我国芝麻田杂草防控现状及建议

刘新涛 赵辉 倪云霞 赵新贝 王婧 李永冬 刘红彦

摘要

本研究對我国主要芝麻产区杂草发生情况和防控现状进行了调查。结果显示，我国芝麻田杂草共计31科86种，使用的除草剂共15种，普遍存在阔叶杂草难防控等问题。芝麻田杂草防控难与科研基础薄弱和可用除草剂品种严重不足有关。针对上述情况，提出加大基础研究力度、重视除草剂筛选登记工作、加强抗除草剂育种、加速植保机械的研发及产业化、研究和推广注重芝麻田生态系统保护的标准化防控技术等建议。

关键词

芝麻; 杂草; 防控现状; 建议

中图分类号：

S 451

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2023208

Status and suggestions for weed control in sesame fields in China

LIU Xintao， ZHAO Hui， NI Yunxia， ZHAO Xinbei， WANG Jing， LI Yongdong， LIU Hongyan*

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

Pest Management on Crops in Southern Region of North China，Ministry of Agriculture and Rural

Affairs， Henan Key Laboratory of Crop Pest Control， Zhengzhou 450002， China）

Abstract

The occurrence and control status of weeds in sesame producing areas of China were investigated. The results revealed that there are 86 weed species across 31 families and 15 commonly used herbicides in sesame fields in China. Notably， controlling broadleaved weeds proved challenging. It is difficult to control weeds in sesame fields because of the weak research foundation and the scarcity of available herbicides. To address these issues， it is suggested to increase basic research， attach importance to herbicide screening and registration， strengthen herbicideresistant breeding， expedite research and development， and industrialization of plant protection machinery， and promote standardized prevention and control technologies focusing on safeguarding the sesame field ecosystem.

Key words

sesame; weed; control status; suggestion

芝麻是我国重要的特色油料作物，常年种植面积50万hm2［1］。河南省种植面积最大，超过全国种植面积的40%［2］，河南、湖北、安徽三省的种植面积超过全国种植面积的70%，江西、河北、山西、辽宁、湖南、广西等省（区）也有一定种植面积，其余地区种植面积很小［35］。芝麻生长期气温较高，杂草生长迅速，易对芝麻生产造成危害。本文以国家特色油料产业技术体系2009年－2022年的调查结果为基础，并结合相关文献报道，对我国主要芝麻产地杂草发生情况和防控现状进行了综述，为芝麻田杂草防控提供参考。

1 杂草种类及危害

国家特色油料产业技术体系成立以来，科研人员对河南、安徽、湖北、江西、河北、山西、辽宁、吉林等地区的芝麻产区杂草发生危害情况进行了调查，发现芝麻田杂草发生普遍。吴鹤敏等2009年对河南省舞阳县、临颍县、许昌县、 叶县4个示范县的芝麻田杂草发生情况进行了调查，发现的杂草种类共计9科15种［6］。阚跃峰等对河南省平舆、上蔡等几个示范县芝麻田的杂草发生情况进行了初步调查，发现杂草种类共计25科60余种［7］。孙会杰等2012年对辽宁省辽阳市、朝阳市、阜蒙县、康平县，吉林省通榆县、双辽市等地区的芝麻田杂草发生情况进行了调查，发现杂草种类共计12科16种［8］，总体上，对芝麻田杂草种类较为系统的调查较少。汇总特色油料产业技术体系岗位和综合试验站多年调查结果，发现我国芝麻田主要杂草共计31科86种（表1）。其中河南、安徽等黄淮流域主要杂草共计20科55种，常见的杂草种类有：牛筋草Eleusine indica、马唐Digitaria sanguinalis、狗尾草Setaria viridis、青葙Celosia argentea、铁苋菜Acalypha australis、苘麻Abutilon theophrasti、香附子Cyperus rotundus、自生小麦Triticum aestivum、刺儿菜Cirsium arvense var. integrifolium、反枝苋Amaranthus retroflexus、马齿苋Portulaca oleracea等;辽宁、山西等北方地区主要杂草共计19科45种，常见的杂草种类有：牛筋草、马唐、反枝苋、铁苋菜、蒺藜Tribulus terrestris、狗尾草、田旋花Convolvulus arvensis、马齿苋等;湖北、江西等南方地区主要杂草共计26科60种，常见的杂草种类有：藜Chenopodium album、青葙、铁苋菜、马齿苋、凹头苋Amaranthus blitum、龙葵Solanum nigrum、自生小麥、鸭跖草Commelina communis、牛筋草、喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides、半边莲Lobelia chinensis、马唐等。

