有机硅助剂对“狼毒净”防除狼毒效果及草地植物群落多样性的影响

鲍根生，王宏生，曾 辉

（青海省畜牧兽医科学院，青海 西宁810016）

狼毒（Steller a cha maej as me）俗称断肠草、馒头花等，属于瑞香科狼毒属多年生草本，广泛分布于我国东北、西北和西南地区的天然草地上，属烈毒性常年有毒植物［1－2］。青海省天然草地上生长的瑞香狼毒面积达7.33×105h m2，密度为3.5丛·m－2，最多可达50丛·m－2，狼毒植株高大，能消耗较多的土壤养分和水分，造成其他牧草可利用营养物质减少，导致优良牧草产量和品质显著降低，严重阻碍当地草地畜牧业的发展［1］。针对狼毒的防除工作，草地保护研究者们曾经尝试各种防治措施，摸索出了一系列有效防治方法。例如，机械挖除、根部注射化学药剂等方法，以上防治方法的优点虽然不污染环境，但当防除面积较大时往往不实际。由于狼毒发生面积较大和物理防除难度较高的原因，化学防除仍作为草原狼毒防治的主要手段，相继研制出的产品有2，4－D 丁酯、草甘膦、“灭狼毒”和“狼毒净”等，对狼毒均有较好的防除效果［3－6］。随着人们对生态环境保护意识的不断增强和发展生态有机畜牧业的需要，严禁在天然草地上使用高残留的农药对草原有害生物进行防治，因此，化学农药的低残留性成为农药使用的基本要求。

农药助剂是化学农药加工剂型中除有效成分之外所使用的各种辅助剂的总称。助剂本身没有生物活性，但有增效作用，它可提高药效、降低农药的用量、节约成本、减少农药对环境的污染［7－11］。L－77、S309 等农药助剂与麦草畏、烟嘧磺隆、磺草酮等农药混剂能有效防除田间杂草，对农作物的产量和品质没有影响，在环境中农药残留很低，成为现代农药发展的一个新趋势［12－14］。本研究利用青海省畜牧兽医科学院研制的“狼毒净”为主剂，展扩100、禾泽和Quick三种有机硅助剂为助剂，通过正交试验设计，确定处理最佳组合及药剂对狼毒的防效，以及对草地群落生物多样性影响进行评估，为防除狼毒提供一种更高效、对环境更为安全的高效防除药剂。

1 材料与方法

1.1 供试药剂及助剂

供试药剂为青海省畜牧兽医科学院研制的“狼毒净”，该药剂对狼毒作用标靶专一、防除效果较好；有机硅助剂为金敦福科技有限公司提供的展扩100、Quick和禾泽。有机硅助剂能极度降低药液的表面张力，提高药液的黏附力，加强药液在气孔内的渗力，显著提高药液通过表皮的穿透力，同时具有优异的渗透力，适合作为除草剂、叶面肥的桶混喷雾助剂，通过提高药液的内吸剂量，减少药液的流失，使产品具有耐雨水冲刷、环保和高效的功效。

1.2 试验设计与调查方法

1.2.1 试验设计 试验采用三因素三水平正交试验设计，选用L9（34）正交试验。各处理重复3次，共计27个小区，小区面积为20 m2。试验具体处理见表1。

表1 正交试验因素水平表Table 1 Level and f actor table of orthogonal experi mental design

1.2.2 研究区概况 试验点地处青海湖流域的青海省海南州共和县江西沟乡上确村，选取狼毒密度分布均匀的矮嵩草（Kobresia hu milis）天然草地上开 展 狼 毒 防 除 试 验（100°21′01″E，36°36′54″N，3 254 m）。该区年均气温3.3℃，年降水量306.6 mm，年蒸发量1 841.1 mm，≥0 ℃积温2 236.4℃·d，年均风速2.1 m·s－1，年大风日43.1 d，无霜期264.6 d。草地群落建群种是矮嵩草，常见的伴生植物有紫花针茅（Stipa pur purea）、冷地早熟禾（Poa cr y mophil a）、赖草（Ley mus secalinus）、艹洽草（Koeleria cristata）、青海苔草（Carex qinghaiensis）、疏花剪股颖（Agrostis perl axa）、狼毒、乳白香青（Anaphalis l actea）、多 裂 委 陵 菜（Potentill a multifida）、披针叶黄华（Ther mopsis l anceol ata）、柴胡（Bupleur u m s mithii）、阿尔泰紫菀（Heter opap pus altaicus）、茵陈蒿（Artemisia capill aris）、甘肃棘豆（Oxytropis ochrocephal a）、小叶龙胆（Gentiana spathulifolia）、扁蓄豆（Melissil us r uthenicus）、刺芒龙胆（G.aristata）、亚麻（Linu m usitatissi mum）等。

