趙浩宇, 朱建義, 劉勝男, 周小剛, 向金友, 楊興有
(1. 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)部西南作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川成都 610066;2.四川省煙草公司宜賓市分公司,四川宜賓 644000; 3. 四川省煙草公司達(dá)州市分公司,四川達(dá)州 635000)
煙田雜草防除研究進(jìn)展
趙浩宇1, 朱建義1, 劉勝男1, 周小剛1, 向金友2, 楊興有3
(1. 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)部西南作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川成都 610066;2.四川省煙草公司宜賓市分公司,四川宜賓 644000; 3. 四川省煙草公司達(dá)州市分公司,四川達(dá)州 635000)
煙草在我國(guó)已有超過(guò)400年的種植歷史,是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物。煙田雜草與煙草爭(zhēng)光、爭(zhēng)水、爭(zhēng)肥,阻礙作物的生長(zhǎng),給煙草生產(chǎn)帶來(lái)巨大的損失。本文對(duì)煙田雜草的種類、分布以及防除研究的現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,并討論了煙田雜草綜合防治中存在的問(wèn)題以及今后的發(fā)展方向。
煙草;雜草;種類;分布;綜合防治
煙草(Nicotianatabacum)是雙子葉植物綱管花目茄科煙草屬一年生草本植物,原產(chǎn)于美洲,于16世紀(jì)中葉經(jīng)由菲律賓傳入我國(guó)。煙草是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物,在南北方均有種植,其種植面積達(dá)到133.3萬(wàn)hm2,年均總產(chǎn)量約30億kg,是國(guó)家和地方財(cái)稅的重要經(jīng)濟(jì)來(lái)源。2011年我國(guó)煙草行業(yè)累計(jì)實(shí)現(xiàn)工商稅利7 529.56億元,上繳國(guó)家財(cái)政 6 001.18 億元,居各行業(yè)首位,為國(guó)家建設(shè)和改善人民生活提供了巨額資金,在部分地區(qū)煙草種植經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)支柱。
雜草是指生長(zhǎng)在有害于人類生存和活動(dòng)場(chǎng)地的植物,一般指非栽培的、能夠自然延續(xù)其種族的野生植物[1]。我國(guó)煙草種植地域廣闊,良好的水熱條件十分有利于雜草的滋生,幾乎所有的旱地雜草都能在煙田生長(zhǎng)繁衍。雜草具有較強(qiáng)的生長(zhǎng)勢(shì)、較高的繁殖系數(shù)、極強(qiáng)的適應(yīng)能力,與煙草爭(zhēng)奪光、水、肥、生長(zhǎng)空間,通過(guò)其植株產(chǎn)生有毒分泌物質(zhì)抑制作物生長(zhǎng),并傳播病蟲(chóng)害,從而降低煙草品質(zhì),影響煙草產(chǎn)量。雜草的發(fā)生和危害已經(jīng)成為我國(guó)煙草生產(chǎn)中的突出問(wèn)題,亟待加以研究和解決。
雜草防除是煙草栽培的重要環(huán)節(jié),我國(guó)傳統(tǒng)的方法是利用人工犁耕或手鋤,近年來(lái)生產(chǎn)上多采用地膜覆蓋、噴施除草劑及熏蒸滅草等方法。本文根據(jù)現(xiàn)有資料,針對(duì)我國(guó)煙田雜草的種類、分布、防除現(xiàn)狀以及今后的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析探討,為建立高效的煙田雜草綜合防治體系提供參考。
