陳 超，王慶海，莫重輝，武菊英

（1.北京草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心，北京 100097；2.農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)（北方）重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100097；3.青海大學(xué) 農(nóng)牧學(xué)院，青海 西寧 810016）

黃花棘豆（Oxytropis ochrocephala）為豆科棘豆屬多年生植物，分布在寧夏南部、甘肅南部和西部、青海東部和南部、四川西部及西藏東南部，生于山坡草地、陰坡草甸、高山草甸、林下、荒山、林間空地、沼澤地、河漫灘、干河谷階地以及山坡礫石草地等［1］。棘豆屬植物大多數(shù)種的飼用價(jià)值不大，且不少種類有毒［2，3］，其中，黃花棘豆即為草地的毒草之一，尤其在放牧過(guò)多地帶出現(xiàn)頻繁，其植株含有生物堿，在返青期、盛花期至青果期毒性最大，各類家畜采食后都可引起慢性積累中毒，以馬中毒最為嚴(yán)重［4，5］，牛、綿羊、山羊等亦能引起中毒［6，7］。在其分布區(qū)內(nèi)，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致牲畜中毒死亡，影響家畜的繁殖和品種改良，同時(shí)也造成草地日趨退化，成為妨礙當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題之一［8，9］。在青海的互助縣、湟中、門源等地，黃花棘豆的發(fā)生較為嚴(yán)重，影響草地的放牧和利用［8，10，11］。對(duì)于黃花棘豆的防除，也有采用草甘膦［12］、2，4－二氯苯乙酸、2甲－4氯及其鈉鹽等化學(xué)除草劑滅除的相關(guān)研究［1，4，8］。但是，這一類除草劑針對(duì)性相對(duì)較差、對(duì)于環(huán)境的影響也較大，大面積推廣應(yīng)用可能造成環(huán)境問(wèn)題。因此，探索有效且環(huán)境安全的毒害草防控藥劑成為當(dāng)前的需要。

使用除草劑殺滅有害雜草對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要作用，并且除草劑使用對(duì)農(nóng)區(qū)生物多樣性的研究開(kāi)展較早［13－15］。但是在天然草地使用除草劑，不論其防除效果［16］，還是對(duì)于草地植被影響的相關(guān)研究都較少。邁士通為美國(guó)陶氏益農(nóng)開(kāi)發(fā)的環(huán)境污染小、家畜危害低，且對(duì)雙子葉雜草的防除有良好的效果［17］的除草劑。因此，進(jìn)行邁士通防除黃花棘豆效果的試驗(yàn)，探討邁士通的噴施對(duì)于天然草地植被的影響，以明確邁士通對(duì)黃花棘豆的防除效果和防除的針對(duì)性。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在青海省東部的門源縣皇城鄉(xiāng)天然放牧草地進(jìn)行，地理位置 N 36°37′46″，E 100°51′12″，該試驗(yàn)區(qū)東部和北部與甘肅省相鄰，地處祁連山系東端，屬高原大陸性氣候，年均溫－5℃，年降水量518mm，主要集中在6～8月，平均海拔3 400m，土壤類型為高山草甸土。黃花棘豆在試驗(yàn)區(qū)分布密度較大且分布均勻，15株（叢）/m2，株叢高度約20cm，蓋度在15%～25%。草地植被總蓋度在90%以上，草層高度在15～20cm。主要植物種類有：禾本科垂穗披堿草（Elymus nutans）、早熟禾屬（Poaspp.），豆科的黃花棘豆（Oxytropis ochrocephala）、黃 芪 屬 （Astragalus spp.），莎草科的嵩草（Kobre siavidua）、青藏苔草（Carex moorcroftii），試驗(yàn)地主要雜草有：蒲公英（Taraxacum mongolicum）、二裂委陵菜（Potentilla bifurca）、釘柱委陵菜（Potentilla saundersiana ）、重齒葉風(fēng)毛菊（Saussurea katochaetoides）、白苞筋骨草（Ajuga lupulina）、乳白香青（Anaphalis lactea）、矮火絨草（Leontopodium nanum）、肉果草（Lancea tibetica）等植物。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

目標(biāo)雜草為黃花棘豆，試驗(yàn)地為青海省門源縣密度高且分布較均勻的高寒草地。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，分別為清水對(duì)照、250.0mL/hm2（有效成分60g/hm2）處理組、375.0mL/hm2（有效成分90g/hm2）處理組。噴藥處理組面積各為0.67hm2，分為3個(gè)處理小區(qū)，每個(gè)小區(qū)0.2hm2，中間留有隔離區(qū)，清水對(duì)照組0.33 hm2，共計(jì)1.67hm2。在黃花棘豆生長(zhǎng)進(jìn)入旺盛期（始花期）施藥。使用背負(fù)式、扇型噴頭噴霧器，藥液量為225L/hm2。

