野牛草草坪除草劑安全施用策略

泰爾格力， 蔡金宏， 崔鳳超， 杭 楠， 浦心春， 孫 彥， 王克華*

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 北京 100193； 2.北京布萊特草業(yè)有限公司， 北京 102208)

野牛草(Boutelouadactyloides(Nutt.) Columbus.)是禾本科虎尾草亞科狗牙根族格蘭馬屬(原畫眉草亞科虎尾草族野牛草屬)多年生暖季型C4草本植物,起源于美洲中南部,其自然群落主要分布在加拿大中部到美國以及墨西哥中部的干旱半干旱地區(qū)的矮草草原，常與同屬的格蘭馬草(Boutelouagracilis(Kunth) Lag. ex Griffiths)等一起構(gòu)成草原景觀[1]。野牛草是一種重要的耐牧型低矮牧草,同時因其具有發(fā)達(dá)的匍匐枝，植株低矮，葉片纖細(xì)柔軟以及抗逆(如抗寒、耐旱、耐熱、耐陰)性好等多種優(yōu)良特性和較好的坪用性狀而逐漸被用于節(jié)約型低養(yǎng)護草坪種植[2-5]。我國于20世紀(jì)40年代在甘肅天水水土保持站引入野牛草作為水土保持植物，后于上世紀(jì)50年代引種到北京，隨后逐步引種到北方其他省份。在20世紀(jì)50—80年代野牛草成為北京乃至“三北”(華北、東北、西北)地區(qū)城市園林綠化和水土保持的主要草種，表現(xiàn)出很好的適應(yīng)性。作為暖季型草坪草，野牛草在北方地區(qū)綠期短(約180 d左右)，隨著20世紀(jì)80—90年代冷季型草坪草開始大量引入我國,野牛草幾乎被冷季型草坪草種所取代[6-8]。近年來隨著人們對草坪水、肥以及農(nóng)藥使用等可能造成生態(tài)問題的逐漸關(guān)注以及國家生態(tài)文明建設(shè)的需求，野牛草作為低養(yǎng)護高抗性草坪草在北方重新受到重視，如南水北調(diào)中線工程護坡、豐臺區(qū)野牛草的大面積使用以及近幾年北京首都國際機場和大興國際機場飛行區(qū)野牛草的使用等[9-10]。

自1944年Marth等發(fā)現(xiàn)具有選擇性防除草坪雜草的人工合成除草劑2，4-D(2，4-二氯苯氧基乙酸)以來[11]，化學(xué)防治逐漸成為常用的雜草防治手段，如何在有效防治雜草的同時，選擇對草坪草生長影響較小的除草劑方案是值得探討的問題。除草劑耐受性是指植物在除草劑發(fā)揮作用時自身不受傷害的能力，常與雜草敏感性和抗藥性一同作為除草劑選擇和使用的評估標(biāo)準(zhǔn)[12]。相比狗牙根(Cynodondactylon(L.)Pers)和結(jié)縷草(ZoysiajaponicaSteud.)這2類最為常用的暖季型草坪草，野牛草草坪草除草劑的研究相對較少，因此在早期包括野牛草在內(nèi)的其他暖季型草坪草中選用和評估除草劑時，基本參照狗牙根和結(jié)縷草的研究[13-15]。除草劑可以根據(jù)作用方式、傳導(dǎo)性能、化學(xué)結(jié)構(gòu)等的異同劃分為不同的類別，其中根據(jù)用藥時期不同，可以將除草劑劃分為芽前和芽后除草劑2種類型。20世紀(jì)40年代美國堪薩斯農(nóng)業(yè)實驗站的研究人員報道了除草劑在野牛草種子生產(chǎn)中的使用[14]，直到90年代美國幾所大學(xué)的草坪研究團隊才對野牛草草坪建植和養(yǎng)護管理過程中芽前和芽后除草劑的選擇評估做了較為系統(tǒng)的研究。最近幾年隨著野牛草的應(yīng)用逐漸增多，一些較新的草坪除草劑或除草劑組合耐受性的評估也得到開展。

