新疆棉田雜草發生與防除現狀及對策

朱玉永，趙冰梅，王林

（新疆生產建設兵團農業技術推廣總站，烏魯木齊830011）

棉花是我國第一大經濟作物，是紡織工業原料重要來源，在國民經濟中占有重要地位[1]。 自20 世紀90 年代中期以來， 以新疆為主產區的西北內陸棉區成為全國優勢產區， 近年來更得到長足發展，已成為全國最大的優勢棉花產區[2-4]。 據國家統計局數據，2015 年以來，新疆棉花播種面積常年占全國播種面積的60%以上， 其中2019 年達到76%。新疆棉花全程機械化生產技術的研究和實踐走在了全國前列，為全國棉花輕簡化生產樹立了典范[5-6]。雜草是影響棉花產量和品質提升的重要因素之一，其危害包括：與棉花爭光、水肥、空間；作為中間寄主傳播病蟲害；大幅增加植棉物化成本（肥料、農藥的投入）；增加灌溉費用；降低棉花產量與棉纖維品質[7]， 常年造成產量損失12.5%～14.8%[8]。棉田雜草防除是保證棉花優質高產的重要措施[9]。研究棉田雜草發生規律及防除現狀，制定并實施科學的雜草防控策略，能有效控制雜草的發生和危害，降低管理和生產成本，是降低生產損失的有效途徑之一[10]，對新疆棉花的可持續發展具有重要意義。

當前， 棉田雜草防除措施主要有人工除草、農業防除、化學防除、物理防除、生物防除和植物檢疫等[11]。 近年來，科研工作者們就棉田雜草的群落結構、發生情況以及防除方法等進行了大量的相關研究[8,12-15]，推動了棉田雜草防控技術輕簡化進程，提升了我國棉花生產水平。 新疆棉花種植常年連作，田間常用的除草劑作用機理相同或相似，導致雜草抗藥性快速發展，抗性雜草種群凸現，大幅提高了雜草可持續防控難度。筆者總結了新疆棉田雜草防控現狀，通過系統地查閱相關研究成果，找出問題并提出對策，為今后新疆棉田雜草安全高效防除提供參考。

1 新疆棉田雜草發生現狀

新疆自20 世紀80 年代開始探索推廣棉花“矮、密、早、膜”種植模式[16]。 該種植模式不斷完善，為新疆的棉花產業做出了巨大貢獻。但是單一的種植模式和棉花的常年連作推動了田間雜草群落發生變化。另外，自20 世紀80 年代以來，棉田長期使用氟樂靈、二甲戊靈等作用機理相似的土壤封閉除草劑，也加劇了田間雜草群落結構的改變。 據田間調查， 幾乎所有的棉田在棉花生長期間會發生雜草， 只是在發生量的大小及雜草種類方面有所不同；2019 年，新疆北疆（天山以北）棉田主要雜草共有17 科44 種，其中單子葉雜草1 科、5 屬、5 種，雙子葉雜草15 科、32 屬、38 種[8,12,17]。 新疆南疆棉田主要雜草共有16 科42 種， 其中禾本科雜草占16.7%，闊葉雜草占80.9%，莎草科雜草占2.4%。 以上研究表明，無論是新疆北疆還是南疆的棉田，闊葉雜草的占比均在80%以上[12,18-19]。

目前， 新疆棉田主要雜草有闊葉雜草龍葵（Solanum nigrum L.）、灰綠藜（Chenopodium glaucum L.）、藜（Chenopodium album L.）、小藜（Chenopodium ficifolium Sm.）、田 旋 花（Convolvulus arvensis L.）、反枝莧（Amaranthus retroflexus L.）、苘麻（Abutilon theophrasti Medikus）， 禾本科雜草狗尾草[Setaria viridis(L.) P. Beauv.]和蘆葦[Phragmites australis(Cav.)Trin.ex Steud.]， 莎草科的扁稈荊三棱[Bolboschoenus planiculmis (F.Schmidt) T. V. Egorova]等，其中龍葵、田旋花、扁稈荊三棱較難防除，對棉花的產量和品質均會造成較大影響，且危害程度逐年加重。 根據新疆棉花的耕作制度和氣候特征，新疆棉田雜草有2 個發生高峰，第1 個在棉花播種后到5 月中下旬，第2 個在6 月中下旬至8 月上旬。

