6 種除草劑對黃河源區栽培草地中毒雜草的防治

吳建麗，王曉麗，施建軍，汪海波，王彥龍，王 超，邢云飛

（1. 青海大學畜牧獸醫科學院 / 青海省畜牧獸醫科學院, 青海 西寧 810016；2. 青海省果洛州草原工作站, 青海 果洛 814000）

栽培草地作為一種重要的退化草地恢復手段，在高寒草甸退化治理中具有不可替代的地位，青海省現有栽培草地面積43.8 × 104hm2[1]。栽培草地的利用和管護決定了草地的演替方向，合理的放牧方式和強度以及圍欄封育、施肥，除雜、滅鼠等管護措施使草地正向演替；相反，草地逆向演替，發生二次退化，毒雜草入侵。易被毒雜草入侵是栽培草地的特征之一，同時也是栽培草地的缺陷之一，且隨著建植年限的增加，毒雜草逐漸發展成為群落中新的優勢種[2]，即毒雜草代替栽培草地的建群種。施建軍等[3]研究發現栽培草地建植4 年后草地中已滋生出大量毒雜草，并且毒雜草在群落中不斷蔓延，導致優良牧草產量下降，群落物種組成改變，草地生態和生產功能弱化[3-5]。

黃河源區最常見的、危害最大的毒雜草為甘肅馬先蒿(Pedicularis kansuensis)和黃帚橐吾(Ligularia virgaurea )，它們是栽培草地退化的指示物種[6-8]。甘肅馬先蒿對群落的危害主要有兩個方面：首先，甘肅馬先蒿是一種根部寄生的毒草，主要與禾本科和豆科植物形成寄生關系[6]，并利用其根部的吸口吸收植物的營養物質和水分，影響寄生植物的正常生長[9-10]；其次，甘肅馬先蒿通過化感作用影響牧草種子的萌發和幼苗的生長，最終影響牧草產量[11-13]。黃帚橐吾因含有生物堿不被家畜所食[14]，再加上較強的繁殖能力[15-16]，在群落中可以迅速蔓延成為群落優勢種，使群落中優良牧草不斷減少，影響群落結構。因此，毒雜草的防治一直被學者們關注，并做了許多防除方面的研究[17-18]。

毒雜草防除方法有機械防除法、化學防除法、替代防除法和生物防除法[8,19]，其中化學防除法比較高效、經濟、省時，一般選擇在苗期使用除草劑，防除效果可以達到100%[20-21]，且這個時期的植株較小，除草劑使用量較少，成本較低[19-20]。然而，目前我國使用除草劑存在幾個問題：第一，除草劑長期單一使用，造成毒雜草的抗藥性逐年增強[22]，且使用量不斷增加，迫使群落結構改變，已有74 種毒雜草對38 種化學除草劑產生抗藥性[23-25]；第二，有關除草劑的研究基本以農田、果園和蔬菜為除雜對象，草地除雜方面的研究不夠系統，除草劑的使用不科學，對環境和生物造成二次藥害的現象較多[26-27]，而青藏高原地區干旱和低溫的氣候特點有利于毒雜草的生長和蔓延[27]，因此，快速、經濟、安全地實現青藏高原地區毒雜草的防除，必須選用合理的除草劑。本研究選擇農田常用的闊葉型雜草除草劑，針對高寒栽培草地中主要毒雜草甘肅馬先蒿和黃帚橐吾等開展防除試驗，通過效果評價，篩選出效果較好的除草劑，為高寒栽培草地毒雜草防除提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

該試驗地為2000 年建植的垂穗披堿草 (Elymus nutans) 栽培草地，位于果洛州瑪沁縣大武鎮(34°27′36″ N，100°12′19″E，海拔3 756 m) ，四周建立圍欄，3 月生物滅高原鼠兔，4 月 - 5 月鼠夾滅鼠，6 月下旬以75 kg·hm-2的尿素進行追肥。該區域年平均氣溫為-0.6 ℃，最高氣溫26.6 ℃，最低氣溫-34.9 ℃，最大溫差22.4 ℃ ，屬高原大陸性氣候。年均降水量443 mm，年均蒸發量1 462.4 mm，平均氣壓85.9×103Pa，最大凍土深度246 cm。土壤為高山草甸土，需要防除的毒雜草包括黃帚橐吾、甘肅馬先蒿、鐵棒錘(Aconitum pendulum)、白苞筋骨草(Ajuga lupulina)、肉果草(Lancea tibetica)等。