1.2.3 施药时间及方法 2010年7月12日狼毒盛花期进行喷药。施药时采用5 L手持式小型喷雾器进行常量均匀喷雾，各处理加水1.125 L，喷幅1.5 m。对照区不进行任何处理，分别于施药后1 年和2年对对照区和防除区草地植物群落的物种多样性进行调查。

1.2.4 调查内容及方法

1）狼毒防除效果调查：施药前调查各小区存活狼毒株数，施药15 d后用目测法观察狼毒及牧草的生长状况，施药后第1年（2011年6月）调查样方内的狼毒密度和其他牧草的返青情况，确定药剂对狼毒的防除效果。

Henderson－Tilton公式计算狼毒防效［15］：

式中，Ta表示防除区狼毒存活的数量；Tb表示防除区防治前狼毒的数量；Ca表示对照区防除后狼毒存活数量；Cb表示对照区防治前狼毒存活数量。

2）草地植物群落生物多样性的测定：2011年和2012年8月中旬，在狼毒防除区和对照区分别选取3个1 m×1 m 样方，对小区内出现植物的株高、密度、地上生物量和盖度进行测定。

用Si mpson指数（D）［16］计算草地植物群落物种优势度：

用Pielou指数（E）［16］计算草地植物群落均匀度：

式中，Pi＝Ni／N，Pi代表物种i 的相对重要值，N代表方各物种重要值总和，Ni代表样方内第i 物种的重要值，S 代表物种i所在样方的物种总数。

1.3 数据统计

正交试验数据用SPSS 11.0软件进行方差统计分析，Origin软件进行图表制作。

2 结果与分析

2.1 对狼毒的防效

2.1.1 有机硅助剂可提高“狼毒净”对狼毒的防效 极差（R）最大的为B 因素，其次分别为C 因素和A 因素，说明对狼毒防除效果影响最大的是狼毒净用量，其次分别为助剂浓度和助剂种类，依次为B＞C＞A（表2）。方差分析结果表明，B 因素有显著效应（P＜0.05），而A 因素和C因素无显著效应（P＞0.05）（表3）。当助剂种类选Quick，助剂浓度为112.5 mL·h m－2，“狼毒净”用量选675 mL·h m－2时，对狼毒的防除效果最佳，狼毒防效高达96.8%，优于其他组合的防效（表2）。

2.1.2 有机硅助剂可减少“狼毒净”药剂使用量 “狼毒净”和有机硅助剂不同组合的防效呈无规律的变化。选用75 mL·h m－2禾泽助剂和600 mL·h m－2“狼毒净”对狼毒的防除高达94.0%（表2），每公顷能有效降低“狼毒净”75 mL。

表2 助剂和“狼毒净”正交组合对狼毒的防除效果Table 2 Control effect on Stellera chamaej asmein different adjuvants and Langdujing combination

表3 助剂和“狼毒净”正交组合防除狼毒效果方差分析Table 3 Analysis of variance of control effect on Steller a chamaej asmein different adjuvants and Langdujing combination

2.2 对草地植物群落多样性的影响

从助剂和“狼毒净”正交组合对草地群落多样性指数的影响（表4）可以看出，不同组合药剂处理对群落多样性指数有一定影响。喷药第1年群落丰富度指数、优势度指数和均匀度指数均低于对照，第2年37.5 mL·h m－2Quick和600 mL·h m－2狼毒净处理组合（A3B2C1）小区的丰富度指数高于对照（P＞0.05），37.5 mL·h m－2禾泽和675 mL·h m－2狼毒净（A1B1C1）处理组合小区的均匀度指数高于对照。从群落丰富度指数来看，施药第1年“狼毒净”和高浓度Quick有机硅助剂混合药剂A3B1C3降低了群落丰富度指数，与对照相比差异显著（P＜0.05），施药第2年，A2B2C3外的各处理组合的群落丰富度指数均高于第1年；施药后第1年各处理间群落优势度指数均低于对照，部分处理间差异不显著，且施药第2 年优势度指数除A2B3C1外均高于第1年；施药后第1年“狼毒净”和高浓度Quick有机硅助剂混合药剂的群落均匀度指数显著低于对照，第2年各处理组合的群落均匀度指数除A2B3C1外均高于第1年，且各处理间差异不显著。

2.3 对牧草的影响

使用不同组合的药剂防除狼毒后，对草地植物有不同程度的影响，主要表现为：1）矮嵩草、紫花针茅、冷地早熟禾、赖草、艹洽草、青海苔草等禾本科牧草及甘肃棘豆不敏感；2）披针叶黄华对药剂反应敏感。喷药当天表现为植株萎蔫下垂，叶片发软组织失绿，1周后表现为茎叶蜷缩，叶片背部出现黄色失绿迹象，第2年在样地中能正常返青。