我國(guó)煙田雜草種類繁多,生長(zhǎng)量大,全年發(fā)生,給煙草生產(chǎn)帶來(lái)了極大損失。綜合煙田雜草研究相關(guān)文獻(xiàn)可知,我國(guó)已報(bào)道的煙田雜草共有57科360種,其中菊科最多,為61種;其次為禾本科,45種;其他主要煙田雜草依次為:蓼科25種,豆科19種,唇形科18種,莎草科13種,玄參科12種,傘形科、大戟科和十字花科各10種,莧科和茄科各9種,藜科、石竹科和毛茛科各8種,薔薇科7種[2-21]。
根據(jù)雜草的出現(xiàn)頻率、覆蓋度和危害程度,我國(guó)煙田惡性雜草與主要雜草有20余種,如馬唐[Digitariasanguinalis(L.) Scop.]、狗尾草[Setariaviridis(L.) Beauv.]、旱稗[Echinochloacrusgalli(L.) Beauv. var.hispidula(Retz.) Hack.]、酸模葉蓼(PolygonumlapathifoliumL.)、繁縷[Stellariamedia(L.) Cyr.]、牛筋草[Eleusineindica(L.) Gaertn]、尼泊爾蓼(PolygonumnepalenseMeisn.)、豬殃殃[GaliumaparineL. var.tenerum(Gren.et Godr.) Rcbb.]、碎米莎草(CyperusiriaL.)、香附子(CyperusrotundusL.)、鐵莧菜(AcalyphaaustralisL.)、牛繁縷[Myosotonaquaticum(L.) Moench.]、鱧腸(EcliptaprostrataL.)、黎(ChenopodiumalbumL.)、看麥娘(AlopecurusaequalisSobol.)、牛膝菊(GalinsogaparvifloraCav.)、雀舌草(StellariaalsineGrimm.)、無(wú)芒稗[E.crusgalli(L.) Beauv. var.mitis(Pursh) Peterm.]、鴨跖草(CommelinacommunisL.)、狗牙根[Cynodondactylon(L.) Pers.]等;危害較重的雜草超過(guò)40種,如早熟禾(PoaannuaL.)、反枝莧(AmaranthusretroflexusL.)、小飛蓬[Conyzacanadensis(L.) Cronq.]、稗[E.crusgalli(L.) Beauv.]、水花生[Alternantheraphiloxeroides(Mart.) Griseb.]、一年蓬[Erigeronannuus(L.) Pers.]、勝紅薊(AgeratumconyzoidesL.)、三葉鬼針草(BidenspilosaL.)、水蓼(PolygonumhydropiperL.)、馬齒莧(PortulacaoleraceaL.)、蚤綴(ArenariaserpyllifoliaL.)、毛茛(RanunculusjaponicusThunb.)、蒼耳(XanthiumsibiricumPatrin.)、刺兒菜(CirsiumsegetumBge.)、天胡荽(HydrocotylesibthorpioidesLam.)、苦蕎麥[Fagopyrumtataricum(L.) Gaertn.]、異型莎草(C.difformisL.)、列當(dāng)(OrobanchecaerulescensSteph.)、斑地錦(EuphorbiasupinaRaf.)、節(jié)節(jié)草(EquisetumramosissimumDesf.)等。
我國(guó)幅員遼闊,各個(gè)煙區(qū)地形地貌、氣候等環(huán)境因素復(fù)雜,溫、光、水、土等自然條件差異較大,形成的優(yōu)勢(shì)雜草群落也各不相同。西南煙區(qū)主要雜草群落有馬唐+稗+狗尾草+尼泊爾蓼+粗毛牛膝菊、馬唐+尼泊爾蓼+香薷+豬殃殃+野燕麥、繁縷+牛繁縷+鴨跖草+豬殃殃+苦蕎麥+尼泊爾蓼+垂盆草等。東南煙區(qū)主要雜草群落有馬唐+稗+水蓼+勝紅薊+異型莎草、雀舌草+看麥娘+牛繁縷+碎米薺、馬唐+旱稗+碎米莎草+水蓼、無(wú)芒稗+鱧腸+勝紅薊+叢枝蓼+鬼針草、馬唐+無(wú)芒稗+狗尾草+鐵莧菜+香附子等。長(zhǎng)江中上游煙區(qū)主要雜草群落有馬唐+刺兒菜+藜+尼泊爾蓼+苣荬菜、馬唐+鱧腸+粟米草+鐵莧菜、馬唐+繁縷+牛膝菊+尼泊爾蓼+鐵莧菜等。黃淮煙區(qū)主要雜草群落有馬唐+鱧腸+旱稗+碎米莎草、馬唐+牛筋草+鐵莧菜+馬齒莧+香附子、酸模葉蓼+碎米莎草+鱧腸+稗+雀舌草、稗+鱧腸+刺兒菜+馬齒莧、馬唐+狗尾草+地梢瓜等。東北煙區(qū)主要雜草群落有馬唐+石胡荽+異型莎草+頭狀蓼+鐵莧菜+鴨跖草、鐵莧菜+藜+馬唐+異型莎草+稗、列當(dāng)+馬唐+反枝莧+馬齒莧+藜、列當(dāng)+反枝莧+藜+刺藜+虎尾草等。
