沈發興,湯崇軍,段 劍,劉洪光,肖勝生*
(1.江西省土壤侵蝕與防治重點實驗室,江西 南昌 330029;2.江西農業大學 江西省森林培育重點實驗室,江西 南昌 330045)
假儉草(Eremochloaophiuroides)是禾本科蜈蚣草屬多年生暖季型優良草坪植物,作為鄱陽湖區鄉土草種,在湖區廣泛分布[1-2],具有株體低矮、耐旱、耐貧瘠、生長迅速、覆蓋率高等特點[3-4]。江西省贛江堤防沿線6個采樣點實地調查顯示,假儉草平均株高3 cm,優勢度、覆蓋度均達到95%以上,能很好地滿足汛期堤防巡查需求[5]。堤防工程是防洪體系的基礎和主體,是抵御洪水、保障兩岸人民生命財產安全的基本設施和最后防線[6]。江西省各類堤防總長度達到1.30×104km[7],鄱陽湖區堤線總長也達到2500 km[8]。在不影響坡岸穩定的前提下,植物成為堤防除險加固工程建設的重要組成部分[9-10]。堤防降雨沖刷試驗表明,假儉草能有效地消減地表徑流和土壤流失量,堤防植草防護等生態堤防成為堤防標準化管理的重要抓手,在堤防安全防護和景觀生態護坡領域具有廣闊的應用前景[11-12]。
目前,針對假儉草草坪建設,各地零星有學者在種植資源調查、形態學、抗逆性、繁育、種植技術試驗和藥劑除雜等方面開展試驗研究[13-20],但鮮有將堤防假儉草整個建坪期雜草防除技術綜合起來,構建一套適宜鄱陽湖區典型堤防岸線假儉草草坪建設的雜草防除技術體系,而在假儉草建坪期,雜草的發生與危害卻是草坪建植成敗的關鍵。本研究基于7年(2014~2020年)的鄱陽湖區堤防雜草種類調查,掌握建植目標區雜草種類、生理與生態特性、發生危害特點,對鄱陽湖區堤防假儉草草坪的雜草防除草種進行分類,并結合鄱陽湖區堤防假儉草草坪建植期雜草控制實踐和國內外有關假儉草草坪雜草防除的相關研究,總結了一套鄱陽湖區堤防假儉草草坪建植4個時期的雜草防除方法,為減少雜草危害、建植高質量湖區堤防假儉草草坪提供了參考。
以《鄱陽湖區綜合治理規劃》中成朱聯圩(尾閭型)、珠湖聯圩(臨湖型)等重點典型堤防為研究區域。
采用線路踏查法,調查堤長總計44 km,布設了5 m×5 m樣地96個,調查記錄堤防的地理位置和出現的植物名稱。在每個樣地內,沿對角線方向設置3個1 m×1 m共計288個草本樣方,記錄樣方內的植物種類、數量、覆蓋度和高度等指標。
在鄱陽湖區堤防構建假儉草草坪,主要草本雜草種類共有65種,分屬24科。根據除草劑的作用效果,按葉型與莖切面形態,將雜草分為禾草、莎草、闊葉草3類,其中,禾草17種、莎草2種、闊葉草46種(圖1)。一年生或越年生草種共36種,占55.4%;多年生雜草29種,占44.6%。分科計以禾本科和菊科出現的種類最多,分別占總數的26.2%(17種)和15.4%(10種)。其次是莧科和蓼科,均占7.7%(5種)。豆科、大戟科各3種,莎草科、茜草科、堇菜科、車前科各2種,單種的科有酢漿草科、紫草科、葉下珠科、旋花科、五?;?、商陸科、傘形科、茄科、薔薇科、母草科、爵床科、錦葵科、唇形科、報春花科。

圖1 禾草、莎草、闊葉草三類草的分布特征
鄱陽湖區堤防大多數雜草發生的高峰期在3月中下旬至6月中下旬,5~6月為大部分闊葉類雜草生長旺盛的時間,6月底禾本科雜草進入主要生長期,7~11月為大部分雜草的開花結實期。同時,受亞熱帶季風氣候、湖區濕熱的環境和人為擾動土層等活動的影響,堤防雜草出現“世代重疊”特征,雜草種子出苗期在1年中的每個月份都持續出苗,這給堤防草坪雜草管理增加了很大難度。
