不同苗后茎叶除草剂对野牛草初建草坪杂草的防效及安全性评价

张佳雨，焦越佳，邹博坤，王欣铭，褚章彬，钱永强

（中国林业科学研究院生态保护与修复研究所 / 国家林业和草原局草原研究中心, 北京 100091）

野牛草(Buchloe dactyloides)为禾本科多年生暖季型草本植物，起源于美洲中南部[1]，具有极强的耐旱性、耐热性和耐寒性。自20 世纪40 年代引入我国后，野牛草作为重要的水土保持与生态修复草种在华北、西北等地区路域流域边坡、退化草地、废弃矿区等被广泛应用[2]。野牛草具有突出的坪用特性，植株低矮、叶片纤细柔软、抗病虫害强，通过匍匐茎营养体繁殖生长可迅速形成致密裸露地覆盖[3]，是我国北方地区公园、机场等低养护公共绿地最主要的建植草种[4-5]。近年来，随着水资源日趋紧张与园林大量用水矛盾不断加剧，野牛草以其突出的抗旱性，将更广泛地应用于困难立地植被修复、园林绿化以及不同功能草坪建植[6]。

杂草防控是影响野牛草草坪建植初期成坪质量最关键的因素，也一直是该领域研究的难点。国内迄今为止还未见国家相关部门登记备案的适用于野牛草的专用高效除草剂及相关研究报道。国外对野牛草草坪中的杂草化学防控已有大量研究，已筛选出多个苗前杂草封闭及苗后茎叶除草剂[7-9]，并对不同除草剂复配、实施浓度及时间、药效与安全性等方面进行了较为系统的研究，发现野牛草在不同建坪区域及时间对除草剂安全性存在显著差异，杂草谱构成及其生长发育阶段不同对除草剂敏感性也存在差异。

基于此，本研究以野牛草初建草坪为研究对象，在对区域杂草谱构成与生物学特性调查的基础上，通过比较分析不同苗后茎叶除草剂对杂草的防除效果与对野牛草的安全性，筛选出适宜于野牛草草坪建坪的化学除草剂，从而为野牛草高质量建坪和生态修复应用提供技术支撑，也为有效避免以往传统人工拔除费工、费时且防控效果差等问题，实现野牛草轻简化、低成本建管奠定重要基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与试验材料

试验地位于内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗，海拔1 000 m，属于温带大陆性气候，年均气温4.3 ℃，年均降水量为190 mm，年平均蒸发量为2 384 mm，土壤为棕壤土。供试品种为野牛草‘中林育1 号’。试验选用苗后乙酰乳酸合成酶( acetolactate synthase, ALS)-磺酰脲类、三嗪类、环己二酮类、对-羟苯基丙酮酸双氧化酶(4-hydroxyphenyl-pyruvate dioxygenase, HPPD)类、吡啶类等不同作用方式的18 种除草剂(表1)。

表1 苗后除草剂及用量Table 1 Recommended dosage of the post-emergence herbicides

1.2 试验方法

试验采用随机区组设计，对照为喷施不含除草剂的清水，各除草剂均按推荐用量施用，共19 个处理。小区面积3 m × 3 m，每个处理重复3 次，共设57 个小区。各小区间设置宽度为1 m 的隔离带，于2020 年6 月20 日在小区内按30 cm × 30 cm 株行距栽植野牛草植株。建植后一周开始除草剂处理，施药时间为07:00 - 09:00 和16:00 - 18:00，避开强光和高温时段；施药当天平均温度为19 ℃，空气湿度为34%，西风3～4 级。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 杂草种类调查

试验开始前调查杂草种类。在试验区及周边区域随机选取20 个3 m × 3 m 样方，在样方内调查杂草种类及构成。

1.3.2 杂草防效调查

除草剂喷施后第15 天对试验地的野牛草杂草防除效果进行调查。在每个小区内再随机选取3 个0.5 m × 0.5 m 样方，分禾本科杂草和阔叶杂草两类来统计各个样方内残存杂草株数；第30 天调查残存杂草的地上生物量鲜重，计算鲜重防效。

1.3.3 野牛草株高与新增匍匐茎

每个小区随机选取10 株，测量每株野牛草的自然高度与每株形成的新生匍匐茎数，取平均数为小区平均株高和新生匍匐茎个数。

1.4 数据处理

采用SPSS 23.0 软件对所测数据进行统计分析，用平均值和标准误表示测定结果，分别对施药后第15 天和第30 天的杂草防效进行单因素方差分析，并用最小显著极差法(least significance difference, LSD)进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 杂草种类调查

2020 年6 月23 日，对野牛草初建草坪各样方的杂草种类与分布情况进行了调查，共发现了24 种杂草，其中禾本科杂草9 种，阔叶杂草15 种(表2)。

表2 野牛草试验地主要杂草Table 2 Most abundant weeds in buffalograss experimental field

2.2 不同除草剂对野牛草初建草坪杂草的防除效果

除草剂施用15 d 后调查不同除草剂对不同类型杂草的防除效果，阔叶杂草和禾本科杂草对不同除草剂的敏感性及其株防效存在显著差异(P＜ 0.05)(表3)。对阔叶杂草株防效最好的除草剂是灭草松，株防效达到88.76%；对禾本科杂草株防效最好的除草剂是苯唑草酮，株防效为90.02%；对杂草总体株防效最好的除草剂是苯唑草酮，株防效为90.07%。