1.3 供試藥劑和施藥時(shí)間

供試試劑為21%邁士通SL試劑（有效成分為21%氯氨吡啶酸），由美國(guó)陶氏益農(nóng)公司提供，農(nóng)藥登記證號(hào)：PD20142270。施藥時(shí)間為2013年7月17日，施藥當(dāng)天天氣晴朗、無(wú)明顯影響噴霧的刮風(fēng)（施藥后24h內(nèi)沒(méi)有降水），采用背負(fù)式扇形噴頭噴霧器進(jìn)行人工噴施。施藥處理小區(qū)按照濃度由低到高噴施，為確定小區(qū)位置和邊界，進(jìn)行GPS定位并同時(shí)作好標(biāo)記，以便于后期調(diào)查和取樣。

1.4 調(diào)查內(nèi)容和分析方法

試驗(yàn)采用樣方調(diào)查法進(jìn)行測(cè)定。每個(gè)施藥處理進(jìn)行5點(diǎn)式取樣，每個(gè)樣點(diǎn)面積1m×1m，取樣數(shù)量為5個(gè)。每個(gè)樣方調(diào)查植物的種類及數(shù)量，測(cè)定其株高、密度、生殖枝數(shù)、蓋度以及鮮重。

1.4.1 調(diào)查時(shí)間和次數(shù) 2013～2014年共進(jìn)行4次的調(diào)查和測(cè)定，第1次調(diào)查：施藥24h，目測(cè)黃花棘豆以及其他植物對(duì)藥劑的反應(yīng)；第2次調(diào)查：噴藥后30d進(jìn)行黃花棘豆株防效調(diào)查，測(cè)定黃花棘豆的殘株數(shù)；第3次調(diào)查：藥后45d調(diào)查黃花棘豆的株數(shù)、鮮重以及禾本科和莎草科牧草的株數(shù)、株高、鮮重和生殖枝數(shù)量以及草地植被蓋度；第4次調(diào)查：噴藥后第2年，草地大多數(shù)植物進(jìn)入生長(zhǎng)旺季（8月）時(shí)進(jìn)行樣地的黃花棘豆、禾本科和莎草科牧草株高、數(shù)量和鮮重以及其他雜類草種類和草地植被蓋度的測(cè)定。

1.4.2 多樣性分析 對(duì)于草地植物多樣性，采用辛普森多樣性指數(shù)（Simpson＇s diversity Index）和香農(nóng)－威納指數(shù)（Shannon－Wiener Index）進(jìn)行分析。

式中：D/H為群落的多樣性指數(shù)，S＝物種數(shù)，Pi＝樣品中屬于第i種的個(gè)體的比例，如樣品總個(gè)體數(shù)為N，第i種個(gè)體數(shù)為ni，則pi＝ni/N。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)顯著性分析采用SAS軟件，圖表的繪制采用Microsoft Excel 2007。

2 結(jié)果與分析

2.1 邁士通噴施對(duì)黃花棘豆的防除效果

21%邁士通的噴施對(duì)天然草地黃花棘豆植株有很好的防除效果。黃花棘豆樣地噴灑藥劑24h后，便產(chǎn)生明顯的藥效，黃花棘豆植株開(kāi)始受藥害影響而萎蔫。尤其是植株幼嫩的部分和生殖枝，出現(xiàn)不同程度的卷曲、萎蔫、倒伏。噴施30d后的樣地調(diào)查表明：高劑量處理組，黃花棘豆地上植株全部枯死；在低濃度的處理組，黃花棘豆也都基本枯死，平均密度僅0.2株/m2；對(duì)照組黃花棘豆的平均密度為14.4±5.8株/m2。藥后45d調(diào)查，高劑量處理組的黃花棘豆地上植株全部枯死；低濃度的處理組，黃花棘豆的平均鮮重僅0.7g/m2；而對(duì)照組黃花棘豆的平均鮮重為146.3±25.1g/m2。試驗(yàn)第2年，不論是低劑量還是高劑量處理組，噴施過(guò)邁士通的天然草地都基本沒(méi)有黃花棘豆的發(fā)生（表1）。