2 新疆棉田雜草防除現狀

2019 年，筆者對新疆南北疆共計37 個主要植棉地（其中北疆21 個，南疆16 個）開展了棉田雜草防除現狀調研，包括雜草發生情況、防除方法、除草劑使用情況、施藥器械情況等。 結果表明，100%的棉田在棉花播種前1～7 d 進行土壤封閉防除棉田雜草，62.3%左右的棉田土壤封閉除草效果超過85%；98%以上的棉田使用二甲戊靈進行土壤封閉處理，同時根據棉田雜草發生實際情況使用含丙炔氟草胺、氟啶草酮、撲草凈、乙氧氟草醚等有效成分的除草劑產品進行復配，用量大小根據田間雜草實際情況及農業技術人員指導而定。針對封閉除草效果不好的棉田， 苗后除草以中耕和人工拔除為主，同時輔以莖葉處理、隨水滴施除草劑等手段，對雜草的防除效果可超過80%。

新疆棉田雜草防除中， 以化學防除措施為中心，以農業防除措施為基礎，以人工防除措施為輔助，以下進行介紹；其他的防除措施使用較少，在此不作介紹。

2.1 化學防除

化學藥劑防除是目前最高效、 最節約成本、使用最為廣泛的雜草防除方法[20]。 化學防除自20 世紀70 年代引入棉田后，歷經單劑型篩選、多劑型混施和田間混用的更替演變；此外，根據棉田雜草的發生特點進行了針對性的藥劑研發[15]。 目前，棉田化學除草劑有效成分主要有二甲戊靈、 丙炔氟草胺、氟啶草酮、氟樂靈、撲草凈、乙草胺、乙氧氟草醚、精異丙甲草胺、草酮、乙羧氟草醚、敵草隆、伏草隆、嘧草硫醚、高效氟吡甲禾靈、草甘膦、草銨膦等，其中新疆棉田常用的化學除草劑主要包括二甲戊靈、氟樂靈、乙草胺、撲草凈、氟啶草酮、丙炔氟草胺、草甘膦、高效氟吡甲禾靈等。

化學防除對使用技術要求較高，一旦使用不當輕則造成除草效果不好，重則導致棉花出現藥害甚至絕收。為了更好地發揮化學防除的效果，首先，必須對棉花品種、耕作方式、雜草群落結構、除草劑的殺草譜、除草劑的使用劑量、藥效持續時間等基礎信息進行全面了解，“對癥”選藥；其次，嚴格按照藥劑的使用說明或技術人員的指導進行使用，切勿隨意更改使用技術。目前新疆棉田雜草采用的化學防除方法主要包括播前土壤處理、莖葉處理、隨水滴施除草劑等。

