芽前除草劑和氮肥聯(lián)合施用對(duì)純雌野牛草草坪建植的影響

郭麗珠， 范希峰， 滕 珂， 滕文軍， 溫海峰， 岳躍森， 張 輝， 武菊英

(北京市農(nóng)林科學(xué)院草業(yè)花卉與景觀生態(tài)研究所， 北京 100097)

野牛草(Buchloedactyloides)是優(yōu)良的暖季型草坪草，原產(chǎn)于北美中部溫帶和亞熱帶半干旱地區(qū)，因其具有極強(qiáng)的抗逆、抗病能力，在園林綠化、邊坡植被恢復(fù)等方面應(yīng)用廣泛[1-2]。鋪草皮、營(yíng)養(yǎng)枝和種子直播是野牛草草坪建植的主要途徑，其中野牛草種子建坪的速度較慢、形成的草坪質(zhì)量較差，限制了野牛草的應(yīng)用范圍；而利用野牛草的地上匍匐莖進(jìn)行無性繁殖，分株扦插成活率可達(dá) 60%以上，迅速形成地面覆蓋[3]。近年來研究表明野牛草是一種非常適用于機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)鳥害防治的草種，其植株低矮、葉片細(xì)，在飛行區(qū)生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)明顯，可以快速形成單一的綠地生態(tài)系統(tǒng)，減少機(jī)場(chǎng)鳥類活動(dòng)[4-5]。由于機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)對(duì)草坪草的要求不同于常見草坪草應(yīng)用場(chǎng)景，而雌雄異株的生物學(xué)特性使得野牛草單性別植株草坪的建植成為了可能，通過野牛草單性別植株草坪的建植可以極大地減少草坪草結(jié)實(shí)、切斷和阻遏機(jī)場(chǎng)小環(huán)境內(nèi)食物鏈的營(yíng)養(yǎng)傳遞，降低機(jī)場(chǎng)鳥擊發(fā)生概率。通常，野牛草進(jìn)入花期后，雄株的花軸高于株叢，花粉成熟后草坪呈現(xiàn)明顯的黃色，影響野牛草草坪景觀效果，而雌株則無此問題。同時(shí)，還有研究表明野牛草雌株匍匐莖的生長(zhǎng)能力要強(qiáng)于雄株[6-7]、對(duì)銹病的抗性更強(qiáng)[8]，因此建植純雌株野牛草草坪可能比現(xiàn)存混合性別野牛草草坪具有更多的優(yōu)點(diǎn)，但至今對(duì)純雌株野牛草草坪建植相關(guān)研究甚少。

草坪建植初期通常伴隨著雜草的生長(zhǎng)，因適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)迅速，雜草常與草坪草競(jìng)爭(zhēng)水、養(yǎng)、光等資源從而影響草坪建植效果、導(dǎo)致草坪質(zhì)量下降[9-10]。野牛草分株移栽后最大的障礙是雜草的控制，因而及時(shí)控制草坪雜草十分必要?；瘜W(xué)防治是常用的雜草防治手段，除草劑可以根據(jù)作用方式、傳導(dǎo)性能、化學(xué)結(jié)構(gòu)等的異同劃分為不同的類別，其中根據(jù)用藥時(shí)期不同，可以將除草劑劃分為芽前和芽后除草劑2種類型[11]。國(guó)外對(duì)野牛草草坪建植和養(yǎng)護(hù)管理過程中芽前和芽后除草劑的選擇評(píng)估做了較為系統(tǒng)的研究[12]，國(guó)內(nèi)學(xué)者也篩選出適宜于野牛草初建草坪的苗后莖葉除草劑[13]，但對(duì)芽前除草劑的關(guān)注并不多。氨氟樂靈是目前使用最為廣泛的草坪專用芽前封閉除草劑，它主要通過抑制已萌芽的雜草種子的生長(zhǎng)發(fā)育來控制雜草，可用于百慕大(Cynodondactylon(Linn.) Pers.)、結(jié)縷草(Zoysiajaponica)、剪股穎(AgrostiscaninaL.)等多種成坪草坪中防除禾本科雜草和闊葉雜草，然而其對(duì)野牛草的安全性和雜草的防除效果如何目前并無報(bào)道。此外，雖然野牛草抗逆性強(qiáng)，對(duì)土壤養(yǎng)分的要求不高，但前人研究表明適當(dāng)?shù)牡使芾砜梢源龠M(jìn)野牛草的生長(zhǎng)、加快野牛草草坪建植速度、提高野牛草草坪質(zhì)量[14-16]。施用除草劑和氮肥作為建植草坪過程的必要措施，影響草坪建植的成功與否。除草劑與氮肥在實(shí)際作業(yè)中常常聯(lián)合施用，這主要是因?yàn)椋菏紫?，除草劑消滅了與草坪草爭(zhēng)水、爭(zhēng)肥、爭(zhēng)光的雜草，保護(hù)了草坪草；其次，由于土壤中施加了除草劑，可能對(duì)土壤微生物產(chǎn)生危害，進(jìn)而影響土壤養(yǎng)分的釋放，為了及時(shí)提供草坪草生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分，所以施加尿素以滿足草坪草生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的需求[17]。鑒于目前野牛草草坪建植過程中除草劑與氮肥聯(lián)合施用的研究缺乏，文章在驗(yàn)證芽前除草劑氨氟樂靈對(duì)野牛草草坪雜草控制的基礎(chǔ)上，探討其與尿素協(xié)同作用影響純雌株野牛草草坪建植效果的可能性，旨在為野牛草純雌株草坪快速建植、提高草坪質(zhì)量提供實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)位于北京市昌平區(qū)國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)示范基地，40°10′36″ N，116°26′13″ E，海拔 36 m。溫帶季風(fēng)氣候，月均溫-2.9～26.7℃；年降水 544.8 mm，其中 55.7%發(fā)生于 7，8兩月；空氣相對(duì)濕度 8月最高，為 73.6 %[18]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