兩年的試驗(yàn)表明，邁士通作為一種新型除草劑對(duì)高寒天然草地黃花棘豆植株有很好的殺滅效果。相關(guān)的研究表明，采用草甘膦［12］、2，4－D丁酯及其銨鹽和鈉鹽［4，8］、2甲－4氯及其鈉鹽［1，18］等除草劑也都對(duì)黃花棘豆有很好的防除效果。劉海原［8］采用2，4－D丁醋乳油進(jìn)行黃花棘豆滅除試驗(yàn)表明，防除當(dāng)年有一定效果，但第2年復(fù)發(fā)較多，不繼續(xù)用藥會(huì)繼續(xù)繁衍。而對(duì)于邁士通，噴灑濃度為250mL/hm2時(shí)即可以達(dá)到98%以上的防除效果，且不造成次年黃花棘豆的復(fù)發(fā)。邁士通作為一種家畜低危害、殘留低、對(duì)環(huán)境無(wú)明顯危害的農(nóng)藥，對(duì)于控制黃花棘豆高發(fā)的草地有較好的防除效果，且在施藥的第2年黃花棘豆基本不會(huì)復(fù)發(fā)。但是，黃花棘豆依靠種子進(jìn)行有性擴(kuò)繁和傳播，且種子壽命較長(zhǎng)［19］，對(duì)于是否影響其再次發(fā)生還需要進(jìn)一步的研究和探討。

表1 邁士通對(duì)黃花棘豆的防效Table 1 Control effect of Forefront on yellowhair crazyweed

2.2 邁士通對(duì)單子葉植物的影響

21%邁士通對(duì)于單子葉植物（禾本科和莎草科）的生長(zhǎng)和生殖存在一定的影響。施藥30d后樣地調(diào)查表明，禾本科和莎草科牧草都可以正常生長(zhǎng)。邁士通噴施當(dāng)年，禾本科和莎草科牧草的株高都有所增加，但是和對(duì)照組無(wú)明顯的差異。噴施第2年，禾草的株高隨噴施濃度增加而降低，但也無(wú)顯著差異；嵩草類的株高在低濃度處理組與對(duì)照區(qū)有明顯增加（P＜0.05），而更高濃度降低其株高，但和對(duì)照組間無(wú)顯著差別（表2）。

表2 邁士通對(duì)單子葉植物株高和生殖枝的影響Table 2 Effect of Forefront on plant height and fertile stems of monocotyledon plants

施藥后45d樣地調(diào)查表明，低濃度處理組和高濃度處理組單子葉植物的鮮重都高于對(duì)照組；而且，低濃度處理組其鮮重要略高于高濃度組，但是處理間無(wú)顯著的差異。試驗(yàn)第2年，各處理組單子葉植物鮮重呈現(xiàn)極顯著的降低（P＜0.01）（圖1）。此外，禾草的生殖枝數(shù)也是250mL/hm2處理最高，和375mL/hm2處理組沒(méi)有顯著差別而顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）；但是，單位重量下禾草的生殖枝數(shù)沒(méi)有顯著變化（平均0.318枝/g）。

黃花棘豆因其適口性差、有毒，且生長(zhǎng)迅速、葉面積大而與優(yōu)良牧草形成競(jìng)爭(zhēng)，使得優(yōu)良牧草的生長(zhǎng)受到抑制，導(dǎo)致天然草地植物群落主要植物種的優(yōu)勢(shì)地位發(fā)生變化［4，19］。黃花棘豆滅除后，減少了植物種間的競(jìng)爭(zhēng)，給禾本科和莎草科等耐受除草劑的牧草提供了生長(zhǎng)空間。因此，施藥當(dāng)年，禾草和嵩草的株高、產(chǎn)量以及生殖枝都有所增加，具有刺激生長(zhǎng)的效果。陶燕鐸等［20］的研究有類似的結(jié)果。但是在試驗(yàn)第2年，噴灑邁士通的處理組其單子葉植物的鮮重顯著下降，這可能是草地單子葉植物根系對(duì)于藥劑的吸收相對(duì)較為緩慢，出現(xiàn)滯后的現(xiàn)象。

圖1 邁士通對(duì)單子葉植物鮮重的影響Fig.1 Effect of Forefront on fresh weight of monocotyledon plants

2.3 邁士通對(duì)其他雙子葉植物的影響

邁士通的噴灑除了對(duì)黃花棘豆有較好的防除效果，對(duì)于釘柱委陵菜、蒲公英等植物也有明顯的防除效果；而對(duì)二裂委陵菜等則呈現(xiàn)明顯的促進(jìn)作用；對(duì)于雙子葉植物，如重齒葉風(fēng)毛菊、乳白香青和肉果果草等植物則呈現(xiàn)低濃度促進(jìn)而高濃度抑制的效應(yīng)（表3）。和對(duì)照組相比較，一些偶見(jiàn)種，例如紫菀、大葉龍膽、唐松草等植物也在施藥的處理組中較為少見(jiàn)。

