马唐的综合防控研究进展

杜浩 刘学敏 周劲松 赵丽娟 只佳增

摘要 马唐是世界上公认的18种恶性杂草之一，在马唐的田间防控中，化学农药仍占据主导地位。从化学防控、生防菌利用、化感作用的应用等方面，综述了目前马唐的防控研究进展，并提出展望，以期为马唐的综合防控研究和田间技术应用提供参考。

关键词 马唐;抗药性;生防菌;综合防控

中图分类号 S 451  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2022）08-0026-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.08.006

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Research Progress on Comprehensive Prevention and Control of Digitaria sanguinalis

DU Hao，LIU Xue-min，ZHOU Jing-song et al

（Honghe Research Institute of Tropical Agriculture，Hekou，Yunnan 661300）

Abstract Digitaria sanguinalis is recognized as one of the 18 malignant weeds in the world， and chemical pesticides still play a leading rold in the field control of crabgrass.In this paper， the research progress of Digitaria sanguinalis on chemical control， the utilization of biocontrol bacteria and the application of allelopathy were reviewed， and the prospect was put forward， in order to provide a reference for comprehensive control research and field technology promotion of D. tangutorum.

Key words Digitaria sanguinalis;Drug resistance;Biocontrol bacteria;Comprehensive prevention and control

马唐（Digitaria sanguinalis）为禾本科马唐属，一年生草本，是世界上公认的18种恶性杂草之一 [1]。其繁殖能力强，生长速度快，生育期长 [2]，喜湿、好肥、嗜光照，在弱碱、弱酸性的土壤上均能较好的生长，广泛生长在田边、沟边、河滩、路旁、山坡等各类草本群落中，甚至能侵入竞争力很强的狗牙根、结缕草等群落，在疏松、湿润而肥沃的撂荒或弃垦的土地，常常成为植被演替的先锋种之一 [3]。

由于环境适应性极强、生态幅极宽，马唐广泛分布于世界热带、温带地区 [4]，是玉米、花生、棉花、大豆、高粱、烟草、甘蔗等秋熟旱作物田的恶性杂草，也是蔬菜、草坪、果园和园艺作物田的优势杂草 [5-7]。目前，对马唐的防控研究主要包括化学除草剂的筛选和评价、生防菌利用、化感作物的应用等方面，该研究对此进行综述，并提出展望，旨在为马唐的防控研究和田间技术推广提供参考依据。

1 化学防控

1.1 除草剂筛选

化学除草剂具有速度快、效果好、省工省力等优点 [8]，目前仍然是田间马唐防控的主要手段。郭成林等 [8]评价了5种除草剂对马唐的防效，结果表明，6.9%精噁唑禾草灵水乳剂和10%噁唑酰草胺乳油对马唐的活性高，药后21 d鲜重防效90%有效量依次为25.51和26.09 g/hm 2;在试验剂量范围内，25 g/L五氟磺草胺油悬浮剂、20%双草醚可湿性粉剂和50%二氯喹啉酸可湿性粉剂对马唐的活性低，药后21 d鲜重防效均低于20.00%。程来品等 [9]筛选5种农药对直播稻田马唐的防效，结果表明，150 mL/hm 2氰氟草酯乳油和150 mL/hm 2噁唑酰草胺乳油株防效達95%以上。蒋易凡等 [10]测定了6种除草剂对马唐的抑制率，发现马唐对69 g/L精噁唑禾草灵水乳剂、15%氰氟草酯乳油、100 g/L双草醚悬浮剂较敏感，50%田间推荐最高剂量下鲜重防效基本达90%以上。赵秀梅等 [11]报道了4%喷特乳油可有效防除大豆田马唐，防除效果达90%以上，还可兼防稗草、野黍、狗尾草等杂草。

