湯 凱，由佳慶，羅 婷，閆靖蕓，張 濤，李國(guó)瑞，陳永勝

（1.內(nèi)蒙古民族大學(xué)農(nóng)學(xué)院，內(nèi)蒙古 通遼 028000；2.內(nèi)蒙古民族大學(xué)蓖麻育種國(guó)家民委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 通遼 028000）

0 引言

蓖麻屬于大戟科、蓖麻屬一年生或多年生雙子葉草本植物[1]，這種熱帶多年生灌木或南方地區(qū)小喬木原產(chǎn)于非洲。蓖麻作為重要的能源作物和油料作物，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和綜合利用價(jià)值。蓖麻具有多種用途：1）生產(chǎn)潤(rùn)滑油，蓖麻中含有大量的蓖麻油酸，這是用于生產(chǎn)高級(jí)潤(rùn)滑油的重要原料；2）工業(yè)原料，凡是能用到石油的地方大多數(shù)可用蓖麻油進(jìn)行替代，蓖麻油經(jīng)加工后的產(chǎn)品可用于醫(yī)學(xué)、航天航空、軍事和化工等領(lǐng)域；3）動(dòng)物飼料，榨油后的蓖麻餅因含有大量的蛋白質(zhì)和基本的氨基酸，可用于動(dòng)物飼料；4）用作藥品，蓖麻可用于治療破傷風(fēng)、癲癇、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等。蓖麻籽粒的含油量高達(dá)45%~54%，是當(dāng)前唯一可以取代石油的可再生綠色油品資源[2]，根據(jù)蓖麻目前的發(fā)展現(xiàn)狀與潛力，很多國(guó)家已將蓖麻生產(chǎn)上升到戰(zhàn)略角度甚至被定為戰(zhàn)略物資，蓖麻的能源化利用已被多個(gè)生物能源利用發(fā)達(dá)的國(guó)家積極開(kāi)發(fā)[3]。

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，蓖麻、蓖麻油及其衍生物的市場(chǎng)需求正在迅速增長(zhǎng)，世界范圍內(nèi)的增長(zhǎng)率每年保持在3%~5%之間[4]。我國(guó)蓖麻種植面積較大，東起臺(tái)灣，西至新疆，北起黑龍江，南至海南，均有種植，并且在四川、甘肅等地開(kāi)始規(guī)模種植蓖麻，但是粗放式管理和蓖麻本身特性導(dǎo)致農(nóng)戶種植蓖麻田雜草危害嚴(yán)重[5]。此外，蓖麻只是一種小宗植物，市場(chǎng)上沒(méi)有完全適合蓖麻的除草劑。而且蓖麻對(duì)除草劑極其敏感，稍不注意就可能會(huì)使蓖麻產(chǎn)生藥害或者更大的傷害，嚴(yán)重時(shí)可能造成蓖麻死亡、絕產(chǎn)，因此，對(duì)蓖麻田間除草劑的要求極為嚴(yán)格。因此，生產(chǎn)上迫切需要一種適合蓖麻田間種植的除草劑，以促進(jìn)蓖麻產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。本文對(duì)蓖麻田間雜草危害、苗期前后適用除草劑進(jìn)行總結(jié)，目的是篩選出適用于蓖麻田的除草劑，為我國(guó)蓖麻田間雜草防除提供理論依據(jù)，為蓖麻高效生長(zhǎng)提供科學(xué)依據(jù)。

1 除草劑作用機(jī)理及分類

1.1 除草劑作用機(jī)理

除草劑具有除草效果好、時(shí)期短、花費(fèi)時(shí)間少和生產(chǎn)成本低等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。除草劑能夠抑制雜草的光合效率，使雜草不能合成新的糖分和養(yǎng)分，待其消耗掉自身貯存的養(yǎng)分后使其“饑餓”而死[6]；抑制雜草在進(jìn)行呼吸作用的過(guò)程中產(chǎn)生的電子傳遞和能量轉(zhuǎn)移，使得該過(guò)程成為徒勞的消耗；抑制雜草細(xì)胞的有絲分裂，使雜草停止生長(zhǎng)；破壞雜草體內(nèi)的水分平衡，阻礙其有機(jī)物的運(yùn)輸，使雜草體內(nèi)水平失衡，運(yùn)輸有機(jī)物的篩管破碎，最終雜草會(huì)因?yàn)槟芰咳笔АⅢw內(nèi)的各種生理變化過(guò)程無(wú)法正常進(jìn)行而死亡。