從課題組自建野牛草資源圃選取長(zhǎng)勢(shì)良好的野牛草雌性單株一株，通過分株克隆繁殖，獲得了大量遺傳背景一致、基因型相同的同一性別無性系群體作為試驗(yàn)材料。供試藥劑為 65% 氨氟樂靈(prodiamine)，商品名:拔綠，先正達(dá)(中國(guó)) 投資有限公司生產(chǎn)。試驗(yàn)設(shè)氨氟樂靈濃度、尿素濃度(普通尿素，46.4% 氮)兩個(gè)因素，其中芽前除草劑濃度為0，600，1 200 g·hm-2氨氟樂靈(分別為A1，A2，A3)，尿素濃度為0，4，16 g·m-2純氮濃度(分別為B1，B2，B3)。試驗(yàn)采用完全區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共 9個(gè)處理(表1)，每個(gè)處理重復(fù) 3次，共 27 個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)面積 2 m×1 m=2 m2。每個(gè)小區(qū)之間間隔 1 m，防止小區(qū)之間串水串肥。處理前選取地力均勻的試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行疏松平整，不施用任何底肥。2021年5月 14 日，取新鮮健康的克隆分株人工移栽在田間，分株密度為16株·m-2，分株移栽后壓實(shí)土壤并澆水。移植后統(tǒng)一管理，在匍匐莖重新開始生長(zhǎng)前保證土壤濕潤(rùn)，5月20日進(jìn)行封閉劑處理，處理約20天后進(jìn)行第一次雜草調(diào)查、及時(shí)補(bǔ)苗，再一個(gè)月后進(jìn)行第二次雜草調(diào)查。由于7月持續(xù)降水，第二次雜草調(diào)查后小區(qū)內(nèi)雜草叢生，因此在雜草調(diào)查完后對(duì)所有小區(qū)進(jìn)行除草處理，后進(jìn)行氮肥處理，直至9月13日進(jìn)行成坪調(diào)查，試驗(yàn)結(jié)束。

表1 除草劑與尿素混施組合Table 1 The combinations of herbicide and urea

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1雜草調(diào)查 移苗死亡率統(tǒng)計(jì)每個(gè)小區(qū)內(nèi)移栽分株未存活(死亡)數(shù)量，將分株死亡數(shù)量除以分株移栽數(shù)量(32株·(2 m)-2)，獲得移苗死亡率。

雜草蓋度采用網(wǎng)格法對(duì)各小區(qū)蓋度進(jìn)行測(cè)定，以百分?jǐn)?shù)表示。

雜草物種數(shù)在小區(qū)內(nèi)設(shè)置0.5 m×0.5 m的樣方，統(tǒng)計(jì)樣方內(nèi)出現(xiàn)雜草的物種數(shù)。

雜草數(shù)量統(tǒng)計(jì)樣方內(nèi)出現(xiàn)所有雜草的數(shù)量。

1.3.2成坪調(diào)查 株高在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取三個(gè)樣點(diǎn)，用卷尺測(cè)定樣點(diǎn)所在植株自然高度，取三點(diǎn)均值作為該小區(qū)植被高度。