農(nóng)田雜草對(duì)作物的危害是與作物競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分、水分的長(zhǎng)期行為,所造成的影響只有到作物收獲時(shí)才能顯現(xiàn)出來(lái)。據(jù)研究,自移栽到采收結(jié)束,不除草煙田較人工除草煙田減少51.08 kg/667 m2和 640.93元/667 m2[2]。周艷華等調(diào)查發(fā)現(xiàn),烤煙整個(gè)大田生育期不除草,雜草鮮重最高可達(dá) 4 258.53 g/m2,比人工除草處理高312.78倍,同時(shí)煙株生長(zhǎng)受到明顯抑制,平均株高和葉面系數(shù)比人工除草處理減少2.4 cm和0.19,煙葉減產(chǎn)25%左右,產(chǎn)值下降27%以上[22]。
2.1 物理防治
煙田雜草的物理防治主要有人工除草和地膜覆蓋。人工除草作為一種傳統(tǒng)的除草方法費(fèi)工、費(fèi)時(shí),勞動(dòng)強(qiáng)度大,除草效率低下,但由于煙草作物的特殊性,其在我國(guó)各大煙區(qū)仍是主要除草手段之一。地膜化栽培已經(jīng)廣泛應(yīng)用于煙草種植行業(yè),常規(guī)無(wú)色薄膜覆蓋能起到保濕增溫的作用,并且能抑制部分煙田雜草的生長(zhǎng),但對(duì)單子葉雜草的防效較差。近年來(lái),許多科研院所和相關(guān)煙草公司對(duì)有色薄膜在煙田中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,李應(yīng)金等采用無(wú)色、綠色、黑色3種地膜進(jìn)行煙田除草試驗(yàn),結(jié)果顯示黑色薄膜的雜草防效最佳,蓋膜40 d后對(duì)單子葉雜草和雙子葉雜草的鮮重防效分別達(dá)到97.2%和60.8%,且黑色薄膜提高地溫的效果最為顯著[23]。徐茜等考察了無(wú)色膜、銀灰膜和配色膜(中間部分透明,兩邊部分黑色)對(duì)煙田雜草的控制效果,發(fā)現(xiàn)配色膜對(duì)總體雜草鮮重的防效最好,并且能在一定程度上提高煙葉的質(zhì)量[24]。
2.2 農(nóng)業(yè)及生態(tài)防治
2.2.1 農(nóng)業(yè)防治 農(nóng)業(yè)防治是雜草防除工作的首要環(huán)節(jié),具有成本低、易操作、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。煙田雜草的農(nóng)業(yè)防治主要包括以下幾點(diǎn):加強(qiáng)雜草檢疫,從源頭上杜絕外來(lái)惡性雜草進(jìn)入煙田;通過(guò)深耕、中耕等農(nóng)事操作控制不同時(shí)期的雜草,將已出苗的雜草翻入土中,破壞多年生雜草的地下?tīng)I(yíng)養(yǎng)器官,使其不能再生,減輕危害;定期清除田邊、地頭雜草,防止其向煙田蔓延。農(nóng)業(yè)防治是控制煙田雜草的有效方法,但難以從根本上解決雜草的侵害。
2.2.2 生態(tài)防治 目前雜草的生態(tài)防治主要是利用化感作用的輪作、間(套)作以及開(kāi)發(fā)以化感物質(zhì)為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的新型除草劑。自20世紀(jì)70年代開(kāi)始,研究者們相繼發(fā)現(xiàn)豇豆(Vignaunguiculata)、綠豆(Vignaradiata)、高粱(Sorghumvulgare)、印度麻(Crotalariajuncea)等作物能夠產(chǎn)生誘導(dǎo)列當(dāng)種子萌發(fā)的化學(xué)物質(zhì),但這些作物本身并不會(huì)被列當(dāng)寄生[25-27],萌發(fā)的列當(dāng)幼芽因?yàn)槿狈闹髦参锒罅克廊?。