North America

美国棉农深受抗草甘膦杂草的困扰。 百草枯的添加与使用是成功控制杂草项目的重要多样化举措。
美国棉花种植带地跨17个州,从东部的弗吉尼亚和卡罗莱纳一直延伸到西部的加利福尼亚、亚利桑那和新墨西哥。1
其中种植面积较大的州有德克萨斯、佐治亚和阿肯瑟。 1997年,继种植转基因大豆一年之后,美国开始首次种植经过基因改良,可以抵抗草甘膦的棉花品种。2 本文旨在于以阿肯瑟州立大学研究员多年来监控棉田中抗草甘磷杂草的变化情况数据为基础,来研究杂草控制体系所带来的影响以及使用百草枯的优势. 近期,顶级科学期刊,害虫防治科学发表刊登论文,评议了阿肯瑟州立大学的研究发现,并讨论了抗草甘磷杂草的影响以及未来的防治措施。3
美国棉田中的杂草
在与杂草的对抗中,可以说棉花是弱不经风。棉花在所生长的气候条件下,要面临数代草种发芽的冲击,灌溉的情况下尤其严重。 引入抗草甘磷棉种之前,棉田杂草防控系统十分复杂,需要在育苗、间作期间加以控制,还要使用多种除草剂 措施类型。 
抗草甘磷棉种的到来,为美国棉农提供了更加有效便捷的杂草防控方法,只需一种除草剂即可对抗棉花、玉米和大豆种植中的杂草,因此抗草甘磷棉种深受美国棉农的欢迎。 2006年,抗草甘磷性能更加强悍的第二代转基因棉种问世(使随后的应用成为可能),单作物拥有多达4种以上草甘磷应用方法成为普遍情况。
无限制的使用单一品种使得美国农作物的行间杂草体系发生重大改变。 首先,观察发现,低草甘磷用量已无法很好的控制杂草。 其次,虽然转基因作物出现带动了草甘磷的应用,但仅仅四年之后,就出现了产生抗性的第一代杂草: 这就是在特拉华州大豆田中发现的加拿大乍蓬(Conyza canadensis) 。4
抗草甘磷杂草
抗草甘磷杂草现在已经殃及整个棉花种植带。 2001年,田纳西州的棉田里的加拿大乍蓬被确认为第一种产生草甘磷抗性的杂草,屹今美国棉田中记录在案的抗草甘磷杂草已有十种(见表1)。
表1。
百草枯一类的非选择性除草剂对于在干旱地区有效节水以供作物吸收至关重要。 种植季的低降雨量意味着干旱地区的作为主要依赖于土壤储水。
生态休耕是美国和加拿大中西部干旱州为了在轮作期间保持土壤水分而开发的一套土壤管理体系。
生态休耕系统(又叫“化学休耕”)以免耕种植模式和除草剂为基础,其目的是避免杂草消耗轮作的休耕期(未栽种作物)积累的土壤水分。1,2
作物与需水
一般来说,一升的水可以生产一卡路里的食物。 每个成人每天需要 2000-3000 卡路里的食物,由此可见水对食物安全的重要性。 在降雨量低并且无法进行灌溉的地区,供水不足限制了作物产量。
在半干旱地区,在轮作的间歇休耕是积蓄土壤储水的有效方式,一般积蓄的是冬季降水。 从而为后续栽种的作物提供更多水分,并且和提高产量密切相关。 针对此类种植环境的调查发现,土壤储水增加一倍,小麦产量可提高两倍。2
生态休耕
生态休耕通过以下方式保水: 吸收降雪融水
减少水分流失
增加渗水
降低土壤温度
减少蒸发
并且减弱风和降雨对土壤的侵蚀 生态休耕轮作系统一般由冬小麦和一种中耕作物组成,中耕作物可以是玉米、高粱、黍或是大豆,会有一些休耕期贯穿冬季。
美国大平原地区的各州,比如内布拉斯加州,在七月收割小麦之后到次年五月栽种中耕作物之前,会安插一个相对较短的休耕期;从九十月收获中耕作物直到次年九月栽种冬小麦,则是一个相对较长的休耕期。3
生态休耕旨在尽可能多地锁住雨雪的水分,以便累积土壤储水。 作物残茬会留住雪水,土壤表面散落的秸秆和谷壳能够防止土壤被覆盖隔绝,从而增加渗水、减缓蒸发。 但是人们发现,为了控制杂草而在休耕期进行翻耕,会导致杂草消耗水分和蒸发作用,因此只有 10-15% 的休耕期降雨可以保留到下一种植季。1,2
