新疆伊犁河谷豚草和三裂叶豚草化学防控药剂筛选

夏新月 王寒月 刘 彤* 赵文轩 刘雪莲 董合干

（1 石河子大学生命科学学院 新疆 石河子 832003； 2 伊犁州农村能源环境工作站 新疆 伊宁 835000）

豚草(Ambrosia artemisiifolia L.)和三裂叶豚草(Ambrosia trifida L.)均是世界公认的重要恶性入侵杂草，目前在中国广泛分布于东北、华北、华中和华东等地区近23 个省(市、自治区)[1~2]，发生面积达0.0247 亿hm2[3]。豚草和三裂叶豚草均为1 年生植物，其花粉产量庞大，单株种子产量高，可达2 000 ~62 000 粒[4~5]，种子在土壤中可维持4 ~ 5 年生命[6]，一般的防治办法难以奏效。2 种入侵植物威胁农牧业生产，造成巨大的经济损失[7]，据统计，豚草属植物在欧洲对农业产量和人类健康的危害每年高达62 亿欧元[8]。

伊犁河谷地处祖国西北边陲，处于一带一路要道，战略地位十分重要。研究发现，豚草和三裂叶豚草于2010 年入侵新疆伊犁新源县，自2014 年起在伊犁河谷地区呈现快速扩张趋势，截至2016 年，分布面积分别达到1 015 hm2、215 hm2，是入侵当年的52倍、38 倍[9]。2 种入侵物种已经严重危害伊犁农牧业经济，对我国一带一路战略实施产生严重威胁，防控技术研究非常紧迫，而快速有效的化学防治则成为首选防控手段。但频繁使用化学药剂不仅会产生抗药性[10]，还会对农作物、当地物种造成伤害[11~12]，引起不同程度的水土污染等环境问题，从而影响人体健康。目前杂草化学防控研究主要关注灭生性除草剂[13]，此类药剂一般成本较高，如24%乳氟禾草灵成本为270 元/hm2，38%莠去津165 元/hm2[14]。在新源县普遍使用的迈士通药剂，价格约为375 元/hm2。如果在入侵地大面积推广应用，将会产生巨大防控成本。因此，研究出高效、低成本、环境友好型的化学防控方法极其重要。

本研究对比了7 种除草剂对新疆伊犁河谷豚草和三裂叶豚草的防治效果，以期在低成本、对环境友好的同时，筛选出高效除草剂的种类和最佳浓度，为丰富豚草和三裂叶豚草的化学防控技术提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况。试验样地位于新疆维吾尔自治区伊犁州新源县，东经82°28′ ~ 84°56′，北纬43°03′~43°40′，属北温带大陆性半干旱气候区，年平均气温6.0 ℃~9.3 ℃，年平均降水量476 mm。

1.2 供试材料

1.2.1 供试药剂。分别为41%草甘膦异丙胺盐水剂(草甘膦，山东百事威农药有限公司)；20%氯氟吡氧乙酸异辛酯乳油(使它隆，山东胜邦绿野化学有限公司)；24%乙氧氟草醚水剂(果尔，一帆生物科技集团有限公司)；48%灭草松水剂(排草丹，河南瀚斯作物保护有限公司)；56% 二甲四氯钠可湿性粉剂(二甲四氯钠，安徽兴隆化工有限公司)；10%草铵膦水剂(草铵膦，山东圣鹏科技股份有限公司)；21%氯胺吡啶酸水剂(迈士通，美国陶氏益农公司)。

1.2.2 防治对象。供试豚草和三裂叶豚草分别为入侵伊犁新源县阿勒马勒镇前进牧场和土尔根乡杏花沟的自然生长的杂草，选取长势密度较一致的区域，周围当地物种见表1。

表1 豚草和三裂叶豚草入侵地伴生物种明细

1.2.3 施药器。背负式手动喷雾器。

1.3 试验方法。8 月5 日，在豚草和三裂叶豚草的花现蕾期，分别用7 种药剂各5 个浓度(见表2)，对豚草和三裂叶豚草进行茎叶喷雾处理，喷液量30 L/hm2，同时设置清水对照。每个物种36 个处理，每个处理4次重复，每个小区面积30 m2(5 m×6 m)，每物种144个小区，所有小区为随机区组排列。

表2 7 种药剂处理浓度及用量成本

1.4 调查方法。每个小区选择豚草或三裂叶豚草长势和密度较一致的区域，随机选择5 个1 m2的样点进行抽样调查。施药前调查豚草、三裂叶豚草以及当地植物的数量，施药后调查它们的中毒症状，调查药后30 d