根據雜草對堤防隱患排查、汛期巡堤查險、與假儉草草坪共生堤防綠化景觀效果、沿線群眾生產生活便利等,將雜草分為強危害重點防除草種與弱危害非重點防除草種[21]。強危害重點防除草種有46種,占總種數的70.8%。此類雜草分布廣、密度大、植株高大(莖直立型的株高50 cm或莖攀援型為劃分依據),人畜難以通行,嚴重影響了堤防隱患排查和汛期防洪搶險,成為堤防假儉草草坪的重點防治對象(表1)。弱危害非重點防除草種有19種,占總種數的29.2%。此類雜草植株矮小或匍匐、蔓生、披散于地表生長,對堤防隱患排查、汛期防汛搶險、人畜通行無影響,或其本身可作為堤防護坡草種,與假儉草混生,可增強護坡草坪穩定性和生態多樣性,可不作為重點防除對象(表2)。

表1 鄱陽湖區堤防假儉草草坪強危害重點防除草種

表2 鄱陽湖區堤防假儉草草坪弱危害非重點防除草種
假儉草一般于3月中旬開始萌發,3月下旬返青,在整個生長期中,匍匐莖生物量在6月份達到最大值,且在種群生物量分配比中始終占有絕對優勢,根生物量也是在6月份達到最大值[22-23]?,F階段,在生產中以營養繁殖(植莖法和撒莖覆土法)為主。根據其生物學特性,建坪時間宜安排在春末或夏初,4月初采用植莖法建坪莖段成活率高,成坪時間大約為3個月,到6月下旬蓋度可達到95%[24-26]。雖然,假儉草貼地生長的強壯匍匐莖、較強的分枝蔓延能力,使其能形成相對低矮、密度較高的草坪,成坪后,具有較強的與其他雜草競爭能力,雜草較難在其緊密的草層下萌發并造成危害,以此有效地保證草坪的凈度,降低草坪后期的管理成本[27],但在堤防假儉草草坪建植初期至成坪前的3個月,恰好也是堤防雜草高發期,由于鄉土雜草具有超高的生態適應性,其入侵是不可違背的自然規律。因此,雜草清除與控制,成為一項艱巨任務。做好成坪前雜草防控,成為湖區堤防假儉草建坪成敗的關鍵因素之一。雜草種子或宿根可能本就存在于建植目標區的土壤中,也可能通過風或動物傳播進來,從而構成體量巨大的土壤雜草種子庫。快速高效地建植出生長強健的假儉草堤防草坪,搶占生態位,是抑制雜草最直接和最根本的方法[28]。
根據鄱陽湖區堤防雜草種子、宿根繁殖能力強、“世代重疊”的特點,筆者提出,在鄱陽湖區堤防假儉草建植過程中,必須把握“主動除草”和“全過程去除、常年不斷、屢年堅持”理念,從土壤處理、建植期養護管理等過程綜合實施去除雜草,具體分為建植前的土壤處理、建植初期的雜草芽前防除、草坪成坪初期的雜草處理和休眠期的除草處理。
2.3.1 建植前的土壤處理 土壤中龐大的雜草種子庫和宿根,是雜草繁衍危害的根源,從治理土壤中雜草種子庫/宿根入手,切斷雜草從種子/根莖到幼苗的繁衍途徑,對后期草坪雜草管理起到事半功倍的效果[29]。鄱陽湖區堤防和湖北荊州長江堤防土壤種子庫萌發試驗表明,雜草種子主要集中在0~10 cm土層,密度2242~6154粒/m2[2,30]。前期調查,多年生草本占比44%,宿根豐富。因此,在假儉草草坪建植前,盡量使土壤內的雜草種子、根莖萌發,并加以清除,控制雜草于危害前,預防潛在的雜草,為假儉草快速成坪構建更單純的生長基質和生長環境,建立起目標草坪草的競爭優勢[28,31]。
在不影響堤防安全并有相關工程預算情況下,可用有機肥改良后的心土替換0~10 cm原堤防地表土,以移除部分土壤種子庫。如未剔除表層土壤,不實施回填土工程,需對原生地進行至少一次機械旋耕和一次化學除草。選擇土壤濕度適宜的晴天,對原生土進行30 cm左右的深度機械旋耕,耙除雜草并運出場地,以此達到清除生根雜草和深埋種子的目的。整地作業完成后,對土壤進行適量噴灌,改善土壤墑情,誘使存留雜草種子出土,由于雜草具有強健生命力,2~3周基本可萌發蔓蓋,施用內吸傳導型的滅生性除草劑或廣譜性除草劑,殺滅土壤基質中一定時段內已萌發的雜草。