1.2 試驗材料及設計

本試驗包括11 個除雜草處理和1 個對照(清水) 處理，共12 個處理(表1)，每個處理3 次重復。按照隨機區組試驗設計，12 個處理在每個區組內隨機排列，從東到西共設36 個試驗小區，小區面積30 m ×10 m。2014 年6 月17 日在各試驗小區噴施除草劑，劑量根據除草劑用量標準和小區面積共同決定的基礎上根據文獻[3]的研究結果乘以1.5，具體用量如表1 所列。6 種除草劑分別來源于大連松遼化工有限公司、陶氏益農 (中國) 有限公司北京代表處、陶氏益農中國有限公司北京代表處、山東濱農科技有限公司、山東省青島翰生生物科技股份有限公司、江蘇天榮集團股份有限公司。

表 1 各小區不同除草劑的使用情況Table 1 Dosage of different herbicides in each treatment

1.3 測定指標

2014 年7 月中旬對不同除草劑防除的小區進行植被調查，同時統計每個小區內的物種數。每個小區取 5 個 0.5 m × 0.5 m 的樣方, 分別測定群落總蓋度和不同經濟類群植物的分蓋度以及平均高度，將樣方內所有植物齊地面刈割后按黃帚橐吾、甘肅馬先蒿、其他類毒雜草和優良牧草稱鮮重，計算鮮重防效。

1.4 數據處理及統計分析方法

使用以下公式計算Shannon-Wiener 多樣性指數(H′)、Pielou 均勻度指數(E)和Margalef 物種豐富度指數(R)。

式中：Pi為第i 個種在全體物種中的相對重要值。S為物種在樣方內的總數量。

鮮重防效[28-29]= (對照毒雜草鮮重 - 處理毒雜草鮮重) / 對照毒雜草鮮重×100%。

采用 Microsoft Excel 2010 軟件整理和計算數據，用SPSS 20.0 軟件對不同除草劑處理下的植被進行單因素方差統計分析和主成分分析，用最小顯著差異檢驗進行檢驗，P ＜ 0.05 表示差異顯著，P ＜0.01 表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 除草劑對群落高度的影響

相比對照，A + C 處理下，雖然黃帚橐吾高度增加了3.2 cm，但差異不顯著 (P ＞ 0.05) (圖1) ，處理A +E 下，黃帚橐吾的高度顯著降低7.41 cm (P ＜ 0.05) ，其余處理對降低黃帚橐吾高度影響不顯著(P ＞ 0.05) ；處理A、E、F、A + B、A + C、A + F 顯著降低了甘肅馬先蒿的高度 (P ＜ 0.05) ，而B、C 處理對甘肅馬先蒿高度沒有顯著影響 (P ＞ 0.05) ；處理E、F 下群落其他類毒雜草顯著高于對照 (P ＜ 0.05) ，分別增加1.56和0.55 cm，A + B、A + F 處理下，群落其他類毒雜草高度分別降低5.01 和5.88 cm (P ＜ 0.05) ，其余處理對降低其他類毒雜草高度影響不顯著 (P ＞ 0.05) ；處理A、F 下，牧草高度比對照高，其余處理均不同程度降低了牧草高度，但差異不顯著 (P ＜ 0.05)。

圖 1 不同除草劑處理下群落高度變化Figure 1 Changes in community height under different herbicide treatments