我国是世界上最大的芝麻进口国，仅2016年便进口芝麻93.1万t［910］。进口芝麻满足了我国的需求，但夹杂了大量的杂草种子。例如，2003年－2004年上海口岸共发现进口芝麻含杂草种子61种［11］，2012年－2015年湖北口岸检出进口芝麻携带了90种杂草［12］。经对比发现，我国芝麻产地杂草与经两地口岸进口的芝麻中夹杂的杂草种类有很大不同，特别是检疫性杂草锯齿大戟Euphorbia serrata、飞机草Chromolaena odorata并未在芝麻产区发现，这与我国芝麻生产主要种植国内品种有关。

国家特色油料产业技术体系研究人员通过调查和试验发现，芝麻幼苗生长缓慢，在与杂草竞争过程中常处于劣势地位，杂草控制不当易造成草荒，对芝麻生产造成严重影响。在不防治杂草的情况下，芝麻产量损失率通常达30%～80%［1314］，杂草发生严重的地块造成绝收。

2 除草剂使用情况

使用化学除草剂是控制杂草的重要方法，也是芝麻田杂草防控亟待解决的瓶颈问题之一。多年来，科研工作者共测定了18种除草剂对芝麻田杂草的防控效果［1324］。芽前除草剂共10种，分别是甲草胺、异丙甲草胺、精异丙甲草胺、乙草胺、丁草胺、敌草胺、绿麦隆、草甘膦异丙胺盐、二甲戊灵和仲丁灵;茎叶处理除草剂共8种，分别是精喹禾灵、氟吡甲禾灵、高效氟吡甲禾灵、苯达松、烯草酮、烯禾啶、甲咪唑烟酸和氟磺胺草醚。总体来看，甲草胺、异丙甲草胺、精异丙甲草胺、乙草胺、敌草胺、精喹禾灵、高效氟吡甲禾灵效果相对较好，苯达松、二甲戊灵对芝麻生长有抑制作用，绿麦隆、仲丁灵、甲咪唑烟酸和氟磺胺草醚对芝麻药害严重。

上述研究开展的时间大多在2014年以前，2014年至2022年开展并发表的关于芝麻田除草剂应用的研究仅2项，且未涉及更多的除草剂品种。为掌握全国芝麻田除草剂的使用情况，国家特色油料产业技术体系研究人员对芝麻主产区使用的除草剂品种进行了长期调查和监测。发现近年来使用的除草剂品种有15种，分别是甲草胺、异丙甲草胺、精异丙甲草胺、乙草胺、烯草酮、喹禾灵、精喹禾灵、氟吡甲禾灵、高效氟吡甲禾灵、氟乐灵、氟磺胺草醚、二甲戊灵、噁草酸、草甘膦和百草枯。百草枯是剧毒农药，人中毒后治疗成功率低，死亡率高，原农业部、工信部、国家质检总局早在2012年便发布第1574号公告，限制百草枯的生产和销售。但直至2019年，少量芝麻产区农户仍在使用。国家特色油料产业技术体系对此高度重视，对农民进行了广泛培训，从2020年开始，芝麻产区未再发现使用百草枯。

3 杂草防控的突出问题

3.1 对芝麻田杂草相关领域缺乏关注、研究基础薄弱

芝麻属于特色油料作物，种植面积仅50万hm2，种植面积小制约了研究热情，以至于科研产出不足。1980年－2009年国内芝麻田杂草相关论文仅12篇［25］。此阶段前期芝麻科研处于起步阶段，之后科研立项偏向大作物;对中国知网2010年－2016年收录文章进行统计（表2），发现芝麻田杂草相关研究文献数量为12篇。研究文献增多与国家芝麻产业技术体系（2017年改为国家特色油料产业技术体系）成立并运行有关，其中9篇文章的发表得到体系资助。2017年－2022年，中国知网收录关于芝麻田杂草相关研究文献数量仅2篇。此阶段缺乏产出，系对杂草研究的重视程度不够所致。总体来看，对芝麻田杂草相关领域缺乏关注、基础研究过于薄弱。

3.2 可用除草剂产品匮乏

芝麻田除草剂登记的数量很少，与很多作物差距明显［2628］。对中国农药信息网数据进行统计表明，至2022年4月6日，已登记的可用于芝麻田的除草剂仅精喹禾灵和精异丙甲草胺2种有效成分的6个产品;其他油料作物大豆、花生和油菜已登记的可用除草剂分别有99种有效成分的1 331个产品，49种有效成分的333个产品和45种有效成分的377个产品;大田作物小麦、玉米和水稻已登记的可用除草剂分别有172种有效成分的1 396个产品、188种有效成分的1 979个产品和295种有效成分的2 646个产品。可见芝麻田除草剂严重匮乏，除了制约杂草的有效防控，也容易引发杂草对除草剂的抗性问题。

