新疆农田杂草治理的主要问题及防控建议

2021-10-27李广阔，张航，杨安沛，白微微，王锁牢

杂草学报 2021年2期

李广阔，张航，杨安沛，白微微，王锁牢

農业农村部库尔勒作物有害生物科学观测实验站，新疆乌鲁木齐 830091）摘要：新疆地处内陆，属典型的荒漠绿洲生态，各生态区杂草种群结构及危害种类差异较大，杂草的治理是农作物生产的重要环节。目前，新疆农田杂草的防控主要依靠化学药剂。随着现代化农业发展的不断推进，在杂草防控方面还存在一些问题：化学除草剂的大量施用导致杂草种群演替及抗药性风险加大、除草剂的药害问题突出、智能化和机械化的防控技术有待提升、绿色综合防控技术的研究不充分、杂草防控人才队伍不健全等。针对新疆农田杂草治理中存在的问题，建议持续开展农田杂草种群演潜动态的系统性监测;借鉴国内外的研究成果加强棉花、小麦及玉米等农田杂草的抗药性及其抗性机理的研究;推广除草剂的药害诊断及治理技术;针对不同生态区，研究提出适宜的绿色防控技术;增加不同部门的协作及基层农技人员的培训，不断增强新疆农田杂草的治理能力，以适应现代农业发展的需求。

关键词：新疆;杂草;群落结构;抗药性;监测;防控技术

中图分类号：S451文献标志码：A文章编号：1003-935X（2021）02-0001-06

Main Problems of Weed Management in Xinjiang

Farmland and Control SuggestionsLI Guangkuo，ZHANG Hang，YANG Anpei，BAI Weiwei，WANG Suolao

（Institute of Plant Protection，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Integrated

Pest Management on Crop in Northwestern Oasis，Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Scientific Observing

and Experimental Station of Korla，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Urumqi 830091，China）Abstract：Xinjiang is located in the inland，which is a typical desert oasis ecology. Weed population structure and damaging species are quite different in each ecological region of Xinjiang，and weed management is an important part of crop production. Currently，weed control in Xinjiang mainly relies on chemical herbicides. With the development of modern agriculture，there are many concerns in relation to weed control，such as weed population succession and increasing herbicide resistance caused by the excessive application of chemical agents，prominent problems of herbicide damage，improving of intelligent and mechanized control technology，insufficient research on green comprehensive control technology and expertise of weed control teams. Considering these problems，it is suggested that a systematic monitoring of weed population dynamics should be carried out continuously. The lessons from the research results at home and abroad should be taken into account to strengthen the study of the resistance and its mechanisms on weeds in cotton，wheat and corn. Herbicide damage diagnosis and control technology should be promoted. According to different ecological areas，the appropriate green control technology should be advanced. In order to meet the needs of modern agricultural development，we should strengthen the weed control ability of Xinjiang farmland by strengthening the cooperation of different departments and the training of grass-roots agricultural technicians.

Key words：Xinjiang;weed;community structure;herbicide resistance;monitoring;control technology

新疆维吾尔自治区位于欧亚大陆腹地，属于典型的绿洲灌溉农业区。是我国绿洲分布最广、面积最大的省区，绿洲主要分布在天山南北麓、昆仑山-阿尔金山北麓、伊犁谷地和额尔齐斯河流域[1]。各绿洲间的气候环境、土壤及水资源等生态因素差异较大，农作物的种植、分布也各有不同。杂草与作物争光、争水肥、争空间，降低农作物的产量和品质，阻碍农作物机械化播种及收获，传播病虫害等，是影响农作物丰产丰收的重要生物因子之一[2]。新疆农田杂草防除主要以化学防控为主，除草剂施用量占化学农药量的40%以上。除草剂长期大量施用，一方面会对作物田杂草种群结构产生影响，杂草的抗药性风险增加，除草剂药害问题多发;另一方面，对农田生态环境也有一定的影响。随着现代农业的发展，对农田杂草的防控也不断提出新的要求，在今后的工作中，应根据新疆绿洲生态区的特点，因地制宜地开展杂草绿色防控技术的研究与应用。要加强对杂草群落动态及抗药性的监测，提高新疆农田杂草抗药性基础研究水平，研究除草剂药害诊断及防控技术，结合作物品种特点、机械作业方式、栽培技术措施、生物控草及化学除草等措施，制定和完善新疆农田杂草绿色综合防控技术。同时，应加大人才队伍建设，加强杂草防控技术的培训，全面提升新疆农田杂草科学防控的能力和水平。

