除草劑藥害的預(yù)防和消減措施研究

張夢(mèng)杰，王 洋，楊小琴，宋鳳斌，齊曉寧，劉勝群，孫露瑩，卜險(xiǎn)峰，王彥國(guó)

(1.中國(guó)科學(xué)院 東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所 黑土區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 長(zhǎng)春 130102；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.吉林省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站, 吉林 長(zhǎng)春 130021；4.吉林省德惠市同太鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)站, 吉林 德惠 130315)

0 引 言

雜草會(huì)影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，據(jù)統(tǒng)計(jì)雜草危害造成了水稻產(chǎn)量損失高達(dá)40%[1]。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中雜草的數(shù)量和種類不斷增加，使用化學(xué)除草劑成為一種趨勢(shì)，化學(xué)除草劑的使用大大提高了消滅雜草的效率，降低了人力成本和經(jīng)濟(jì)成本，進(jìn)而使作物的產(chǎn)量得到較大提高，但是也帶來(lái)了一系列作物藥害問(wèn)題。如大風(fēng)天氣噴施除草劑對(duì)臨近敏感作物造成的漂移藥害，除草劑誤用或過(guò)量使用對(duì)當(dāng)茬作物造成的當(dāng)季藥害[2]，長(zhǎng)效殘留除草劑對(duì)后茬作物造成的殘留藥害[3]等。除草劑藥害問(wèn)題不僅影響了作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和質(zhì)量，威脅食品安全，也破壞了生態(tài)環(huán)境的平衡，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)損失[4]。為解決除草劑藥害問(wèn)題，前人做了大量研究，如通過(guò)物理化學(xué)修復(fù)方法來(lái)減少除草劑在土壤中的殘留及修復(fù)畸形生長(zhǎng)的煙株[5]，使用不同緩解劑緩解大豆除草劑藥害[6-7]和玉米藥害[8]，利用生物技術(shù)緩解長(zhǎng)效殘留除草劑對(duì)移栽水稻的藥害[9]等。各種措施基本可以分為兩類：減少除草劑使用量的預(yù)防措施和降解殘留除草劑的消減措施。本文綜述近年來(lái)比較有效的預(yù)防和消減措施，分析其研究進(jìn)展和局限性，探究未來(lái)研究方向，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)范使用除草劑和緩解除草劑不合理使用造成的藥害提供理論指導(dǎo)。

1 預(yù)防措施

1.1 除草劑的復(fù)混使用

除草劑的復(fù)混使用(Herbicides combination or Herbicides mixing)通常是將作用類型或有效成分不同的除草劑或助劑按一定的比例混合使用，可以起到擴(kuò)大殺草譜、增強(qiáng)藥效和減輕藥害的效果[10]。在控制廣譜雜草方面，混合除草劑通常比單一除草劑更有效，可以延緩雜草的抗性發(fā)育[11]。袁偉等[12]研究表明，8%炔草酯(Clodinafop-propargyl)1 200 mL·hm-2與使它隆(Flu-roxypyr)900 mL·hm-2復(fù)混使用時(shí)，不僅可以防除禾本科雜草，對(duì)闊葉雜草的效果也很顯著。在增強(qiáng)藥效方面，有研究表明，苯嘧磺草胺(Saflufenacil)和噻吩草胺(Dimethenamid-p)混合后使用，不僅可以增強(qiáng)大豆田雜草防治效果，而且可以減少單個(gè)除草劑用量，同時(shí)還可以增加大豆產(chǎn)量[13]。在玉米-大豆間作體系中，單一除草劑化學(xué)防除效果較差，容易對(duì)作物產(chǎn)量造成損害，而除草劑復(fù)混使用不僅能有效防除雜草，對(duì)作物安全[14]，而且可顯著促進(jìn)間作玉米和大豆增產(chǎn)[15-16]。

此外，一些長(zhǎng)效殘留型除草劑可與殘留時(shí)間短的除草劑混用，達(dá)到減少除草劑殘留的效果。如實(shí)際生產(chǎn)中，莠去津作為一種安全高效的玉米除草劑，殘留時(shí)間長(zhǎng)且易對(duì)后茬作物造成傷害，常與乙草胺等酰胺類除草劑混用，從而達(dá)到減少莠去津用量，減輕農(nóng)藥殘留危害[17]。但有研究指出，長(zhǎng)期使用低劑量聯(lián)合復(fù)混除草劑有可能會(huì)出現(xiàn)交叉抗性(即雜草會(huì)對(duì)兩種混用的除草劑同時(shí)產(chǎn)生抗藥性)[18]。