2.1.1 播前土壤處理。 目前，在新疆通常選用含二甲戊靈、丙炔氟草胺、氟啶草酮、撲草凈、氟樂靈、乙氧氟草醚等有效成分的除草劑（表1）進行播前土壤封閉，根據田間雜草的群落結構和數量選定單劑或多種藥劑復配。 土壤封閉除草效果受土壤因子（包括土壤類型、有機質及黏粒含量、土壤墑情、整地質量）[21-22]、氣候因子（包括氣溫、風速、降水等）、雜草基數、施藥技術等諸多因素的影響[23]。 自20 世紀90 年代開始， 新疆棉田逐步推廣使用二甲戊靈進行田間土壤封閉處理，除草效果好，對棉花的安全性高，至今仍在廣泛使用；但二甲戊靈對闊葉雜草的防效較差，長期使用該藥劑導致新疆棉田中以龍葵、灰綠藜、藜、田旋花等為代表的闊葉雜草的數量逐年上升，危害日益加重。為解決該問題，農業技術推廣部門通過不斷試驗探索逐步引入了含氟啶草酮、丙炔氟草胺、撲草凈等有效成分的除草劑來防除棉田闊葉雜草，取得了良好的效果。目前，以氟啶草酮＋二甲戊靈[24-26]、丙炔氟草胺＋二甲戊靈[27-28]等混劑進行棉田雜草防除效果較好。但丙炔氟草胺活性高，在田間濕度較大時容易產生藥害，使用時要慎重；氟啶草酮在土壤中的半衰期較長，若要輪換種植對其敏感的作物， 應至少提前2 年停用該藥劑。

針對新疆棉田播前土壤封閉，若田間以禾本科雜草為主，則選擇含二甲戊靈、氟樂靈等有效成分的除草劑產品；若以闊葉雜草為主，則選擇含氟啶草酮、丙炔氟草胺、撲草凈等有效成分的除草劑產品；若是禾本科和闊葉雜草混合發生的棉田，則建議結合本地氣候條件和棉田實際情況，將二甲戊靈或氟樂靈等與氟啶草酮、丙炔氟草胺、撲草凈等科學混用，以免出現藥害。

2.1.2 莖葉處理。棉花的生理結構與田間部分闊葉雜草極為相似且雜草的生命力較頑強，因此只有選擇性強、殺草活性高的莖葉除草劑才能在棉田大面積應用。關于使用莖葉除草劑防除棉田雜草已有很多研究[29-32]，從目前試驗結果看，尚無既能高效除草又對棉花安全的莖葉除草劑產品。

表1 新疆棉田常用播前土壤封閉處理除草劑及其使用方法、優缺點

在新疆棉田，對于扁稈荊三棱、田旋花、蘆葦等惡性雜草，目前常用的土壤封閉除草劑無法達到理想的效果，導致這些雜草從棉花苗期開始便伴隨棉花生長。 目前多在這些惡性雜草3～5 葉期時采用莖葉處理的方式進行防除，莖葉處理的方法主要包括定向噴霧和人工涂抹[33-34]。 定向噴霧多用含草甘膦、草甘膦異丙胺鹽、精喹禾靈、高效氟吡甲禾靈、精吡氟禾草靈等有效成分的產品（表2），按照廠家推薦劑量或技術人員的指導進行。人工涂抹多采用草甘膦、草甘膦異丙胺鹽、氯氟吡氧乙酸等傳導性強的滅生性除草劑10～50 倍液，并輔以柴油、洗衣粉或市售助劑產品等促進藥劑在雜草體內傳導，以達到更好的除草效果。人工涂抹法在新疆棉田研究和采用較多，但勞動強度較大。有研究表明，人工涂抹法對扁稈荊三棱的防效最高可達90%[35-36]， 對田旋花的防效最高可達90%[37]。 根據筆者的田間觀察，這種方法對惡性雜草有較好的防除效果，但是易損傷棉花，操作過程中要小心謹慎。

2.1.3 隨水滴施除草劑。 在新疆，針對隨水滴施農藥防控病蟲草害已經開展很多研究[38-42]。 該方法除草簡單方便，給棉田雜草的防控提供了新的有效手段；但要達到理想的除草效果，遠比常規方法（土壤封閉處理、莖葉處理等）困難，要考慮藥劑的特性、藥劑用量、灌溉水量、用藥時機、土壤質地、溫度、雜草生長情況、種植模式等諸多因素。因此，針對同一塊田地往往需要多次相關試驗才能達到理想效果。

目前，隨水滴施丙炔氟草胺、撲草凈、乙草胺、精異丙甲草胺、氟啶草酮等除草劑[43-44]防除棉花苗后雜草已取得一定的進展， 滴施效果因地 （塊）而異，最高可達90%，但其穩定性和安全性有待深入研究。

