南非抗草甘膦杂化苋的治理策略：不同作用机制除草剂的防控效果评估

《Weed Technology》：Managing resistance: Evaluating alternative herbicides for glyphosate-resistant smooth pigweed (Amaranthus hybridus ) in the Republic of South Africa

本研究针对南非地区出现的抗草甘膦杂化苋（Amaranthus hybridus）问题，系统评估了4种苗前和4种苗后除草剂的防控效果。研究发现，苗前除草剂（如mesotrione、atrazine等）对所有种群防效均超过90%；苗后施用中，mesotrione可有效控制抗性种群，而tembotrione与atrazine混用具有协同增效作用。该研究为抗性杂草治理提供了关键数据支持，对保障玉米和大豆安全生产具有重要意义。

　　

随着工业化农业的发展，单一作物连作和免耕技术的推广使得除草剂的使用日益集中，尤其是草甘膦的过度依赖，导致杂草抗性问题在全球范围内蔓延。南非作为非洲重要的玉米生产国，约85%-95%的玉米为转基因品种，对草甘膦具有耐受性，这进一步加速了抗草甘膦杂草的进化。近年来，南非夸祖鲁-纳塔尔省伯根维尔和温特顿地区的杂化苋（Amaranthus hybridus）种群被证实存在EPSPS基因三重突变（TAP-IVS），表现出高水平草甘膦抗性（GR），严重威胁玉米和大豆生产。为此，比勒陀利亚大学的研究团队开展了一项系统研究，旨在评估不同作用机制（SOA）的除草剂对GR杂化苋的防控效果，相关成果发表于《Weed Technology》。

研究团队通过温室实验，对比了苗前和苗后施用多种除草剂对抗性及敏感杂化苋种群的防效。主要技术方法包括：采用完全随机设计（CRD），以来自伯根维尔、温特顿的GR种群和亨德里纳的敏感（GS）种群为材料，设置0×、0.5×、1×、2×、4×推荐田间剂量（×为标淮剂量），分别进行苗前（播种后12小时施药）和苗后（6叶期施药）处理；通过植株密度减少率、视觉受损率（PVC）、存活率及生物量等指标评估药效，并利用广义线性模型（GLM）进行统计分析。

苗前除草剂对杂化苋种群的防效

mesotrione

所有种群在1×至4×剂量下植株密度减少率均超过95%，但0.5×剂量时亨德里纳种群防效显著较低（77.8%），表明GR种群对mesotrione敏感。

atrazine

0.5×剂量下亨德里纳和温特顿种群防效分别为89%和77.2%，而伯根维尔种群达到完全防控（100%）；1×及以上剂量对所有种群防效均达100%。

imazethapyr

0.5×至4×剂量下各种群防效为93.3%-99.6%，无显著差异，表明该药剂对杂化苋具有广谱有效性。

acetochlor

所有剂量下对各种群均实现100%防控，凸显其作为苗前除草剂的可靠性。

苗后除草剂对杂化苋种群的防效

mesotrione

1×剂量时，GR种群视觉控制率（PVC）达70%以上，而亨德里纳种群仅为56.8%；2×及以上剂量对GR种群防效超过93%，但亨德里纳种群存活率始终为100%，提示其可能对HPPD抑制剂（Group 27）产生抗性。

atrazine

1×剂量下亨德里纳种群PVC为96.8%，而GR种群仅50%左右；2×及以上剂量对GR种群防效显著提升，表明提高剂量可克服部分抗性。

tembotrione与atrazine混用

1×剂量下各种群PVC均超过83%，2×及以上剂量防效达90%以上，且存活率为0，显示协同增效作用。

chlorimuron-ethyl

GR种群对该药剂（Group 2）表现出高水平抗性（存活率100%），而亨德里纳种群在1×剂量下即被完全控制，证实GR种群已进化出对ALS抑制剂的抗性。

结论与意义

本研究首次系统报道了南非GR杂化苋对多种除草剂的响应差异。苗前除草剂（如mesotrione、acetochlor）可有效控制GR种群，而苗后施用中，tembotrione与atrazine混用表现出协同优势。值得注意的是，亨德里纳敏感种群对mesotrione的敏感性降低，以及GR种群对atrazine的耐受性，提示非靶标抗性机制（如代谢解毒）可能参与其中。实践层面，研究建议将苗前除草剂纳入玉米和大豆的杂草治理体系，并强调早期施药（2-4叶期）与除草剂轮用的重要性。该成果为南非乃至全球抗性杂草治理提供了关键依据，对推动可持续农业具有重要指导意义。