《Crop Protection》：Post application of plant hormones and bentazon improved yellow nutsedge management in sweetpotato (Ipomoea batatas L.).
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杂草管理对于最大化甘薯生产产量至关重要。目前尚无注册用于甘薯中管理多年生莎草科物种的选择性苗后（POST）除草剂。黄香附（Cyperus esculentus L.）因其通过块茎和地上部进行繁殖的能力而是一种难以管理的杂草。研究人员于2020年和2021年在克
杂草管理对于最大化甘薯生产产量至关重要。目前尚无注册用于甘薯中管理多年生莎草科物种的选择性苗后（POST）除草剂。黄香附（Cyperus esculentus L.）因其通过块茎和地上部进行繁殖的能力而是一种难以管理的杂草。研究人员于2020年和2021年在克莱姆森大学海岸研究与教育中心以及南卡罗来纳州的一个商业农场进行了田间试验，以评估植物激素与苯达松（bentazon）在黄香附管理及甘薯作物安全性响应中的相互作用。处理包括不施药对照、苗后喷施褪黑素（melatonin，100 g ai ha–1）、油菜素内酯（brassinosteroids，23 g ai ha–1）、苯达松（bentazon，200 g ai ha–1）、苯达松+褪黑素、苯达松+油菜素内酯，以及苯达松+褪黑素+油菜素内酯。田间研究表明，单独施用苯达松表现出植物毒害效应并降低甘薯的商品产量。植物激素的施用提高了甘薯作物对苗后施用苯达松的耐受性。此外，观察到植物激素与苯达松桶混处理的甘薯商品产量高于不施药对照和单独苯达松处理。这些结果证明了在甘薯生长季黄香附管理中应用植物激素与苯达松桶混的可行性。
论文解读文章：
研究背景方面，甘薯（Ipomoea batatas L.）在美国具有重要经济意义，而杂草竞争会负面影响甘薯生长与商品产量，其中黄香附（Cyperus esculentus L.）因可通过块茎和地上部繁殖而成为棘手杂草，随着黄香附密度增加，甘薯商品产量显著下降。目前甘薯生产中已注册的除草剂有限，且由于甘薯易受药害，苗后（POST）除草剂仅能通过行间施用控制阔叶杂草，尚无用于控制甘薯中多年生莎草科物种的选择性苗后除草剂。扩大甘薯苗后除草剂标签可为种植者提供更灵活的杂草管理策略，苯达松（bentazon）作为苗后除草剂通过竞争质体醌在D1蛋白上的结合位点抑制光系统II（photosystem II）途径，有潜力通过减少单株黄香附块茎产量来降低杂草侵染，但单独施用会对甘薯产生植物毒害。一种潜在策略是评估能在确保有效除草的同时最小化除草剂药害的化合物，安全剂（safeners）可增强大粒禾本科作物中细胞色素P450（cytochrome P450）活性以促进除草剂分子结合与代谢从而提高耐受性，褪黑素（melatonin）可能影响非生物与生物胁迫响应基因并增强细胞色素P450活性，外源施用褪黑素在温室条件下提高了对苯达松的耐受性；另一类植物激素油菜素内酯（brassinosteroids）可增强植物胁迫恢复力，通过增强卡尔文循环中Rubisco初始活性提高二氧化碳同化能力以维持胁迫下光合效率，还可通过上调谷胱甘肽S-转移酶（Glutathione S-transferase，GST）基因加速有害除草剂分子分解为低毒形式并减少残留，从经济角度看褪黑素与油菜素内酯单次施用成本约30美元，而美国东南部甘薯田人工除草估计每公顷1260美元，因此在甘薯苗后杂草管理中探索安全剂与苗后除草剂桶混具有重要意义。该研究发表于《Crop Protection》。
关键技术方法方面，研究人员于2020年和2021年在南卡罗来纳州查尔斯顿的克莱姆森海岸研究与教育中心及卡梅隆的商业农场开展田间试验，两地土壤类型分别为Yonges loamy sand与Norfolk loamy sand。试验采用随机完全区组设计，每地4次重复，包含7种苯达松与植物激素的处理组合：不施药对照、单独苯达松、单独褪黑素、单独油菜素内酯（含triacontanol的Vitazyme）、苯达松+褪黑素、苯达松+油菜素内酯+triacontanol、苯达松+褪黑素+油菜素内酯+triacontanol。移栽前5天施用fomesafen钠盐与paraquat，甘薯品种为‘Bayou Belle’，移栽后21天（DAT）用背负式喷雾器以水200 L ha–1喷施处理，28 DAT施化肥。收集处理后1、3、6周甘薯叶片药害与黄香附防效（0–100%尺度）及120 DAT收获根并分级称重计算商品产量，数据用JMP Pro 17.2混合模型分析，固定效应为处理组合、随机效应为年份与重复，正态性用Anderson-Darling与Shapiro-Wilk检验，显著差异则分年呈现，均值用Tukey’s HSD检验分离（P < 0.05）。