1新疆农田杂草的发生危害现状

1.1杂草发生概况

据报道，新疆农田杂草有211种，分属49科147属[3]。杂草种类主要分布为菊科24种、禾本科24种、藜科23种、豆科14种、十字花科13种、莎草科8种、旋花科7种、蓼科6种、唇形科5种等。其中，灰绿藜（Chenopodium glaucum L.）、反枝苋（Amaranthus retroflexus L.）、播娘蒿（Descurainia sophia）、田旋花（Convolvulus arvensis L.）、龙葵（Solanum nigrum L.）、稗[Echinochloa crusgalli （L.） Beauv.]、狗尾草[Setaria viridis （L.） Beauv.]、野燕麦（Avena fatua L.）等杂草发生较为普遍，危害较重;苘麻（Abutilon theophrasti Medicus）、扁蓄（Polygonum aviculare L.）、凹头苋（Amaranthus lividus L.）、菟丝子（Cuscuta chinensis Lam.）、芦苇（Phragmites communis Trin.）、马唐[Digitaria sanguinalis （L.） Scop]、狗牙根[Cynodon dactylon （L.） Pers.]等[4]杂草在局部区域发生危害严重。

1.2杂草的危害现状

典型的绿洲生态环境造成了各生态区气候环境差异较大，种植的作物也有所不同，因此各生态区杂草的发生及危害程度也有所不同，例如喀什地区农田杂草分布较广的有田旋花、狗尾草、灰绿藜、稗，发生频度分别为62.7%、54.6%、49.6%和32.8%[5];伊犁河谷农田杂草有21科73种，不同作物田杂草危害种类有所不同，其中灰绿藜、反枝苋、田旋花、野西瓜苗、龙葵、稗、狗尾草等杂草发生危害较为普遍[6]。从作物田危害情况看，新疆棉花田杂草有19科50种[7]，北疆棉区的优势杂草主要有灰绿藜、反枝苋、田旋花、野西瓜苗、稗、狗尾草等杂草，南疆棉区优势杂草主要有灰绿藜、田旋花、马唐、稗、芦苇等。在全疆855个调查点中，杂草危害2级以上的点占42.2%，表现为中度危害，且南疆棉区危害重于北疆棉区[8-9]。新疆麦田杂草有107种，隶属于禾本科、藜科等24科，常见种有46种。不同农田生态区域麦田杂草群落结构特征区别较大，杂草在发生、分布与麦区所处的生态环境关系极为密切。盆地、河谷区域和平原区麦田总体上以双子叶杂草为主;高海拔山地麦区以单子叶杂草为主;高海拔山地与海拔相对低的绿洲平原之间的麦区，单、双子叶杂草数量和危害程度接近。一般春麦区杂草危害重于冬麦区[10]。南疆间作麦区冬麦田常见杂草中播娘蒿、藜、扁蓄、硬草、雀麦、离蕊芥、田旋花等是优势杂草，间作麦田杂草的种类及数量高于单作麦田[11]，间作麦田杂草的群落结构与单作麦田有一定的差异[12]。玉米田杂草38种，分属17科34属，以灰绿藜、凹头苋、苘麻、马齿苋和稗为优势杂草[13]。新疆稻田杂草种类有30多种，危害严重的有稻稗、三棱草、水葱、眼子菜、泽泻、芦苇、蒲秧等10余种[14]。甜菜田杂草共有36种，隶属于14科31属，危害严重的有稗、灰藜、反枝苋，狗尾草、龙葵等杂草[15]。亚麻田杂草有15科 26种，其中灰绿藜、卷茎蓼、狗尾草、稗草、野燕麦等杂草较为严重[16]。