1.2 安全劑

除草劑安全劑(Safener)，又稱為解毒劑(Antidote)、保護(hù)劑(Protectant)，指用來(lái)保護(hù)作物免受除草劑藥害，從而增加作物安全性和提高雜草防效的化合物[19]。自1962年首次提出安全劑的概念，目前市面上已經(jīng)有30多種安全劑商品化并投入使用[20-21]。目前，安全劑的作用方式主要以減少作物藥害和提高抗性為主[22]。在減少藥害方面，既可以包被種子以保護(hù)作物種子不受藥害，又能通過(guò)減少作物吸收除草劑來(lái)保護(hù)作物減輕藥害。第一個(gè)商業(yè)化生產(chǎn)的安全劑是1,8-萘酐(NA)，用NA浸種過(guò)的玉米噴施硫代氯基酸酯除草劑時(shí)不會(huì)產(chǎn)生藥害[23]。1983年，孟山都推出了氟拉唑安全劑用于高粱種子的處理，用來(lái)預(yù)防孟山都的復(fù)方草胺對(duì)高粱的藥害[24]。由Ciba-Geigy公司開(kāi)發(fā)的安全劑解草胺腈(CGA-43089)，可以用作種衣劑來(lái)減輕異丙甲草胺對(duì)高梁的傷害[25]，也可以通過(guò)防止異丙甲草胺破壞高粱幼苗葉片上的蠟質(zhì)層來(lái)降低高粱胚芽鞘對(duì)異丙甲草胺的吸收，從而減少藥害可能[26]。二氯乙酰胺解毒劑(BAS 145-138)，則是通過(guò)降低玉米幼苗生長(zhǎng)組織中甲草胺的濃度來(lái)發(fā)揮效果的[27]。在提高抗性方面，通過(guò)補(bǔ)充藥害后作物缺乏的某種物質(zhì)來(lái)增強(qiáng)抗性，提高作物抵御藥害的能力。小麥安全劑浸種的試驗(yàn)表明，使用安全劑除了會(huì)增強(qiáng)小麥對(duì)除草劑的耐受性外，還能在小麥幼苗建成過(guò)程中發(fā)揮一系列的保護(hù)和促進(jìn)生長(zhǎng)作用[28]。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑如蕓苔素內(nèi)酯可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)、增強(qiáng)作物抗性，也可以作為一種安全劑來(lái)預(yù)防除草劑藥害[29]。寸植賢和楊肖艷等[30]研究表明，施加蕓苔素內(nèi)酯類安全劑可以緩解乙草胺等除草劑對(duì)玉米地上部鮮重和株高的抑制作用，但是效果受除草劑種類和玉米品種的影響。

利用安全劑保護(hù)作物免受除草劑藥害都得到了很好的證實(shí)[31]。葉非等研究表明，在一定的除草劑殘留濃度范圍內(nèi)，施加R-28725能夠顯著提高玉米株高、株鮮重和產(chǎn)量達(dá)到緩解藥害的效果[32]。除草劑與安全劑聯(lián)合使用對(duì)黑麥草種群存活頻率凈增加了5.0% ～ 46.5%，且田間除草率也相應(yīng)提高[33]。但關(guān)于安全劑的作用機(jī)理尚無(wú)定論，具體機(jī)理還需要結(jié)合分子層面來(lái)解釋。此外，安全劑種類和應(yīng)用濃度對(duì)不同作物的影響也需要結(jié)合具體的試驗(yàn)驗(yàn)證。