本质上杂草更具竞争性,其根系的生长速度和深度都大于农作物。 有的杂草的耗水量大于作物(见图表 1)。
如果采用相应的杂草控制措施,把藜属草类消耗的水量折算成作物用水,可使玉米每公顷增产 2.5 吨(1.0 吨/英亩) 小麦增产 3 吨/公顷(1.2 吨/英亩) 。 4
采取免耕种植法,用除草剂控制杂草是生态休耕系统取得成功的关键。
在美国内布拉斯加州和科罗拉多州开展的调查表明,在杂草得到有效控制的前提下,免耕地的土壤储水量相比常规翻耕地要高 40% 到 60%。5
杂草控制
应当尽量从高位收割作物,留下较长的残茬。 这样不仅能更好地保留降雪,也可以避免把杂草修剪过短。 百草枯是一种接触性除草剂,杂草叶面积越大,收获作物后喷洒除草剂的接触范围就越广,因此可以迅速起到杀灭效果。 不同于内吸性除草剂,秋季生长慢或是喷洒后降雨都不会影响百草枯起效。
如果存在多年生或大株一年生阔叶杂草,混合百草敌或 2,4-D 酯喷洒效果更佳。 个别情况下,混合光合膜系统 II 抑制剂可以更有效地进行杂草控制,比如用草克净来强化杀灭效果,用莠去津清除残留的杂草。
百草枯在花生成功种植中的作用越来越重要。 它有三项主要优势: 它是一种广谱除草剂;能够在较早的生长关键期有选择的用来保证作物间无杂草;能够有效清除对除草剂具有耐药性的杂草。
花生属于矮生作物,与杂草相比竞争能力差。 如果种植者希望获得好收成,必须使用杂草控制策略,直到作物的行间枝叶相接和冠层闭合。 不幸的是,特别是在美国,种植者现在面临着额外的杂草挑战,即杂草对他们所使用的众多除草剂产生了耐药性。
杂草控制选项
花生种植后的头六周内,受杂草侵害,经常导致产量重大损失。1,2佛罗里达大学建议播种前或萌芽前进行一次除草,然后萌芽后再进行两次除草。 最关键的喷药应在萌芽后早期即在“破土”时或稍后进行。 这时候,花生的嫩芽刚破土而出。 此时的杂草很可能也很小,易于控制。 百草枯在此有一项很大的优势,从作物顶部喷药即可实现广谱杂草控制,而且不会对花生留下任何长期损害。 这种情况下,百草枯有效起到了选择性除草剂的作用。
百草枯领先品牌Gramoxone SL 2.0 可用来控制出现的一年生禾本科杂草和 15 cm (6 英寸)高的阔叶杂草。 可分次施用较高比率的百草枯(16 盎司液体/英亩=280 g/公顷),“破土而出”时一次,四周后一次,以达到最佳效果。 混用苯达松可提高控制顽固性杂草的能力,如蓼属(Polygonum spp.),添加激素类除草剂 2、4-DB 后能够更好地控制甘薯草(Ipomoea spp.)。3
百草枯是一种接触型除草剂
尽管百草枯可能会导致作物叶子枯萎,但它是一种纯粹的接触型除草剂,不会移动到生长点。 因此,所有损害仅限于先长出来的叶子,而这些叶子会很快被其它新叶子所替换掉。 右侧图片中是将几滴百草枯溶液滴到叶子中心,然后检测百草枯的移动方向所拍摄而成。 颜色越强烈的地方表明除草剂集中在施药部分,而没有移动到叶子之外。
花生属于无限花序植物,即在营养增长的同时还在开花和结实果。 第一批花通常不会形成,直到百草枯应用期结束,这种旺盛的营养增长无疑会有利于暂时枯萎的植株恢复原貌。
佐治亚州的研究者发现,当他们在幼苗破土而出到 28 天后的不同时期对花生单独使用百草枯或与苯达松混合使用时,对产量无不利影响或影响很小。4添加苯达松后有助于减少对花生叶子的损害量。 此类实验在一小块没有杂草的地中进行。 因此,在实践上,消除了杂草竞争,没有作物损害的负面影响,产量的大幅提升很有望实现。 另外还有一个好处,即施用了百草枯后发病率(番茄斑萎病毒)得到了大幅下降。
除草剂耐药性