2新疆农田杂草治理存在的主要问题

2.1难治理杂草种群增加

作物结构简单，防控对象相近的除草剂大量施用，导致难治理杂草种群不断增加，杂草防控难度加大。新疆耕地面积较少，棉花、小麦、玉米种植面积占总耕面积的80%以上，加之各绿洲生态气候差异较大，造成了绿洲内作物结构相对单一，重茬及重复使用除草剂严重。棉花是新疆种植面积最大的经济作物，杂草对棉花常年造成的损失在14%～16%之間[17]，除草剂播前土壤处理的机械化喷施为主要的化除模式被广泛应用，氟乐灵、二甲戊灵等二硝基苯胺类除草剂长期施用，龙葵、田旋花、灰绿藜等演化为主要的优势种杂草，局部地区野西瓜苗、反枝苋、马齿苋、苘麻、扁秆荆三棱的发生较为严重 [18]。近几年部分小麦种植区雀麦、硬草、多花黑麦草等危害加重，给治理增加了难度。不同玉米种植区重要杂草和群落结构组成存在差异，对玉米田杂草生态位研究也表明，主要杂草与地区重要杂草的生态位重叠值较高，在防治主要杂草时应谨防地区重要杂草上升为主要杂草[13]。

2.2杂草抗药性风险增加

单一种类除草剂施用量大，杂草抗药性风险增加。进入21世纪，我国杂草的抗性报道逐渐增加，目前我国已报道26种杂草对7类除草剂产生抗性，抗性杂草数量居世界第6位 [19]。新疆棉花连作情况严重，氟乐灵、二甲戊灵等化学除草剂多年连续使用，据报道，狗尾草（Setaria viridis）、瑞士黑麦草（Lolium rigidum）以及苋属杂草（Amaranthus palmeri）均有对氟乐灵产生抗性的报道[20-22]，目前虽未见我国棉田杂草对氟乐灵、二甲戊灵产生抗药性的报道，但该类型药剂在新疆棉区使用30多年，棉田杂草的抗药性风险较大。新疆本地区小麦、玉米等作物田杂草的抗药性研究馈乏，但随着种植面积的增加、除草剂的长期大量施用，杂草的抗药性风险也必然增加。

2.3药害问题突出

气候变化、耕作方式改变以及除草剂施用不当等因素致使药害问题突出。一是气候及灌水方式导致的药害，比较常见的有北疆倒春寒导致的滴灌棉区及制种玉米田容易发生药害现象，具体表现为棉苗根部彭大坏死，造成缺苗断垄，制种玉米出苗缓慢或幼苗枯死发生。二是长期施用除草剂田块对后茬作物生长的影响，主要表现为玉米田施用长残效除草剂莠去津、烟嘧磺隆后[23]，后茬种植的甜菜、大豆等作物出现生长缓慢，根部生长受抑制的现象，对后茬作物生长影响明显。三是除草剂施用不当造成的药害，常见的有除草剂的漂移药害、除草剂选用不正确造成的药害等[24]。

2.4寄生性杂草对产业的影响加剧

列当、菟丝子等寄生性杂草发生危害增加。列当对新疆特色经济作物加工番茄、向日葵、打瓜、甜瓜、辣椒等危害严重，遭受列当危害的加工番茄可减产30%～80%，严重的甚至绝产，每年因受列当侵害导致作物减产所造成的经济损失达5亿元[25]，部分加工番茄受列当的影响，种植面积大幅锐减，对加工番茄产业影响严重。新疆菟丝子有11种，在全疆各地均有分布[26]，近几年在吐鲁番、伊犁、阿拉尔垦区等多地均报道了菟丝子的危害发生，危害作物包括苜蓿、甜菜、设施蔬菜、亚麻等作物以及部分林木[27]。