Dhanapal等[28]以這些作物為誘餌作物,在本地?zé)焻^(qū)與煙草實(shí)施輪作(煙草—誘餌作物—煙草),結(jié)果顯示煙田中列當(dāng)?shù)姆N群數(shù)量大幅減少,其中煙草—印度麻對(duì)列當(dāng)?shù)姆佬ё罴?,達(dá)到83%。目前國(guó)內(nèi)對(duì)作物化感作用的研究已經(jīng)取得了一定進(jìn)展,但多限于水稻、小麥、玉米、大豆、黑麥等作物,今后應(yīng)加強(qiáng)煙草化感特別是煙田雜草化感防治方面的研究,以建立合理的種植制度,構(gòu)建良性煙田生態(tài)系統(tǒng),促進(jìn)煙草生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
2.3 化學(xué)防治
2.3.1.1 50%敵草胺可濕性粉劑 在煙草移栽前或移栽后苗前,用50%敵草胺可濕性粉劑 1 500~3 900 g/hm2進(jìn)行土壤處理。該農(nóng)藥對(duì)已出土雜草的效果差,應(yīng)早施藥,并保證土壤濕度,以提高防效。大惠利能殺死多種單子葉和雙子葉雜草,但對(duì)由地下莖發(fā)生的多年生雜草無(wú)效。
2.3.1.3 72%異丙甲草胺 移栽前或移栽后苗前,用72%異丙甲草胺乳油1 800 mL/hm2進(jìn)行土壤處理。該農(nóng)藥對(duì)禾本科雜草的防治效果較為顯著,也能殺死一些闊葉雜草。
2.3.1.4 96%精異丙甲草胺 移栽前或移栽后苗前,用96%精異丙甲草胺乳油675~900 mL/hm2進(jìn)行土壤表面噴霧處理。干旱條件下不利于藥效發(fā)揮,最好是在降雨或灌溉前施用。該農(nóng)藥活性高,選擇性強(qiáng),對(duì)一年生禾本科雜草防效可達(dá)90%以上,也可防除馬齒莧、藜等闊葉雜草。
2.3.1.5 48%甲草胺 移栽前或移栽后苗前,用48%甲草胺乳油7 500 mL/hm2進(jìn)行土壤處理。甲草胺對(duì)禾本科雜草效果較好,對(duì)后茬作物安全。
2.3.1.6 二甲戊靈 移栽前或移栽后苗前,用33%二甲戊靈乳油2 250 mL/hm2進(jìn)行土壤處理。二甲戊靈主要用于防除一年生禾本科雜草及種子繁殖的多年生禾本科雜草,可在較干旱土壤環(huán)境下使用。
2.3.1.8 雙苯酰草胺 移栽前或移栽后苗前,用90%雙苯酰草胺可濕性粉劑4 500~6 000 g/hm2進(jìn)行土壤處理,在覆蓋地膜的煙田上使用草乃敵,因保溫保濕除草效果更好。該農(nóng)藥對(duì)禾本科雜草效果較好,對(duì)闊葉草防效差。小麥對(duì)草乃敵敏感,應(yīng)避免在煙—麥輪作田中使用。
2.3.1.9 斯美地 苗床整理好后,用32.7%斯美地水劑50 g/m2均勻噴灑在苗床上,讓土層濕潤(rùn) 3 cm 以上,立即蓋膜,10 d后揭膜松土,使殘留藥氣充分揮發(fā)5~7 d后,整平土壤播種。煙草苗床長(zhǎng)期以來(lái)一直使用溴甲烷進(jìn)行土壤熏蒸消毒,近年來(lái),溴甲烷對(duì)臭氧層的破壞引起了人們的高度重視[43],聯(lián)合國(guó)環(huán)境保護(hù)組織(UNEP)已將溴甲烷列為控制物,2015年后將禁止使用。作為溴甲烷的替代藥劑,該農(nóng)藥對(duì)煙草苗床雜草有很好的防除效果,播種40 d后雜草總體防效超過(guò)95%,并對(duì)煙苗安全性高。
2.3.1.10 氯化苦 苗床整理好后,用99%氯化苦原液30~50 mL/m2注射處理,蓋膜熏蒸10 d,揭膜晾曬5 d,播種。氯化苦對(duì)苗床雜草反枝莧、馬齒莧、香附子等有顯著的防效,但對(duì)牛筋草無(wú)效。該熏蒸劑在土壤中基本無(wú)殘留,并對(duì)煙草黑脛病、線蟲(chóng)有一定的控制效果,同時(shí)能夠改善煙株的生物學(xué)形狀。
2.3.2.1 砜嘧磺隆 于煙田雜草基本出齊后,于雜草3~5葉期用25%砜嘧磺隆干懸浮劑以75 g/hm2用量均勻噴施于煙溝雜草莖葉上。該農(nóng)藥的活性很高,對(duì)單子葉和雙子葉雜草防效均比較顯著,并對(duì)大部分作物安全。