1.2 除草劑分類

目前，市場(chǎng)上已知的除草劑種類有很多，其除草效果和功效也各不相同，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，除草劑的分類方式有很多。

1）根據(jù)除草劑除草性質(zhì)不同可以分為選擇性除草劑和滅生性除草劑。

選擇性除草劑：除草劑對(duì)不同的雜草具有選擇性，有的除草劑只能殺死某種雜草，而對(duì)另外一種雜草沒(méi)有作用或?qū)ζ渌s草造成的影響較小，對(duì)某些作物是安全的，但是會(huì)對(duì)其他作物產(chǎn)生危害，如氟樂(lè)靈、撲草凈、禾草靈等。

滅生性除草劑：正常劑量下不加選擇地消滅全部作物和雜草，如草甘膦、百草枯等。

2）根據(jù)作用方式不同可以分為內(nèi)吸傳導(dǎo)型除草劑和觸殺型除草劑。

內(nèi)吸傳導(dǎo)型除草劑：除草劑會(huì)通過(guò)雜草的根莖或葉進(jìn)入植物體內(nèi)的各個(gè)部位并產(chǎn)生作用，破壞植物的結(jié)構(gòu)和生理平衡，最終導(dǎo)致植株死亡，如二甲四氯、撲草凈等[7]。

觸殺型除草劑：藥劑與雜草接觸，盡管使用此類除草劑可以有效消滅直接接觸藥劑的部分植株組織，不過(guò)這種除草劑僅限于殺死雜草的地上部分，而無(wú)法有效清除更深層的雜草，如除草醚、五氯酚鈉等。

3）根據(jù)噴施方法不同可以分為莖葉處理劑和土壤處理劑。

莖葉處理劑：將除草劑溶液稀釋在一定量的水中，以細(xì)小的霧滴噴灑在雜草幼苗上，如草甘膦、蓋草能等。

土壤處理劑：將除草劑噴灑于土壤表面或通過(guò)混土把除草劑拌入土壤中，殺死萌發(fā)中的雜草，如西馬津、阿畏達(dá)等。

4）根據(jù)施藥時(shí)間不同可以分為播前除草劑、播后苗前除草劑和苗后除草劑。

播前除草劑：在作物播種前對(duì)土壤進(jìn)行封閉處理，如氟樂(lè)靈、野麥畏等。

播后苗前除草劑：在播種后，為了保證作物的健康生長(zhǎng)，應(yīng)該在出苗前對(duì)土壤進(jìn)行處理，以防止雜草的侵害。這種方法可以有效地阻止雜草的芽鞘和幼葉向植株的生長(zhǎng)點(diǎn)傳導(dǎo)，對(duì)作物幼苗不會(huì)產(chǎn)生影響。

苗后除草劑：雜草出苗后，直接向雜草植株上噴灑除草劑。

5）根據(jù)藥劑不同可以分為水劑、水溶性粉劑、乳油和顆粒劑等。

水劑：水溶性除草劑與水配比成一定濃度的水溶液，如二甲四氯、草甘膦水劑等。

水溶性粉劑：直接溶于水中的固體除草劑，用軟水稀釋后噴霧，如五氯酚鈉、鈉鹽等。

乳油：一種均勻油狀的液體劑型，由除草劑原藥、有機(jī)溶劑和乳化劑合成，用水稀釋后成乳狀液噴灑。

顆粒劑：將顆粒劑除草劑施到土壤，吸水后藥劑從土壤中釋放，被雜草吸收而發(fā)揮作用。

2 蓖麻田間雜草的危害

雜草生長(zhǎng)與蓖麻競(jìng)爭(zhēng)，影響蓖麻的正常生長(zhǎng)發(fā)育[8]。蓖麻農(nóng)田中，雜草以C4植物為主，蓖麻為C3植物。C4植物可以更加充分地利用光能、CO2和水進(jìn)行有機(jī)物的生產(chǎn)，因此雜草表現(xiàn)出比蓖麻更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力[9-11]。田間雜草的危害主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 與蓖麻爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和養(yǎng)分