2.2 除草劑對群落蓋度的影響

與對照相比，11 種除草劑對黃帚橐吾和其他毒雜草的蓋度影響不顯著(P ＞ 0.05)。處理B、F、A +E 下黃帚橐吾的蓋度分別比對照低8.25%、3.67%、4.50%，其余處理下蓋度均高于對照(圖2)；處理A、C下其他毒雜草的蓋度比對照高0.52% 和1.65%，其余處理不同程度地降低了其余毒雜草的蓋度；處理C 甘肅馬先蒿的蓋度高于對照，但不顯著(P ＞ 0.05)，其余處理均顯著降低了甘肅馬先蒿的蓋度(P ＜ 0.05)，處理E 對甘肅馬先蒿蓋度的降低作用最大，比對照低27.17% ；A、B、E、F、A + D、A + E 6 個處理對優良牧草蓋度無藥害作用，其中處理A + E 顯著提高了優良牧草的蓋度25.5% (P ＜ 0.05)，其余處理不同程度地降低了牧草蓋度 。

2.3 除草劑對群落生物量的影響

與對照相比，處理B、F、A + E 降低了黃帚橐吾的生物量，且前兩個處理影響顯著(P ＜ 0.05)，3 個處理依次降低黃帚橐吾的生物量39.65、30.13 和4.4 g·m-2，其余9 個處理對黃帚橐吾的生物量無顯著影響(圖3)( P ＞ 0.05)；處理B 和C 對甘肅馬先蒿生物量無顯著影響，其余處理均顯著降低了甘肅馬先蒿的生物量(P ＜ 0.05) ；11 個處理對其他毒雜草生物量影響不顯著 (P ＞ 0.05)；處理A + C、A + D、A + E 下優良牧草生物量比對照高，其中最高的A + E 高于對照18.91 g·m-2(P ＞ 0.05)，其余處理均降低了優良牧草的生物量。

2.4 除草劑對群落多樣性的影響

不同除草劑對物種豐富度指數、多樣性指數和均勻度指數影響各不相同(表2)。處理A 的物種豐富度指數比對照略高1.17 (P ＞ 0.05)，其余處理均降低了物種豐富度指數，且D、F、A + B、A + D、A + E 5 個處理影響顯著(P ＜ 0.05)；在處理B、C、A + C 下，物種多樣性指數比對照高，但不顯著(P ＞ 0.05)，其余處理下物種多樣性指數均低于對照，且處理A +D 的效果顯著 (P ＜ 0.05) ；11 個處理對均勻度指數影響不顯著(P ＞ 0.05)，其中處理A 和A + F 的均勻度指數略微低于對照。

圖 2 不同除草劑處理下群落蓋度變化Figure 2 Changes in community coverage under different herbicide treatments

圖 3 不同除草劑處理下群落生物量變化Figure 3 Changes in community aboveground biomass under different herbicide treatments

2.5 除草劑對植物鮮重防除效果

A、B、C 和A + B 4 個處理對毒雜草的鮮重無防除效果 (表3) 。處理A + F 的毒雜草鮮重防除效果為83.15%，占對照鮮重的16.86%，防除等級最高為3 級；E、A + C、A + D 的防效等級均為7 級，A + C 的防效最低，為34.67%；處理D、F 和A + E 的毒雜草鮮重防除等級均為5 級，鮮重防效分別為55.96%、51.38%和77.07%。

2.6 不同除草劑綜合防除效果評價

通過對群落牧草的主成分分析得出各主成分的特征值、方差貢獻率、累積方差貢獻率，提取前3 位特征值大于1 的主成分，各主成分的方差貢獻率依次為38.784%、25.473%、20.484%，累計貢獻率為84.741% (表4) ，因此這3 個主成分反映了由試驗得出的數據的84.741%的信息。表5 為主成分初始因子載荷矩陣及特征向量，共提取了3 個主成分，在第1 主成分上物種數，總生物量、平均高度具有較高載荷，說明第1 主成分反映了這3 個指標的信息；優質牧草高度、牧草蓋度在第2 主成分上有較高載荷，說明第2 主成分反映了優質牧草高度、牧草蓋度的信息；第3 主成分上總蓋度、多樣性指數具有較高載荷，說明第3 主成分反映這兩個指標的信息。對3 個主成分進行綜合得分及排序(表6)，發現11 種除草劑的綜合效果排序為A + E ＞ F ＞ A + F ＞A + D ＞ A + B ＞ D ＞ A + C ＞ E ＞ B ＞ C ＞ A。