建植成功后的野牛草草坪是一種高抗性的低養(yǎng)護草坪，但雜草的入侵和競爭往往導(dǎo)致其種子建植過程費時費力、成坪緩慢甚至建坪失敗[15]。國內(nèi)鮮見野牛草草坪雜草防控方面的研究報道，尤其在野牛草對常用草坪除草劑的耐受性以及除草劑的合理使用方面[16]。本文主要結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)研究報道和筆者的個人經(jīng)驗對野牛草不同時期的除草劑耐受性進行總結(jié)，以期為野牛草在我國推廣應(yīng)用中利用除草劑控制雜草提供理論參考。

1 芽前除草劑

芽前除草劑又稱土壤處理劑，是指在雜草出苗前使用的除草劑，通過土壤表面噴施和藥劑混土等施用方法，在土壤中形成除草劑封閉層，使未出土雜草種子的胚芽鞘和下胚軸吸收封閉層藥劑，從而封殺雜草[17-18]。在野牛草草坪建植過程中，常用的芽前除草劑主要包括三氮苯類、酰胺類和二硝基苯胺類等。三氮苯類為光合作用光系統(tǒng)Ⅱ抑制劑，能夠抑制或阻礙光合作用光系統(tǒng)Ⅱ中的電子傳遞，酰胺類和二硝基苯胺類為細(xì)胞分裂抑制劑，能夠抑制馬唐(Digitariasanguinalis(L.) Scop.)等一年生雜草幼根的細(xì)胞分裂，使雜草幼苗因根系發(fā)育失敗死亡[19]。芽前除草劑通常在一年生雜草出現(xiàn)之前施用才有效[20]，如Reicher等人的研究表明應(yīng)于4—5月期間在野牛草草坪上施用芽前除草劑以防除馬唐[21]。

1.1 野牛草播種建植期芽前除草劑的安全施用評價

野牛草主要通過鋪設(shè)草皮、營養(yǎng)枝種植以及種子直播3種有性繁殖途徑建植，其中種子直播建坪具有成本低、簡單易行、播種后雜草易管理、成坪快的優(yōu)點。野牛草種子最適生長土壤溫度為16℃以上，因此春末夏初是播種的最佳時期，該時期主要施用芽前除草劑以防除一年生或二年生雜草。野牛草建植芽前比較安全的除草劑有二氯喹啉酸、撲滅津、氰草津、嘧草硫醚、咪唑乙煙酸、甲磺隆、甲磺草胺、硝磺草酮和胺唑草酮等。結(jié)合安全性、國內(nèi)現(xiàn)有常用除草劑種類和草坪已登記使用的除草劑等因素，可以考慮二氯喹啉酸、氰草津、咪唑乙煙酸和硝磺草酮等除草劑,如播種后噴施40%硝磺草酮，300～600 mL·ha-1。

對于播種建植期的野牛草，13種除草劑處理(用藥量見表1)中氰草津、甲磺隆、撲滅津和嘧草硫醚4種除草劑對野牛草的建植影響較小，使用10周后野牛草蓋度能恢復(fù)到對照的80%以上，16周后為88%～99%，且生物量比對照多出4%～12%。但是甲草胺、莠去津麥草畏、利谷隆異丙甲草胺、塞克津、氨磺樂靈、二甲戊樂靈和二氯喹磷酸等9種芽前除草劑導(dǎo)致建植期野牛草的蓋度明顯下降，尤其是麥草畏(可以同時作為種植芽前和芽后除草劑)，使用4周后野牛草的蓋度基本為0，16周后其生物量也只有對照的15%[23]。Fry等[25]進一步在3個不同雜草強度的試驗點對播種建植野牛草(品種‘Sharp’s Improved’)芽前除草劑的使用進行比較，結(jié)果表明，15種芽前除草劑和除草劑組合處理中(用藥量見表1)，咪唑乙煙酸的表現(xiàn)最好，不僅能夠很好地抑制一年生禾本科雜草和闊葉雜草，同時對野牛草的建植無顯著不利影響，且幼苗密度、活力和草坪蓋度均好于對照和其他處理組。氟硫草定、環(huán)草隆、氨磺樂靈、二甲戊樂靈、敵草索、氨氟樂靈、地散靈以及氟草胺+氨磺樂靈等8種除草劑和除草劑組合嚴(yán)重抑制了野牛草種子萌發(fā)及幼苗生長，西瑪津、拿草特、氟草胺和惡草酮等4種除草劑對野牛草草坪蓋度的負(fù)面影響較為嚴(yán)重，使用8周后在雜草發(fā)生范圍較小的試驗點蓋度分別為對照處理的0%～26%和39%～78%。