的豚草和三裂叶豚草以及当地植物物种的残存株数，计算株防效。药后60 d，按单位面积(每处理随机取5个1 m ×1 m 样点)统计豚草和三裂叶豚草的种子产量。

1.5 数据分析方法。本试验用株防效分析定量药剂对豚草和三裂叶豚草植株死亡率的影响，计算公式[16]为：用结实率分析定量药剂对豚草和三裂叶豚草种子产量的影响，计算公式将浓度作为变量进行单因素方差分析，同种药剂内不同浓度间差异显著性用Duncan 多重比较检验，置信区间95%。数据采用SPSS 19.0 和ExceL2019 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 药剂处理对三裂叶豚草种子结实的影响。本组数据以清水对照组结实率为100%，高于100%说明药剂促进结实，低于100%说明药剂有抑制结实作用。经7种药剂处理三裂叶豚草结实率数据得出，草甘膦、草铵膦、灭草松和乙氧氟草醚在浓度1 促进结实，浓度2 至浓度5 抑制结实(图1)。草甘膦、草铵膦和氯氟吡氧乙酸3 种药剂施用效果好，其中草铵膦浓度3 至浓度5(360 g/hm2、585 g/hm2、900 g/hm2)、草甘膦浓度3至浓度5(230.625 g/hm2、461.25 g/hm2、922.5 g/hm2)和氯氟吡氧乙酸浓度3 至浓度5(30.6 g/hm2、45 g/hm2、90 g/hm2)，各浓度间差异均不显著(P ＞0.05)，结实率均低于20%，即可高效抑制豚草结实量，减少地下种子库输入，最终耗尽种子库[17]，达到防控目的。迈士通浓度3 至浓度5(118.125 g/hm2、141.75 g/hm2、236.25 g/hm2)作用下，结实率均低于60%。

图1 不同药剂对三裂叶豚草的结实率影响

图2 不同药剂对三裂叶豚草的株防效

2.2 药剂处理对三裂叶豚草植株生长的影响。7 种药剂处理三裂叶豚草株防效数据表明，各除草剂对三裂叶豚草植株防治效果随浓度增加而提高(图2)。草甘膦、草铵膦和迈士通对三裂叶豚草致死效果较好，致死率全部高达80%以上。其中草铵膦浓度2 至浓度5(225 g/hm2、360 g/hm2、585 g/hm2、900 g/hm2)，草甘膦浓度3 至浓度5(230.625 g/hm2、461.25 g/hm2、922.5 g/hm2)，迈士通浓度3 至浓度5(118.125 g/hm2、141.75 g/hm2、236.25 g/hm2)，各浓度间差异不显著(p＞0.05)，致死率均达100%。其它药剂在试验剂量下对豚草的致死率均低于40%。二甲四氯钠、灭草松对豚草株防效不理想，在各浓度下均低于10%。

2.3 药剂处理对豚草种子结实的影响。本组数据以对照组结实率为100%为标准，由数据结果可知，二甲四氯钠、草甘膦、草铵膦、氯氟吡氧乙酸和乙氧氟草醚都在低浓度促进豚草结实、高浓度下抑制结实。草甘膦浓度3 至浓度5(230.625 g/hm2、461.25 g/hm2、922.5 g/hm2)，草铵膦浓度3 至浓度5(360 g/hm2、585 g/hm2、900 g/hm2)，浓度间差异均不显著(p＞0.05)，结实率均低于10%；灭草松浓度3 至浓度5(648 g/hm2、972 g/hm2、1 296 g/hm2)，浓度间差异均不显著(p＞0.05)，结实率低于60%；氯氟吡氧乙酸浓度2 至浓度5(21.6 g/hm2、30.6 g/hm2、45 g/hm2、90 g/hm2)下抑制结实效果好，结实率低于20%。

图3 不同药剂对豚草的结实率影响

2.4 药剂处理对豚草植株生长的影响。结果表明，在供试的7 种药剂中，草甘膦、草铵膦、迈士通和氯氟吡氧乙酸4 种药剂对豚草有较好的致死效果(图4)。各除草剂对豚草植株防治效果随浓度增加而提高，其中草铵膦浓度2 至浓度5(225 g/hm2、360 g/hm2、585 g/hm2、900 g/hm2)和草甘膦浓度2 至浓度5(230.625 g/hm2、461.25 g/hm2、922.5 g/hm2)，各 浓 度间差异不显著(p＞0.05)，致死率均为100%；迈士通浓度3 至浓度5(118.125g/hm2、141.75g/hm2、236.25g/hm2)致死率达80%以上；氯氟吡氧乙酸浓度4 和浓度5(45 g/hm2、90 g/hm2)对豚草的致死率达75%以上；其它药剂在试验剂量下致死率均低于30%。