2.3.2.2 高效氟吡甲禾靈 在1年生禾本科雜草3~5葉期,煙苗移栽后15~30 d,用10.8%高效氟吡甲禾靈乳油750 mL/hm2,加水600~750 kg/hm2配成藥液,均勻噴施于雜草莖葉上。此類除草劑可有效防除馬唐、稗、狗牙根、野燕麥、早熟禾等禾本科雜草,對(duì)闊葉草和莎草無(wú)效。
2.3.2.3 吡氟禾草靈/精吡氟禾草靈 在一年生禾本科雜草3~5葉期,用35%吡氟禾草靈或15%精吡氟禾草靈乳油1 125 mL/hm2加水600~750 kg/hm2配成藥液,均勻噴于雜草莖葉,對(duì)大多數(shù)禾本科雜草的防效超過(guò)95%。
2.3.3 行間噴霧處理 對(duì)煙田行間噴霧處理的除草劑主要有百草枯、草甘膦等滅生性除草劑[3]。一般于煙田雜草基本出齊后,在雜草3~5葉時(shí)用20%百草枯水劑2 250~3 000 g/km2或41%草甘膦異丙銨鹽水劑1 200 g/km2進(jìn)行行間保護(hù)性施藥。該方法防除效果顯著,但施藥時(shí)應(yīng)選擇在無(wú)風(fēng)、無(wú)雨的天氣進(jìn)行,壓低噴頭作定向噴霧,注意防止藥液飄到煙葉上發(fā)生藥害。
2.4 生物防治
生物除草劑為雜草防治開(kāi)辟了經(jīng)濟(jì)、無(wú)污染和可持續(xù)發(fā)展的新途徑[45-46],自20世紀(jì)80年代以來(lái),全世界已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)的生物除草劑產(chǎn)品超過(guò)20種,已商業(yè)化的生物除草劑有10余種[47]。目前由于生物除草劑自身的局限性以及生態(tài)、安全性等問(wèn)題,生物防治在雜草防除技術(shù)體系中所占的比重很低,市場(chǎng)規(guī)模仍然有限,但是利用生物或天然產(chǎn)物作為除草劑已經(jīng)成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),將生物防治、基因工程技術(shù)育種與化學(xué)防治相結(jié)合,逐步控制化學(xué)除草劑的使用,是當(dāng)前及未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)除草技術(shù)發(fā)展的主流方向。根據(jù)利用生物種類的不同,煙田雜草生物防治可分為以蟲(chóng)治草和以菌治草。
2.4.1 以蟲(chóng)治草 以蟲(chóng)治草是指利用某些能專一性取食某種(類)雜草的昆蟲(chóng)來(lái)防治特定雜草的方法,該方法在世界各國(guó)已得到廣泛的重視,取得了不少生防成果。近年來(lái)國(guó)內(nèi)一些研究者對(duì)昆蟲(chóng)除草在煙田雜草防治的應(yīng)用進(jìn)行了一定的探索。陳乾錦等對(duì)福建省主要煙區(qū)的煙田食草昆蟲(chóng)展開(kāi)了系統(tǒng)調(diào)查,共發(fā)現(xiàn)食草昆蟲(chóng)57種,其中蓼藍(lán)齒脛葉甲[Gastrophysaatrocyanea(Motschulsky)]對(duì)蓼科雜草有良好的防除效果,該昆蟲(chóng)僅取食蓼科的蓼屬和酸模屬雜草,對(duì)煙草及其他作物安全[48-49]。林智慧等利用褐背小螢葉甲[Galerucellagrisescens(Joannis)]對(duì)煙田蓼科雜草酸模葉蓼進(jìn)行防治試驗(yàn),結(jié)果顯示其幼蟲(chóng)對(duì)酸模葉蓼幼苗期(4葉片/株)的控制效果較強(qiáng),每株投放一齡幼蟲(chóng)3頭,10 d后防效達(dá)到91.2%;成蟲(chóng)對(duì)酸模葉蓼(10葉片/株)的控制效果更為顯著,投放密度達(dá)到5頭/株時(shí),10 d防效可達(dá)91.3%[50]。該蟲(chóng)繁殖能力強(qiáng),食性專一,是控制煙田蓼科雜草的理想選擇。水花生是我國(guó)四川省宜賓、瀘州、達(dá)州等地?zé)焻^(qū)的主要煙田雜草之一,危害十分嚴(yán)重,我國(guó)于1987年從美國(guó)引入水花生直胸跳甲(Agasicleshygrophila)作為生防昆蟲(chóng),先后在湖南、重慶、江西等地建立種群繁殖基地,目前已在湖南、浙江等地釋放,控草效果非常顯著[51-52],該方法在煙田水花生的防除上有一定的應(yīng)用前景。