自生植物——由前一茬玉米散落的种子生长而成,可能造成与野生植物相同甚至更严重的问题。
自生植物可以在上一茬庄家和下一茬庄家之间形成传播虫害和真菌病害的“绿色通道”。自生植物会降低作物产量和质量,影响作物管理。自生植物难于控制,特别是当它们生长在相同品种的新作物之间时。
如果自生植物对草甘膦、草铵膦等除草剂有耐药性,那在种植下一茬作物之前对自生植物进行控制的方法选择则将非常有限。但是最近报道的研究显示,添加了 PSII 抑制剂的除草剂百草枯为新作物种植前控制自生玉米提供了很好的选择。1. 关于抑制剂和除草剂型号的更多信息,请点击此处查找。
自生植物问题
去年美国东南部遭遇了洪水,当地发生了作物倒伏和晚收,造成粮食严重减产,引发了人们对 2012 年自生玉米的担忧。2. 今年美国确实出现了普遍的问题报告。3,4
自生玉米争夺水分和营养并引发玉米食根虫(玉米根虫属)的侵害。与连续种植玉米相比,在轮种大豆作物后种植的玉米,其受到玉米根虫的影响要小得多。但是大豆作物中出现的自生玉米会导致玉米根虫数量的累积。如果不能在自生玉米开花之前对其进行控制,将引来玉米根虫产卵并在第二年春天孵化。5
爱荷华州立大学(美国)的研究发现,在 30 英寸的作物行中每 10 英尺(2.3 米2)出现一棵自生植物,将导致玉米减产 1.3%。南达科塔州立大学(美国)的研究发现,高密度的自生植物(高达八倍以上)将导致减产 13%3
控制选择
可选杂草除草剂的使用为大豆作物控制自生玉米提供了更多选择。而玉米作物内的自生玉米问题更严重。一个解决是在种植耐草甘膦杂交玉米之后种植耐草铵膦杂交玉米(或与此相反)。但是两种属性可能会堆叠,影响草铵膦在寒春条件下的性能。1. 应避免过量使用这些除草剂,以减少杂草抗药性问题。
在种植前有一些控制选择,但取决于自生植物的抗除草剂特性以及潜在除草剂的残余特性是否会延迟下一茬作物的种植上。有时候需要将长势不好的玉米作物移除,以种植大豆或棉花等轮种作物。 伊利诺斯州在 2012 年初出现了很多关于冰点以下温度冻伤玉米幼苗并需要重新种植的报告。6 烯草酮除草剂是其中一种解决方法,但是在使用烯草酮后的七天内不能重新种植玉米。6 此外种植免耕田的农场主也不愿意毁掉受灾作物和重新耕作。
但是,百草枯提供了一种更好的选择。百草枯的一大优点便是见效迅速,与土壤接触后立即钝化,以便直接种植新的作物。如需了解有关百草枯特有土壤特性的更多信息,请参见 此处。
如需获得对玉米的最佳效果,可以向百草枯中添加莠去津、敌草隆或草克净等 PSII 抑制剂除草剂。与百草枯一样,这些除草剂也具有涉及光合作用的作用模式,但具体模式与百草枯有所不同,且可作为百草枯提供补充效果。
图表中显示的最近公布的研究结果很好地表现了这一点。以百草枯为主的混合物不仅拥有百草枯快速作用的有点,而且随着时间流逝,其控制程效将更加彻底。
与其他主要作物相比,大豆的独特之处在于:豆叶比草叶宽大;作为一种豆类植物,它不仅能满足自己对氮肥的需要,同时还能提高土地的肥力;大豆含有丰富的脂肪、蛋白质和碳水化合物;而且这种作物得到植物培育专家和农艺学家的充分培育。这让大豆无可争辩地成为世界上用途最广泛的作物。
大豆因其丰富的营养物质含量而成为主要食物和动物饲料。 大豆可用于制造淀粉;大豆油可用于烹调和食品加工;榨油后剩下的豆粕富含蛋白质,是一种重要的牲畜饲料;大豆蛋白可用于饮料、婴儿食品、面条,还可作为肉、奶替代品。
特别是在美国,如今大量大豆用于制造生物柴油(每年 5 ~ 10%)。生物柴油并非将大豆第一次与机动车辆联系在一起的物质。1941 年,亨利·福特热衷于发掘农作物的工业用途,并最终制造出一辆展览用“生物汽车”。 整个车体都用大豆提炼物制作的塑料造成!