大多數(shù)雜草根系較為發(fā)達(dá)，吸收能力較強(qiáng)，生長(zhǎng)迅速且后期遮擋或覆蓋蓖麻，與蓖麻爭(zhēng)奪生長(zhǎng)所需要的水分、養(yǎng)分、光照和空間[12]，使蓖麻無(wú)法正常生長(zhǎng)，從而降低蓖麻質(zhì)量與產(chǎn)量。

2.2 提高病蟲(chóng)害傳播風(fēng)險(xiǎn)

許多雜草是蓖麻病菌和害蟲(chóng)的中間寄主，田間雜草會(huì)增加病蟲(chóng)害發(fā)生的概率。

2.3 降低蓖麻產(chǎn)量與質(zhì)量

雜草與蓖麻在養(yǎng)分、水分、光合方面存在一定的競(jìng)爭(zhēng)，從而直接或間接危害蓖麻生長(zhǎng)。雜草生長(zhǎng)密度越大，蓖麻果穗數(shù)下降幅度越大。

2.4 增加管理費(fèi)用和人工成本

由于蓖麻自身特性，蓖麻田間除草需要花費(fèi)大量人力，采用化學(xué)藥劑不僅會(huì)增加生產(chǎn)成本，而且還會(huì)影響蓖麻產(chǎn)量。尤其是“三夏”忙碌季節(jié)，時(shí)間緊、任務(wù)重、勞動(dòng)強(qiáng)度大，如果雨季到來(lái)，中耕除草任務(wù)無(wú)法完成，很容易出現(xiàn)草荒，給蓖麻帶來(lái)更大的損失[13]。

對(duì)于大量雜草的防治，如果投入大量人力只會(huì)得到事倍功半的效果。因此，蓖麻除草劑的篩選使用，對(duì)有效防治雜草、提高蓖麻產(chǎn)量和質(zhì)量、提高作物生產(chǎn)效率具有重要的經(jīng)濟(jì)意義[14]。

3 蓖麻田間雜草及除草方式

蓖麻苗期生長(zhǎng)極其脆弱，田間雜草生長(zhǎng)會(huì)對(duì)蓖麻幼苗產(chǎn)生嚴(yán)重影響。我國(guó)不同蓖麻種植地區(qū)的雜草種類也有較大差異，王光明等[15]根據(jù)不同地區(qū)自然生長(zhǎng)條件、經(jīng)濟(jì)狀況、栽培習(xí)性以及品種適應(yīng)性原則將我國(guó)蓖麻種植區(qū)域分為七個(gè)種植區(qū)，不同種植區(qū)蓖麻田間雜草類型與主要品種如表1所示。

