植物源壬酸水劑對三裂葉豚草的防除效果

張小利 崔建臣 姚丹丹 段永恒 楊得草 胡冬雪 丁建云

摘要 三裂葉豚草是危害生態環境和人類健康的惡性雜草。本研究探索了植物源壬酸水劑對野外自然生長的三裂葉豚草的防治效果，分別于6月下旬和8月上旬兩個時期，利用5%和10%兩個濃度的壬酸水劑對三裂葉豚草進行莖葉噴霧處理。結果表明，北京地區8月上旬為三裂葉豚草現蕾期，此時施藥不再有新出苗的植株結籽，為防除三裂葉豚草的最適時期。采用10%壬酸水劑，有效成分用量8 000 g/667 m2，噴液量80 L/667 m2進行噴霧防治，7 d和28 d的株防效分別達到94.9%和91.2%，結籽三裂葉豚草僅4.6株/m2，比對照減少了93.11%，單株種子數量為261.78粒，比對照減少了83.73%，產生的種子少，防效較好。

關鍵詞 植物源水劑； 壬酸； 三裂葉豚草； 防效評價

中圖分類號： S 451.2

文獻標識碼： B

DOI： 10.16688/j.zwbh.2017181

Abstract Ambrosia trifida is one of the worst malignant weed which hazards the ecological environment and human health. Botanical pelargonic acid was used in our study to explore the control effect on A.trifida naturally growing in the field. 5% and 10% pelargonic acid aqua were sprayed on A.trifida in late June and early August， respectively. The result indicated that the optimum control time of A.trifida was early August in Beijing district when A.trifida was in the budding period and new seedling A.trifida did not set seed. Treated with pelargonic acid 10% AS at the active ingredient contents of 8 000 g/667 m2 in early August， the plant number of A.trifida was reduced by 94.9% after 7 d and 91.2% after 28 d with the spray volume of 80 L/667 m2， respectively. Only 4.6 plants per square meter produced seed， which was reduced by 93.11% in comparison to the control. The number of seed per plant was 261.78， which was reduced by 83.73% in comparison to the control. All the results suggested that treatment by pelargonic acid 10% AS could reduce the amount of weed seeds and had good control effect on A.trifida.

Key words botanical agent； pelargonic acid； Ambrosia trifida； effect assessment

三裂葉豚草Ambrosia trifida L.是菊科豚草屬的一種外來入侵雜草，原產北美洲，現已傳播到世界上很多地區。近年來，三裂葉豚草在我國的遼寧、河北、北京、新疆、山東、江蘇、浙江、湖北、江西、廣東等20多個省（市、自治區）先后報道發生[15]。由于其具有適應性和繁殖能力強、擴散快等特點，很快成為入侵地區的優勢種群，對當地的生態環境造成嚴重破壞；侵入農田和果園的三裂葉豚草與農作物爭肥爭水，給農業生產安全帶來了很大的危害；另外，三裂葉豚草的花粉會引起人類的過敏反應，秋季空氣中飄散的大量花粉，威脅著人們的身體健康[67]。

1987年北京市首次報道發現三裂葉豚草，發生面積2.8 hm2。2004年普查發現豚草在北京市海淀、順義、昌平、門頭溝、密云、房山和懷柔七個區縣均有分布，發生面積超過2 000 hm2，其中普通豚草A.artemisiifolia Linn.400 hm2，三裂葉豚草1 600 hm2左右。近年來北京市通過開展豚草專項防控，發生范圍基本控制在門頭溝、密云、房山和懷柔四個區縣，面積1 400 hm2左右，其中普通豚草130 hm2，三裂葉豚草1 300 hm2（北京市植物保護站2015年數據）。但河流改造、園林綠化、公路擴建等基礎建設，以及種子調運等因素加大了豚草擴散蔓延風險，因此豚草的普查和防控是其入侵地區長期面對的難題。

三裂葉豚草是豚草屬中進化最高、分布最廣、危害最大的種類，因此其防控難度更大。北京市三裂葉豚草面積和危害較大。為控制三裂葉豚草的蔓延，國內外報道了很多防控方法，主要包括人工拔除、化學防除和生物控制。其中化學農藥的防除見效快、成本低，但引起的環境生態問題突出，近年來一些毒性低、殘留少的新型植物源除草劑的開發和應用，為豚草的綠色防除提供了新的思路。壬酸（pelargonic acid）是廣泛存在于動物和植物中的一種脂肪酸，具有除草、殺蟲和殺菌活性，并且廣譜、低毒、低殘留，已有報道壬酸對禾本科和闊葉雜草的防效較好[89]，尚未有報道壬酸用于野外三裂葉豚草的防除效果研究。本研究旨在明確北京地區防除野外生長的三裂葉豚草的最適時期，以及篩選出壬酸防除三裂葉豚草的最適濃度和劑量，為三裂葉豚草的防控提供指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試藥劑為80%壬酸水劑，提取自山竹葵，低毒，由北京綠潤浩泰科技有限公司提供。供試三裂葉豚草為房山云居寺野外自然生長的雜草；施藥器械為手拉式電動噴霧器（WS-25DA）。

