作为保证作物增产增收的重要手段,除草剂在我国使用历史已经超过60年。但随着杂草抗药性的快速发展,部分区域杂草已形成多抗性。“2011年,我国除草剂使用量8.73万吨,2017年就达到10.62万吨,7年增加21.6%。”全国农技推广中心药械处研究员梁帝允指出,以前很容易就可以防治的杂草,现在多成分混配药剂、用药量成倍增加仍不能解决问题。
严峻的杂草抗性现状正在威胁农作物的产量和粮食安全,抗性杂草的防治难度究竟在哪儿?有哪些有效的解决方案?8月22-23日,在由山东省行业协会举办的“第三届农田抗性杂草防治交流会暨除草剂发展高峰论坛”上,众多专家全面分析抗性杂草发生原因,纷纷为防治抗性杂草献计献策。
44种杂草对38种除草剂产生抗性
“2007年我国农田杂草发生面积12.2亿亩,2017年就达到13.9亿亩,11年增加了13.9%,可见扩增速度之快。”梁帝允在会上表示,由于我国除草剂的长期单一使用、耕作制度和栽培技术的变化、频繁调种、机械跨区作业,导致农田杂草草相发生变化,杂草种群演替加快。抗性杂草发展迅速,种类繁多。目前中国已有44种杂草(阔叶草21个,单子叶草23个)共74个生物型对11类38种化学除草剂产生了抗药性。
杂草的抗药性使得除草剂越用越多,但效果却越来越打折扣。湖北黄梅县张湖镇一农户为了除草,在自家地6次用药,2次封闭,4次茎叶处理,用药成本高达138元/亩,防效仅70%左右。“抗性太严重了,用药量已经加大了好多倍,但打下去草都不怎么死。”该农户说。
梁帝允介绍,目前杂草抗性非常严重。农户用药量不断加大,药剂配方不断升级,但杂草抗性不降反增。这也使除草剂的应用面临巨大挑战,一些优秀的除草剂品种逐渐失效,而抗性杂草替代除草剂品种少,防除难度增大,部分用药田块甚至无效,给农户和生产企业造成严重损失。
据了解,我国抗性杂草发生有4个特点:一是分布广。大多数作物田杂草,如水稻、、、蔬菜等作物田及果园等均反映杂草抗药性问题。二是种类多。禾本科、阔叶草、莎草科等三大类杂草均已发现抗性杂草;三是程度重。部分双季稻地区稗草对二氯喹啉酸、五氟磺草胺、双草醚等常用除草剂产生高水平抗性。江苏、安徽等省稻麦水旱轮作区,田看麦娘、?草、硬草等禾本科杂草对精?唑禾草灵、炔草酯、啶磺草胺等产生高水平抗性。四是损失大。为了防除抗性杂草,往往增加除草剂用量和用药次数,不仅会导致作物药害时有发生,还会增加成本、降低产量、减少收益。
物理方法也可有效防除杂草 火焰除草和热水除草环保高效
梁帝允表示,使用物理方法和农业方法可进行抗性杂草防除。据他介绍,通过翻耕、整地及覆盖,将草籽埋在土壤深层,可减少杂草萌发。耕作、轮作、机械除草等农艺防除措施也可以减缓杂草抗药性演化速度。
黑龙江农垦植物医院研究员王险峰也认为,通过基本耕作、表土翻耕与中耕等土壤耕作措施可以控制杂草幼芽、植株,切断多年生杂草器官,达到防控效果。
“火焰除草和热水除草,这两种物理方法也可有效防除杂草。”中国农业大学副教授宋坚利表示,火焰除草是利用清洁的可燃气体将杂草烫伤致死,不仅能杀死杂草及,还能够杀灭地表的各种有害细菌和害虫虫卵。热水除草除具环保优势外,成本也较低,适合推广,且这两种方式都不会促使抗药性产生。
梁帝允认为,开展杂草抗药性实验和监测也是必不可少的,摸清抗性杂草分布和发生趋势,因地制宜制定杂草治理策略,科学指导用药以达到减药增效目的。在使用化学药剂防除杂草时,遵循“早期治理”原则,进行早期封闭处理,提高杂草防除成功率,减少杂草对作物的影响,达到增产目标。
喷施除草剂注意四点 推荐喷杆喷雾器