1.2 抗药性评价

由于化学除草剂的单一、过量和长期使用，导致马唐对多种除草剂的抗药性逐渐增强，因此对不同地域分布的马唐种群开展抗药性评价，筛选适合当地田间使用的除草剂类型，对农药的减量减施和杂草的精准防控具有重要意义。周青等 [12]研究发现，河南省安阳市玉米田马唐对阿特拉津和乙阿合剂产生了较强的抗药性，2003年达到同样的防效比 1996 年用药量增加了1倍。张宏军等 [13]在2008—2009年测定了东北、华北80个玉米地马唐种群对烟嘧磺隆的抗性，发现不同用药背景下的马唐种群产生了不同程度的抗性，其中10个种群的抗药性较显著。李玉等 [14]测定了长江中下游棉田13个县18个马唐种群对草甘膦的抗性，发现湖南省常德市安障乡马唐种群抗药性最高，抗性指数达7.6，该团队还发现，马唐的抗药性与马唐莽草酸积累量有关，且抗性马唐的莽草酸积累量始终低于敏感种群。蒋易凡等 [10]评价了江苏省不同地区水稻田的11个马唐种群对6种除草剂的抗药性，发现马唐对精唑禾草灵、双草醚、氰氟草酯未产生明显的抗性，对噁唑酰草胺、五氟磺草胺存在低水平的抗药性。王彦辉等 [15]报道了广西甘蔗种植区不同地域分布的25 个马唐种群对莠去津抗性水平为低到中抗，同时该团队研究还发现，GSTs 酶活性的增强可能是马唐产生抗性的主要原因之一。滕芳超等 [16]测定了山东省8个地区大豆田马唐对精喹禾灵和稀禾啶的抗药性，结果显示济南、东营、日照地区马唐表现出较为明显的抗药性，抗性系数达5.0以上。

2 绿色防控

2.1 生防菌的应用

目前田间马唐主要通过人工、机械和化学的方法进行防除，但效果并不理想，化学除草剂还带来了杂草抗药性增强、土壤板结、环境污染、作物药害等诸多不利影响 [17-18]，而利用生防菌防控杂草具有靶标性强、安全、绿色无污染等优势。马唐的防控中，微生物生防菌的研究开展较早，国外有学者利用马唐黑粉菌（Ustilago synthersmae）及弯孢霉（Cochliobolus intermedius）作为马唐生防菌剂 [19-21]。国内也有较多报道，朱云枝等 [22]从马唐罹病植株上分离到1株中隔弯孢菌株，发现其对4叶期以下马唐有极强侵染力，室内控制效果达100%，田间控制达75%以上，对作物的安全性较高，具有开发为真菌性除草剂的潜力。李健等 [23]从感病马唐叶片上分离得到1株厚垣孢镰刀菌（Fusarium chlamydosporum），并通过盆栽试验证实了该菌株分生孢子液对马唐有很好的防治效果，鲜重防效达 90.2%。邹德勇等 [24]从罹病的马唐幼苗基部分离得到1株致病菌，其对马唐种子的萌发具有较强的抑制率，对幼苗有较高的侵染力，经形态学特点及ITS序列分析鉴定为暗球腔菌属真菌。另外还有研究报道，有色杆菌属 [25]、小单孢菌属 [26]真菌，以及拉宾黑粉菌（Ustilago robenhorstiana） [27]、马唐炭疽菌（Colletotrichum hanaui） [28] 等对马唐均有一定的防控作用。

关于生防菌对马唐的致病机理，姜述君等 [29]研究发现，画眉草弯孢霉（Curvulariae ragrostidis）菌株能产生一种除草活性毒素α，β-dehydrocurvularin，该毒素会对马唐类囊体膜希尔反应活性、非环式光合磷酸化活性、Mg 2+ -ATP酶活性和 Ca 2+-ATP酶活性产生较强的抑制作用，进而影响马唐叶绿体功能;研究团队还发现，该毒素可能是通过损坏马唐叶片类囊体膜光系统Ⅱ（PSⅡ）中心及抑制QA的再氧化，使PSⅡ反应中心向QA、QB 电子传递受阻，从而影响马唐的光合磷酸化与碳同化，引起马唐叶片坏死 [30]。

2.2 化感作用的应用

植物化感作用（allelopathy）是指一种活体植物产生并以挥发、淋溶、分泌和分解等方式向环境中释放次生代谢产物从而影响邻近伴生植物生长发育的化学生态现象 [31]。在杂草的生物防控中，研究其原生境中可能存在的化感植物，对植物源农药的开发具有重要价值。杨彩宏等 [32]探索了4种秸秆水提液对马唐种子萌发的影响发现，4种秸秆水浸提液均对马唐种子发芽率有抑制作用，且水提液浓度越高发芽率越低，抑制作用顺序依次为稻秆>甘蔗>香蕉假茎>甜玉米，同时研究还发现，其抑制作用的强弱与光照强度有关。张悦丽等 [33]研究发现小根蒜（Allium macrostemon）水浸提液对马唐种子萌发和幼苗生长具有较强的抑制作用。白倩等 [31]研究发现，紫花苜蓿（Medicago sativa）茎叶的甲醇提取液对马唐的种子萌发和幼苗生长存在明显的化感作用，对马唐的萌发和地上部生长表现为低促高抑的化感效应;对马唐根部生长则表现为始终抑制，且抑制作用强弱与提取液浓度正向相关。

