综述:大麻种植中的除草剂使用与杂草管理策略

【字体: 时间:2025年05月17日 来源:Journal of Cannabis Research 4.1

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  这篇综述系统探讨了工业大麻(Cannabis sativa L.)种植中的杂草管理挑战与策略,重点分析了文化措施(如种植密度优化、轮作)、机械控制(如手工除草)和化学方法(如pendimethalin、quizalofop等除草剂)的协同作用。文章强调大麻天然杂草抑制能力(如快速冠层闭合)与有限注册除草剂之间的矛盾,提出整合杂草管理(IWM)是平衡产量与可持续性的关键,同时指出品种特异性耐受性和区域杂草动态是未来研究重点。

  

大麻种植中的杂草管理挑战与创新策略

工业大麻因其在纺织、生物塑料和生物燃料等领域的广泛应用而全球复苏,但杂草管理仍是其规模化生产的主要瓶颈。这篇综述整合了当前研究成果,揭示了大麻与杂草的复杂互作关系及应对策略。

区域杂草动态与关键物种

全球大麻田的杂草组成呈现显著地域差异:

  • 北美:以Digitaria sanguinalis等禾本科杂草和Amaranthus spp.等阔叶杂草为主,多年生Sorghum halepense因地下结构难以控制。
  • 欧洲:Chenopodium album(藜)在立陶宛占优势,而罗马尼亚以Setaria viridis(狗尾草)和Echinochloa crus-galli(稗草)为主。
  • 澳大利亚:Chenopodium album与Cynodon dactylon(狗牙根)最为猖獗。

值得注意的是,Ipomoea spp.(牵牛花属)因种子大小与大麻相似,在种子生产中造成分选难题。研究还发现,不同大麻品种对杂草的竞争力差异显著——加拿大短秆品种易受藜侵害,而中法高秆品种通过快速生长有效抑制杂草。

大麻的天然杂草抑制机制

密度驱动的竞争效应

  • 当种植密度从100株/m2增至400株/m2时,杂草生物量锐减93%(从23.2 g/m2降至1.5 g/m2)。纤维生产推荐高密度播种(60-80 kg/ha),而籽用大麻需较低密度(约30 kg/ha)以避免自疏现象。

化感作用
大麻残茬可释放萜烯类和大麻素等化感物质,显著延迟水麻(Amaranthus tuberculatus)发芽。温室试验显示,仅5%大麻残茬覆盖即抑制杂草发芽率达65%,这为"秸秆覆盖"等生态除草技术提供依据。

综合管理策略的三重维度

文化措施

  • 轮作设计:与小麦(Triticum aestivum)轮作可打破阔叶杂草生命周期,降低抗性风险。
  • 覆盖作物:黑麦与三叶草组合使杂草种子库减少41%,但需注意对CBD含量无显著影响。

机械控制
手工除草虽有效(63%种植者采用),但人力成本高昂。火焰除草在精准施用时对20-25 cm高植株的损伤率可控制在5%以下。

化学除草剂筛选

  • 芽前除草剂:Pendimethalin(二甲戊灵)在多数试验中表现安全,使籽粒产量达对照的97-106%;而metribuzin(嗪草酮)导致植株损伤超35%。
  • 芽后除草剂:禾本科专用ACCase抑制剂quizalofop(精喹禾灵)和clethodim(烯草酮)损伤率<25%;阔叶除草剂bromoxynil(溴苯腈)与clopyralid(二氯吡啶酸)相对安全,但2,4-D漂移可造成78%叶面损伤。

未来研究方向

  1. 精准除草剂开发:需建立大麻品种特异性耐受数据库,如CRS-1对clopyralid的耐受性优于X-59。
  2. 抗性杂草监测:重点关注Amaranthus tuberculatus对ALS抑制剂类除草剂的潜在抗性演化。
  3. 智能农艺系统:结合无人机监测与变量施药技术,优化pendimethalin在轻质土壤中的施用时机。

通过整合这些策略,大麻产业有望实现"减药增效"目标,充分发挥其作为可持续作物的生态与经济价值。

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