1.2 試驗方法

6月24日和8月7日分別用5%壬酸水劑有效成分用量4 000 g/667 m2（制劑用量5 L/667 m2）和10%壬酸水劑有效成分用量8 000 g/667 m2（制劑用量10 L/667 m2）對三裂葉豚草進行莖葉噴霧處理，噴液量為80 L/667 m2，并設清水對照。試驗共5個處理，每個處理5次重復（小區），每個小區面積為24 m2（3 m×8 m），共25個小區。所有小區處理為隨機區組排列。

1.3 調查方法

每個小區選擇三裂葉豚草長勢和密度較一致的區域，劃定1 m2為調查區域。施藥前調查三裂葉豚草的密度，并測量所有植株株高。施藥后觀察三裂葉豚草中毒癥狀，調查藥后7 d和28 d殘存三裂葉豚草株數，計算株防效。10月21日調查處理地塊殘存三裂葉豚草株數，按單株收集殘存植株的種子，統計單株種子數量和種子千粒重。

株防效=死亡豚草株數施藥前豚草株數×100%。

1.4 數據分析方法

數據采用SPSS 19.0統計軟件ANOVA進行分析，差異顯著時用Duncan 法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 三裂葉豚草的生長情況

試驗點位于北京市房山區山谷之中，河流沿岸。試驗點三裂葉豚草生長茂盛并形成單一的優勢群落。6月24日，三裂葉豚草處于苗期，平均株高39.80 cm，密度57.6株/m2。8月7日，三裂葉豚草處于現蕾期，平均株高147.23 cm，密度50.6株/m2。

2.2 壬酸對三裂葉豚草植株的影響

施用不同濃度的壬酸后三裂葉豚草葉片很快開始失綠，出現萎蔫癥狀，施藥7 d后葉片基本干枯，莖稈上有大量黑色枯斑，大量植株死亡，藥后28 d部分三裂葉豚草長出新的側枝。結果（表1）表明，于6月份豚草植株高度40 cm左右時施藥，藥后7 d，5%和10%壬酸水劑的株防效相當，分別為77.5%和77.6%；藥后28 d兩個濃度的株防效差異不顯著，但比7 d株防效均有提高，分別提高21.7%和14.0%；8月份豚草植株高度近150 cm時施藥，藥后7 d和28 d，10%壬酸水劑的株防效明顯好于5%壬酸水劑，株防效增加40%左右，差異顯著；施用5%壬酸水劑，隨著植株高度的增加，株防效下降，6月施藥與8月施藥相比，7 d和28 d株防效分別減少了16.0%和32.1%；施用10%壬酸水劑，隨著植株高度的增加，6月施藥與8月施藥相比，株防效稍有增加但差異不顯著。

總體上，當6月份豚草高度在40 cm左右時，株防效在77.5%～94.3%，5%和10%壬酸水劑的株防效差異不顯著；8月份北京地區進入雨季，豚草植株迅速長高，株高達150 cm左右，10%壬酸水劑的株防效較好，達到90%以上，與5%壬酸水劑差異顯著。

2.3 壬酸對三裂葉豚草結籽的影響

6月份施藥時，三裂葉豚草植株高度40 cm左右，藥后部分殘存三裂葉豚草長出新的側枝，8月份以后陸續有新的三裂葉豚草出苗，10月份大量豚草結籽，5%和10%壬酸水劑處理的地塊分別有53.0和42.8株/m2產生種子，比對照減少了20.65%和35.93%；單株種子數量分別為1 567.40粒和1 048.80粒，比對照減少了2.61%和34.83%；種子千粒重分別比對照增加了14.93%和3.03%。

8月份施藥時，三裂葉豚草植株高度150 cm左右，藥后僅有少量殘存三裂葉豚草長出新的側枝并結籽。5%和10%壬酸水劑處理的地塊分別有16.8和4.6株/m2產生種子，比對照減少了74.85%和93.11%；單株種子數量分別為237.36和261.78粒/株，比對照減少了85.25%和83.73%；種子千粒重與對照相當。10%壬酸水劑處理的地塊單株種子數量比5%壬酸水劑的多24.42粒，結籽的植株數量比5%壬酸水劑的少12.2株/m2，每平方米種子的總量比5%壬酸水劑少2 783.46粒。

6月份施藥，藥后由于雨季的到來，施藥地塊大量新的三裂葉豚草植株出苗，加上殘存的少量三裂葉豚草植株長出側枝，使得施藥地塊的豚草密度達到42.8～53.0株/m2，而每株產生上千粒種子，每平方米可產生4萬～8萬粒種子；而8月份施藥，藥后僅有少量殘存的三裂葉豚草產生的側枝結籽（4.6～16.8株/m2），沒有新出苗的植株結籽，每株產生200多粒種子，每平方米產生0.12～0.4萬粒種子，三裂葉豚草密度和種子量大大降低。

