编辑推荐:
为解决除草剂过度使用及杂草抗药性问题,研究人员开展 “Multi - year assessment of seed shedding for economically important grass weed species in Italy and the UK” 研究,发现不同杂草种子留存率差异大,明确了收获杂草种子控制(HWSC)策略对不同杂草的效果,为杂草防控提供依据。
在农业生产的大舞台上,除草剂曾是农民们对抗杂草的得力 “武器”。它凭借高效、易用和成本低的优势,在全球范围内被广泛使用,大大减轻了杂草管理的负担,为农民带来了经济和操作上的便利。然而,随着时间的推移,除草剂过度使用带来的问题逐渐浮出水面。其对环境的污染日益严重,在欧洲众多农业地区,地表水和地下水都受到了不同程度的污染。而且,长期过度依赖少数几种除草作用模式,导致全球范围内抗除草剂(HR)杂草生物型不断进化和扩散。目前,全球已报告 533 例 HR 杂草案例,涉及 273 个物种,影响了 168 种除草剂的使用效果。新研发的具有创新作用模式的除草剂,不仅商业化推广需要很长时间,而且部分杂草已经对其产生了敏感性降低的情况。在这样的背景下,开发替代的创新杂草控制策略迫在眉睫。
为了解决这些问题,来自国外的研究人员开展了一项针对意大利和英国经济重要草本科杂草种子脱落情况的多年评估研究。该研究成果发表在《European Journal of Agronomy》上。这项研究意义重大,它为评估收获杂草种子控制(HWSC)策略在欧洲作物系统中的潜在效果提供了关键依据,有助于推动可持续杂草管理策略的发展。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:在英国,利用 BGRI(Black - Grass Resistance Initiative)农场网络收集黑麦草(Alopecurus myosuroides)种子脱落数据,在多个生长季节进行评估,每个田块随机选取 6 个位置检查种子脱落情况;在意大利,对不同作物田中的多种杂草进行种子脱落研究,每个物种选取 100 - 200 个花序进行评估。在数据分析方面,英国黑麦草数据采用 beta 回归分析,意大利杂草数据采用累积链接有序回归分析。
下面来看具体的研究结果:
- 英国Alopecurus myosuroides种子脱落情况:Alopecurus myosuroides种子脱落在大约 160 个儒略日(从 1 月 1 日起的日历天数)后开始,大部分在 210 - 230 个儒略日完成。种子脱落速率存在年际差异,例如 2014 年脱落较晚且慢,2022 年则较早且快。英国冬小麦收获最早在 200 个儒略日后开始,大约 250 个儒略日完成。每年Alopecurus myosuroides种子在收获时的留存情况不同,只有在小麦收获早期(约 0 - 30%冬小麦收获完成)的田块,才可能有较多种子留在植株上。
- 意大利冬小麦和大豆田杂草种子脱落研究:在意大利的研究中,所有研究的草本科物种种子脱落都受 “年份” 显著影响,但小麦和大豆作物中的杂草表现出不同趋势。在小麦作物中,Lolium perenne ssp. multiflorum、Alopecurus myosuroides和Avena spp. 在 2018 年种子脱落最多;在大豆作物中,Echinochloa crus - galli和Sorghum halepense在 2019 年种子脱落略多。意大利小麦田中的杂草种子脱落水平变异性更大,Alopecurus myosuroides和Avena spp. 在收获时种子脱落较多,平均种子留存率约 20%;Lolium perenne ssp. multiflorum种子脱落较少,平均种子留存率约 49%。在大豆田中,Sorghum halepense种子留存率较高,约 75%;Echinochloa crus - galli种子留存率平均约 50%。
研究结论和讨论部分指出:Alopecurus myosuroides和Avena spp. 由于收获时种子留存率低,不太适合作为 HWSC 的目标物种,建议采用作物打顶等策略在种子成熟前去除种子头。Lolium perenne ssp. multiflorum、Echinochloa crus - galli和Sorghum halepense的种子留存率相对较高,HWSC 对这些物种的种群控制有一定潜力,但仍需结合其他策略。所有物种的种子留存率在不同地点和年份存在显著差异,受天气、作物 / 杂草竞争和田间农艺差异等因素影响,这使得 HWSC 在欧洲农业系统中的效果难以预测。这项研究明确了不同杂草物种对 HWSC 的适用性,强调了年际变化对 HWSC 效果的影响,为欧洲农业系统中杂草管理策略的制定提供了重要参考,有助于推动可持续杂草管理的发展,引导农民合理选择杂草防控方法,减少对除草剂的依赖,保护生态环境。