3.3 芝麻对绝大多数防阔叶杂草除草剂极为敏感

芝麻种子小，苗期生长缓慢，在和杂草争夺生存空间的过程中经常处于劣势。例如，在最常见的“小麦芝麻”“油菜芝麻”耕作模式下，自生小麦苗和自生油菜苗会对芝麻形成毁灭性的压制。除此之外，芝麻对绝大多数防阔叶杂草除草剂极为敏感，极易造成药害。例如：由于没有理想的防阔叶杂草除草剂，除草剂选用缺乏科学依据，因施用不当造成的芝麻药害问题时有发生。国家特色油料产业技术体系的相关研究表明，玉米田除草劑烟嘧·莠去津常规用量稀释5倍之后，仍然可对芝麻生长产生毁灭性的影响，减量施用也难以消除药害。而且，在和玉米田相邻的芝麻田块中，即使没有施用除草剂，也会因为玉米田施用除草剂而产生漂移药害问题。芝麻苗期竞争力弱、对防阔叶除草剂敏感是芝麻田杂草防控困难的重要原因。

4 芝麻田杂草防控建议

4.1 全方位加强基础理论研究，为杂草防控技术研发提供有力支撑

由于长期对芝麻田杂草相关领域关注不足，研究文献匮乏、研究基础非常薄弱，限制了杂草防控应用技术的研究和集成，需要开展大量工作才能有所改善。杂草防控是综合性很强的系统性工作，需要基于芝麻作物特点开展研究，掌握杂草种类和群落组成及演变、栽培方式、经济阈值等各种因素对杂草防控的影响，解析芝麻对防阔叶杂草除草剂的敏感机制，才能做到有的放矢、因地制宜，开发出芝麻田除草剂新产品，研究出适合我国芝麻生产特点、科学高效的杂草防控技术。杂草群落、除草剂研发、抗除草剂基因、杂草抗性、化感作用、生物除草等领域都需要深入细致地研究。

4.2 加大除草剂筛选、研发和登记力度

由于缺乏专用除草剂，阔叶杂草成为芝麻田杂草防控的难点。贸然使用其他作物田除草剂极易产生药害。多年来，国家特色油料产业技术体系对18种除草剂进行了筛选，未得到防控阔叶杂草的理想除草剂，但参与筛选的除草剂数量少，仅为水稻田除草剂登记数量的6.1%，与其他作物差距亦非常明显。增加筛选量有望发现理想的防阔叶杂草除草剂。同时，针对芝麻的生长发育特性，需要加强研发适合芝麻田使用的除草剂新品种，这是解决除草剂匮乏的有效手段。在确保芝麻安全生产的前提下，仍然需要重视除草剂登记工作，以符合除草剂监管要求。简化登记流程，节约登记成本，鼓励企业在芝麻上登记除草剂产品，尽快破解可用除草剂不足的尴尬局面［29］。

4.3 加强抗除草剂芝麻育种

我国已登记的除草剂种类丰富、产品众多，基本能够满足主粮作物田的需求［30］。芝麻是除草剂敏感作物，易发生除草剂药害，绝大多数防阔叶杂草的除草剂不能在芝麻田使用。加强抗除草剂育种是降低芝麻对除草剂的敏感性、利用化学防治方法防控杂草的重要基础。一方面通过采用常规方法进行芝麻种质资源评价，诱变、筛选抗性种质，利用抗除草剂种质资源育种，获得抗除草剂的芝麻新品种，另一方面加强芝麻抗除草剂基因挖掘，利用转基因技术和基因编辑技术加快芝麻抗除草剂新品种选育效率，提高芝麻田杂草防控效果。在芝麻转基因研究中，可将具有抗除草剂特性的bar、epsps等基因导入芝麻，但要关注食品安全和生态安全方面的问题。基因编辑技术可利用CRISPR/Cas 系统获得除草剂抗性种质资源，目前该技术没有明确的监管标准［3132］，但有必要加强研究。随着CRISPR/Cas技术的完善，基因编辑技术可能会被人们接受并具有广阔的应用前景。