表1 野牛草不同時期施用草坪除草劑及除草劑組合

續(xù)表1

Li等[26]在播種野牛草時評估了12種芽前除草劑和除草劑組合(用藥量見表1)的使用安全以及對馬齒莧(PortulacaoleraceaL.)、反枝莧(AmaranthusretroflexusL.)、金色狗尾草(SetariaglaucaL.) 等一年生雜草的控制效果，其中氨氟樂靈、甲基咪草煙以及甲磺草胺+氨氟樂靈3種處理對試驗中2種野牛草(品種‘Bowie’和‘Sundancer’)均產(chǎn)生明顯傷害，導(dǎo)致出芽后2周草坪蓋度低于10%，但其它除草劑和除草劑組合處理下，6周后野牛草草坪平均蓋度高達(dá)70%，尤其是硝磺草酮和甲磺草胺+二氯喹啉酸，野牛草草坪蓋度能超過90%，而未使用除草劑處理的對照因為雜草的競爭野牛草草坪蓋度只有不到40%。關(guān)于野牛草對二氯喹啉酸的耐受性，Li等[26]的研究發(fā)現(xiàn)二氯喹啉酸對野牛草播種芽前使用較為安全，而Dotra等[23]報道二氯喹啉酸導(dǎo)致建植期野牛草的蓋度明顯下降，平均只有對照的20%～30%，同時筆者相關(guān)研究(未發(fā)表)也表明二氯喹啉酸可以在野牛草播種芽前使用，而且二氯喹啉酸也是草坪登記商用除草劑(巴斯夫Drive)說明書中[27]推薦在播種期施用的除草劑，因此這可能和試驗中野牛草的品種以及試驗點氣候土壤條件差異等有一定的關(guān)系。

1.2 成坪野牛草對芽前除草劑的安全施用評價

成坪野牛草的雜草相對較少，對芽前除草劑的耐受性較強，可供選擇的除草劑包括氟草胺、氨磺樂靈、惡草酮等，其它除草劑一般根據(jù)實際情況進行選擇和施用，比如京津冀地區(qū)通常會在三月底至四月中進行芽前除草劑的施用。表2和表3中列舉了可以安全使用的部分常用草坪芽前除草劑和除草劑組合，如國內(nèi)較為常用的氨氟樂靈、氟樂靈、氨磺樂靈和二甲戊樂靈等二硝基苯胺類除草劑。Engelke等[22]在“大草原(‘Praia’)”成熟野牛草草坪上施用十余種芽前除草劑和近十種芽后除草劑，測試其除草劑耐受性，結(jié)果表明芽前除草劑中乙呋草磺(活性成分2 270 g·ha-1，后續(xù)除草劑用量皆為有效成分)對野牛草的傷害最大，達(dá)到95%。惡草酮(3 405 g·ha-1)傷害為40.4%～56.2%，莠去津(2 270 g·ha-1)傷害為23.82%，而氟草胺和氨磺樂靈(1 703 g·ha-1)復(fù)配處理對野牛草傷害最輕，只有0.7%～4.1%。Dotray等[23]同時在野牛草‘科曼奇(Comanche)’幼坪期和成坪期草坪上評估其對不同芽前除草劑的耐受能力。對于成坪期的野牛草，13種除草劑和除草劑組合處理(用藥量見表1)中使用莠去津、敵草隆和異丙甲草胺對草坪傷害較為嚴(yán)重，6周和15周后的傷害評估為22%～84%，尤其是莠去津和敵草隆處理后野牛草最終生物量不到對照的一半。除了西瑪津的處理效果略差，建植成坪的野牛草對試驗的其它9種芽前除草劑表現(xiàn)出良好的耐受性，傷害評估為0%～2%，生物量為對照的96%～125%。研究表明，劑量惡草酮固體顆粒劑作為成坪野牛草芽前除草劑是相對安全的[24]。