1.3 生物除草劑

化學(xué)除草劑因其能夠快速有效消滅雜草而使得其被大規(guī)模使用，不僅造成了除草劑在土壤中的殘留[34]，還導(dǎo)致了很多抗性雜草的出現(xiàn)[35]。如草甘膦的大面積集約使用，導(dǎo)致了草甘膦抗性雜草的廣泛進(jìn)化[36]。長(zhǎng)期使用單一化學(xué)除草劑不利于發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè)，而單靠除草劑復(fù)混和施加助劑(生物炭等)也只能延緩雜草抗藥性的進(jìn)化[10]。生物除草劑的出現(xiàn)是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要一步[37]。因此，研制安全、高效、綠色環(huán)保型除草劑特別是發(fā)展生物除草顯得十分迫切[38-39]。

生物除草劑(Bio-herbicide)是指利用自然界中的生物(包括微生物、植物和動(dòng)物)或其組織、代謝物，工業(yè)化生產(chǎn)的用于除草的生物制劑。生物除草劑包括動(dòng)物源除草劑、植物源除草劑和微生物除草劑，目前的研究重點(diǎn)仍在微生物除草劑[40-41]。國(guó)外畫眉草彎孢霉(Curvulariaeragrostidis)已被用于大豆、棉花等作物的田間生物除草，防控效果良好[42]。在我國(guó)，20 世紀(jì) 60 年代研發(fā)的“魯保一號(hào)”是最早應(yīng)用于生產(chǎn)的生物除草劑之一，并在大豆菟絲子防治方面取得了顯著效果[43]。周榮仁等也開(kāi)展了放線菌代謝產(chǎn)物防除雜草的有益探索[44]。目前世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了百余種能產(chǎn)生具有除草活性天然產(chǎn)物的植物、植物提取物、化感物質(zhì)和一些微生物，被用作生物除草劑來(lái)控制雜草生長(zhǎng)[45]。潘玉梅等發(fā)現(xiàn)，黃荊條水提取液對(duì)飛機(jī)草的形態(tài)、生長(zhǎng)和光合作用均有抑制效應(yīng)，可作為防治飛機(jī)草的生物除草劑[46]。也有研究表明，桉樹(shù)精油具有潛在的生物除草活性，可作為除草劑的替代物[47]。

生物除草劑的毒性低于大多數(shù)化學(xué)除草劑，且具有高選擇性，對(duì)目標(biāo)雜草之外的作物負(fù)面影響較小[48]，甚至在解決日益嚴(yán)重的化學(xué)除草劑抗藥性問(wèn)題方面發(fā)揮重要作用，具有較好的應(yīng)用前景[49-50]，但在應(yīng)用上仍有局限性。首先，與化學(xué)除草劑相比，生物除草劑發(fā)揮效果需要的周期較長(zhǎng)，且目標(biāo)單一、保質(zhì)期短。單從防效來(lái)看，短期內(nèi)任何微生物除草劑都難與化學(xué)除草劑相比[51]。其次，生物除草劑殺草譜狹窄，選擇性較差，且需要增大用量來(lái)提高防效[52]。另外，生物除草劑的整個(gè)研發(fā)、生產(chǎn)以及運(yùn)輸過(guò)程中，都需投入較多的資金及設(shè)備，導(dǎo)致其成本較高，影響推廣[38]。生物除草劑是否會(huì)對(duì)人畜有害也不清楚，仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。

1.4 抗性品種研發(fā)

