抗除草剂作物在农业生产中发挥了重要作用,种植抗除草剂作物能提高杂草防除效率,降低农业生产成本。但随着抗除草剂作物大面积推广和长期使用单一除草剂,抗除草剂作物自身杂草化、抗性基因漂移、除草剂选择压导致的杂草抗性问题也逐步显现,如何科学研发和应用抗除草剂作物值得深入思考。本文系统综述了全球利用转基因技术、自然变异、人工诱变以及基因编辑技术研发抗除草剂作物及其商业化应用的进展;特别介绍了我国抗除草剂转基因作物的研发及应用现状。从抗除草剂作物自身杂草化、抗性基因漂移以及除草剂选择压3个方面分析了抗除草剂作物种植可能引起的抗性杂草问题,并提出了应对措施,以期为我国抗除草剂作物的研发及产业化发展提供理论参考。
为明确毕节山地玉米种植区田间杂草的组成以及群落结构特征,采用倒置“W”九点取样法于2023年7月对毕节地区的玉米田杂草发生种类及危害情况进行调查。结果表明,毕节地区玉米田杂草184种,隶属于47科140属,其中双子叶杂草153种,单子叶杂草31种,分别占样方中杂草种类的83.16%和16.84%。优势杂草主要有菊科(共37种,占20.11%)、禾本科(共24种,占13.04%)、蓼科(共16种,占8.70%);通过优势度分析,相对多度最大的是升马唐,为31.49,其次是粗毛牛膝菊和狗尾草,分别为28.43和27.69。发生广泛且危害严重的有粗毛牛膝菊、升马唐、狗尾草、繁缕、鬼针草;其次是腺梗莶、细柄野荞麦、阿拉伯婆婆纳、尼泊尔蓼、野艾蒿、酢浆草、铁苋菜、裂苞铁苋菜、藜、打碗花、小蓬草、牛筋草、野草香、反枝苋和续断菊。
为了给机械穴直播水稻高产栽培和杂草综合治理提供科学依据,以苏粳4699为试验材料,自水稻播种后7d至成熟分别与光头稗和无芒稗共生,以无杂草的水稻处理为对照,研究机械穴直播条件下稗草对水稻产量的影响及其生理机制。结果表明,与对照相比,水稻与稗草共生后产量显著降低,但处理间存在较大差异。光头稗处理显著降低了水稻的每穗粒数、结实率和千粒重,造成水稻减产13.0%,而无芒稗处理的水稻减产55.2%,这主要是由水稻单位面积穗数、每穗粒数、结实率和千粒重的显著降低所致。光头稗和无芒稗处理还显著降低了机械穴直播水稻灌浆期的根系氧化力、剑叶净光合速率、籽粒中玉米素+玉米素核苷含量、灌浆早期的脱落酸含量,籽粒中蔗糖合酶、ADP葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合酶和淀粉分支酶的活性以及成熟期的地上部干物质积累量,上述生理指标的降低可能是机械穴直播水稻在与稗草共生过程中产量降低的重要原因。
为优化玉米田杂草防治策略和降低管理及生产成本提供理论依据,2021年在辽宁省开展田间试验,设置稗和苘麻不同密度比例(17∶0、29∶0、30∶3、43∶3、97∶4、262∶5、792∶10、0∶10、719∶0)并以无稗和苘麻为对照,分析玉米生长发育指标和产量性状的变化。在此基础上建立稗与苘麻密度比例与玉米产量间的幂函数模型,并由此推导出玉米田稗、苘麻防治的经济阈值,探究不同密度比例下稗和苘麻与玉米的竞争关系。结果表明,稗和苘麻的综合竞争干扰对玉米授粉期株高和收获期茎粗影响不显著;稗的密度占比最高时,玉米授粉期茎粗、收获期株高和整株鲜重均受到显著干扰,此时玉米产量最低;对穗长、穗粗、单穗重和百粒重的影响不显著。幂函数模型为y=16015.94x-0.047(r2=0.993,F=11651.090,P=0.0001),能较好地拟合杂草组合密度与辽宁省春玉米产量的关系。防除杂草需要根据“治早治小”的原则,在选用不同方案防除春玉米田中混生杂草稗和苘麻时,应根据其对应的经济阈值(人工除草的经济阈值为875株/m2,乙·莠·滴辛酯、硝磺·烟·莠防除杂草的经济阈值分别为4.45、4.58株/m2,乙·莠·滴辛酯+硝磺·烟·莠防除杂草的经济阈值为5.40株/m2)进行实施,将玉米产量损失降到最低。
草害是影响胡麻产量和品质的重要因素之一,机械除草是控制胡麻田间杂草的有效方法之一,以集中耕作、除草、施肥于一体的新型锄地装置在胡麻苗期对田间杂草进行防除,对除草和未除草田块杂草种类、杂草危害程度、防除效果以及对胡麻产量的影响进行抽样调查。结果表明,未用多功能锄地装置除草胡麻田间杂草种类有21种,隶属于10科18属,使用多功能锄地装置除草胡麻田间杂草种类19种,隶属于11科16属,田间危害程度较高的优势杂草主要为反枝苋、野糜子、稗、藜。使用多功能锄地装置除草总株防效为73.96%,优势杂草平均鲜重防效为78.73%,产量提高129.27%。综合分析,新型锄地装置对胡麻田间杂草具有一定的防控效果,可为机械除草在田间杂草防控应用发展提供一定的参考。