表3 施药后第15 天不同除草剂对野牛草试验地的杂草防除效果Table 3 Weed control effects of different herbicides on buffalograss test site 15 days after application

除草剂施用后第30 天，不同除草剂对阔叶杂草和禾本科杂草的鲜重防效存在显著差异(P＜ 0.05)(表4)。对阔叶杂草鲜重防效最好的是苯唑草酮处理，鲜重防效达到97.89%，其次是甲咪唑烟酸处理，鲜重防效达到96.48%。对禾本科杂草鲜重防效最好的是苯唑草酮处理，鲜重防效达到89.51%，其次是三氟啶磺隆处理，鲜重防效达到89.43%。对杂草总体鲜重防效最好的除草剂为苯唑草酮，鲜重防效达到93.75%。其中苯磺隆、烯草酮和烟嘧磺隆处理下的杂草鲜重防效不到60%，三氟啶磺隆和硝磺草酮处理的杂草防除效果也较好，分别达到89.54%和81.36%。

表4 施药后第30 天不同除草剂对野牛草试验地的杂草防除效果Table 4 Weed control effects of different herbicides on buffalograss test site 30 days after application

2.3 不同除草剂对野牛草的安全性评价

进一步评价参试除草剂对野牛草的安全性，发现不同除草剂对野牛草的株高生长抑制存在差异(表5)。二氯吡啶酸对野牛草株高生长影响最小，株高抑制率为7.11%；其次是乙羧氟草醚，株高抑制率为17.56%；氯氟吡氧乙酸异辛酯对野牛草株高生长影响最大，株高抑制率达到了53.11%，部分植株枯萎死亡。精噁唑禾草灵对野牛草的株高抑制率也超过50%。

不同除草剂对野牛草新生匍匐茎形成的影响存在差异(表5)。二氯吡啶酸对野牛草匍匐茎生长无明显影响，新生匍匐茎数最多，平均每株野牛草有1.6 个新生匍匐茎，精噁唑禾草灵和精喹禾灵处理对野牛草匍匐茎生长影响最大，新生匍匐茎仅为0.1 个。

表5 施药后第30 天不同除草剂对野牛草的影响Table 5 Effects of different herbicides on buffalograss 30 days after application

3 讨论与结论

野牛草建坪与管理的关键环节之一是杂草防除。本研究通过比较18 种不同类型除草剂对杂草防效及对野牛草的安全性，得出野牛草建坪初期最适宜除草剂为苯唑草酮，其对阔叶杂草及禾本科杂草幼苗具有较理想的防除效果。

除草剂在施用后30 d 其杂草防效多高于施用后15 d 的防效，但部分除草剂施用后15 d 调查时杂草防效较高，特别是苯唑草酮，其作用效果快且明显，施药后2～5 d 杂草白化明显，一周左右杂草陆续死亡[10]。此外，苯唑草酮安全性高、杀草谱广且兼容性高，是目前适用于玉米(Zea mays)等C4作物防除杂草的新型选择性吡唑酮类除草剂[11-13]。其在玉米3～5 叶期，杂草2～4 叶期时，对牛筋草(Eleusine indica)、马唐(Digitaria sanguinalis)、稗草(Echinochloa crusgalli)等一年生禾本科杂草和部分阔叶杂草较敏感[14]，特别是田旋花(Convolvulus arvensis)、马唐和狗尾草(Setaria viridis)，苯唑草酮对其防除效果均超过90%[15]。本研究发现，苯唑草酮对禾本科杂草和阔叶杂草的防效均超过了85%，野牛草的株高与返青率较高，证明其对野牛草的安全度较高。但是后期调查发现，该除草剂实施初期对野牛草生长也有一定影响，表现为叶尖枯萎或黄化，与对照相比，生长明显延后。

灭草松和氯氟吡氧乙酸异辛酯对禾本科杂草防除的选择性差，对野牛草的安全性较差。莠去津对阔叶杂草的防除效果较好，但其在土壤中残留严重，长期使用会严重污染环境[15]，不推荐大面积施用，在大田使用中需减施[16]。三氟啶磺隆对棉田常见阔叶杂草和禾本科杂草均有较好防效，对莎草科杂草香附子(Cyperus rotundus)的防效显著[17]。本研究中，其对草地杂草鲜重防效达到89.54%，但对野牛草株高生长和新生匍匐茎生长均有明显抑制作用，不适用于野牛草草坪。

施药后第30 天苯唑草酮处理下的野牛草草坪杂草较少且野牛草植株返青率较高，而三氟啶磺隆处理下的野牛草草坪杂草虽较少，但野牛草返青少且植株低矮、新生匍匐茎少；此外其他除草剂处理下的野牛草草坪均有部分杂草残留，成坪后的野牛草草坪整体颜色、密度、均匀度较差。

由于杂草构成的复杂性及其生物学特性存在差异，除草剂单剂难以达到既安全又高防效的目标。因此，后期研究需要进一步加强安全性除草剂的筛选，在此基础上，结合杂草谱特征，分析各类除草剂的防除机理，采用单剂减量、多剂复配的思路，以提高除草剂的筛选效率及安全性[16,18]，优选野牛草最适、高安全性杂草防效复配除草剂，为野牛草高质量建植与管理提供数据支撑。