表2 野牛草不同時期對常用草坪除草劑的耐受性[11，16，22-23，25-26，32-43]

續(xù)表2

續(xù)表2

續(xù)表2

表3 野牛草不同時期對常用草坪除草劑組合的耐受性[11，16，22-23，25-26，32-43]

2 芽后除草劑

芽后除草劑是指以莖葉施用的方式防除已經(jīng)出苗并與草坪草進行競爭的雜草除草劑，在一定濃度范圍內(nèi)，具有選擇性靶標(biāo)特定類型的雜草，但不傷害草坪草的特點[28]，主要有羧酸類、磺酰脲類和芳氧苯氧基丙酸酯類等。羧酸類為合成激素抑制劑，能夠與吲哚乙酸的受體蛋白結(jié)合，通過誘導(dǎo)一系列生理生化反應(yīng)導(dǎo)致雜草死亡[19]；磺酰脲類為乙酰乳酸合成酶抑制劑，植物通過莖葉和根吸收抑制劑后能夠抑制乙酰乳酸合成酶的活性，從而破壞支鏈氨基酸和蛋白質(zhì)的合成，導(dǎo)致雜草生長停止而死亡[29]；芳氧苯氧基丙酸酯類為乙酰輔酶A羧化酶抑制劑，該抑制劑以乙酰輔酶A羧化酶為作用靶標(biāo)，通過抑制脂肪酸合成，使雜草細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞而死亡[30]。草坪施用芽后除草劑防除多年生闊葉雜草的最佳時間為早秋或初春，且應(yīng)避免在草坪受到干旱和高溫脅迫時施用，否則會對草坪造成一定程度的傷害[31]。

2.1 野牛草草坪苗期芽后除草劑的安全施用評價

野牛草草坪苗期常用的芽后除草劑有唑草酮、二氯喹啉酸、甲酰胺磺隆、氯吡嘧磺隆、三氟啶磺隆、玉嘧磺隆等。Fry等[32]在‘Sharp’s improved’野牛草1～3葉和2～4個分蘗枝的幼苗時期噴施12種芽后除草劑(用藥量見表1)處理以評價野牛草幼苗對不同除草劑耐受性的差異。研究發(fā)現(xiàn)：與對照相比，氟硫草定、二氯喹啉酸、甲基胂酸一鈉、二氯吡啶酸和甲磺隆在使用1或2周后均未對野牛草造成明顯傷害。施用麥草畏后野牛草草坪蓋度降低約6%，其他幾種芽后除草劑和除草劑組合如三氯吡氧乙酸、二四滴、三氯吡氧乙酸+二四滴、三氯吡氧乙酸+二四滴+二氯吡啶酸和二四滴+二甲四氯丙酸+麥草畏等會對野牛草幼苗產(chǎn)生藥害，但是6周后草坪蓋度基本能恢復(fù)到對照水平。Goss等[11]在前人研究的基礎(chǔ)上對11種除草劑2種劑量(用藥量見表1)處理野牛草(品種‘Cody’)4周和6周(播種4周或6周后)幼苗后的藥害進行了評估，結(jié)果表明其中一些除草劑會對幼苗造成明顯可見的藥害，尤其是高劑量甲酰胺磺隆和甲基咪草煙的處理，該藥害嚴(yán)重程度可能和野牛草不利的生長環(huán)境因素有關(guān)，其他除草劑總體藥害較小，4周后基本和對照無差別。Li等[26]在對12種相對較新的除草劑和除草劑組合作為播種芽前除草劑評估的同時，也作為苗期芽后(對照50%出苗時，1～3葉期；對照50%出苗2周后，2～3分蘗期)除草劑進行了評估，2年田間試驗結(jié)果表明1～3葉期甲磺草胺+二氯喹啉酸、甲磺草胺、二氯喹啉酸、唑草酮+二氯喹啉酸或甲磺草胺+氨氟樂靈處理都使野牛草的蓋度大于72%，而西瑪津和甲基咪草煙有一定的藥害。另外整體來看1～3葉期芽后處理比2～3分蘗期處理效果更好，野牛草蓋度更高，這可能與試驗地雜草競爭密切相關(guān)，而與除草劑藥害的程度無關(guān)。

