定要注意施药时间和施药量,降低草坪药害[32-40]。研究表明,噁草酮对已成坪的结缕草安全[32],可有效防治未出土的禾本科杂草;消禾(68% α-双氟基涕丙酸乳油)可用于结缕草类草坪防除9叶以下的禾本科杂草,用量为1 350~1 800 mL·hm-2,在草坪草出苗50 d以后任何健壮生长时期都可以安全使用[33]。75%二氯喹啉酸可湿性粉剂8 000 g·hm-2对高羊茅(Festuca elata)和结缕草无药害,并且能较好的防除马唐及牛筋草[11]。据国外相关文献报道,恶唑酰草胺对冷季型草坪草中的狗牙根和牛筋草具有高选择性[34],在暖季型草坪草中也进行了相关试验,结果表明,苗后除草剂恶唑酰草胺与绿草定混合对禾本科杂草的防治效果好,并且对结缕草草坪安全[35]。氨氟乐灵水分散剂作为芽前封闭除草剂对于暖季型草坪具有很好的应用前景,研究表明,使用活性成分1 950 g·hm-2的氨基氟乐灵对暖季型草坪草具有较高的安全性,尤其对狗牙根和结缕草安全,可有效防治碎米莎草、马唐和香附子等禾本科杂草与莎草[9,36]。磺酰脲类的啶嘧磺隆是草坪专用除草剂,对结缕草安全性高,并且可有效防治多种杂草,研究表明,在已成坪的暖季型马尼拉草坪中使用25%啶嘧磺隆水分散粒剂100~200 g·hm-2喷雾处理对草坪草安全,杀草谱广,可有效防除禾本科、莎草科及阔叶杂草[37]。100 g·L-1三氟啶磺隆油性分散剂对结缕草安全,能有效防除营养生长期的醡浆草、花期的水蜈蚣等莎草科杂草,对牛筋草、营养生长期的马唐也有一定的抑制效果[10,38]。
一般为扩大杀草谱、提高除草效果、节约成本、节省劳力,常将阔叶类除草剂与禾本类除草剂混合施用,如将秀百宫与二甲四氯等阔叶类除草剂混用、精吡氟禾草灵与苯达松混用、果尔(23.5%乙氧氟草醚乳油)17.7 g·hm-2+百草敌(48%麦草畏可湿性粉剂)54.0 g·hm-2、除草通(33%二硝基甲苯胺乳油)247.5 g·hm-2+75% 巨星 5.63 g·hm-2[8]、48%苯达松+2,4-D+盖草能(25%吡氟氯禾灵乳油)[39]等,既提高了杀死阔叶杂草的能力,又可杀伤一年生杂草,达到同时兼治双子叶杂草和一年生杂草的目的 (表5)。
表5 成坪后常用药剂及施药量Table 5 Methods of herbicide application during the mature stage
2.1.5 休眠期
暖季型草种一般在夏季至仲秋生长茂盛,晚秋或冬季进入休眠状态,草株地上部分枯黄,地下部分根茎呈休眠状态。研究表明,在沟叶结缕草休眠期使用1 500~2 000 g·hm-250%氟胺草唑水分散颗粒剂对草坪草生长安全,且能有效控制未出土的看麦娘(Alopecurus aequalis)、小飞蓬(Conyza Canadensis)、牛繁缕 (Malachium aquaticum)、紫苑(Veronica persica)、波斯婆婆纳(Astertataricus)和龙葵(Solanum nigrum)的危害,株数防效和鲜重防效均大于90%,持效期可达90 d以上[40]。
2.2 营养体建植结缕草草坪杂草防治
结缕草草坪的建植除使用种子直播外,还可进行营养体建植,具体方法包括:铺设草皮、塞植以及撒播草茎等。其中,对于结缕草来说,撒茎覆土法建坪最佳,其相对铺设草皮更为经济,但是杂草竞争也较大[41]。
类似种子直播建坪,进行营养体建植整地期可以使用土壤熏蒸剂来灭杀杂草,或者使用灭生性除草剂如草铵膦等。铺植后喷施噁草酮作为芽前除草剂防治未出土杂草;芽后4-6周除草剂的使用同成坪期,根据杂草类型和生长时期选择合适的除草剂和用量;林长福和叶景凯在移栽的结缕草草坪上进行阔叶类杂草的防除研究,在移栽后的第27天,结缕草株高为7 cm,阔叶杂草苗基本出齐时,使用40%阔草敌乳油1 200~1 500 mL·hm-2进行茎叶喷雾,药后一周即可达到理想防效,且对结缕草安全[42]。
3 结缕草草坪年杂草防除方案
杂草的防除工作应本着“预防为主,综合防治”、“宜早不宜迟”的原则,选用省工、高效、经济的除草方案;一般根据全年杂草所呈现出的“双子叶杂草-单子叶杂草-双子叶杂草”的生长规律,在3-4月、8-9月施用阔叶类除草剂防治双子叶杂草,5-6月施用除草剂重点防治单子叶杂草;根据草坪草种类和杂草类型、草坪草生育期、杂草生长情况、环境条件来确定具体的施药浓度。结缕草草坪年杂草防除方案(示例)如表6所列。
表6 结缕草草坪年杂草防除方案(示例)Table 6 The annual chemical control plan of zoysia grass weeds (an example)
4 讨论与展望
化学防治具有省时省力、节约成本等优点,但长期使用某一种除草剂会使杂草产生抗药性[43],若使用不当也会对草坪产生药害,污染土壤、水源,且草坪作为人们休闲娱乐的场所,使用一些化学除草剂甚至会对人类产生伤害。这些问题使人类迫切需要绿色环保、经济有效的杂草防除方法。采用绿色农药对杂草进行防治被认为是环保、安全、有效的方法之一。如以植物次生代谢产物为主的植物源农药包括辣根素、菜籽粕、玉米粕和豆粕等具有控制杂草的效果[44-46],并且对环境友好。数据显示,我国绿色生物农药制剂占农药总产值的9%,并有望于未来10年将市场份额提高到30%[47]。据报道在草坪上采用早春火烧和播种后黑膜或粉煤灰覆盖的方法也能控制杂草的发生[48-49]。传统育种手段和基因重组技术可育成抗除草剂草坪草品种,已报道筛选出抗精吡氟禾草灵的结缕草、育成抗双丙氨膦的匍匐剪股颖(Agrostis stolonifera)、抗磺酰脲类除草剂的狗牙根和早熟禾、抗拿捕净的海滨雀稗和抗草甘膦的匍匐剪股颖等转基因抗除草剂草坪草种[50-57],提供了降低草坪建植与养护管理中杂草防除难度的新途径。综上,绿色农药的研制和使用以及结合人工、机械、化学、生物等方法的杂草综合管理已成为当前研究的热点,草坪杂草的防控将逐步走向绿色和综合防控[58]。