2.5检疫性杂草日趋严重

新疆与8个国家接壤，边境线5600多公里，检疫性杂草入侵的风险较高，20世纪90年代以来，年均有2.8种外来生物入侵新疆，检疫性杂草也位列其中[28]。近些年新传入的刺苍耳、意大利苍耳、豚草和三裂叶豚草等入侵杂草，破坏了当地的生态环境，已严重影响当地农牧民生产和生活[29-31]。

2.6智能化绿色综合防控技术不完善

长期以来，新疆农田杂草防除以机械喷雾作业为主，部分区域存在植保喷雾机械老化，更新不及时的问题。近几年植保无人机在化学除草剂上也得到了大面积的应用，但存在飘移及防效不稳定等问题。农田杂草的精准识别与防控技术不足、滴灌模式下的化学除草剂滴施技术研究等新型施药技术研究还有待进一步完善。随着新疆农业生产不断向集约化、机械化、现代化发展，需要加大对农田杂草智能化绿色综合防控技术的研究与应用。

2.7人才队伍建设还有待加强

长期以来，新疆农业科研缺乏杂草科学的研究团队，杂草学科的研究人员也较为分散，杂草防控研究工作都是在基于其他植保工作的基础上开展的。目前对杂草的防控技术研究主要集中在对棉花、小麦、玉米等大宗作物杂草种类调查、化学药剂筛选等方面，在新疆农田杂草群落演替、杂草抗药性监测、杂草抗药性机制，运用生物学、分子生物学和信息技术等方面研究相对薄弱。同时，基层技术人员对除草剂的科学使用、除草剂药害诊断等方面也有待进一步的培训和提高。

3新疆农田杂草治理对策建议

3.1加强杂草群落演潜监测

受全球气候、耕作制度变化和农产品贸易激增等因素影响，我国农作物重大有害生物呈持续重发态势[32]。杂草作为重要的有害生物之一，提高其发生危害监测预警能力，是绿色精准控草关键技术研发的基础，预报的准确性和时效性，对制定科学防控決策，提高防效，减少产量损失有重要意义。20世纪80年代，全国农田杂草考察组调研了水稻、小麦、玉米等五大作物田杂草种类、发生与危害，取得全国性基础数据，对构建杂草治理体系发挥了重要作用。此后20多年，杂草种群发生了明显变化，但未及时进行调查监测。近几年，全国农业技术推广服务中心组织开展了农业重大有害生物抗药性监测，杂草监测主要为小麦田杂草和长江中下游地区稻田稗草，但新疆农田杂草一直缺乏系统性的监测。

3.2重视杂草抗药性研究

杂草的抗药性是杂草防控的重要研究内容之一，棉花田从20世纪80年代开始使用的氟乐灵，到21世纪逐步推广应用的二甲戊灵均属于二硝基苯胺类除草剂，作用机制基本一致。尽管目前的研究未发现对这类型除草剂的抗性，但对新疆棉田31份田旋花对二甲戊灵的耐药性测定结果表明，有16.13%的样本种群对二甲戊灵产生了高水平的耐药性[33]，棉田杂草的抗药性风险加大，需持续进行跟踪研究。国内河南、河北及山东等地小麦主产区相继报道了麦田杂草播娘蒿对苯磺隆产生了抗药[34-36]，山东省小麦田采集的40个播娘蒿种群中已有 20%的种群对双氟磺草胺产生抗性，且高抗双氟磺草胺的播娘蒿种群发生了不同位置氨基酸取代[37]，新疆小麦、玉米等作物田杂草的抗药性研究匮乏，无相关领域的报告，需要加强对该领域的研究工作。

3.3加强对寄生性杂草和入侵杂草的治理

列当是多年生、二年生或一年生害生草本，新疆列当有14种[38]，是我国种类分布最多，防治形势最严峻的地区。目前，新疆已开展了抗列当的向日葵品种研究、防治加工番茄列当危害的生防菌筛选等方面的研究工作，对寄生性杂草防控技术研究方面有了一定的基础。检疫性杂草能对农作物的产量及品质、当地生态系统以及其自身有毒或引起过敏反应，造成对人和畜禽的危害等特点而被列为国家检疫对象。检疫性杂草主要可以通过农产品、纺织产品、运输工具以及动物携带等途径侵入。据报道，1950年至2020年入侵新疆的有害生物种类有107种，其中杂草19种。新疆农业科学院植保所已在入侵杂草的本底情况、风险评估及化学药剂防控等方面开展了相关研究工作，但对入侵杂草的入侵途径、扩散方式、入侵为害机制以及绿色防控等方面的研究还有待加强，需要有关部门的重视和支持。