研究结果方面：
3.1. Sweetpotato foliar injury：在Cameron，含苯达松的所有处理在药后1周（1 WAT）药害水平相似，单独苯达松导致更高药害（45%），苯达松+褪黑素最低（27%），其他组合中间（35%）；3 WAT与6 WAT单独苯达松药害是桶混的两倍且桶混恢复更快。Charleston结果类似，1 WAT桶混药害低于单独苯达松，3 WAT单独苯达松68%药害而桶混分别降至26%、19%、11%，6 WAT桶混无可见药害而单独苯达松仍47%，之后全部恢复。表明植物激素桶混显著降低苯达松对甘薯叶片药害并促进恢复。
3.2. Yellow nutsedge control：在Cameron，1 WAT各处理黄香附防效相似，3与6 WAT苯达松+植物激素组合防效大于75%而单独苯达松约45%。Charleston类似，1 WAT均大于70%，3与6 WAT单独苯达松约40%而桶混约80%；单独苯达松处理防效随季节下降且杂草种群增加，桶混则从1至6 WAT保持稳定大于70%。表明桶混维持除草剂药效并提高持续控草效果。
3.3. Sweetpotato yield：在Cameron因年份×处理显著而分年分析，2020年桶混显著提高商品产量，巨薯（jumbo）+美国一级（US no. 1）与总商品产量中单独苯达松与不施药对照最低，苯达松+褪黑素+油菜素内酯+triacontanol最高（52,167 kg ha–1），2021年处理间无显著差异。在Charleston因2021降雨过多绝收故仅呈2020年数据，总体产量低于Cameron，无巨薯级，罐装级（canner）与总商品产量中桶混高于单独苯达松与不施药对照，苯达松+褪黑素+油菜素内酯+triacontanol总商品产量最高（4,333 kg ha–1）。表明桶混在有利年份显著提高产量且在胁迫下仍优于单独苯达松。
讨论部分总结：研究人员指出甘薯生产受杂草竞争限制，缺乏控制多年生莎草的苗后除草剂导致产量损失，本研究显示植物激素与苯达松桶混显著降低甘薯叶片药害，苯达松药害症状为黄化与坏死自叶缘向中心扩展，5–7天出现，桶混加快减轻药害，6 WAT无药害而单独苯达松仍大于40%。褪黑素与油菜素内酯作为植物生长调节剂在胁迫下提高光合效率，植物在胁迫下活性氧（ROS）增加导致氧化损伤，外源褪黑素上调胁迫路径基因，单个褪黑素分子可清除多达10个自由基分子从而降低ROS含量与氧化损伤，通过刺激抗氧化酶活性维持低ROS水平；油菜素内酯通过激活细胞色素P450与GST促进除草剂解毒，二者共同通过ROS清除机制增强苯达松耐受性并与文献报道一致。黄香附防效1 WAT无差异说明无拮抗作用，3与6 WAT单独苯达松防效下降因其导致甘薯45–68%药害抑制生长降低竞争力，而激素减轻药害促进冠层发育增强抑草；商用Vitazyme含triacontanol也是天然生长调节剂促进发育，激素可能轻微拮抗除草剂初始活性足以通过ROS清除保护作物同时杀死杂草从而提高控草与降低药害。产量方面2020年三激素桶混高于单独苯达松与不施药对照，归因于低药害与低杂草密度，2021 Cameron趋势相同但不显著可能因整体低产，降雨过多与积水导致减产，Charleston土壤排水差积水更严重甚至绝收，积水诱导ROS过量与膜损伤，降雨也增加苯达松在砂质土生物有效性导致毒性掩盖激素增益。结论部分翻译：本研究结果表明，植物激素可促进甘薯中苯达松的苗后施用以有效进行生长季黄香附管理。褪黑素与油菜素内酯增强了甘薯对苯达松的耐受性，从而降低除草剂药害。同时，植物激素（褪黑素与油菜素内酯）与苯达松桶混较单独苯达松与不施药对照提高了甘薯商品产量。此外，应在不同地点与甘薯品种开展类似试验以生成数据推动扩大苗后除草剂标签用于甘薯黄香附生长季管理。未来研究应聚焦确定更高效提取或合成纯形式褪黑素与油菜素内酯并以田间用量施用的方法，以消除混杂变量影响并确认这些激素在作物保护中的具体作用。