總體上，當6月份豚草高度在40 cm左右時施藥，5%和10%壬酸水劑施藥地塊都產生了大量種子；當8月份豚草高度在150 cm左右時施藥，施藥地塊的殘存植株比對照每平方米減少了74.85%～93.11%，產生的種子數量較少，因此8月份施藥的防效較好。另外，8月份施藥后，10%壬酸水劑處理地塊的結籽量比5%壬酸水劑處理地塊減少了2 783.46粒/m2。種子數量的多少對于一年生的三裂葉豚草防控非常重要，因此北京地區在7月下旬到8月上旬，采用濃度10%壬酸水劑的防控效果較好。

3 結論與討論

國內外很多研究表明壬酸作為一種植物源化合物，在除草[89]、疏花疏果[11]等領域具有開發應用價值。本研究結果表明：北京地區7月下旬至8月上旬，在三裂葉豚草不再陸續出苗，花粉未大量飄散之前為防除三裂葉豚草的最適時期；采用10%壬酸水劑，有效成分用量8 000 g/667 m2（制劑用量10 L/667 m2），噴液量80 L/667 m2對三裂葉豚草進行莖葉噴霧處理， 株防效達到90%以上，能結籽的植株較少，僅4.6株/m2，產生的種子少，單株種子數量為261.78粒，防除效果好。本研究結果為野外三裂葉豚草的防控提供了參考依據。

壬酸是廣泛存在于動植物體內的脂肪酸，在植物中多以酯的形態存在于精油中，極少數以游離態形式存在，微毒，在水和土壤中易降解且殘留時間短，對環境友好[8]，被認為是值得研究開發的新型生物源農藥。近年來壬酸的除草作用引起了人們的關注，其具有廣譜、速效、觸殺和非選擇性的作用特點，可有效防除各種闊葉雜草和禾本科雜草，陸續有文獻報道了其除草活性、殺草譜、作用機制和應用效果[910]。劉婕等研究了壬酸制劑對非耕地雜草的防除效果，結果表明30%壬酸水乳劑有效成分用量25～40 kg/hm2對非耕地一年生禾本科、闊葉類以及其他類雜草的田間防除效果良好，除草速度、殺草譜和防效相當于20%百草枯水劑處理，處理7 d后對一年生雜草防效可達85%以上，隨著試劑有效成分含量的增加，對各類雜草的防效也明顯提升，對環境無明顯不良影響[10]。Fallahi發現壬酸用作蘋果和桃的疏花疏果劑，對蘋果和桃的果實都沒有造成藥害[12]。Lederer等發現壬酸的除草作用是通過穿透植物的細胞膜，引起光觸發的過氧化反應破壞葉綠體，造成葉片的失水褪綠，并且對環境影響小[11]。錢振官等的研究表明，30%壬酸水乳劑有效成分用量11～23 kg/hm2對23種雜草均有良好的防除效果，對闊葉雜草的防效優于禾本科雜草，藥后2 h，雜草葉片開始失綠萎蔫；藥后24 h，對部分雜草的防效可達90%～100%；藥后7 d，禾本科雜草開始長出新的心葉，多年生植物也開始長出新芽，根據這一特性，壬酸可以作為滅生性除草劑在栽前滅茬和果林、非耕地等處應用[9]。壬酸與桉葉油按照質量比1∶10～10∶1進行配比，再加入助劑復配成乳油、微乳劑和水乳劑，對禾本科和闊葉雜草有較好的田間防除效果[13]。本研究發現10%壬酸水劑有效成分用量8 000 g/667 m2（制劑用量10 L/667 m2）對三裂葉豚草的防除效果好，并未發現壬酸施藥地塊周邊的植物有不良反應。

北京地區三裂葉豚草4月底5月初開始出苗，一直到10月中旬結籽，生長周期長達5～6個月。5-6月份苗期防除用藥少、成本低，但是后期雨季來臨，會有大量新的植株出苗，到10月份形成大量種子；而8月上旬以后，三裂葉豚草進入花期，大量花粉飄散對過敏人群的健康帶來危害；8月下旬以后三裂葉豚草產生的種子散落到地里，為今后的防除工作帶來困難。對于三裂葉豚草這種一年生雜草，防除的原則是最小成本、最大限度地減少當年植株的結籽量，北京地區在7月下旬至8月上旬基本不再有新出苗的植株結籽，因此在每年的這個時候進行防除效果最好，其他地區還得根據三裂葉豚草的生境、分布、除草劑作用方式等情況選擇適宜的防除時期，以達到高效并經濟的目的。

壬酸作為一種新型的植物源農藥制劑，具有除草、殺蟲和殺菌效果，并在劑量低的情況下作為疏花疏果劑應用，在雜草防除、有機農業生產方面有很大的開發利用價值。目前在應用時還存在一些問題，例如霧滴漂移、藥液揮發、成本較高等因素，另外本研究發現壬酸處理7 d后，很多三裂葉豚草側枝出芽生長，最后代替主莖橫向擴展，并產生種子，說明藥劑的持效性較短，這與前人研究結果一致[9]。因此還需要進一步對壬酸的劑型、助劑的開發以及配套施藥器械等方面開展研究，對壬酸殘留和毒理也需要進行深入評價，使其能更安全高效地在雜草防控、有機食品生產方面發揮作用。

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（責任編輯：楊明麗）