2.2 野牛草成坪芽后除草劑的安全施用評價

野牛草成坪芽后除草劑的選擇可以根據(jù)需要考慮闊葉類、禾本類和莎草類除草劑，如唑草酮和二氯喹啉酸、二四滴、二甲四氯、氯氟吡氧乙酸、三氯吡氧乙酸、二氯吡啶酸、甲磺隆、硝磺草酮、氯吡嘧磺隆、三氟啶磺隆、啶嘧磺隆、玉嘧磺隆、甲酰胺磺隆、禾草靈、賽克津和苯達(dá)松等。莎草類的雜草可以使用苯達(dá)松、氯吡嘧磺隆、啶嘧磺隆、三氟啶磺隆等進行較好的芽后控制。Engelke等[22]在成坪野牛草上評估了9種芽后除草劑的耐受性(用藥量見表1)，結(jié)果表明精惡唑禾草靈、莠去津和氯嘧磺隆對野牛草的傷害最大，傷害評估為15%～88%，但試驗中精惡唑禾草靈的用量比該除草劑產(chǎn)品說明書的一般推薦最高用量高1倍，這可能是其對野牛草的傷害高達(dá)近90%的原因。其它6種除草劑傷害較小，傷害評估為3.7%～8.7%，西瑪津和塞克津?qū)υ摃r期的野牛草傷害最小。McCarty等[33]評估了2種野牛草新品種‘綠洲Oasis’和‘大草原Prairie’對15種通常用于禾本科、闊葉和莎草雜草控制的芽后除草劑和除草劑組合的耐受性(用藥量見表1)，其中黃草靈、甲基胂酸一鈉和烯禾啶處理后對野牛草造成的傷害需要20～40 d才能恢復(fù)。其它禾本科雜草除草劑如甲磺隆、二氯喹啉酸和禾草靈對2個新品種野牛草草坪產(chǎn)生傷害較小。用于控制芽后闊葉雜草的除草劑包括三氯吡氧乙酸、甲嘧磺隆、麥草畏、二四滴和二四滴+麥草畏+二甲四氯丙酸三元復(fù)配處理造成野牛草草坪質(zhì)量的降低一般需要20～30 d才能恢復(fù)。用于控制出苗后莎草的除草劑苯達(dá)松和滅草喹均降低了2個品種的草坪質(zhì)量，但是草坪質(zhì)量的降低均在可接受范圍內(nèi)。2個野牛草品種間對部分除草劑的耐受性差異明顯，比如二四滴+麥草畏+二甲四氯丙酸三元復(fù)配處理的‘綠洲’野牛草更敏感，需要40 d以上的恢復(fù)期，而莠去津處理下‘大草原’野牛草比‘綠洲’更敏感，需要20 d才能恢復(fù)。

考慮到野牛草通常對一些闊葉芽后除草劑敏感，Dyke等[34]在美國西部山間盆地地區(qū)研究評估了建坪5年后的‘Cody’野牛草對5種芽后闊葉除草劑組合的耐受性(用藥量見表1)，該試驗發(fā)現(xiàn)所有的除草劑處理對野牛草的傷害都不大，和前面2個試驗的報道結(jié)果不一致。可能是本試驗的野牛草建植時間較長而且處理期間當(dāng)?shù)赝砩蠝囟容^低。另外Harmoney等[35]對一種新的激素類除草劑氯丙嘧啶酸在野牛草上的安全性進行了評估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其在0.14 kg·ha-1用量時較為安全，野牛草可見傷害在8%以內(nèi)，而且短時間內(nèi)能夠恢復(fù)，同時其對非禾草類雜草的控制效果達(dá)到97%。但高劑量0.28 kg·ha-1時藥害明顯，尤其是當(dāng)野牛草處于干旱的生長條件下時。