蓋度采用網(wǎng)格法對(duì)各小區(qū)蓋度進(jìn)行測(cè)定，以百分?jǐn)?shù)表示。

生物量在小區(qū)內(nèi)設(shè)置0.1 m × 0.1 m的樣方，齊地修剪該樣方的地上生物量，帶回實(shí)驗(yàn)室烘干至恒重，稱其干重，計(jì)算單位面積生物量。

1.4 數(shù)據(jù)整理與分析

采用Excel 2016 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，使用R語言進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。不同處理之間的顯著差異采用單因素方差分析，事后分析采用LSD多重比較方法，利用雙因素方差分析對(duì)兩種處理(氨氟樂靈和尿素)是否存在交互作用進(jìn)行分析，最后利用聚類分析方法對(duì)不同處理的成坪效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜草調(diào)查

從第一次雜草調(diào)查的結(jié)果可以看出，氨氟樂靈處理效果顯著大于對(duì)照處理(圖1)。雖然A2和A3處理的移苗死亡率、雜草蓋度、雜草數(shù)量及雜草物種數(shù)之間沒有顯著差異，但是從數(shù)值的絕對(duì)大小來看，A3處理的效果仍優(yōu)于A2。

第二次雜草調(diào)查的結(jié)果不如第一次雜草調(diào)查效果那么明顯(圖2)。除了A3處理的雜草蓋度顯著低于對(duì)照處理(圖2A)，不同氨氟樂靈濃度處理對(duì)雜草數(shù)量和雜草物種數(shù)沒有造成顯著差異(圖2B，2C)。然而，A3處理的數(shù)值絕對(duì)大小仍然是三種氨氟樂靈濃度處理中的極值，表明A3處理效果仍是最好。

圖1 氨氟樂靈對(duì)野牛草分株存活、雜草的封殺效果(第一次調(diào)查)Fig.1 Effects of prodiamine on buffalograss ramets survival and weed control (first survey)注：不同小寫字母表示0.05水平上的顯著差異。下同Note:Different letters indicate significant differences at the 0.05 level. The same as below

圖2 氨氟樂靈對(duì)雜草的封殺效果(第二次調(diào)查)Fig.2 Weed control effect of prodiamine (second survey)

2.2 成坪調(diào)查

從草坪的株高、蓋度、生物量以及雜草數(shù)量和雜草物種數(shù)對(duì)雌性野牛草草坪建植效果進(jìn)行調(diào)查評(píng)價(jià)(表2)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：無芽前除草劑處理組A1B1和A1B2的株高在所有處理中最矮，而A2B1處理的株高最高；無芽前除草劑處理組A1B1和A1B2的蓋度也是最小，而剩余處理組之間沒有顯著差異；A1B1處理的生物量最小，而A3B3處理的生物量最大；同樣，A1B1處理的雜草數(shù)量和雜草物種數(shù)最大，而高濃度氨氟樂靈及尿素處理的雜草數(shù)量和雜草物種數(shù)顯著小于A1B1。總的來說，A1B1處理的效果最差，但其他處理的效果在不同指標(biāo)上表現(xiàn)并不一致。因此，進(jìn)一步利用聚類分析綜合評(píng)價(jià)不同處理的效果。從聚類分析結(jié)果(圖3)可以看出9個(gè)處理一共被聚成3大類：A1B3，A3B1，A1B1和A1B2聚成一簇；A2B1單獨(dú)為一簇；A2B3，A3B2，A2B2以及A3B3聚成一簇，說明尿素和氨氟樂靈結(jié)合處理的小區(qū)(A2B3，A3B2，A2B2，A3B3)成坪效果明顯區(qū)別于未施氨氟樂靈或尿素的小區(qū)(A1B3，A3B1，A1B1，A1B2，A2B1)成坪效果。最后，雙因素方差分析結(jié)果(表3)表明尿素與氨氟樂靈兩種因素之間沒有交互作用，兩種因素分別對(duì)雌性野牛草克隆分株成坪效果有顯著影響。其中尿素對(duì)草坪生物量影響大于氨氟樂靈，而氨氟樂靈對(duì)草坪蓋度、雜草總數(shù)、雜草物種數(shù)影響均大于尿素。

表2 成坪調(diào)查結(jié)果Table 2 Survy results of turf establishment

表3 雙因素方差分析氨氟樂靈、尿素及其交互作用對(duì)成坪的影響Table 3 Two-way analyses of variance (ANOVA) for effects of prodiamine,urea and their interactions on turf establishment

圖3 成坪調(diào)查結(jié)果聚類分析Fig.3 Clustering analysis of turf establishment investigation