表 2 不同除草劑處理下的群落多樣性Table 2 Community diversity under different herbicide treatments

表 3 不同除草劑鮮重防除效果Table 3 Fresh weight control effect of different herbicides

3 討論與結論

為了保證栽培草地的可持續利用，防治草地毒雜草入侵發生二次退化，本研究基于市面常用的單一除草劑，同時設置5 種復配除草劑，噴施后觀測高寒草地牧草狀況，研究單一除草劑與其復配除草劑對高寒草地植物的影響，為高寒栽培草地毒雜草的防除選擇科學、高效的除草劑。2，4-滴丁酯由于防除效果強、價格便宜、使用量少、藥效持續時間長等優點[30-31]，被用來作為復配除草劑的原料[32]。研究從除草劑對毒雜草和優良牧草的不同影響以及對群落多樣性的影響評價除草劑效果。

結果表明，使它隆(B)、苯磺隆(F)、2，4-滴丁酯 +剎闊(A + E)不同程度地降低黃帚橐吾的高度、蓋度和生物量，其余除草劑對黃帚橐吾無防除效果或效果不顯著；2，4-滴丁酯(A)、剎闊(E)、苯磺隆(F)、2，4-滴丁酯 + 使它隆(A + B)、2，4-滴丁酯 + 龍拳(A +C)和2，4-滴丁酯 + 苯磺隆(A + F) 6 種除草劑顯著降低了甘肅馬先蒿的高度、蓋度及生物量，使它隆(B)和龍拳(C)對甘肅馬先蒿高度及生物量的影響不顯著；復配除草劑2，4-滴丁酯 + 苯磺隆(A + F)對群落毒雜草防除等級最高為3 級；除2，4-滴丁酯(A)和苯磺隆(F)對牧草高度無降低作用，其余除草劑均降低了牧草高度，且2，4-滴丁酯 + 剎闊(A + E)處理下牧草的蓋度和生物量顯著高于對照。噴施除草劑群落物種豐富度指數、Shannon-Wiener 指數呈下降趨勢，均勻度指數呈上升趨勢，但略微有差異，這與邱正強等[13]的研究結論一致。

表 4 不同除草劑對植物群落主成分方差貢獻率Table 4 Contribution rate of different herbicides to principal component variance of plant community

表 5 不同除草劑對植物群落主成分載荷矩陣及特征向量Table 5 Loading matrix and eigenvalues of principal components of different herbicide treatments on the plant community

表 6 不同除草劑下的植物群落主成分綜合得分及排序Table 6 Scores and rankings of principal components of plant communities under different herbicide treatments

以上從高度、蓋度、生物量、多樣性等結果看復配除草劑比單劑效果好。以往對高寒草甸毒雜草防除和燕麥(Avena sativa)毒雜草防除等研究中均提出了此觀點[33-37]。除了苯磺隆的復配劑綜合排序在單劑后面，其余復配除草劑排序均比單劑靠前，但唐炳民等[38]的研究中苯磺隆復配效果比單劑好，這與本研究中復配所使用的苯磺隆劑量比單劑所用劑量少有關。

不同除草劑對高寒草甸栽培草地毒雜草的藥效各不相同，且除草劑具有明顯的靶標性，對非靶標物種無藥害作用或作用較輕[39-41]。本研究中2，4-滴丁酯的靶標性明顯，其顯著降低了甘肅馬先蒿的高度、蓋度及生物量，但對黃帚橐吾無防效，這可能與甘肅馬先蒿的寄生特點有關，其不僅自身受到藥害還包括根系吸收的寄主植物的一部分藥劑，而2，4-滴丁酯易被根系吸收[42]；黃帚橐吾是使它隆的靶標物種，但對甘肅馬先蒿的防效較差。

綜上所述，通過鮮重防除效果評價，推薦2，4-滴丁酯 + 剎闊、苯磺隆、2，4-滴丁酯 + 苯磺隆為黃河源區栽培草地進行毒雜草防除。