不同植物對(duì)于藥劑的反應(yīng)不同，體現(xiàn)植物對(duì)于藥劑的吸收方式的差異。邁士通對(duì)于黃花棘豆、蒲公英以及釘柱委陵菜等葉片面積大，無(wú)毛、刺或者蠟質(zhì)層的植物種類有很強(qiáng)的滅除效果。相關(guān)的研究也表明，常用除草劑對(duì)闊葉類植物的影響較大，如草甘磷、2，4－二氯苯乙酸、2甲－4氯及其鈉鹽等對(duì)黃花棘豆等植物都有很好的防除效果［1，4，12］。但是，邁士通對(duì)于雙子葉植物的防除效果還存在一定的特異性，對(duì)于二裂委陵菜、重齒葉風(fēng)毛菊、乳白香青、肉果草等植物甚至有一定促進(jìn)生長(zhǎng)的作用。這可能和植物的葉片特征有一定關(guān)系，二裂委陵菜葉片纖小、重齒葉風(fēng)毛菊葉片有毛狀附屬結(jié)構(gòu)、而肉果草葉片表面有蠟質(zhì)層，這些特征可能阻礙了葉片對(duì)于藥劑的有效吸收，從而影響邁士通的防除效果。

草地植物種類多樣，不同的植物對(duì)除草劑有不同的反應(yīng)。因此，噴施除草劑的綜合防除效果還受植物種類的影響，對(duì)于不同植物的反應(yīng)機(jī)制尚需要進(jìn)一步的研究。

2.4 邁士通對(duì)草地植被蓋度和多樣性的影響

21%邁士通的噴施對(duì)于草地的植物多樣性造成影響：隨濃度的增加，草地植物的多樣性降低極為顯著；對(duì)于植被蓋度，同樣是隨著藥劑濃度的增加而顯著降低（表4）。在試驗(yàn)區(qū)，草地的植物多樣性較低；噴施邁士通后，辛普森和香農(nóng)－維納指數(shù)都極顯著地降低（P＜0.01）。

表3 邁士通對(duì)闊葉類牧草的防效Table 3 Control effect of Forefront on broad－leaf grasses %

表4 邁士通對(duì)蓋度和多樣性的影響Table 4 Effect of Forefront on coverage and biodiversity

草地植物多樣性是群落穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，多樣性豐富則群落相對(duì)更為穩(wěn)定。邁士通SL的噴灑可以滅除黃花棘豆，但也造成了天然草地植物多樣性的下降，Litt等［21］對(duì)美國(guó)東南部松林的研究表明，除草劑的使用使得松林低于1.4m高度的木本和草本植被豐富度大大減少。對(duì)于青藏高原的高寒草地，主要是低矮的植物種類，生態(tài)系統(tǒng)也較為脆弱，一旦受到破壞將很難得以恢復(fù)。因此，在使用除草劑進(jìn)行毒害草防除時(shí)需要謹(jǐn)慎，以免造成脆弱生態(tài)系統(tǒng)的破壞。

3 小結(jié)

（1）邁士通對(duì)黃花棘豆有很好的防除效果，當(dāng)噴灑劑量為250mL/hm2時(shí)即可以有效防除，株防效和鮮重防效分別為98.6%和99.6%；高濃度（375mL/hm2）時(shí)達(dá)到100%的防除效果。

（2）噴施邁士通對(duì)天然草地單子葉植物禾本科和莎草科生長(zhǎng)生殖抑制效應(yīng)相對(duì)較小，甚至在施藥當(dāng)年有一定的促進(jìn)作用；而對(duì)于一些雙子葉植物呈現(xiàn)或抑制或促進(jìn)的效應(yīng)，存在不同植物種類間的差異。

（3）邁士通的噴灑造成天然草地植被蓋度和植物多樣性的降低，不利于草地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和維持。

相 比 較 低 濃 度 （250mL/hm2），高 濃 度 （375 mL/hm2）的藥劑噴灑不僅對(duì)天然草地優(yōu)良牧草的生殖生長(zhǎng)有抑制的狀況，也明顯影響草地一些闊葉類植物的生長(zhǎng)，這可能不利于草地的穩(wěn)定和可持續(xù)生產(chǎn)。因此，實(shí)際應(yīng)用中不建議使用高濃度藥劑噴灑，低濃度劑量（250mL/hm2）噴施即可以達(dá)到防除效果。但是，在推廣應(yīng)用方面還需要加強(qiáng)農(nóng)藥噴施后對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)的研究，以免造成對(duì)脆弱生態(tài)系統(tǒng)不可恢復(fù)的破壞。

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