抗性品種主要包括兩個(gè)方面，對(duì)雜草有他感作用的作物品種和抗除草劑的作物品種。培育對(duì)雜草有他感作用的作物品種是減少除草劑使用的一種農(nóng)藝方法。在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，雜草或作物的分泌物可引起雜草與作物之間的化感作用(指植物生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物(化感化合物)，通過(guò)信息抑制其他植物的生長(zhǎng)，發(fā)育并加以排除的現(xiàn)象)[53]?；谶@種現(xiàn)象，研究者們開(kāi)始培育對(duì)雜草有抑制作用的作物新品種。并已證明，水稻種質(zhì)資源中確實(shí)存在著具有化感作用潛質(zhì)的品種[54]。但是，由于目前利用化感物質(zhì)作為生物除草劑防治雜草逐漸成為研究熱點(diǎn)[55-56]，抗性品種多集中于抗除草劑作物品種的研發(fā)?？钩輨┳魑锲贩N培育的途徑主要包括傳統(tǒng)育種方法和轉(zhuǎn)基因技術(shù)?；谡T變篩選的傳統(tǒng)育種方法是利用作物自然進(jìn)化過(guò)程中出現(xiàn)的抗除草劑的遺傳差異，采用自然突變或者人工誘變的手段，經(jīng)過(guò)反復(fù)篩選和鑒定，以獲得抗除草劑突變的基因型，再通過(guò)常規(guī)育種手段選育抗除草劑的作物品種[57]。魏松紅等應(yīng)用紫外線和疊氮化鈉誘變得到對(duì)40 mL·hm-2濃度草甘膦有耐性的小麥植株[58]；Pozniak等以疊氮化鈉為誘變劑，采用系譜法逐代選擇，成功獲得了抗咪唑啉酮類除草劑的小麥[59]?？茖W(xué)家還掌握了導(dǎo)入除草劑不敏感基因而培育作物品種的方法[60]。特別是20世紀(jì)80年代，植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的成熟為抗除草劑作物品種培育奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，從而開(kāi)創(chuàng)了抗除草劑作物應(yīng)用的新局面[61]。從世界第一例轉(zhuǎn)基因作物-煙草問(wèn)世以來(lái)，已經(jīng)推廣種植的抗除草劑作物主要有玉米、水稻、大豆、油菜及棉花等[62]。Cui等從可變白蟻菌(Optericolavariabilis)中克隆出一種新的抗草甘膦基因，優(yōu)化后將其轉(zhuǎn)入應(yīng)用廣泛的粳稻品種中槐11號(hào)中，培育出了高抗草甘膦轉(zhuǎn)基因水稻，其對(duì)草甘膦的耐受性是野生型水稻的240倍左右[63]。

培育對(duì)雜草有他感作用的作物品種雖然可以抑制雜草并減少除草劑使用量，但是在減少雜草分泌化感物質(zhì)對(duì)作物產(chǎn)生的異毒作用方面仍需進(jìn)一步考慮[64-65]。在培育抗除草劑作物品種方面，基于公眾對(duì)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物安全性的考慮，轉(zhuǎn)基因作物的生物安全性問(wèn)題依舊備受爭(zhēng)議[66]，且種植抗除草劑作物有“雜草化”的風(fēng)險(xiǎn)，容易導(dǎo)致抗性雜草的產(chǎn)生[60]。而傳統(tǒng)雜交育種方法則有周期長(zhǎng)的局限性，運(yùn)用非轉(zhuǎn)基因手段，輔以分子標(biāo)記手段培育抗除草劑作物仍將是一個(gè)重要途徑[57]。

2 消減措施

2.1 傳統(tǒng)機(jī)械方法

傳統(tǒng)機(jī)械方法是指通過(guò)物理手段減少土壤中除草劑的殘留量來(lái)減輕作物藥害[5]。正確使用除草劑(包括準(zhǔn)確的用量和正確的用藥時(shí)期)是保證除草效果的先決條件，溫度、濕度及土壤狀況等是影響藥效與產(chǎn)生藥害的主要環(huán)境條件。高溫高濕氣候容易造成除草劑藥害的發(fā)生，而大風(fēng)天氣則容易造成除草劑的漂移，對(duì)臨近敏感作物造成藥害。當(dāng)作物出現(xiàn)藥害癥狀時(shí)，適當(dāng)?shù)姆麜?huì)使殘留除草劑暴露在土壤表層，加速除草劑的降解，減輕藥害[5]。對(duì)于較為嚴(yán)重的藥害，澆水灌溉稀釋土壤中除草劑殘留量也是減輕藥害的一種手段。

傳統(tǒng)機(jī)械方法只是通過(guò)翻耕灌溉等物理手段來(lái)減少土壤中除草劑的殘留量，即費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又容易造成水土流失、養(yǎng)分淋溶和肥力損失等后果，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)高[67]。