图4 不同药剂对豚草的株防效

2.5 药剂处理对当地物种的株防效。数据表明：除乙氧氟草醚外，各除草剂对当地伴生物种的死亡株数随浓度增加而提高(图5)。草甘膦和草铵膦对当地物种植株存活影响大，2 种药剂浓度2 至浓度5 处理下致死率达100%，防效差异不显著(P ＞0.05)，其次是二甲四氯钠和乙氧氟草醚；其余5 种药剂对当地伴生物种杀伤力较小，致死率均低于30%。草甘膦和草铵膦对禾本科、菊科和桑科植株株防效高达90%以上(表3)。伴生物种中桑科植株对乙氧氟草醚和二甲四氯钠以及迈士通高浓度敏感，株防效较高。

表3 药剂对不同科伴生物种的株防效

图5 不同药剂对当地物种的株防效

3 结论与讨论

3.1 7 种药剂对豚草和三裂叶豚草作用差异大。7 种药剂(二甲四氯钠、灭草松、草甘膦、草铵膦、氯氟吡氧乙酸、迈士通和乙氧氟草醚)均能抑制豚草和三裂叶豚草种子和植株生长，但根据药效不同，本研究共筛选出3 种药剂：草甘膦、草铵膦、氯氟吡氧乙酸。360 g/hm2草铵膦对豚草和三裂叶豚草结实抑制率均低于20%，对豚草和三裂叶豚草植株致死率均达100%。氯氟吡氧乙酸45 g/hm2浓度下豚草和三裂叶豚草结实率均低于20%，豚草死亡率高于70%，三裂叶豚草死亡率低于20%。施用230.625 g/hm2草甘膦，豚草和三裂叶豚草植株死亡率为100%，对豚草和三裂叶豚草种子结实抑制率均低于20%。此外药剂试验表明：118.125 g/hm2迈士通可有效降低豚草和三裂叶豚草株防效、抑制种子产量，豚草和三裂叶豚草结实率均低于60%，豚草死亡率高于70%，三裂叶豚草死亡率为100%。

3.2 7 种药剂对当地伴生物种影响不同。230.625 g/hm2草甘膦、360 g/hm2草铵膦对当地种杀伤力大，致死率达100%，适用于豚草和三裂叶豚草种群较大、植株密集的入侵区域使用，在此处当地伴生物种少或者没有。118.125 g/hm2迈士通和45 g/hm2氯氟吡氧乙酸对当地物种影响小，对当地伴生物种致死率分别为4.07%和1.57%，可用于草场或农田旁等有重要当地物种区域。

3.3 7 种药剂防控成本差异悬殊。灭草松和迈士通相较其余5 种药剂价格偏高，灭草松最高浓度(1 296 g/hm2)下成本为101.04 元/hm2，迈士通最高浓度下(236.25 g/hm2)成本为118.13 元/hm2。本研究筛选出的药剂草甘膦(13.84 元/hm2)和草铵膦(1.76 元/hm2)对豚草和三裂叶豚草杀伤力强，对伴生物种有较强影响；氯氟吡氧乙酸异辛酯(7.11 元/hm2)对当地种的杀伤力小，伴生种死亡率较低。迈士通(59.06 元/hm2)作用于豚草和三裂叶豚草，伴生物种死亡率最低，对环境友好；在成本层面，草甘膦异丙胺盐、草铵膦和氯氟吡氧乙酸异辛酯可在一定生境下替代迈士通。

4 结论

综合以上研究，豚草对氯氟吡氧乙酸(45 g/hm2)、草甘膦(230.625 g/hm2)、草铵膦(360 g/hm2)敏感，株防效均高于75%；三裂叶豚草对草甘膦、草铵膦、迈士通敏感，株防效均达90%以上。即化学防控可使用低成本的草甘膦、草铵膦和氯氟吡氧乙酸，其中氯氟吡氧乙酸对伴生物种副作用小。此研究有助于伊犁河谷豚草和三裂叶豚草的技术防控，可在伊犁河谷大面积推广试用。