2.4.2 以菌治草 以菌治草是指利用某些能使雜草嚴(yán)重感染,影響其生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖的病原微生物進(jìn)行雜草的防除。20世紀(jì)80—90年代,國(guó)外許多研究者從根寄生雜草列當(dāng)中分離出一系列致死性的病原真菌鐮刀菌(Fusariumspp.)[53-56],Bozoukov等利用磚紅鐮刀菌(F.lateritium)防治煙草列當(dāng),其防效可達(dá)62%~68%,且控制效果持久[54];Nanni等發(fā)現(xiàn)尖孢鐮刀菌(F.oxysporum)對(duì)煙草列當(dāng)?shù)募纳矢哌_(dá)81%~97%,受侵染植株均出現(xiàn)不同程度的病害,多數(shù)整株壞死,而煙草幾乎不受影響[57]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)也相繼開(kāi)展了利用病原微生物防除煙田雜草的研究。陳乾錦等于福建省主要煙區(qū)的煙田雜草上分離并鑒定了斑種草油壺菌(OlpidiumbothriospermiSaw.)、三葉草油壺菌(O.trifoliiSchrot.)、藜尾壺菌(UrophlyctispulposaWallr.)等37種病原真菌,其寄主包括馬唐、狗尾草、稗、藜等煙田惡性雜草[58]。時(shí)焦等從小薊上采集得到薊柄銹菌(Pucciniaobtegens),并進(jìn)行了遺傳多態(tài)性的RAPD分析,該真菌能夠侵染當(dāng)?shù)責(zé)熖镏饕s草小薊,使染病植株矮化,不能正常開(kāi)花結(jié)籽,重者死亡[59-60]。吳元華等利用自主分離純化的鐮刀菌進(jìn)行煙田列當(dāng)?shù)姆乐卧囼?yàn),通過(guò)穴施生防菌,并在列當(dāng)寄生前期分3次向土壤中噴施生防菌的綜合處理,生防菌對(duì)列當(dāng)?shù)募纳蕿?1.20%,對(duì)列當(dāng)?shù)姆佬н_(dá)到62.44%[61]。
2.5 基因工程技術(shù)防治
基因工程技術(shù)是以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ),將特定功能基因?qū)胝系侥繕?biāo)生物體基因組中,并實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的生物學(xué)功能?;蚬こ碳夹g(shù)在煙田雜草防除上的應(yīng)用主要包括抗除草劑育種和生化化感育種。
2.5.1 抗除草劑育種 自1983年第1例抗草甘膦轉(zhuǎn)基因煙草問(wèn)世以來(lái),抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的研究和應(yīng)用得到了飛速發(fā)展,轉(zhuǎn)基因作物的種植面積一直在世界范圍內(nèi)持續(xù)增加[62-63]。我國(guó)抗除草劑轉(zhuǎn)基因煙草的研究還只在實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究階段,雖然已經(jīng)取得一些成果,但是還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)商品化應(yīng)用。謝龍旭等構(gòu)建了含草甘膦抗性突變基因aroAM12的植物表達(dá)載體pCM12_s1m,通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)將其轉(zhuǎn)化到煙草中,得到的轉(zhuǎn)基因植株對(duì)草甘膦的抗性較對(duì)照植株提高了50~60倍[64]。