2.2 生物炭

生物炭(Biochar)是一種富含碳的生物質(zhì)熱解材料。生物炭由于其發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，擁有較強(qiáng)的吸附性能，可以吸附土壤中殘留的農(nóng)藥，在生產(chǎn)中常常作為一種污染土壤的改良劑[67]。生物炭施入土壤后會(huì)改變土壤與農(nóng)藥之間原有的吸附/脫附平衡，進(jìn)而影響農(nóng)藥在土壤中的環(huán)境行為(遷移、吸附和降解)[68]；應(yīng)用生物炭吸附土壤中殘留的除草劑，已經(jīng)成為一種消減除草劑藥害的重要手段[69]。生物炭還具有降低土壤中農(nóng)藥淋溶和遷移與耗散速度的作用[70]。有研究表明，添加生物炭可以吸附土壤中殘留的阿特拉津[71]和敵草隆，且生物炭劑量越高，對(duì)敵草隆的吸附能力越強(qiáng)[72]。在表層土中添加生物炭作為吸附層時(shí)，可以減輕農(nóng)藥的浸出[73]。Tatarkova等人的試驗(yàn)證明，土壤中生物炭的添加降低了除草劑4-氯-2-甲基苯氧基乙酸(MCPA)的浸出和耗散[74]。但是也有研究表明，生物炭的加入會(huì)刺激微生物，從而導(dǎo)致除草劑的微生物降解率升高。因此，生物炭如何影響土壤中除草劑的降解取決于哪種作用占主導(dǎo)地位[67,75]。

加入生物炭在消減作物除草劑藥害的同時(shí)會(huì)降低除草劑的藥效，可能會(huì)影響除草效果[76]。所以，添加生物炭這一措施是有使用前提的。首先可以吸附上茬作物殘留的除草劑，減少改種其他作物的除草劑藥害。其次，在東北地區(qū)玉米高光效種植模式下[77]，可以減少土壤封閉除草劑對(duì)間作雙子葉作物的藥害。在生物炭吸附劑存在下，除草劑的殘留量降低?？梢钥紤]將生物炭作為一種過(guò)濾性吸附材料，用于除草劑殘留浸出嚴(yán)重的地區(qū)[78]。由于生物炭強(qiáng)勁的除草劑吸附力，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此在土壤中可以保存數(shù)百年至數(shù)千年[79]，而生物炭施入是不可逆的，長(zhǎng)期存在是否會(huì)對(duì)土壤造成損害尚不清楚。有研究表明，生物炭的改性可能導(dǎo)致農(nóng)藥殘留在改性土壤中積累，成為新的污染源[80]。需要關(guān)注的是，生物炭的吸附效果隨生物炭的施加劑量而變化，要想保持較好的吸附效果則需要加大生物炭用量，考慮到經(jīng)濟(jì)可行性，需要探索生物炭施用閾值。

2.3 腐殖酸

腐植酸(Humic acid)是一種天然有機(jī)高分子混合物，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含有多種官能團(tuán)，具有絡(luò)合、螯合、離子交換及吸附等功能[81]。這些功能決定了添加腐殖酸既能改善土壤質(zhì)量，增強(qiáng)植物抗逆性，又能促進(jìn)農(nóng)藥等物質(zhì)的降解[82]。土壤中的腐殖質(zhì)作為一種反應(yīng)產(chǎn)物且毒性較低的天然解毒劑，可以促進(jìn)阿特拉津的光誘導(dǎo)降解反應(yīng)[83]。Chan等[84]和Garbin等[85]的研究結(jié)果表明，一定范圍內(nèi)低濃度的腐植酸可以增強(qiáng)除草劑莠去津的光降解，添加腐植酸緩解殘留除草劑的藥害效果良好。湯鳴強(qiáng)等的研究表明，施用含有腐植酸的水溶肥可以促進(jìn)除草劑的降解，降低土壤中草甘膦和乙草胺的殘留量[86]。腐殖酸還可以在一定程度上緩解水環(huán)境中除草劑的毒性。有研究表明，在一定濃度范圍內(nèi)，腐植酸會(huì)顯著抑制硅藻中三氯生(TCS)的生物毒性和累積量[87]。腐植酸對(duì)多數(shù)化學(xué)除草劑都有不同程度的增效作用，從而可以減少除草劑的用量，達(dá)到減少除草劑殘留對(duì)作物的藥害。如：腐植酸銨與草甘膦配合使用時(shí)，草甘膦藥效可提高10 %～15 %[88]；腐植酸銨與煙嘧磺隆、2，4-D丁酯配合使用不僅可提高藥效20 %[89-90]，而且還能促進(jìn)玉米生長(zhǎng)，增加其抗旱性[91]。