百草枯是豆农的必备工具之一
百草枯是豆农对付杂草的重要工具,同时具有环境效果,能在农村地区创造多种机会​​。如需进一步了解使用百草枯的优点,请参见此处。
它能控制各种一年生杂草,可用于在种植作物前清除田间杂草,或在种植后杀灭作物的行间杂草。
百草枯一接触土壤即失去活性,因此在种植前喷洒百草枯可以杀死杂草而不会伤害当季农作物或之后轮作的作物。百草枯与其它会造成药物残留的除草剂不同,它不会渗漏、残留或被农作物根部吸收,并且其使用不受限制。
要了解更多有关百草枯的特有土壤属性,请参见 此处。
即使在寒冷和多雨天气里,百草枯也效果甚佳。基于这些特性,百草枯对不使用犁耕控制杂草的保护性耕作方式来说非常重要。保护性耕作能够防止土壤侵蚀并保持土壤的肥力。在复种体系(一年种植两茬作物)中,实现两茬作物的快速轮作非常关键。百草枯起效快,可以在种植第二茬作物之前尽快清除杂草。
显示百草枯无与伦比的作用速度,请查看 此处 视频。
近年来,草甘膦的密集使用导致了新的杂草问题,未得到良好控制的杂草品种“转换”为优势物种,部分杂草品种得到进化并产生草甘膦耐药性。使用百草枯作为替代的非选择性除草剂,并采用不同方式与杂草综合治理体系结合,有助于避免杂草转换和产生耐药性的问题。
关于百草枯在对抗杂草对草甘膦抗药性和维护农民使用保护性耕作系统中的重要性讨论见此处。
虽然百草枯是广谱非选择性除草剂,但遗落在农作物叶上的少量药剂几乎不会对其造成伤害,因为它与草甘膦不同,不会通过内吸作用在植物内部移动。所以,百草枯可用于行间杂草控制,去除行间杂草。草甘膦则不适用于此,因其内吸作用会造成太大的风险。
百草枯具有很强的环保特性。百草枯对环境、喷洒操作者和消费者的安全性情况,见百草枯介绍资料。
什么是大豆?
大豆 (Glycine max (L.) Merr.), 又称黄豆,是一种阔叶作物。这种分枝作物可长至 1 米高。 随着大豆的生长,其叶片呈三出复叶排列。
作为一种豆类或结荚作物,大豆的根部长有结节,其根瘤菌可把空气中的氮转化为固态氮并成为大豆作物的养分。
让美国农作物科学家们兴奋的是,通过使用喷洒百草枯得到抑制的多年生覆盖作物,有可能保护种植用于生产生物燃料的玉米的田地土壤。
在不久的将来,食品与燃料的两难窘境,将通过利用“废弃”的作物残留物,而不是粮食作为生物乙醇的原料来加以解决。然而,令人担心的是,清除通常回归土壤的秸秆和谷壳,会造成严重的水土流失和土壤肥力下降问题。
爱荷华州立大学进行了一项为期三年的研究项目,说明了得到精心管理的多年生覆盖作物如何可以不仅只是用于乙醇生产的生物质替代品1。成功的关键是使用百草枯及其 快速触杀效果。百草枯是用来在春季杀灭覆盖作物,但因为其不能在植物体内转移并不被土壤吸附,在收获后和越冬期间可重新长出覆盖作物,从而对土壤起到保护作用。
第二代生物燃料
食品和使用玉米和其他谷物与油籽炼制燃料的竞争,已被列为造成最近基本粮食商品的成本大幅增加的影响因素之一。2010年,在美国收获的3.11亿吨的玉米中,大约有40%用于生产 ‘第一代”’ 谷物乙醇(虽然最终有25%以酒糟的形式成为动物饲料)2
然而, ‘第二代’ 或者 ‘纤维’ 乙醇很快将以商业规模利用稻草、秸秆和谷壳加以炼制3。尽管这减轻了作为食品的粮食供应的压力,却引起了对土质的严重关切。作物残留物可保护土壤免受风雨侵蚀,并最终保持有机质水平,确保肥力和提高固碳能力。
可持续收获
研究表明,残留在土壤表面上的作物残茬在减少土壤流失方面比混入土壤中要有效的多,另外,“断点”非常尖锐——清除过多,而且对土壤的影响会很严重4 (图标1)。
可持续作物残留物去除率会根据不同因素有所不同,例如田地坡度和土壤类型,耕作制和作物产量等。必须通过保护性做法,如免耕、等高耕作和覆盖作物来加以弥补。
覆盖作物和百草枯