4.4 加速植保机械的研发和应用，用人工智能和除草机器人等新兴科技为杂草防控赋能

我国农业技术进步总体上偏向节约劳动力的机械型技术进步模式［3334］，这与农村劳动力减少、老龄化和女性化密不可分。为适应这一趋势，以机器代替人力开展杂草防控是必然选择，非智能植保机械、人工智能和除草机器人的研制开发将大有可为［3536］。无人机的广泛应用，图像识别技术对作物行识别和杂草识别准确率的显著提升，各种类型除草机器人的出现，遥感及卫星导航系统的使用等［37］，为化学除草和非化学除草提供了更多可能。在新的国际背景下，自主可控和创新越来越重要，农业机械、智能传感器、物联网和人工智能等的研发和集成将面临前所未有的机会。结合适合机械生产的芝麻品种和栽培方式，改进现有的植保机械，研发精准的杂草识别技术、精准的施药技术、智能化的除草机械，以经济阈值为判断标准和重视农田生态的杂草防控理念为指导，将会把包含芝麻田在内的所有农田杂草防控推向新的高度。同时，化学除草剂的使用量将大幅降低，使用效率将显著提高。芝麻田可用除草剂不足和阔叶杂草难以防除等问题也将得到根本性的解决。

4.5 研究并推广芝麻田生态系统保护的标准化杂草防控技术

4.5.1 重视经济阈值，适当降低杂草防控要求

杂草作为农田生态中重要的一环，对芝麻生长并非纯有害而无益。杂草既可以增加土壤有机质含量，也可能成为天敌的栖息场所等［3840］。过度使用化学除草剂防控杂草，既容易产生农药残留，也有增加杂草抗药性的风险，建议针对芝麻不同生育期的杂草发生情况，重视经济阈值，研究数学模型，制定不同的防控方案，允许少量杂草生长，以最小的投入达到最大的经济效益才是杂草防控良策［4142］。芝麻苗期生长缓慢，封垄前杂草对芝麻危害较大，杂草防控的经济阈值应作为研究重点;封垄后，芝麻的生长已能够压制大多数杂草，但苘麻、青葙等高秆杂草对芝麻的危害不能忽略，经济阈值仍然具有研究价值。

4.5.2 依据草情适时深翻

免耕能保持土壤水分，提升土壤质量，提高作物的产量和品质，节约人力物力和能源投入，生态效益非常突出［43］。因而，免耕技术在实际生产中得到了较为普遍的应用。但大量研究表明，免耕明显提高了杂草种子的数量，使土壤表层杂草种子比例提高，同时有利于病虫害的发生［4445］。深翻则不同。深翻可以将浅层草种翻入深层土壤中，同时切断部分多年生杂草根茎并带到土壤表层使其遭受暴晒死亡，可明显降低农田杂草的生物量［46］。王新媛等的试验表明，土壤深翻25 cm对多花黑麦草Lolium multiflorum防效达47.0%，能降低除草剂施用量［47］。边文波等的试验表明，牛筋草、马唐、反枝苋、马齿苋、铁苋菜等农田杂草种子土层深度超过6 cm不发芽，深翻可以达到防治杂草的目的［48］。因此，深翻也是一种有效且可行的杂草防控技术，值得推广应用。

4.5.3 研究并推广标准化杂草防控技术

芝麻种植规模小，种植地比较分散，杂草防控较为随意，导致杂草防控效果差，药害时有发生。在依据不同耕作类型、重视新技术应用、保护芝麻田生态系统的前提下，研究并推廣芝麻田杂草标准化防控技术，有利于提高芝麻田杂草防控水平，实现芝麻高产、优质。

在标准制定和实际生产过程中，建议对芝麻种子进行筛选纯化，清除可能夹带的杂草种子后再进行播种。杂草防控需重视经济阈值，对牛筋草、马唐、反枝苋、马齿苋、铁苋菜等泛滥的田块，提倡深翻，对杂草不严重的田块，可采用免耕的耕作方式。加大选育适合机械除草和施药的矮秆、闭蒴新品种，研究适合机械除草和施药的栽培方式，制定并推广采用机械除草和施药的生产标准，减少除草剂的施用量，提高施药效率，降低人力投入成本，适应芝麻机械化生产的发展趋势。在除草剂使用方面，制定细致的操作流程和标准，并对农民进行经常性的技术培训，才能达到良好的规范效果。

目前，芝麻田除草相关标准不完善，生产上已登记的除草剂品种很少，除草剂使用不符合《农药管理条例》相关规定等的问题比较突出［26］。加大除草剂筛选和登记的力度，对相关标准进行修订、完善十分必要。

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