有研究證實(shí)，腐植酸同樣會(huì)吸附殘留的除草劑，甲草胺與腐植酸(72.9%)和生物炭(70.2%)的結(jié)合強(qiáng)度相當(dāng)，但吸附機(jī)制不同[78]，腐植酸主要是對(duì)極性、高水溶性離子農(nóng)藥具有高親和力，且通過(guò)與腐植酸官能團(tuán)的特異性相互作用而吸附。楊煒春等人[92]的研究表明，腐植酸對(duì)阿特拉津的吸附效果顯著，且腐植酸對(duì)阿特拉津的吸附量與吸附時(shí)間符合對(duì)數(shù)和雙曲線函數(shù)關(guān)系[93]。添加腐植酸還可以增加蒙脫石對(duì)除草劑的吸附作用[94]。此外，添加腐植酸還可以通過(guò)促進(jìn)殘留除草劑的降解和強(qiáng)化代謝調(diào)控，降低毒性以保證農(nóng)作物品質(zhì)[90]。

但腐殖酸在消減除草劑藥害方面仍有一定的局限性，一是腐植酸的施加對(duì)土壤理化性質(zhì)和微生物群落有一定的影響，且針對(duì)不同除草劑藥害的使用濃度仍不確定[95]。二是單獨(dú)施加腐植酸反而會(huì)抑制莠去津[96]和2，4-D丁酯[97]的光解速率，只有當(dāng)腐植酸和Fe(Ⅲ)共同存在時(shí)才會(huì)表現(xiàn)出促進(jìn)作用，其相關(guān)機(jī)理還需繼續(xù)探究。三是腐植酸對(duì)丁草胺的光降解效果與腐植酸種類有關(guān)，可能是腐植酸的純度和腐植酸本身結(jié)構(gòu)特性的差異引起的[98]。另外，腐植酸吸附除草劑的能力也會(huì)受土壤性質(zhì)的影響。研究表明，隨著pH值的增加，腐植酸與莠去津結(jié)合的能力降低[99]。

2.4 微生物降解

微生物降解是大多數(shù)除草劑在土壤中消失的主要途徑[100]。土壤微生物具有氧化還原作用、礦化作用、水解作用及脫氯作用等各種化學(xué)能力，可以有效降解殘留的除草劑[101]。從上世紀(jì)50年代開(kāi)始，已經(jīng)分離出數(shù)百種能夠降解各種除草劑的微生物[100]。如分離自胡椒根際土壤的枯草芽桿菌Bs-15在土壤中降解草甘膦的潛力試驗(yàn)結(jié)果表明，Bs-15可以減輕含草甘膦除草劑的污染，增加草甘膦殘留土壤的微生物功能多樣性，從而增強(qiáng)草甘膦殘留土壤的生物修復(fù)[102]；從活性污泥中分離的枯草芽孢桿菌菌株Y3，可以有效降解土壤中殘留的二甲戊靈(一種苯胺類除草劑)[103]；接種菌株ZB-1的土壤降解土壤中氟磺胺草醚的速率均高于未接種的土壤[104-105]；從農(nóng)藥廠污水處理的活性污泥中分離出的鞘氨醇單胞菌(Sphingomonaspaucimobilis)DC-6，作為乙草胺降解菌株能夠完全礦化甲草胺、乙草胺和丁草胺[106]。微生物由于其數(shù)量、種類、功能和代謝類型的多樣性在降解殘留除草劑中占據(jù)了很重要的地位，分離和篩選高效降解菌株為殘留除草劑的土壤和水環(huán)境等的生物修復(fù)提供了有力保障[101]。