表4 助剂和“狼毒净”正交组合对草地群落多样性指数的影响Table 4 Diversity indexes of grassland community after applying different adjuvants and Langdujing combinations

3 讨论

3.1 有机硅助剂对“狼毒净”的增效作用

我国农药使用中普遍存在农药投放量高、农药有效利用率低等问题，造成这些问题主要是由于农药喷雾技术中靶标针对性差、喷施方式落后、杂草耐药性增强等原因［17］。牧民们为了提高除草剂的防除效果，常常增加除草剂的用药量，这就会造成对其他非标靶作物的药害、增大对自然环境的污染、加强靶标杂草的抗药性等。针对上述问题，行之有效的办法是在药液中加入助剂。在除草剂中使用助剂一方面能增强对防除杂草的防效，另外通过减少农药使用量来实现环境保护的目的。本研究表明，增加有机硅助剂不但对草原狼毒有较好的防除效果而且对环境和其他牧草也有保护作用，这与已有的研究结果一致［11－14］。“狼毒净”药液中添加有机硅助剂后，能有效降低“狼毒净”药液的使用量，同时提高狼毒的防除效果，说明有机硅促进“狼毒净”在狼毒植株中的向下传导，增加药剂在狼毒根部的积累。已有报道指出，有机硅助剂可显著提高草甘膦在田间恶性杂草——反枝苋（Amar anthus retroflexus）中的传导，但在禾本科作物——大黍（Panicum maximu m）中的传导却无促进作用［18］。同时，有机硅助剂能降低药液表面张力，提高润湿展布性，实现防效高、降低药液的使用量、降低土壤中药液的残留量的优点，促使化学药剂成为环境友好型的药剂［19］。

3.2 药剂对草地群落生物多样性的影响

随着放牧强度的增加，草地群落中的优势种或建群种由于适口性好，被家畜反复采食；而狼毒由于自身合成对家畜有毒的生物碱，家畜在长期采食的过程中，对其形成条件反射，对狼毒不采食或采食量很少［19－20］。狼毒自身能产生大量种子，同时拥有强大的根系，不断从土壤和环境中竞争到更多的养分，逐渐从草地群落中的伴生种升级为群落中的优势种［5，21－22］。除 草 剂 作 为 草 地 毒 害 草 防 除 的 主 要 手段，能显著降低毒害草在草地群落中的分布，对草地群落结构进行重组，使群落向原始群落方向恢复。本研究表明，在使用药剂对狼毒防治后，第1年草地群落的优势度、丰富度和均匀度均明显降低，原因可能是狼毒、披针叶黄华等被防除，造成群落物种数减少，进而影响群落的生物多样性；而施药后第2年群落的各项多样性指标提高，原因可能是施药后采取封育、禁牧等草地恢复措施，加之封育当年降水量丰富（年平均降水量440 mm），原草地群落中建群种（矮嵩草、艹洽草）在群落中得到适宜生长的生态位，种群的数量在群落中迅速增加，逐渐代替狼毒成为群落中的优势种；同时有机硅助剂作为农药的有效扩展剂和粘着剂，能提高内吸性除草剂“狼毒净”在狼毒根部的吸收量，增强药剂对狼毒的防除效果。由于药剂使用量降低而有机硅助剂属对环境友好型农药助剂，对植物、土壤微生物和自然环境不产生任何影响，能显著降低药剂在土壤中的残留；同时由于光照、土壤温湿度等适宜的条件，为土壤种子库中的种子提供适宜萌发的外界条件，导致植物群落中原来消失的植物物种（蒲公英、茵陈蒿等）不断在草地群落中相继出现，这势必造成草地植物物种的数量不断增加，进而促进草地植物群落的优势度、丰富度、均匀度提高，最终导致草地群落向更加稳定的群落演替，加快草地生态恢复和多样化方向发展。

3.3 有机硅助剂对其他植物的安全性

有机硅助剂对植物是温和的，没有伤害，药害主要是由喷雾制剂造成的。因此，为充分发挥有机硅助剂的作用，需对农药制剂进行优化。本研究表明，增加有机硅助剂“狼毒净”对狼毒具有很好的防效，对禾本科牧草生长没有影响，第1年对披针叶黄华产生药害，但第2年能正常返青。这与单独使用“狼毒净”第2年披针叶黄华从植物群落中消失结果有差异［23］。从群落生物多样性方向考虑，在施用“狼毒净”时应适当降低用量，添加有机硅助剂，一方面可以提高药剂对其他牧草的安全性，有效保护草地群落物种多样性，另一方面降低农药在土壤中的残留，减少对环境的污染。

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