在收获后播种覆盖作物过冬而不是在栽种新作物时去除掉,可以对环境构成许多好处5,6。可以播种各式各样的物种,例如谷物和其他一年生禾本科、芸苔属植物和豆科植物。爱荷华州立大学的研究人员一直在试验一种新的方法,即在带状免耕系统中,在续种的玉米作物的行间耕种多年生覆盖作物1。这意味着没有必要在收获后播下一种新的覆盖作物,从而节省了重新播种的时间和成本。
覆盖作物的好处 改善了土壤质量 - 更多的有机物有助于根系更好地生长,提高保水性、排水性并有利于蚯蚓等土壤生物的生长。 减少了侵蚀 - 在冬季保护土壤免受风雨侵蚀 杂草控制 - 覆盖作物可抑制杂草生长 害虫控制 - 提供了一个利于害虫天敌的栖息地 豆科覆盖可增加作物氮 - 减少对化肥的需要
耐草甘膦(GT)作物和机械以及杂交种子育种的引进,已成为了农业领域最重大的变革。 杂草控制体系的简化、成本和时间以及劳动力的节省、耕作灵活性的提升,都让全球各地的农民获益无穷。 尤其在美洲地区,这种作物已得到了快速地应用。 在最重要的大豆生产区——美国、巴西和阿根廷,大约90%的作物均为耐草甘膦作物。 在2010年,全球29个国家种植GM作物的面积有1.48亿公顷,其中近乎9000万公顷的作物均具有耐药性1。 大豆、棉花和玉米这三种作物均采用了这种技术。
而且这种技术已激励着种植户通过减少犁耕并采用免耕等保护性耕作方法,进一步地简化耕作流程。 摒弃犁耕体系可以改进土质并减少侵蚀,同时还可丰富生物多样性。
不过,如果过于依赖单一除草剂效用模式(尤其是免耕)来控制杂草,会促进耐药性杂草进化。 尽管在出现首例大量耕种耐药性作物的种植区之后,耐草甘膦作物已被广泛运用了20多年,但如果进一步扩大此类作物的耕种,那么将很快导致爆发耐药性问题。 百草枯信息中心已发布了早前有关耐草甘膦杂草的几篇论文(例如在澳大利亚的二次施药方法中,百草枯为草甘膦提供保护 ; 百草枯——草甘膦的护卫兵) ,如需进一步了解杂草的耐药性,请访问抗除草剂杂草国际调查网站2
美国基准研究
美国的大学研究者就近期开展的一项基准研究进行了汇报,该研究经过精心设计,旨在说明用以避免杂草产生抗药性的最佳管理方法——包括更多除草剂起效模式的使用,可以如何使耐草甘膦作物体系不断带来益处3
在一项针对六个州的1200位农民开展的调查中,将156块至少16公顷的农田选定为大规模农田试验项目的试验地。 每块农田均一分为二,采用最重要的轮作方法。 一半农田采用农民自己的杂草治理方法,而另一半农田根据州立大学推广服务所提供的BMP推荐方法对杂草进行控制。
基准研究涵盖多种主要的轮作方法
作物体系
连续耕作的耐草甘膦大豆
伊利诺斯州、印第安纳州、密西西比州、北卡罗来纳州
连续耕作的耐草甘膦棉花
密西西比州、北卡罗来纳州
连续耕作的耐草甘膦玉米
爱荷华州、内布拉斯加州
耐草甘膦玉米/耐草甘膦大豆
伊利诺斯州、印第安纳州、爱荷华州、密西西比州、内布拉斯加州、北卡罗来纳州
耐草甘膦大豆/非耐草甘膦玉米
伊利诺斯州、印第安纳州、爱荷华州、北卡罗来纳州、内布拉斯加州
耐草甘膦大豆/非耐草甘膦玉米
密西西比州
实践发现,遏制耐草甘膦大株长芒苋杂草(俗称为“超级杂草”)的生长,百草枯是一种有效的“救火”方式。美国佐治亚大学的研究人员发现,通过除草机及类似的工具施用百草枯,能杀死高达 5 英尺(1.50 米)的长芒苋植株,且效果很好1。尽管百草枯对植株较小的杂草非常有效,但草甘膦具有内吸作用,所以对大型杂草来说后者通常是更好的选择。不过,当耐草甘膦杂草出现后,就需要创新的除草方式。在佛罗里达州、佐治亚州、北卡罗莱纳和南卡罗莱纳州,百草枯已被批准通过除草机施用来控制花生田中的杂草。