劉錫娟等將從抗草甘磷的熒光假單胞菌(Pseudoraonasfluorescens)G2中克隆并按雙子葉植物偏愛(ài)密碼子改造的5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶(EPSPS)基因aroAG2M整合到煙草基因組中獲得轉(zhuǎn)基因植株,以不同濃度的草甘膦異丙胺鹽涂抹轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因植株6~8葉齡苗的葉片,結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因植株可以耐受0.4%濃度的草甘膦,而對(duì)照植株在草甘膦濃度達(dá)到0.2%時(shí)即死亡[65]。黃麗華等構(gòu)建了蔥屬植物薤白(Alliummacrostemon)中與草甘膦抗性相關(guān)的EPSP合成酶基因(EPSPsA)的cDNA植物表達(dá)載體,并通過(guò)葉圓盤(pán)法轉(zhuǎn)化煙草,得到的轉(zhuǎn)基因植株對(duì)草甘膦的抗性明顯增強(qiáng),草甘膦噴施試驗(yàn)結(jié)果顯示轉(zhuǎn)基因植株在噴施濃度不高于1 000 mg/L草甘膦后仍能正常生長(zhǎng),而對(duì)照植株在200 mg/L濃度時(shí)生長(zhǎng)就已經(jīng)受到明顯抑制[66]。
2.5.2 生化化感育種 自然界許多植物和昆蟲(chóng)都能夠產(chǎn)生對(duì)雜草有抑制作用的化合物,如果能將編碼這些化合物的基因引入到煙草中,就能培育出在田間條件下自動(dòng)抑制雜草生長(zhǎng)的新品種,人為實(shí)現(xiàn)作物的化感治草。國(guó)外許多學(xué)者對(duì)煙草抗列當(dāng)?shù)纳杏N進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間研究,1991年Nakajima等發(fā)現(xiàn)棕尾別麻蠅(Sarcophagaperegrina)能夠產(chǎn)生一種抗菌肽Sarcotoxin IA[67],將編碼這種多肽的基因?qū)氲綗煵葜械玫娇咕D(zhuǎn)基因煙草,卻發(fā)現(xiàn)列當(dāng)對(duì)這種煙草的寄生率明顯低于正常植株[68-69];Hamamouch等將該基因整合到煙草基因組的列當(dāng)誘導(dǎo)型啟動(dòng)子序列中,當(dāng)列當(dāng)與植株根部接觸時(shí)就會(huì)誘導(dǎo)這種多肽的產(chǎn)生,田間試驗(yàn)的結(jié)果顯示,列當(dāng)寄生到這種轉(zhuǎn)基因煙草根部后無(wú)法正常生長(zhǎng),死亡率顯著提高[70]。目前國(guó)內(nèi)還少有對(duì)煙草生化化感育種的報(bào)道,張松煥等構(gòu)建了紫金澤蘭化感作用相關(guān)基因F3′H的表達(dá)載體,將其導(dǎo)入煙草內(nèi),并對(duì)該基因部分功能及在次生代謝中的作用進(jìn)行了研究,為煙田紫金澤蘭防治提供了一定理論依據(jù)[71]。
煙草生產(chǎn)的無(wú)公害化是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),在煙田雜草防治中應(yīng)注重利用自然力量和先進(jìn)技術(shù),減少藥物污染,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。為實(shí)現(xiàn)對(duì)人工環(huán)境無(wú)公害的綜合防治,還需大力加強(qiáng)以下幾方面工作:第一,建立雜草監(jiān)測(cè)點(diǎn),加強(qiáng)區(qū)域性雜草種群動(dòng)態(tài)變化的系統(tǒng)監(jiān)測(cè),掌握煙田雜草種群演替規(guī)律,并開(kāi)展抗藥性監(jiān)測(cè),為安全使用除草劑和治理決策提供科學(xué)依據(jù);第二,加強(qiáng)化學(xué)除草劑的技術(shù)研究,不斷研制高活性、無(wú)毒、低殘留的新型除草劑,嚴(yán)格限制長(zhǎng)殘留除草劑的使用,根據(jù)草情合理選用除草劑,并科學(xué)輪用、混用,以擴(kuò)大殺草譜,提高防效,延緩抗藥性的產(chǎn)生;第三,大力組織和開(kāi)展除草劑科學(xué)安全使用技術(shù)培訓(xùn),宣傳、普及化學(xué)除草知識(shí),推廣先進(jìn)施藥器械和噴施技術(shù),積極示范推廣化學(xué)除草配套技術(shù),讓從業(yè)人員正確、安全地使用化學(xué)除草劑;第四,創(chuàng)造條件,積極推動(dòng)生物除草劑的創(chuàng)制,深入研究以基因工程為核心的新型防治技術(shù),開(kāi)展生物防治和生態(tài)防治。