Li等[36]在成坪的野牛草‘Bowie’上做了一個更為全面的除草劑耐受性評估試驗。通過3年田間試驗對27種除草劑和除草劑組合(用藥量見表1)以說明書推薦劑量和推薦劑量的2倍進行藥害評價，結(jié)果發(fā)現(xiàn)野牛草對大部分除草劑有很好的耐受性，包括唑草酮+二氯喹啉酸、氯吡嘧磺隆、茚嗪氟草胺、二氯喹啉酸、西瑪津或噻酮磺隆+碘甲磺隆+麥草畏等。雖然部分除草劑高劑量使用時對野牛草產(chǎn)生了一定的藥害，導(dǎo)致草坪質(zhì)量下降，但是基本都能在施藥后3～4周內(nèi)恢復(fù)，而甲基咪草煙和二四滴以及二四滴含量高的除草劑組合如二氯喹啉酸+甲磺草胺+二四滴+麥草畏使草坪質(zhì)量嚴(yán)重下降，不推薦施用。

野牛草作為暖季型草坪，在秋天逐漸進入休眠，春天開始重新返青，因此秋季是控制冬季一年生雜草和闊葉雜草的較好時期。Braun等[37]評估了秋季進入休眠的2種野牛草(‘Cody’和‘Sundancer’)對11種除草劑/除草劑組合的耐受性(用藥量見表1)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些除草劑對野牛草安全，能夠在野牛草進入休眠期的任何一個時間使用而不影響第二年春天返青。Li等[38]進一步對野牛草返青期間和剛返青后7種主要控制闊葉雜草的芽后除草劑/除草劑組合(用藥量見表1)的耐受性進行了評估，研究表明不含二四滴的除草劑在整個返青期間都可以安全使用，對返青草坪質(zhì)量沒有影響，而含有二四滴的除草劑最好是在返青早期(10%～15%返青)之前使用，否則會對野牛草產(chǎn)生藥害，影響野牛草返青草坪質(zhì)量。

3 總結(jié)和展望

草坪雜草防除是一個系統(tǒng)的工作，需要考慮草坪與雜草的具體情況并結(jié)合人工、物理、化學(xué)和生物的手段綜合防除。本研究主要結(jié)合國內(nèi)市場常用的除草劑種類對野牛草雜草化學(xué)防除提出一個初步的建議，尤其是考慮到國內(nèi)很多除草劑沒有在草坪上登記，且沒有詳細(xì)的產(chǎn)品說明書，有些甚至沒有標(biāo)注具體的活性成分和含量。在這里，我們根據(jù)以往的研究，總結(jié)了常見除草劑對野牛草草坪施用的安全性(表2和表3)。考慮到不同野牛草品種以及氣候環(huán)境都會對野牛草除草劑耐受性產(chǎn)生影響，同時有些除草劑受地域以及審批限制等，這里所列主要是作為參考，具體使用建議查閱相應(yīng)的除草劑產(chǎn)品說明書并結(jié)合小面積的預(yù)試驗。同時，由于除草劑帶來的環(huán)境問題，結(jié)合國家2015年開始啟動的“減肥、減藥”行動，野牛草雜草防控逐漸走向綜合管理，包括利用一些天然產(chǎn)物類代替常規(guī)化學(xué)除草劑(表2)，如玉米麩質(zhì)用于控制草坪雜草發(fā)芽，辣根素作為播種前土壤處理，或者天竺葵酸(3%～10% v/v)作為草坪上散布雜草的定點觸殺[39]，以及利用野牛草自身葉片產(chǎn)生的酚酸類物質(zhì)的化感作用抑制雜草發(fā)芽等[40]。另外關(guān)于野牛草對除草劑耐受性的研究基本集中在前期的使用評估階段，耐受性差異的機理機制研究較少，有待進一步探討，具體可以參考在作物上的研究，如研究者利用生物學(xué)和遺傳學(xué)研究方法對水稻(OryzasativaL.)、小麥(TriticumaestivumL.)等作物對不同除草劑耐受性差異機制提出了解釋，包括除草劑作用靶標(biāo)敏感水平不同和作物代謝降解除草劑速度不同等。