自 2005 年以来,佐治亚州和邻近几个州的农民越来越受到长芒苋(Amaranthus palmeri,又名野苋)的困扰2,3。长久以来,农民都习惯雇佣大队的农场工人使用锄头和镰刀除草,花费的除草成本往往超过 100 美元/英亩(250 美元/公顷)。
通过除草机施用百草枯的好处 防止耐草甘膦杂草的扩散
更有效地施用最新杀菌剂
更方便收割
比手工除草成本低很多
目前,已开发出可用于对比作物还高的高株杂草施用草甘膦的除草机。这些除草机的工作原理就像是吸油绳,除草剂溶液被吸收到绳子、海绵或毯子之类的材料中,然后通过直接接触的方式,将除草剂涂抹到杂草茎叶上。佐治亚大学的研究人员通过各种除草机测试了多种除草剂。他们通过实践证明百草枯具有惊人且格外高的控制水平,显然是除草的最佳选择。以此方式清除杂草,仅需花费约 4 美元/英亩(10 美元/公顷)的除草剂成本。
由于百草枯是一种非选择性的除草剂,因此保护好作物至关重要。美国南部各州种植者所种植的主要作物是花生,而花生植株只会长到 12 - 18 英寸(30 - 45 厘米)高,所以保护作物并非难题。要想成功控制杂草,很重要的一点就是做到良好的除草剂覆盖,预计需要涂抹 50% 的杂草表面。要做到这一点,需要让除草机压低杂草,且拖拉机前进速度不超过 5 英里/小时(0.45 米/秒)。在田间实验中,使用毯子在滚筒上倒转的除草机能获得最佳效果。
同样重要的是,百草枯需要在种子开始形成前,即开花两周之内施用。尽管在一季的晚期才控制杂草意味着作物产量已因竞争而减少,但清除大株长芒苋仍有一些重要好处。最重要的就是避免了杂草结实播种。由于每一棵活下来的植株都可能产出 50 万个种子,因此就算剩下的只是极少的耐草甘膦植株,也会使得杂草控制陷于瘫痪。  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
要增强杂草控制水平,有一个很好的做法就是在午后稍晚或傍晚时对杂草施用百草枯溶液。这样做的好处是百草枯溶液在低光照或黑暗的条件下在受施杂草上有一定的移动,因此到第二天光合作用恢复时,能对杂草发挥最大效力。(如需阅读百草枯相关著作,请参见此处。)
通过除草机来施用百草枯这种除草方式,还可用于控制紫色山蚂蝗(Desmodium tortuosum),目前,相关研究主要集中在对大豆和棉花的潜在施用上。
参考文献
South-East Farm Press 2011 年 1 月 21 日
百草枯一直走在杂草治理的前沿,美国棉农用其遏制耐草甘膦长芒苋(俗称为“超级杂草”)的生长。
将本季最新研发的喷罩设计应用到百草枯中,可控制株高四英尺(120 厘米)的杂草,同时不会灼烧生长后期的棉花叶片。该喷罩适用于吐絮期(即收花期)之前的所有生长阶段。
操作方面,喷罩便于在棉垄间滑动,不会打落成熟植株的果实。效果方面,该喷罩使得喷洒覆盖面积最大化。随着喷药装置在作物间移动,杂草被引进喷罩范围内即被横杠压低,然后两边分列的三只喷嘴开始从高处喷洒农药1
保护性耕作
长芒苋(Amaranthus palmeri,又名野苋)等耐草甘膦杂草不仅威胁作物的产量和收益,也对农耕系统的可持续性造成危害。被称作“百年一遇” 创新成果2的草甘膦,在保护性耕作系统,尤其是免耕技术方面,起到了不可小觑的作用,因为使用这种农药,不经翻耕几乎就能控制所有杂草。
保护性耕作效益难保 改良土壤
增加生物多样性
降低成本
降低温室气体排放
根据美国农业部最新评估,全美约 35% 的耕地使用免耕技术。免耕地上产出的大豆、玉米和小麦分别占 50%、30% 和 24%3。但是,尽管近年来棉花免耕种植面积的总体年增长率达到 1.4%,部分州的记录却在下降。
鉴于免耕技术的经济、环境效益,这种结果不免让人担忧。早期一篇 文章报道了美国产棉区部分棉农面对耐草甘膦杂草时,出于无奈重拾深耕操作,希望通过翻埋清除杂草。这种情况是如何产生的呢?