根據鄱陽湖堤防雜草調查,堤防雜草具有一年生、越年生與多年生,禾本科、莎草科與闊葉雜草并生的特點,可采用內吸傳導型滅生性除草劑和內吸兼觸殺型非選擇性除草劑混合噴施,以達到消滅雜草莖葉和多年生生根雜草地下組織的目的。可用草甘膦-可溶粒劑(有效成分含量68%)110~220 g/667 m2+草銨膦-水劑(有效成分200 g/L)350~583.3 mL/667 m2進行殺滅。一般根據雜草萌發實際情況,用藥2~3次,第2次和第3次用藥時,對雜草發生嚴重的地段應重點噴霧,此法35~40 d可以基本上殺滅所有出苗的雜草。
2.3.2 建植初期的雜草芽前防除 經過前階段第2次和第3次用藥后,土壤中仍殘留有雜草種子及雜草的地下根、莖,此時雜草發生依舊可能導致建坪失敗,此時不要急于種植假儉草。在建植前,噴灑土壤處理劑對土壤進行封閉處理,此類除草劑主要通過雜草的胚芽鞘與胚軸吸收,對已出苗的一年生雜草及尚未出苗的多年生雜草無效??稍诩賰€草草坪上安全使用的土壤芽前處理劑包括氨氟樂靈、乙氧氟草醚、金都爾(產品通用名稱:精-異丙甲草胺)等。
氨氟樂靈防除稗、馬唐、牛筋草、雀麥、莧、藜、蓼等1年生禾本科和部分小粒種子的闊葉雜草,施藥后需土層保持一定的濕潤度。乙氧氟草醚防除闊葉雜草及某些禾本科雜草,如稗草、莎草等。金都爾對多種單子葉雜草、一年生莎草及部分一年生雙子葉雜草有高度防效,如稗、馬唐、千金子、狗尾草、牛筋草、蓼、莧、碎米莎草、異型莎草等,由于干旱不利于藥效的發揮,最好是在降雨或灌溉前施用。
筆者于鄱陽湖區成朱聯圩堤防(土壤類型為砂質土壤)試驗表明,氨氟樂靈-水分散粒劑(有效成分含量68%)80~120 g/667 m2與乙氧氟草醚-乳油(240 g/L)75~100 mL/667 m2,混合噴施進行土壤封閉,持效期50 d左右,芽前防除達90%。金都爾的防除試驗表明,其對馬唐、無芒稗和牛筋草等平均防效均達82.58%以上[30]。
2.3.3 草坪成坪初期的雜草處理 成坪初期雜草防除包括物理防除和化學防除。生產上物理除雜措施主要有手工除草、滾壓防除、修剪防除,其中最常用的仍以人工拔草為主。手工除草:拔除的時間是在雨后或灌水后,將雜草的地上、地下部分同時拔除。滾壓防除:對早春已發芽出苗的雜草,可用輕滾筒進行交叉滾壓消滅雜草幼苗。修剪防除:對于依靠種子繁殖的一年生雜草,可在開花初期進行草坪低修剪,使其不能結實而達到將其防除的目的。適當增加修剪頻次,修剪高度為5~10 cm,促使假儉草在短時間內形成致密的地面匍匐莖覆蓋層,成坪后封殺雜草的生長空間,適當的修剪或刈割不僅不會傷害到假儉草,反而會促進假儉草匍匐莖的分枝分蘗,加快成坪速度[32]。
若前期雜草管理得好,假儉草成坪原有土壤中的雜草防除相對容易,此時可根據防治對象選用合適的除草劑小面積點殺。但湖區堤防周邊具有大量的種子,借助湖區風力傳播至假儉草草坪的風險極高,而雜草生長生物量大后,對除草劑的耐受能力大大增強,苗后早期除草劑對其根本無效,苗后中期除草劑需要加大劑量方可奏效。因此,需在雜草發生的3~6月間,根據天氣情況,每10 d左右,噴施1次土壤封閉劑,做好雜草苗前處理工作。同時,加強建植堤防草坪的巡查,發現雜草及時拔除或有針對性地用藥劑防除,同時應當注意觀察對假儉草的藥害。雜草出苗后,當在雜草3葉1心期前,葉齡小、組織幼嫩,對除草劑敏感期是取得草坪主動除草的關鍵時期,宜早宜小,方能省藥、省心、省時。