3 展望

目前，在马唐的田间防控中，化学农药仍占据着主导地位。过度地依赖化学农药防控，往往导致杂草抗药性增强、防效降低、防治成本增加。所以，在不断研发或利用新型农药的同时，两种或两种以上的农药联合运用也是缓解杂草抗药性、提高防治效果的有效途径。卢向阳等 [34]研究发现，灭草松与精喹禾灵混用对马唐防控具有增效作用，随着灭草松的剂量从0增加到 600 g/hm 2，精喹禾灵抑制马唐90%的有效剂量随之从14.88 g/hm 2下降到4.89 g/hm 2。所以，今后还需加强对化学农药联合作用的拮抗或增效作用研究。同时，有研究发现，不同生育期的马唐对农药的敏感性存在着差异 [35]，据此，在马唐的化学防控中，是否需要考虑针对不同的生育期选择不同的农药从而提高防效，相关研究还有待开展。

首先，现有研究虽报道了较多的马唐致病性生防菌，但受制于菌源的规模生产成本限制，田间应用防效又受到气候、微生态环境、农药使用等因素的影响，生防菌的推广应用受到很大制约。所以，今后还需要加强对菌株的培养条件筛选评价，得到可供工业化应用的生产方法，加强对可能涉及作物的安全性评价，以及对田间应用侵染力或防控效果与光照、温度、湿度等环境因子的相关性研究。其次，由于真菌除草剂是以活的微生物为主体，其防效受环境条件特別是露期的影响较大 [17]，研究适合剂型，提高其田间定殖、扩繁能力，提高其对靶标宿主侵染力、致病或致死率极为重要。今后还应加强对田间应用介质、喷液量等 [22]与致病力的相关性研究。再者，杨叶等 [36]研究发现，新月弯孢霉（Curvularia lunata）菌株的寄主范围广，对橡胶、香蕉等均具有较强的致病性，使其作为除草剂的应用受限，因而尝试探索了其代谢产物的除草活性，发现马唐草新月弯孢霉菌株产生的活性物质作用于马唐，可导致其叶片黄化或枯死脱落，与菌体接种时造成的症状相似。所以，对于寄主范围较广的生防菌，为保证其对作物的安全性，可以尝试探究其代谢产物的除草活性和对靶标杂草作用的特异性。

当2个物种利用自然资源的方式相近、生态位相似的时候，往往会发生种间竞争 [37]，在杂草与作物的竞争中，伴随着杂草的生长，其对作物构成的竞争或威胁逐渐增强，而作物生长的过程中，其对杂草的控制或抵御竞争能力也在逐渐增强 [38]。所以应对作物与杂草的竞争临界期开展系统研究，结合防控经济成本等因素，确定生态防控阈期，以节约防控成本，提高生态效益 [39]。此外，要做到马唐的精准高效防控，还必需对马唐出苗开始时间、出苗高峰期和出苗率进行一定的预测 [40]，加强和完善对马唐种子出苗与温度、光照、湿度、埋藏深度和休眠特性等因素的相关性研究，对提出高效、合理、科学的防控措施至关重要 [41-44]。李善林等 [43]研究发现，耕翻使杂草种子上下双向移动，向下移动远多于向上移动的，而在耕层底部的杂草易失活力。所以田间管理或耕作措施的调整也是杂草综合治理的有效和必要条件之一。在植物化感作用的利用中，当前的研究主要是停留在利用某种植物材料的化感提取物进行室内的马唐种子萌发试验生物测定阶段，因化感效应对杂草防控作用相对有限，缺乏可用于田间推广的产品或技术开发，笔者认为，化感效应在杂草防控中的应用应以杂草在田间原生境中可能相邻或伴生出现的物种为依据，探究其化感作用在种群间竞争或群落演替中所发挥的作用，并对其加以调控和诱导，最终达到利用自然种群间的竞争关系防控杂草的目的。

在马唐的综合防控集成技术建立的同时，有很多学者注意到，马唐在缓解和修复土壤重金属污染 [45-46]、改善和调控田间小气候和微生态环境、提高经济作物产出品质等 [47]方面具有重要价值。另外，因马唐对生存环境要求极低，生长中几乎不用施肥或喷洒农药，且富含多种营养元素，可作为一种优良牧草 [48]。所以，马唐的综合防控与利用并举才是未来研究的根本方向。

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