表2 新疆棉田常用苗后處理除草劑及其使用方法、優缺點

2.2 農業措施

隨著化學除草劑的不斷引進和大面積應用，化學除草被廣泛應用于各種作物和各區域的雜草防治，高效簡便的化學除草技術逐漸取代了傳統農業防除措施的地位，成為主要的雜草防除措施[45]。 但傳統農業雜草防除措施不會被完全取代，在生產中依然具有重要作用。 在新疆棉田，根據氣候特征和種植模式而形成的農業除草措施包括土壤耕作（翻地、中耕、耙地）、地膜覆蓋、合理密植等。

2.2.1 土壤耕作。 研究表明，農田雜草發生危害連續不斷主要根源在于土壤雜草種子庫的存在，免耕方式的土地中土壤表層0～5 cm 處的種子庫占比最大，雜草種子的數量和種類最多[46-47]。合理地進行土壤耕作，能夠改變土壤中雜草種子的垂直和水平分布，還可以創造有利于農作物生長而不利于雜草萌發、生長與繁殖的環境，以達到雜草防控的目的。新疆棉花播前耙地深度一般在10 cm 以內，可以很大程度上殺死棉花播種前已經萌發出土的雜草；在棉花生長期間，根據氣候、棉花長勢、雜草發生等情況進行1 次或多次中耕，可以殺死大部分的行間雜草，同時可疏松土壤、保墑[48]，有利于棉花的快速生長；收獲后的土地翻耕深度在30～50 cm，可以將土壤表層的草籽翻到深處， 造成雜草無法萌發出土，同時可將多年生雜草的根莖切斷，或者翻到地表曝曬而死，或在越冬時凍死，大大減少越冬雜草基數[18,49]。 目前，棉花播種前耙地、棉花生長期田間中耕、收獲后土地深翻等措施已經在新疆棉田全面推廣應用。

2.2.2 地膜覆蓋。 新疆棉花地膜覆蓋栽培技術從20 世紀80 年代開始推廣使用[50]。 地膜下缺氧和高溫高濕的環境能夠將萌發的雜草幼芽“燙死”或“悶死”，地膜的機械阻隔能夠阻止雜草種子進入土壤，對雜草的防控均起到積極作用。但是地膜覆蓋對一些抗逆性強的雜草作用不大，且對雙子葉雜草的抑制效果要好于單子葉雜草[51]，如在新疆棉田，莎草科雜草扁稈荊三棱、 禾本科雜草蘆葦等單子葉雜草，因其頂部生長點尖銳，常常能夠刺破地膜繼續生長。 目前，新疆棉花種植全部采用地膜覆蓋的種植模式，地膜對雜草的抑制作用十分明顯；但在棉花根部周圍，因無地膜覆蓋，常常有雜草生長，其防除較為困難。

2.2.3 作物合理密植。作物播種密度與雜草發生量關系密切，低密度播種比正常密度播種能顯著增加雜草生物量，隨作物密度的增加，雜草的總株數和鮮物質質量減少[52]。 很多研究表明，合理的密植有利于田間雜草的防控[53-55]。經過多年的摸索，目前新疆有一膜三行、一膜六行等棉花種植模式，每公頃保苗13.5 萬～18.0 萬株。 在8 月份新疆棉花 “封行”之后，棉田中新萌發或長勢弱于棉花的雜草，因光照不足而生長發育緩慢，對棉花生產的威脅顯著下降；但有些生長量比較大的雜草如龍葵、田旋花，依然能夠快速生長，成為田間主要雜草，對棉花的產量和品質造成影響。