3.4提升除草剂应用技术水平及绿色防控能力

化学除草剂的应用在目前及今后一段时间内，仍然是新疆农业生产必不可少的技术手段[39]，也是新疆棉花、小麦、玉米及其他作物丰产丰收的重要保障。棉花田除草剂的药剂筛选研究较多，也充分保证了新疆棉花田除草剂的更新换代工作，除常用的氟尔灵、二甲戊灵外，近几年丙炔氟草胺、氟啶草酮及相关的混剂已陆续有了研究报道[40]，在施药方式上除了机械、植保无人机等外，对利用滴灌进行除草剂滴施的施药方式也进行了研究[41]。小麦、玉米等作物新型除草剂筛选及应用技术研究也在陆续推进。杂草的防控是一个系统的工作，应该根据各种作物田的杂草种类、危害特点，将农艺措施、农机农艺充分结合，科学合理使用化学除草剂的同时，积极探索物理除草、生态除草以及生物除草剂等技术研究，不断提高新疆农区杂草的绿色综合防控技术能力。

3.5推进杂草防控人才队伍建设及培训

随着新疆现代化农业建设及生态文明的不断推进，有害生物的防控对农业生产持续发展的重要性日益凸显，杂草作为重要的有害生物之一，其防控工作也日益重要，迫切需要强化人才队伍的建设。首先是要加快杂草学科研究领军人才的引进或培养，选拔领军人才，打造一流的杂草科研团队。高校和科研院所应加强杂草学科的设置，采取自主培训或联合培养等方式，有针对性地培养专业人才。其次是加强现有杂草研究队伍的合作与研究成果的共享。通过设置重大项目，组建联合攻关小组等方式，以项目的研究带动人才队伍的建设工作。第三，要加强对基层技术人员、农业合作社等基层农村组织的培训，培养杂草科学防控理念、绿色防控应用技术，不断提高基层技术人员的业务能力和综合素质，逐步推进新疆农田杂草防控人才队伍建设。

参考文献：

[1]罗明英，李苗，王晓伟. 新疆绿洲灌区农业生态环境问题及对策[J]. 农业环境与发展，2009，26（4）：1-3.

[2]李香菊. 近年我国农田杂草防控中的突出问题与治理对策[J]. 植物保护，2018，44（5）：77-84.

[3]韦全生. 新疆农田杂草及防除[M]. 乌鲁木齐：新疆科技卫生出版社，1993.

[4]王枝荣. 中国农田杂草原色图谱[M]. 北京：农业出版社，1990.

[5]高英，蔡香英，王东. 喀什地区农田杂草危害及化学除草应用[J]. 新疆农业科学，2004，41（5）：375-377.

[6]焦子伟，陈卫民，李勤忠，等. 新疆伊犁河谷农田杂草分布及化除技术[J]. 杂草科学，2005（4）：12-14，36.

[7]郝彦俊，李广阔，王剑，等. 新疆棉田杂草调查[J]. 植物保护，2003，29（4）：42-44.

[8]郝彦俊，李广阔，王剑，等. 新疆棉田杂草发生及防治[J]. 新疆农业科学，2003，40（1）：24-25.

[9]新疆维吾尔自治区统计局，国家统计局新疆调查总队. 新疆统计年鉴─2019年[M]. 北京：中国统计出版社，2019.

[10]郭文超，张淳，李新唐，等. 新疆麦田杂草种类、分布危害及其综合防治技术[J]. 新疆农业科学，2008，45（4）：676-681.

[11]李广阔，高海峰，白微微，等. 果麦间作麦田主要杂草种类及群落特征[J]. 新疆农业科学，2015，52（6）：1112-1118.