假儉草草坪中禾本科雜草如雀稗、白茅、蘆葦、馬唐、牛筋草等,藥劑防除難度大。噴霧處理防治,容易造成藥害,效果也不理想??墒褂貌萜簩?8號3 g/667 m2,芽前及苗后早期通過內吸傳導方式殺除禾本科雜草;或37%惡草星SL為滅生性除草劑,用專用涂抹手套或用橡膠手套加棉手套涂施,避免與草坪草接觸,對草坪雜草白茅、牛筋草、雀稗、蓮子菜等多年生深根頑固性雜草有特效,藥液用量8.0 kg/667 m2,工效是人工除草的5~6倍,防效100%,可完全殺死地下繁殖根莖,再生率小于5%[33]。
針對假儉草草坪中闊葉雜草和莎草,可使用草坪寧7號、草坪寧18號、草坪寧28號、草坪寧60號[34]、2,4-D、2,4-D丁酯、2甲4氯、苯達松(48%滅草松水劑)、使它隆、草克星(10%吡嘧磺隆可濕性粉劑)、巨星(75%苯磺隆懸浮劑)等進行滅殺,它們的優點是對假儉草無傷害,缺點是不能殺死禾本科雜草。草坪寧7號藥液用量600 g/667 m2,可在苗后殺除莎草及部分闊葉草;草坪寧28號藥液用量4.7 g/667 m2,芽前及苗后早期通過內吸傳導方式殺除莎草和闊葉雜草;草坪寧60號藥液用量3 g/667 m2等,芽前及苗后早期通過內吸傳導方式殺除禾本科和闊葉雜草。2,4-D丁酯屬苯氧羧酸類激素型選擇性除草劑,具有較強的內吸傳導性,主要用于雜草苗后的莖及葉面處理,可防除禾本科以外的各類闊葉雜草,在假儉草4~5葉至分蘗末期,雜草3~5片葉時噴霧,每1000 m2用72%乳油900~2400 mL兌水450~600 kg噴霧。
復配劑Ⅱ(有效成分10% Mesotrione+3% Sulosulfuron)是一種可在假儉草草坪使用的廣譜性除草劑,對草坪中發生禾本科雜草、闊葉雜草和莎草科雜草具有較好的株防效效果,可以推薦作為假儉草草坪芽后除草劑應用;用量100 mL/667 m2。14%綠海茵SL緩效型莖葉處理劑為另一種選擇性的廣譜除草劑,芽前芽后均可使用,主要用于芽后,可高效防除幾乎所有闊葉雜草(車前草對該劑有一定的抗性)及莎草科雜草,可高效防除早期單子葉雜草稗草、千金子,同時對馬唐、牛筋草有強烈抑制作用,同時也可作為土壤封閉劑使用,持效期2~3個月,對草坪安全系數高,用量為250 mL/667 m2,兌水45 kg,均勻噴施。
假儉草草坪禁用的除草劑有農思它、秀百宮、丙炔氟草胺、西瑪津、精喹禾靈、高效氟吡甲等。農思它會直接灼傷假儉草葉片,秀百宮對假儉草傷害有嚴重藥害,嚴重抑制了假儉草的生長,最終導致假儉草死亡[35]。測試丙炔氟草胺對暖季型草坪的安全性,發現其對假儉草的安全性較差[36]。在假儉草草坪建植期間使用西瑪津也造成假儉草幼苗的藥害癥狀,在實際應用中,應該規避這類藥物[37]。此外,針對禾本科的除草劑,應慎用,建議通過小面積防除試驗確定安全且有良好的防除效果后,再大面積使用。常規劑量下精喹禾靈和高效氟吡甲禾靈平均防效均在70%以上,然而草坪草會出現枯黃、停止生長等狀況,在高濃度劑量下雖能獲得100%的防效,但草坪也隨除草劑濃度的升高而死亡[30],也屬于禁用除草劑。
2.3.4 假儉草休眠期的雜草處理 冬季假儉草草坪休眠前期,有條件的,可使用冷季草籽,如多年生矮化黑麥草,占領空間,減少雜草繁衍的條件,同時,在9月10日至9月20日之間,施用金都爾、草坪寧28號等土壤封閉劑對冬春出苗的雜草進行控制,如豬殃殃、蒲公英等,能夠取得更好的防除效果[30,34]。根據堤防雜草單株結籽數調查,蒼耳152~285粒種子,牛筋草>50000粒,對于部分當年未除盡的雜草,根據其開花結實情況,在雜草種子成熟自然落粒前,刈割并清除出草坪,防止翌年發生危害,本項工作需在9月上中旬完成。
