电击除草与高羊茅穗头抑制：密苏里牧场杂草管理的创新策略

《Weed Technology》：Evaluation of Electrocution for Weed Control and Tall Fescue Seedhead Reduction in Missouri Pastures

本研究针对牧场杂草防控及高羊茅穗头引发的牛群中毒症（fescue toxicosis）问题，系统评估了电击法（electrocution）的可行性。通过对比电击、除草剂涂抹（weed wiping）及传统喷施在混合高羊茅-豆科牧场中的效果，发现电击法对常见阔叶杂草（如豚草、铁草）的防效达77%以上，且对白三叶草（white clover）无害；两次电击处理可降低高羊茅穗头密度47%，且不减少牧草产量。该研究为牧场可持续杂草管理提供了非化学防控新方案。

　　

在畜牧业占据美国农业经济核心地位的背景下，牧场管理的优化成为保障牛肉产量与动物健康的关键。高羊茅（tall fescue）作为美国中东部牧场的主要草种，虽具备强适应性，却因携带内生真菌（endophyte）而引发牛群"高羊茅中毒症"（fescue toxicosis），其毒素尤其富集于穗头。传统上，牧场依赖含甲磺隆（metsulfuron）的除草剂抑制穗头形成，但这类药剂会显著损伤高羊茅生物量，并误伤豆科牧草（如白三叶草），导致牧场生态失衡。同时，牧场中约翰逊草（johnsongrass）、豚草（common ragweed）等杂草的蔓延不仅降低饲草产量，还威胁牲畜安全。尽管除草剂涂抹技术（weed wiping）可针对性防控高位杂草，但其效率受地形与杂草高度差异限制。近年来，电击除草（electrocution）作为一种物理机械手段，在作物田间展现出潜力，但其在混合牧场的适用性及对穗头抑制的效果尚未系统评估。

本研究通过2023-2024年在密苏里州多个牧场开展的系列试验，首次将电击法与除草剂涂抹、传统喷施进行对比，聚焦三大目标：高羊茅穗头抑制、阔叶杂草防效及约翰逊草控制。关键技术包括：（1）使用Weed Zapper?电击设备（功率110,000瓦，电压15,000伏）进行单次或间隔14天的双次处理；（2）采用Smucker除草剂涂抹器施加50%草甘膦（glyphosate）；（3）结合CO₂加压喷雾器喷施多种除草剂（如甲磺隆、磺酰磺隆等）；（4）通过视觉评级（0-100%尺度）和生物量测定量化效果。

高羊茅穗头抑制实验

结果表明，仅间隔2周的双次电击处理能显著降低穗头密度（47%），与甲磺隆类药剂（70-77%抑制率）效果接近，且未造成牧草减产。而甲磺隆单用或复配氨基吡啶酸（aminopyralid）会使高羊茅产量下降31-35%，凸显电击法在平衡穗头控制与产量保护上的优势。

阔叶杂草防控实验

电击法对豚草、铁草（ironweed）和苍耳（common cocklebur）的防效均超过77%，与最佳除草剂处理（如picloram+2,4-D）相当。值得注意的是，所有电击及涂抹处理对白三叶草的损伤均低于1%，而多数合成生长素类除草剂（如quinclorac）导致77-99%的白三叶草死亡。此外，电击对黑莓（blackberry）、珊瑚莓（coralberry）及高杆金花菊（tall goldenrod）的防效达75%以上，但涂抹草甘膦对绢毛胡枝子（sericea lespedeza）的抑制效果更优（93-99%）。地形起伏与杂草高度不齐是影响电击一致性的主要挑战。

约翰逊草防控实验

草甘膦涂抹（尤其是间隔2周的双次处理）对约翰逊草的防效最高（90%），且稳定性优于电击。但双次电击仍能实现72-86%的控制率，与磺酰磺隆（sulfosulfuron）或咪唑烟酸（imazapic）的喷施效果无显著差异。然而，后两种药剂会严重损伤高羊茅，限制其应用潜力。

讨论与意义

本研究证实电击法可作为牧场杂草管理的可行替代方案，尤其适用于混合高羊茅-豆科系统。其核心优势在于选择性清除高位杂草的同时保护豆科牧草，且对高羊茅穗头抑制具有可持续性。尽管电击对匍匐型杂草（如卡罗来纳龙葵）效果有限，但通过优化处理频次与设备参数，可进一步提升防效。该技术为减少除草剂依赖、降低牲畜中毒风险提供了新路径，对推动牧场可持续集约化生产具有重要意义。论文发表于《Weed Technology》，为机械除草在复杂牧场生态中的应用奠定了实践基础。