如何减少抗性,提升除草效果?梁帝允表示,施药方法很重要,尤其要注意四点,一是要选对药,根据杂草种类和杂草抗性情况正确选择除草剂;二是要轮换用药,轮换使用不同类型、作用机制不同的除草剂以及对杂草作用位点复杂的除草剂;三是要混用除草剂,不同作用机制的除草剂混用,可避免、延缓杂草产生抗药性,还可以增强药效,减少用量,节约成本。四是要使用增效剂(助剂)。东北农业大学教授陶波的实验研究也表明,合理使用增效剂可以使杂草防除效果增加20%-30%。
另外,除草剂施用时还要遵循3个原则:精准,安全,利用率高。用药精准包括用药量准、用水量准、施药位置准、施药时机准。背负式喷雾器施药会因人为原因造成施药不均匀,导致药效有10%的波动与偏差,甚至会使作物产生药害、杂草产生抗药性,使用喷杆喷雾器可有效避免这一问题。
宋坚利介绍,在使用喷杆喷雾器时,要根据不同施药类型选择合适的喷头和喷量,准确校准喷杆喷雾机,保证喷杆各个方向的稳定和作业速度的恒定,做好药箱的搅拌和清洗工作等是喷杆喷雾机提升药效的技巧。他提醒到,施药时喷出的雾滴粒径在小于100微米时,药剂易飘失;雾滴粒径大于300微米时,药剂易流失和弹开;雾滴粒径在100-300微米之间才能有效在叶片上沉积,发挥作用。同时,在使用触杀性除草剂时,雾滴粒径要细,能够充分接触叶片,内吸性除草剂的雾滴粒径可适当增大,传导性除草剂的雾滴粒径可进一步加粗。
王险峰指出,施药时要根据土壤质地、有机质以及土壤pH值等确定除草剂用量。干旱条件下要选用“两降一加”喷洒技术,即降低喷液量、降低除草剂用量、加植物油型喷雾助剂。
光合作用抑制剂成登记热点,新剂型突出
除草剂抗性产生的原因有基因和代谢两方面,针对这两方面的原因开发新型除草剂成为目前杂草防控的主要方向。陶波在会上讲到,通过基因编辑技术、人工诱导技术,使杂草的抗性基因沉默,从而失去抗性,这样抗性杂草使用普通除草剂即可防除。
杂草的抗药性除基因方面产生变化外,还在代谢速度上产生变化,杂草代谢速度快,就容易产生抗药性。通过基因和分子手段来降低杂草的代谢速率,从而降低杂草的抗药性,达到普通药剂有效防除抗性杂草的效果。
近年来,为研发出安全、高效的新除草剂品种,国内外农化企业都在不断努力创新,研制出很多创制性药剂和新剂型。“目前关注度最高的除草剂就是光合作用抑制剂(HPPD、PPO),新开发的除草剂剂型主要有片剂?泡腾片、缓释剂、微囊产品、多元混剂。”江苏省检定所药政科科长钱忠海介绍,其中,片剂?泡腾片针对水稻田中有水的特定环境,直接投入水田,使用方便、易计量,每亩5-7片,且无粉尘飞扬,环境污染小,成本较可湿性粉剂稍高,药效与可湿性粉剂相当;缓释剂可以降低环境因素所导致的降解和漂移,减少释放到环境中的量,延长药效期、减少施药量和施药次数。另外,二元混剂占水稻田除草剂的72%。
青岛清原农冠抗性杂草防治有限公司(下称“清原农冠”)自主研发4种化合物:双唑草酮、环吡氟草酮、苯唑氟草酮和三唑磺草酮。首次将HPPD(对羟苯基丙酮酸双氧化酶)抑制剂的新化合物引入到稻田、麦田的杂草防治上,主要解决了对ALS(乙酰乳酸合成酶)和ACCase(乙酰辅酶A羧化酶)抑制剂的抗性和多抗性问题。双唑草酮和环吡氟草酮已获得登记,将在2018-2019年度种植季上市。据清原农冠市场总监陈志明介绍,针对田除草的苯唑氟草酮将在2019年上市,针对水稻田除草的三唑磺草酮将在2019年或2020年上市。
济南天昱农业科技有限公司联合创始人杨田甜认为,抗性杂草从上世纪80年代开始,呈快速增加态势。各国对杂草抗性的管理越来越关注,并制定了相应的措施,但都还处于落后状态。根据不同国家、机构和农化公司发布的除草剂抗性管理策略,大致归类为以下几个方面:抗性数据的收集、整理和数据库的建立;不同作用方式除草剂的轮换使用;不同作物的轮换种植;通过各种耕作方式减少地下库;使用其他非化学方式减少杂草数量。“杂草抗性治理是一个长期又艰巨的任务,需要政府、研究机构、企业和种植者共同努力。”