表1 蓖麻的田間雜草

蓖麻田常用的除草方式主要是傳統(tǒng)的人工除草、機(jī)械除草和化學(xué)除草[16]，如表2所示。

表2 蓖麻田常用除草方式

4 蓖麻田雜草的科學(xué)防除

蓖麻田除草可根據(jù)蓖麻的生長(zhǎng)期分為苗前和苗后兩個(gè)階段。

4.1 蓖麻苗前田間雜草處理

蓖麻前期出苗一般在一個(gè)月左右，苗期地表光禿，雜草沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)迅速生長(zhǎng)，因此苗前是最需要使用除草劑的時(shí)期。曹越等[17]在多年試驗(yàn)研究后發(fā)現(xiàn)蓖麻生長(zhǎng)不適合用長(zhǎng)效除草劑，因此排除了高效、殘留時(shí)間長(zhǎng)的咪唑乙煙酸、異惡草松、氟磺胺草醚、唑嘧磺草胺等除草劑。撲草凈2 250 g/hm2的濃度和氟樂(lè)靈1 800 g/hm2的濃度對(duì)蓖麻不會(huì)產(chǎn)生藥害，撲草凈對(duì)藜、田旋花、狗尾巴草以及牛筋草的株防效能達(dá)到78%以上，但是對(duì)蒼耳的株防效只有25%左右。甲乙莠6 000 g/hm2濃度的藥害不明顯，植株正常生長(zhǎng)，7 500 g/hm2的濃度會(huì)對(duì)蓖麻造成一定的傷害，隨著時(shí)間的推移，藥害會(huì)逐漸減弱。在將氟樂(lè)靈和撲草凈、氟樂(lè)靈和甲乙莠混合后，發(fā)現(xiàn)除蒼耳外株防效能夠達(dá)到77.9%~96.3%，鮮重抑制率能達(dá)到89.6%~90.2%。最終得出結(jié)論：只施用一種藥品或者一次施藥很難得到理想的除草效果，要想達(dá)到理想的除草效果，必須將兩種或者兩種以上的除草劑復(fù)配進(jìn)行噴施才行。

喬文杰等[18]針對(duì)通遼蓖麻田間雜草，采用播后苗前封閉除草劑，發(fā)現(xiàn)苗前施用10%咪唑乙煙酸和10%乙羧氟草醚后會(huì)對(duì)蓖麻出苗率產(chǎn)生影響，即使出苗也會(huì)對(duì)幼苗產(chǎn)生藥害，葉片發(fā)黃，蓖麻生長(zhǎng)受阻，很難恢復(fù)，對(duì)蓖麻生長(zhǎng)不安全，這與曹越等[17]的試驗(yàn)結(jié)果有些相同。同時(shí)發(fā)現(xiàn)針對(duì)不同的處理方法也要選用不同的除草劑，進(jìn)行土壤處理，選用10 mL/L~12 mL/L 50%乙草胺對(duì)雜草綜合防效最好；進(jìn)行莖葉噴施處理，選用6 mL/L~9 mL/L 20.8%烯禾氟磺胺對(duì)雜草防效最好。

高梅等[19]在2017 年施用市面上常見(jiàn)的3 種除草劑對(duì)云南蓖麻田間苗前雜草進(jìn)行防除，最終發(fā)現(xiàn)氟樂(lè)靈、精異丙草胺、二甲戊靈各處理對(duì)蓖麻沒(méi)有產(chǎn)生藥害，在藥后14 天蓖麻仍然能夠正常生長(zhǎng)，但是高濃度的氟樂(lè)靈和二甲戊靈會(huì)使蓖麻株高降低以及葉綠素含量降低，氟樂(lè)靈的施用會(huì)影響蓖麻的生長(zhǎng)發(fā)育。在2017 年的基礎(chǔ)上，在2018 年篩選出效果較好的兩個(gè)處理，經(jīng)分別噴施和混合噴施后發(fā)現(xiàn)，混合噴施后除草效果與人工除草效果相當(dāng)，但是分別噴施后無(wú)論是株防效還是鮮重防效都略差于人工除草，這與前人的試驗(yàn)結(jié)果相仿。噴施除草劑后蓖麻出苗期變長(zhǎng)，株高和主穗長(zhǎng)都會(huì)降低。