化學(xué)防治因高效性和巨大的經(jīng)濟(jì)效益,在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍將是雜草防除的核心力量。當(dāng)前形勢(shì)下煙田雜草的防治應(yīng)嚴(yán)格遵循“預(yù)防為主、綜合防治、環(huán)境友好”的植保方針,及時(shí)準(zhǔn)確把握雜草田間動(dòng)態(tài),以正確理論導(dǎo)向和先進(jìn)防除技術(shù)為推動(dòng),建立以化學(xué)防治為主,與農(nóng)業(yè)管理、物理、生物、生態(tài)防治相結(jié)合的煙田雜草綜合防治技術(shù)。
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ResearchProgressonWeedControlinTobaccoFields
ZHAO Hao-yu1, ZHU Jian-yi1, LIU Sheng-nan1, ZHOU Xiao-gang1, XIANG Jin-you2, YANG Xing-you3
(1.Institute of Plant Protection,Sichuan Academy of Agricultural Science/Key Laboratory of Integrated Pest Management on Crops in Southwest,Ministry of Agriculture,Chengdu 610066,China; 2.Yibin Branch Company of Sichuan Tobacco Corporation,Yibin 644000,China; 3. Dazhou Branch Company of Sichuan Tobacco Corporation,Dazhou 635000,China)
Tobacco is an important economic crop in China that has been planted for more than 400 years. Weeds hinder the growth of tobacco through competition for sunlight,soil moisture and nutrients,and cause enormous losses to tobacco production. Characteristics,distribution and control of weeds in tobacco fields is summarized in this paper. Problems associated with integrated control and further developments are also discussed.
tobacco;weed;characteristic;distribution;integrated control
S451
A
1003-935X(2013)03-0001-07
趙浩宇,朱建義,劉勝男,等. 煙田雜草防除研究進(jìn)展[J]. 雜草科學(xué),2013,31(3):1-7.
2013-08-12
四川省煙草公司科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目[編號(hào):川煙科(2013)4號(hào)]。
趙浩宇(1986—),男,博士,主要從事雜草及除草劑使用技術(shù)研究。E-mail: 541314621@qq.com。
周小剛,主要從事雜草及除草劑使用技術(shù)研究。E-mail: 1783147650@qq.com。