为了集成适合大豆玉米带状复合种植田杂草防除的有效技术模式,于2023年开展土壤喷雾封闭、土壤喷雾封闭+茎叶喷雾补杀(“一封一补”)防除杂草的大区试验。结果表明,播后苗前使用80%砜吡草唑·嗪草酮WG450g/hm2或45%精异丙甲草胺CS1500mL/hm2+33%精异草·丙炔氟CS1500mL/hm2进行土壤喷雾,对禾草的株防效在94%以上;45%精异丙甲草胺CS1500mL/hm2+33% 精异草· 丙炔氟CS1500mL/hm2 土壤喷雾、80% 砜吡草唑· 嗪草酮WG450g/hm2 土壤喷雾封闭+480g/L灭草松AS3000mL/hm2 茎叶喷雾对禾草及阔叶杂草的综合防效达94%以上。集成了适合禾草化除的“土壤封闭”模式、禾阔双除的“土壤封闭”模式以及“一封一补”模式,安全性高,在登记的基础上,可用于河南省大豆玉米带状复合种植田杂草防治。土壤喷雾后,必须通过浇水或降雨来增加土壤墒情,才能较好地发挥药效。
为探究不同除草剂对洋葱幼苗田杂草的防效以及对洋葱幼苗生长发育的影响,并为除草剂在洋葱育苗田的安全使用提供依据,采用土壤和茎叶喷雾法,测定30%辛酰溴苯腈乳油(EC)、30%烯草酮EC、20%精喹禾灵EC、70% 2,4-滴二甲胺盐水剂(AS)这4种苗后除草剂以及55%乙氧·异·甲戊EC和330g/L二甲戊灵EC这2种土壤封闭除草剂对洋葱幼苗的室内安全性、田间除草效果及对生长的影响。结果表明,6种不同除草剂对洋葱幼苗的室内安全性存在差异,30%辛酰溴苯腈EC、30%烯草酮EC和20%精喹禾灵EC等3种药剂对洋葱幼苗无药害或只有极轻微药害,洋葱叶片和植株生长正常;70% 2,4-滴二甲胺盐AS处理产生3级药害;55%乙氧·异·甲戊EC对出苗率影响小,后期幼苗生长健壮;330g/L二甲戊灵EC对出苗率影响较大,并产生了1~2级的药害。6种不同除草剂对洋葱幼苗田间杂草株防效存在差异,30%辛酰溴苯腈EC药后35d对灰绿藜和荠等双子叶的鲜重防效均高于90%,50d对上述双子叶杂草的鲜重防效均高于70%;70% 2,4-滴二甲胺盐AS对各类杂草的鲜重防效均较差;30%烯草酮EC和20%精喹禾灵EC对狗尾草、稗、菵草等禾本科杂草鲜重防效好,前者35d内效果良好,后者更长效;55%乙氧·异·甲戊EC作为苗期封闭能够较好地抑制各类杂草的生长,35d洋葱幼苗生长矮状,50d洋葱幼苗生长较CK健壮;330g/L二甲戊灵EC封闭抑制效果不及55%乙氧·异·甲戊EC,且对洋葱幼苗生长产生抑制,不宜使用。综上,用药量为1125mL/hm230%辛酰溴苯腈EC对双子叶杂草防效好,用药量分别为480、255mL/hm2 的30%烯草酮EC、20%精喹禾灵EC对禾本科杂草防效好,用药量为1650mL/hm2的55%乙氧·异·甲戊EC可作为苗期封闭药使用,可起到安全较好的除草效果。
为探讨水稻田李氏禾(LeersiahexandraSwartz)及其他杂草的化学防除技术,2022年在江苏省常州市金坛区开展双唑草腈、丙草胺+苄嘧·苯噻酰药剂组合封闭防除机插水稻田杂草试验。结果表明,施用2%双唑草腈颗粒剂650g/667m2防控机插水稻田禾本科和阔叶杂草的灌浆期株防效、鲜重防效分别达96%、98%以上,对其中的多年生根茎繁殖生长杂草李氏禾的株防效和鲜重防效也达96%以上;施用500g/L丙草胺乳油80mL/667m2+53%苄嘧·苯噻酰可湿性粉剂60g/667m2组合封闭防控机插水稻田禾本科、阔叶杂草的灌浆期株防效虽仅分别为65.05%、55.79%,但鲜重防效分别达到88.17%、95.86%,其对禾本科杂草的株防效和鲜重防效较低,主要表现为对李氏禾无防效。双唑草腈封闭能高效防除机插水稻田李氏禾及其他主要杂草。
为了探寻高效防除杂草稻且对栽培稻安全的杂草治理技术,研究解草啶包衣对减轻丙草胺药害以及防治杂草稻的潜力。对栽培稻种子进行不同浓度(4%、7%、10%、13%、16%)解草啶包衣处理,以不含解草啶的种衣剂处理为对照(CK),分别研究不同浓度解草啶包衣处理对栽培稻种子萌发、幼苗生长发育和茎叶重、根重的影响,以及10%解草啶包衣处理对丙草胺防控杂草稻的药效的影响。结果表明,不同浓度解草啶包衣对栽培稻种子萌发均无显著差异;除最高浓度(16%)解草啶包衣处理之外,其他浓度处理对栽培稻幼苗的生长发育均无显著影响;解草啶添加浓度为10%时,栽培稻茎叶、根的鲜重抑制率均最低,说明其对栽培稻的保护效果最好。丙草胺防效结果表明,10%解草啶种子包衣处理对丙草胺防除杂草稻药效无显著影响。因此,推荐对栽培稻种子进行10%解草啶种子包衣处理,并在播后苗前施用丙草胺防除水稻田杂草稻。