郭志剛等[20]對(duì)豫北地區(qū)一年生雜草進(jìn)行防除，通過(guò)81.5%乙草胺乳油，240 g/L 乙氧氟草醚乳油，960 g/L 異丙甲草胺乳油，330 g/L 二甲戊靈乳油，15%噻吩磺隆可濕性粉劑5 種苗前除草劑及其混配確定安全有效的除草劑品種或混合噴施技術(shù)。調(diào)查得出，在對(duì)蓖麻的安全性試驗(yàn)中，安全性最高的是二甲戊靈和噻吩磺隆，其次是乙草胺和異丙甲草胺，其中效果最差的是乙氧氟草醚，無(wú)論是單施還是和安全性較高的噻吩磺隆復(fù)配施用，蓖麻的成活率都在三成以下，這與劉萍等[21]在魯中地區(qū)做的除草劑試驗(yàn)結(jié)果不同。試驗(yàn)結(jié)果為：?jiǎn)问┰囼?yàn)中效果最好的是960 g/L 異丙甲草胺乳油2 250 mL/hm2處理，株防效和鮮重防效分別達(dá)到了85.50%和91.56%；復(fù)配施用中效果最好的是15%噻吩磺隆可濕性粉劑225 g/hm2+960 g/L 異丙甲草胺乳油2 250 mL/hm2處理，其株防效和鮮重防效可達(dá)到98.35%和98.47%。因此，為安全高效地防除雜草，可施用乙草胺、異丙甲草胺、二甲戊靈3 種單劑，或?qū)? 種單劑與噻吩磺隆混配使用。對(duì)于施用異丙甲草胺出現(xiàn)的輕微毒害，可用赤霉素或蕓薹素噴施緩解[22]。

4.2 蓖麻苗后田間雜草處理

目前，蓖麻田暫時(shí)缺乏非常合適的苗后除草劑。劉偉等[23]提出乙氧氟草醚作為苗后除草劑在蓖麻田產(chǎn)生的效果值得以后在田間進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，因?yàn)楸吐樘锖苋鄙倜绾蟪輨?/p>

高梅等[19]在2017 年施用砜密磺隆、精喹禾靈、二甲四氯納、氯氟吡氧乙酸異辛酯和滅草送5 種除草劑后觀察苗后蓖麻生長(zhǎng)情況，篩選出效果好、蓖麻生長(zhǎng)情況較好的兩個(gè)處理，分別是有效成分為90 g/hm2的25%砜密磺隆和62 g/hm2的45%精喹禾靈；在2018 年對(duì)兩種除草劑進(jìn)行單施和復(fù)配施用，最終試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)施用砜密磺隆和精喹禾靈后蓖麻株高顯著高于人工除草后的蓖麻，所有處理蓖麻的植株有效穗數(shù)顯著高于人工處理，砜密磺隆復(fù)配處理下，蓖麻的主穗長(zhǎng)、主穗位高和單株有效穗數(shù)、主穗蒴果數(shù)、單位面積產(chǎn)量均顯著提高，但是蓖麻的成活率卻顯著低于人工處理。研究表明，對(duì)蓖麻的單株產(chǎn)量貢獻(xiàn)率最大的分別是蓖麻的分支產(chǎn)量、植株長(zhǎng)勢(shì)和主穗產(chǎn)量[24]，因此，砜密磺隆除草劑在蓖麻田防除雜草、提高產(chǎn)量方面有很好的前景。

同為油料雙子葉作物的大豆花生在噴施滅草松[25]選擇性觸殺型除草劑后，雜草處理效果較好，植物也表現(xiàn)得相對(duì)安全[26]，但是在試驗(yàn)中卻發(fā)現(xiàn)滅草松會(huì)對(duì)蓖麻產(chǎn)生嚴(yán)重的藥害性，使葉綠素含量和株高顯著降低。二甲四氯等激素類除草劑在稻、麥等禾本科作物[27]以及馬鈴薯上表現(xiàn)出很好的雜草防除效果，但是二甲四氯屬于長(zhǎng)效除草劑，噴施后對(duì)蓖麻植株和葉片都會(huì)產(chǎn)生藥害，對(duì)蓖麻生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生嚴(yán)重影響，有的植株在苗期就已經(jīng)出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。

同為大戟科作物的還有一品紅、木薯、秋楓等。可以從蓖麻同科屬作物中借鑒一些能夠用到蓖麻苗后處理的合適除草劑。其中，非糧能源植物木薯作為乙醇原料具有巨大潛力，成為我國(guó)綠色能源發(fā)展戰(zhàn)略的焦點(diǎn)，種植面積也在不斷擴(kuò)大，草害是影響木薯高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的主要因素之一[28]，草害一般會(huì)使木薯產(chǎn)量降低10%~20%甚至更多。因此，木薯田除草工作也迫在眉睫。