我國南方暖季草坪主要雜草有296種,其中以禾本科和菊科雜草種類最多[34,38]。草坪雜草與草坪同生期長,一年四季均有雜草發生,且危害重[39]。堤防草坪建設需兼備堤防安全、汛期巡檢查險、景觀等多方面需求[40],加強雜草分類,注重對高稈雜草的防除,對于低矮的草本植物可與假儉草共生,以提高堤防生態系統多樣性和穩定性,滿足汛期巡檢需求,降低管理成本。
在草坪建坪期,雜草的發生與危害是假儉草草坪建植成敗的關鍵,堅持以預防為主,綜合采用土壤管理、化學、人工、機械等方法的雜草綜合管理已成為當前研究的熱點[41]。假儉草屬于耐貧瘠草種,在養分較高的土壤中,生態位易被其他雜草擠占,重要值降低,造成草坪退化。結合目標堤防土壤質地,加強草種檢疫以減少雜草繁殖體進入堤防草坪生長地,在草坪建植過程中,嚴格控制好土壤基質雜草繁殖體,提供凈化的土壤基質,為草坪快速成坪創造良好條件,可大幅減少后期雜草防除工作量?;瘜W防治具有節約成本、省時省力等優點,但在長期單一使用某種或某類除草劑或任意提高除草劑的用量,可能使一些雜草對除草劑產生耐藥性或抗藥性[42],同時,若使用不當也會對草坪產生藥害,污染土壤和水源[43]。根據當地雜草種類的調查和季節分布特征,匯總藥劑種類、用量等信息,做好建植前期和成坪后的按月或按季防除方案。
生態系統中營養結構自下而上的控制理論認為,生態系統的初級生產力與食草動物的生物量之間存在直接的正相關關系,在某些生態系統中,高達83%的植物地上莖葉可以被食草動物所取食[44],食草動物對群落演替速率和演替路徑產生影響,也會對植物群落的物種豐富度產生不同的影響,在低營養供給的生態系統,物種豐富度通常隨動物取食而下降,阻礙了其演替進程[45-46]。同時,植物也會通過“耐受性”,調整根冠比、分生組織再分配,脊椎動物取食高稈植物莖葉后,將有利于假儉草等匍匐莖植物組織光利用效率的增加[47],促進堤防景觀草坪向低矮化進化,這為堤防控高植草提供了新的思路,通過生態控制雜草,才能充分且持續發揮堤防假儉草草坪的優勢和價值。
草坪植生帶(植生毯、植生卷)[48]為假儉草的草坪建植繁殖提供了一個全新的思路,但是目前相關的研究報道還非常局限。若在未來能進行更多有針對性的深入研究,研發假儉草草皮規模化生產技術,解決其中的一些關鍵技術環節,則可以為假儉草的推廣應用提供便利。
(1)鄱陽湖區堤防主要草本發生共65種,分屬24科,分科計以禾本科和菊科出現的種類最多,分別占總數的26.2%(17種)和15.4%(10種)。根據除草劑的作用效果,按葉型與莖切面形態,禾草17種,莎草2種,闊葉草46種。一年生或越年生草種共36種,占55.4%;多年生雜草29種,占44.6%。
(2)根據雜草對堤防隱患排查、汛期巡堤查險、堤防綠化景觀效果、沿線群眾生產生活便利等,將雜草分為強危害重點防除草種(46種,占總種數的70.8%)與弱危害非重點防除草種(19種,占總種數的29.2%)。
(3)堤防假儉草草坪建植雜草防除策略,包括土壤處理、人工、機械、化學防除等措施,具體分為建植前的土壤處理、建植初期的雜草芽前防除、草坪成坪初期的雜草處理和休眠期的4個階段除草處理。
(4)堤防假儉草草坪可安全使用的芽前除草劑包括氨氟樂靈、乙氧氟草醚、金都爾。芽后除草劑包括禾本科雜草可使用草坪寧18號噴施或37%惡草星SL手套涂抹;闊葉和莎草雜草可使用草坪寧7號、草坪寧18號、草坪寧28號、草坪寧60號、2,4-D、2,4-D丁酯、2甲4氯、苯達松、使它隆、草克星、巨星等。廣譜性除草劑有復配劑Ⅱ,14%綠海茵SL緩效型莖葉處理劑。
(5)假儉草草坪禁用的除草劑有農思它、秀百宮、丙炔氟草胺、西瑪津等。此外,針對禾本科的除草劑應慎用,如精喹禾靈和高效氟吡甲禾靈等都會造成草坪死亡。