2.3 人工除草

人工除草是最原始的田間雜草防除方法，因其效率低，不能滿足農業現代化的發展需求。在新疆， 棉田面積大， 人工除草效率低的問題尤為突出。另外，有些新疆棉田主要雜草（田旋花、扁稈荊三棱、成年的龍葵等）的根系十分發達，拔除的時候其地下部分往往無法被徹底清除； 而隨著田間灌溉， 這部分留在土壤中的根會萌發出新的植株繼續危害。

在新疆棉花覆膜種植模式下，在苗期棉花根部周圍容易發生雜草，若發生量較大，則不得不人工拔除。 棉花生育中后期，一些生命力比較頑強的雜草能拱起或刺破地膜而繼續生長，也不得不進行人工拔除，并將其中已經成熟結籽的帶出棉田，以防止雜草種子落入土中在當年或翌年萌發生長。 從5月到8 月底， 棉田勞作的主要內容就是人工除草，隨著人工成本越來越高，人工除草費用已經遠遠超過使用化學除草劑的成本。 2020 年，新疆棉田化學除草的成本在450～975 元·hm－2； 而有研究表明，2006 年，針對雜草發生量大的棉田，僅龍葵的人工拔除成本就高達750～1 200 元·hm－2[56]。 人工除草已經成了新疆棉花生產全程機械化的絆腳石。

3 新疆棉田雜草防除中存在的問題

3.1 雜草群落結構及抗性問題

“八五” 計劃期間我國首次系統地研究了五大作物（水稻、小麥、玉米、棉花、大豆）不同生態區田間雜草種群組成、危害和演替趨勢及其原因，如大豆田、 棉田禾本科雜草受控制后闊葉雜草危害增加， 一年生雜草受控制后多年生雜草危害增加[57]。目前， 新疆棉田闊葉雜草和多年生雜草危害較重。由于長期使用二甲戊靈、氟樂靈等作用機理相同或相似的化學除草劑， 導致田間雜草抗性逐年加重，部分地區土壤封閉除草劑二甲戊靈的實際用量要遠遠超過推薦劑量才能對雜草有一定的效果，實際生產中最高使用劑量可達到推薦劑量的5 倍。有研究表明， 田旋花對二甲戊靈的抗性指數高達86.8[58]。新疆棉田雜草的抗性問題正在顯現，若無效果好的輪換藥劑，其防控將愈來愈難。

3.2 施藥機械及其使用中的問題

新疆的除草劑施藥機械化水平較高，施藥機械方面常見的問題主要出現在藥械的行駛速度、藥箱回水攪拌、施藥壓力、噴頭等方面。一是大型藥械的整體更新速度較慢。多數的大型拖拉機尚未安裝導航系統，打藥時的行駛速度全憑司機的經驗，經驗不足的情況下往往造成按需配制的藥液不夠用或有剩余， 導致田間除草劑的實際使用量過高或不足。二是多數打藥機在打藥時未開啟回水攪拌裝置或根本不具備回水攪拌裝置。三是在施藥機械調試時，未關注施藥壓力的大小，僅憑經驗操作，導致藥液霧化效果不好和噴施藥液量不準確。四是未定期更換噴頭，噴頭磨損導致“滴、漏”問題。

3.3 除草劑施用技術不當

除草劑的施用要考慮藥劑種類、 施藥劑量、施藥時期、施藥方式、施藥器械、施藥作業質量、田間整地水平等多方面因素，其中任一因素不當都可能會影響除草劑的效果或帶來安全性問題。其中主要問題：一是藥劑的使用方法不當，包括部分農民隨意更改除草劑的使用劑量、配藥時不遵循“二次稀釋”的原則等。二是施藥時機不當。新疆春季干旱少雨且多風， 一般要求在播種前1～2 d 噴施土壤封閉除草劑；但是由于機械調配的問題，有些地塊藥劑施用后7 d 甚至更長時間才播種或滴水出苗，造成藥劑揮發流失或降解。三是施藥技術人員操作不當。 使用沒有配備導航系統的藥械進行施藥時，未保持行走間距，特別是傍晚施藥時，往往造成重噴和漏噴。 四是未按施藥技術要求進行混土。 施藥后應當及時混土3～5 cm，但由于對混土機械調試不當，實際混土深度常在5 cm 以上，甚至超過10 cm，導致藥土層過厚，藥液在土層中的濃度降低。 五是未按照施藥要求進行整地。部分地塊在前期整地后田間直徑超過5 cm 的土塊較多， 或地塊整體平整度不夠，造成施藥后藥土混合不均勻。