郭成林等[29]選取了18 種除草劑并采用莖葉定量噴霧法對(duì)木薯的安全性進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，精喹禾靈、精噁唑禾草靈、烯草酮和高效氟吡甲禾靈、滅草松、氟磺胺草醚、乙羧氟草醚和三氟羧草醚對(duì)木薯的抑制效果不明顯，其中精喹禾靈、精噁唑禾草靈、烯草酮和高效氟吡甲禾靈在使用劑量范圍內(nèi)木薯表現(xiàn)為安全。同時(shí)，觸殺型除草劑對(duì)木薯心葉和幼梢容易造成一定的危害，因此，在使用時(shí)應(yīng)注意避開(kāi)木薯心葉和幼梢部分。

4.3 蓖麻轉(zhuǎn)基因抗除草劑研究

目前，關(guān)于蓖麻抗除草劑的報(bào)道少之又少，培育抗除草劑的蓖麻品種是一件十分具有意義的事情，有利于實(shí)現(xiàn)蓖麻輕簡(jiǎn)化栽培[30]。楊俊芳等[26]以汾蓖10 號(hào)為原材料，以萌發(fā)種子為受體，將帶有pM3301UbiSpCP4 基因的農(nóng)桿菌采用非組培的農(nóng)桿菌介導(dǎo)萌發(fā)種子的轉(zhuǎn)化方法導(dǎo)入蓖麻，最終獲得陽(yáng)性抗草甘膦蓖麻植株。Sousa 等[31]人對(duì)轉(zhuǎn)基因蓖麻（TB14S-5D）進(jìn)行咪唑啉酮除草劑抗性實(shí)驗(yàn)，該轉(zhuǎn)基因蓖麻含有突變的Atahas 基因（編碼一個(gè)乙酰羥酸合成酶，在653bp 位置上發(fā)生突變，導(dǎo)致絲氨酸到天冬酰胺的替換），該基因?qū)溥蜻惓輨┯幸欢ǖ哪褪苄裕罱K發(fā)現(xiàn)，在使用高于市場(chǎng)用量3.5 倍的劑量（250 g/hm2）后，轉(zhuǎn)基因品系仍健康正常生長(zhǎng)，而野生型則全部死亡。

5 展望

目前，蓖麻還沒(méi)有完全合適的除草劑，需要加強(qiáng)對(duì)蓖麻除草劑的篩選工作，保證蓖麻的健康生長(zhǎng)發(fā)育。市面上所流行的除草劑大多是通過(guò)抑制雜草光合作用，破壞細(xì)胞呼吸作用，抑制細(xì)胞間電子傳遞和能量轉(zhuǎn)移而使雜草死亡。未來(lái)，有望研發(fā)一種新型除草劑，這種藥劑被施入土壤中或者噴施在土壤表面，通過(guò)殺死雜草根際微生物來(lái)阻斷雜草根部從土壤中獲取有機(jī)物質(zhì)。

一方面，應(yīng)加大對(duì)適合蓖麻的除草劑的研發(fā)力度；另一方面，應(yīng)培育具有抗除草劑特性的蓖麻新品種。培育抗除草劑蓖麻品種有利于實(shí)現(xiàn)蓖麻輕簡(jiǎn)化栽培，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。農(nóng)作物除草劑抗性育種有望通過(guò)基因編輯技術(shù)取得更好的結(jié)果[32]，基因編輯技術(shù)是安全種植和工業(yè)使用蓖麻的基礎(chǔ)。未來(lái)除草劑的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用應(yīng)注意除草劑種類、應(yīng)用策略、作物種類等多個(gè)方面，可以通過(guò)多類型、多重抗性組合的雜草防除方式來(lái)降低雜草對(duì)農(nóng)業(yè)的影響以及雜草產(chǎn)生抗性的風(fēng)險(xiǎn)[33]。