耐草甘膦棉花
耐草甘膦棉花自 1997 年在美国问世后得到迅速推广。之前,用于棉花种植的选择性除草剂要么需要雨水才能生效、要么杂草控制范围较小,或者会对作物造成伤害,因此耐草甘膦品种出现后 5 年内,约 90% 的耕地都种植了该品种4。调查表明,其每年的成本效益可达数千万美元。杂草控制总成本得以降低,例如劳动力、除草剂、机械及燃料等,对经济收益贡献巨大, 尽管对操作简化、灵活化,和解放劳动力及管理时间方面的影响不易察觉,但仍对技术推广产生了重要的促进作用5。部分耐除草剂作物评估中也指出了杂草简化控制机制, 比如“…生长期少用除草剂模式…”5。遗憾的是,过于简单的杂草控制方法最终导致了耐草甘膦杂草的出现。就棉花种植来说,抗药性加拿大乍蓬种群 (Conyza canadensis) 首先于 2001 年在田纳西州发现, 随后是 2007 年的大猪草 (Artemisia trifida), 而耐药性长芒苋于 2005 年出现于乔治亚州的产棉区,现今仅此一州的棉花、大豆受害面积已达一两百万英亩(40 万 - 80 万公顷)6
百草枯: 改进方案
耐草甘膦杂草威胁着作物和美国农户们的生计,对于这一点,他们已经意识到有一段时间了。最近,随着媒体对美国国家研究理事会发布的一份报告的关注,公众对此的认识也越加清晰。转基因作物对美国农场可持续发展的影响1。报告首先肯定了转基因作物带来的巨大经济和环境效益,同时警告说,需要小心保护该项技术的价值,特别是在耐草甘膦杂草带来越来越多威胁的情况下。种植抗除草剂作物的农户必须保证使用不同的农艺措施来控制杂草,不能仅仅依赖于使用除草剂这一种方式。
不幸的是,许多作物种植者很难放弃使用操作简单的草甘膦——如果他们还没有碰到草甘膦带来的任何问题的话。不过,他们应该听从除草专家和其他农户的警告。澳大利亚教授Steve Powles是杂草科学领域的世界级专家之一,他警告说 “… 在南北美洲的大部分地区,除非作物种植者现在就采用多样化除草方法,否则草甘膦将会使用过量。”2
长芒苋(Amaranthus palmerii) 是美国南方各州的一个棘手问题。著名杂草学家Ford Baldwin称,为防止产生抗药性,应使用百草枯代替草甘膦以灼烧杂草。3 一些农户将初期的长芒苋灾害称之为 “赤潮”因为红颜色的杂草幼苗在作物行间似乎是一夜之间就冒出来的4。如果想让作物产量不受影响,尽早除草至关重要。对草甘膦具有耐药性的杂草是导致作物减产的主要因素。令人惊讶的是,如果因为杂草稀少而放任不管的话,这片杂草会对作物产量造成破坏性影响。
 
耐草甘膦杂草对作物产量的影响*
杂草
作物
产量减少
长芒苋(Amaranthus rudis)
大豆
2 根/20行,作物至少减产23%
长芒苋(Amaranthus rudis)
玉米
1 株/m2 能致作物减产33%
长芒苋(Amaranthus rudis)
棉花
8 株/m2 能致作物减产达91%
三裂叶豚草(Ambrosia trifida)
大豆
1 株/m2 能致作物减产52%
三裂叶豚草(Ambrosia trifida)
玉米
2 株/m2 能致作物减产37%