[12]李广阔，高海峰，白微微，等. 新疆核桃-小麦间作麦田杂草组成及群落特征[J]. 植物保护学报，2018，45（5）：1137-1144.

[13]李双建，王小武，付开赟，等. 新疆玉米田间杂草组成及群落结构分析[J]. 杂草学报，2019，37（4）：6-16.

[14]刘健华. 新疆稻田杂草群落及其生态防除[J]. 新疆农业科学，1981（2）：9-12.

[15]白微微，杨安沛，张航，等. 新疆荒漠绿洲区甜菜田杂草组成及群落特征[J]. 西北农业学报，2018，27（8）：1209-1215.

[16]李广阔，王剑，王锁牢，等. 新疆伊犁地区亚麻田杂草调查[J]. 中国麻业，2006，28（2）：91-93.

[17]马小艳，马艳，彭军，等. 我国棉田杂草研究现状与发展趋势[J]. 棉花学报，2010，22（4）：372-380.

[18]黄红娟，张朝贤，姜翠兰，等. 北疆棉田杂草多样性及群落组成[J]. 杂草学报，2020，38（1）：7-13.

[19]Heap I M. International survey of herbicide resistant weeds[EB/OL]. [2021-03-10]. http：//www.weedscience.org/summary/Species.aspx，2020-09-30.

[20]黃建中，孙丙耀，李扬汉. 氟乐灵抗药性杂草研究进展[J]. 杂草科学，1995 （1）：8-10.

[21]Morrison I N，Todd B G，Nawolsky K M. Confirmation of trifluralin-resistant green foxtail （Setaria viridis） in Manitoba[J]. Weed Technology，1989，3（4）：544-551.

[22]Gossett B J，Murdock E C，Toler J E. Resistance of palmer amaranth （Amaranthus palmeri） to dinitroaniline herbicides[J]. Weed Technology，1992，6（3）：587-591.

[23]王险峰，关成宏，辛明远. 我国长残效除草剂使用概况、问题及对策[J]. 农药，2003，42（11）：5-10.

[24]李香菊，杨殿贤，赵郁强，等. 除草剂对作物产生药害的原因及治理对策[J]. 农药科学与管理，2007，25（3）：39-44.

[25]崔华星，王宇，龙宣杞，等. 新疆列当种类、危害与防治现状[J]. 植物检疫，2020，34（3）：20-24.

[26]阴知勤. 新疆高等寄生植物——菟丝子Cuscuta L.[J]. 八一农学院学报，1986（1）：7-14.

[27]库尔班·尼扎米丁，玉山江·吐尼亚孜，马德英. 新疆苜蓿菟丝子综合治理技术体系[J]. 新疆农业科学，2006，43（3）：180-185.

[28]郭文超，张祥林，吴卫，等. 新疆农林外来入侵生物的发生现状、趋势及其研究进展[J]. 生物安全学报，2017，26（1）：1-11.

[29]宋珍珍，谭敦炎，周桂玲. 入侵植物刺苍耳在新疆的分布及其群落特征[J]. 西北植物学报，2012，32（7）：1448-1453.

[30]郭文超，吐尔逊，周桂玲，等. 新疆农林外来生物入侵现状、趋势及对策[J]. 新疆农业科学，2012，49（1）：86-100.

[31]董合干，周明冬，刘忠权，等. 豚草和三裂叶豚草在新疆伊犁河谷的入侵及扩散特征[J]. 干旱区资源与环境，2017，31（11）：175-180.

[32]劉万才，刘宇，龚一飞. 论重大有害生物数字化监测预警建设的长期任务[J]. 中国植保导刊，2011，31（1）：25-29.

[33]张学坤，惠慧，赵静，等. 新疆棉田田旋花对二甲戊灵的耐药性测定[J]. 农药，2017，56（7）：542-545.

[34]吴翠霞，刘伟堂，路兴涛，等. 河南省3种麦田阔叶杂草对苯磺隆的抗性[J]. 麦类作物学报，2016，36（9）：1264-1268.