微生物降解作為一種無(wú)毒、無(wú)二次污染且價(jià)格低廉的途徑，是消減殘留除草劑的重要解決方法，具有很好的發(fā)展前景[101]。但是，由于受微生物種類和環(huán)境因素的影響，如溫度、pH、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、氧含量、底物濃度等[107]，使得微生物降解途徑在自然環(huán)境下的實(shí)踐應(yīng)用效果大打折扣，降解性能并不理想，因此，必須結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)進(jìn)行改造，構(gòu)建穩(wěn)定性強(qiáng)和生態(tài)適應(yīng)性高的降解工程菌使之能更有效地應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)[108]。除此之外，目前已知的除草劑降解分離株大部分是細(xì)菌，有關(guān)真菌的報(bào)道較少。真菌降解阿特拉津效率高且效果好，但是在降解酶及基因水平研究方面卻比較緩慢[109-110]?？紤]到真菌種群在自然環(huán)境中的重要性，未來(lái)需要加強(qiáng)真菌在除草劑分解代謝中的作用和分子水平的研究[104]。

3 結(jié)論與展望

消減除草劑藥害的方法很多，但找到一種經(jīng)濟(jì)有效的預(yù)防、消減除草劑藥害的方法仍然是一個(gè)難題。研發(fā)具有高活性且對(duì)作物安全無(wú)毒的新型除草劑，資金投入大，研發(fā)周期長(zhǎng)，針對(duì)已有的除草劑研究藥害的預(yù)防和消減是目前最有效的手段。根據(jù)以上研究進(jìn)展，得出如下結(jié)論：

(1)正確使用除草劑，把握準(zhǔn)確用量和正確施用時(shí)間是提高藥效、消減藥害的基礎(chǔ)；

(2)作用類型或有效成分不同的除草劑復(fù)混使用，可以擴(kuò)大殺草譜、減少除草劑使用劑量，是消減除草劑藥害的一種有效手段；

(3)除草劑安全劑通過(guò)保護(hù)種子和提高幼苗抗性能有效預(yù)防除草劑對(duì)作物產(chǎn)生的藥害；

(4)生物炭、腐植酸等外源物質(zhì)通過(guò)影響除草劑在土壤中的環(huán)境行為促進(jìn)藥效的提高和藥害的消減；

(5)土壤微生物為殘留除草劑的土壤和水環(huán)境等的生物修復(fù)提供了有力保障；

(6)生物除草劑因其安全、高效且環(huán)保而具有廣闊的應(yīng)用前景，但研發(fā)應(yīng)用任重道遠(yuǎn)；

(7)通過(guò)轉(zhuǎn)基因手段培育的抗除草劑作物品種因其安全性還備受爭(zhēng)議，基于傳統(tǒng)手段下抗性品種的選育在預(yù)防除草劑藥害方面將發(fā)揮更大作用。

隨著化學(xué)除草劑的大規(guī)模使用，使得抗性雜草廣泛進(jìn)化，促使人們重新努力尋找新的雜草管理技術(shù)[36]?；诂F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，針對(duì)雜草的發(fā)生，應(yīng)用智能除草系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雜草生長(zhǎng)狀況并適時(shí)消除，作為一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保且可持續(xù)的雜草管理方式[111]，逐漸成為研究熱點(diǎn)。關(guān)于智能除草系統(tǒng)已有報(bào)道，趙博等人為了減少農(nóng)藥的施用量，設(shè)計(jì)了由智能控制器、噴嘴和安裝支架組成的智能雜草識(shí)別系統(tǒng)，并試驗(yàn)于不同環(huán)境。結(jié)果表明，該智能雜草識(shí)別系統(tǒng)在不同的環(huán)境下都是有效的，能夠快速、可靠、準(zhǔn)確地對(duì)雜草進(jìn)行定位，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)靶噴藥[112]。由于定時(shí)、定量、定位消滅雜草，大大的提高了作物安全性，減少除草劑污染。截止目前，智能除草系統(tǒng)仍偏重理論研究，實(shí)際應(yīng)用不足，應(yīng)結(jié)合實(shí)際，因地制宜，推動(dòng)智能除草系統(tǒng)落地發(fā)展。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，智能除草系統(tǒng)的研發(fā)推廣可能會(huì)是未來(lái)解決雜草和除草劑藥害問(wèn)題的根本方法[113]。除此之外，由于掌上信息高速發(fā)展，未來(lái)可以研發(fā)基于手機(jī)客戶端的智能除草軟件，結(jié)合已有報(bào)道的除草系統(tǒng)，讓管理者利用碎片化的時(shí)間隨時(shí)隨地，采集作物實(shí)景圖像，精準(zhǔn)定位噴施除草劑，查殺雜草。