4 對策

4.1 加強對雜草發生的監測

目前新疆對雜草種群動態的監測工作不完善，無法對雜草群落的變化及時發出預警，導致高效防治方案不能及時制定。 因此，應加強新疆棉田雜草種群動態監測和相關服務， 積極開展相關技術研究，制定相關技術規范，并完善雜草防控長效機制。建議在不同生態類型區建立長期定位監測點，跟蹤研究雜草發生動態及其對作物的影響。

4.2 加強雜草抗藥性的監測和治理

自然界中存在對除草劑具有天然耐藥性的雜草種類，如田旋花[59]；但大多數雜草是因為在實際生產中長期使用同一作用機理的除草劑進行田間雜草防除，在藥劑選擇壓力的作用下對某類除草劑產生抗藥性[60]。 抗藥性的產生會給田間雜草治理帶來嚴峻挑戰；因此，必須關注新疆棉田雜草抗藥性的發展，深入研究雜草的抗藥性機理，同時在生產中輪換使用不同作用機理的除草劑，來減緩雜草抗藥性的產生。

4.3 加快適合新疆棉田雜草防除的新藥劑研發

為提升新疆棉田雜草防除效果及可持續防控，必須加快研發安全、高效、低毒、環保的除草劑新品種。 首先，由于棉田中龍葵、田旋花、藜、灰綠藜、苘麻等闊葉雜草較多，而棉花也屬于闊葉作物，防除闊葉雜草的除草劑易傷及棉花，所以急需對棉花安全且能高效防除闊葉雜草的除草劑；其次，棉田中大部分一年生的禾本科雜草防除較為容易，但是多年生禾本科雜草及莎草科雜草防除較難，因此須加快研發和篩選防除這些種類雜草的除草劑； 另外，棉花苗后除草費工費時且效率低，目前已登記可用的棉花苗后莖葉除草劑除草效果不理想，迫切需要開發高效安全的棉花苗后莖葉除草劑。

4.4 建立雜草綜合防控技術體系

縱觀整個新疆植棉區，南北疆棉田雜草的草相相差不大。其中：北疆棉田以龍葵、田旋花、苘麻、灰綠藜、藜等闊葉雜草為主，部分地域莎草科雜草有加速蔓延的趨勢；南疆地區棉田以灰綠藜、田旋花、苦苣菜等闊葉雜草和莎草科雜草為主，龍葵正在快速蔓延。 應當根據新疆棉田的實際情況，將雜草防除貫穿于棉花產前、產中和產后，因地制宜，科學地將化學防治、物理防治、人工防治、農業防治、生態防治等多種措施綜合使用， 建立以化學防除為中心，以物理防治、人工防治、農業防治及其他手段為輔的棉田雜草防除技術體系，降低雜草對棉花生產造成的危害，保障新疆棉花產業可持續發展。

4.5 加強施藥技術培訓和施藥機械使用指導

新疆各地農業技術推廣部門要加大除草劑施藥技術培訓和施藥機械使用指導力度，提高技術人員和農民對施藥各個環節的重視程度，同時要做好農藥利用率提升的相關研究，使農藥、施藥機械、施藥技術相輔相成，切實提高田間用藥水平；加強農機農藝融合，運用先進的技術理念制定科學的施藥技術規范，達到精準施藥的目的。另外，應加大農業項目資金投入，利用“產- 學- 研”的方法體系，分區域有針對性地開展適用性強的田間雜草防除技術體系研究和推廣應用。