3 討論

雜草防治對(duì)任何草坪建植初期尤為重要，雜草不僅與草坪草植株?duì)幏仕?，還是許多草坪病蟲害的轉(zhuǎn)寄主，對(duì)草坪快速建植與草坪質(zhì)量有直接影響。氨氟樂靈是二硝基苯胺類除草劑，主要作用方式為抑制紡錘體形成，從而抑制細(xì)胞、根系和芽的生長(zhǎng)[19]。氨氟樂靈也是目前使用最廣泛的草坪專用芽前封閉除草劑，它不僅可有效防除結(jié)縷草、假儉草(Eremochloaophiuroides)草坪的大部分雜草，同時(shí)不會(huì)影響黑麥草(Loliumperenne)、假儉草等草坪草的生長(zhǎng)[20-22]。本研究結(jié)果表明，氨氟樂靈用于野牛草草坪雜草防治同樣安全有效，推薦用量為有效成分 600 ～ 1 200 g·hm-2。但值得注意的是，當(dāng)氨氟樂靈的施用量超過推薦數(shù)值時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響野牛草無性克隆分株的生根功能(未發(fā)表數(shù)據(jù))。第二次雜草調(diào)查的結(jié)果遠(yuǎn)不如第一次，除了A3處理的雜草蓋度顯著低于對(duì)照，三種濃度處理在雜草數(shù)量和雜草物種數(shù)上差異并不顯著，這主要是因?yàn)?021年6月下旬至7月發(fā)生持續(xù)降水，致使試驗(yàn)農(nóng)田田間持水量飽和，充分刺激了田間雜草種子的萌發(fā)與生長(zhǎng)，致使氨氟樂靈后期效果欠佳。通徑分析玉米田雜草發(fā)生與環(huán)境因子的關(guān)系，結(jié)果表明降水、日照時(shí)數(shù)對(duì)雜草的發(fā)生以直接影響為主[23]；同樣，空氣濕度、降水、日照時(shí)數(shù)對(duì)狗牙根草坪雜草的出苗也以直接影響為主[24]。這些都說明雜草的發(fā)生不僅與田間條件、雜草管理方式有關(guān)，還與環(huán)境因子息息相關(guān)。因此在草坪建植過程中，還需注意如降雨等環(huán)境因子對(duì)建植產(chǎn)生的影響，避免發(fā)生額外的除草處理(如人工除草)。此外，雖然Li等[25]研究表明氨氟樂靈處理對(duì)試驗(yàn)中2種野牛草(品種‘Bowie’和‘Sundancer’)均產(chǎn)生明顯傷害，本研究結(jié)果表明施藥后野牛草草坪草未發(fā)現(xiàn)藥害癥狀，野牛草生長(zhǎng)狀況良好，這可能與研究中使用的植物材料有關(guān)，Li等研究中使用了種子發(fā)芽而成的幼苗，而幼苗通常對(duì)除草劑很敏感、易受傷害。

此外，施肥是保障草坪草正常生長(zhǎng)、維持和提高草坪質(zhì)量的重要措施[26-27]，研究表明野牛草草坪綜合質(zhì)量隨氮肥用量的增加而明顯提高[14-16]。本研究結(jié)果表明施尿素后，野牛草的株高、蓋度和生物量有所提高，但并不顯著，這主要仍與試驗(yàn)期間持續(xù)降水有關(guān)。雙因素方差結(jié)果表明尿素顯著影響草坪生物量以及雜草總數(shù)量，其中對(duì)生物量的影響大于氨氟樂靈，而氨氟樂靈除了對(duì)株高沒有顯著影響之外，對(duì)草坪蓋度、雜草總數(shù)量以及雜草物種數(shù)都大于尿素的影響，這些表明在利用野牛草克隆分株建植野牛草草坪初期，芽前除草劑相較于氮肥對(duì)草坪建植成功的影響更大。盡管兩個(gè)因素之間沒有顯著的交互作用，但從表3的成坪調(diào)查結(jié)果以及圖3的聚類分析結(jié)果仍可以看出，雙因素組合處理的結(jié)果明顯優(yōu)于對(duì)照處理(如A1Bn或AnB1)且標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)值遠(yuǎn)低于對(duì)照組，這表明芽前除草劑和尿素聯(lián)合施用顯著提高了野牛草草坪建植效果且效果比較穩(wěn)定。此外，研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)A3B2，A2B3與A3B3處理之間的成坪效果差異并不顯著，這表明芽前除草劑和尿素聯(lián)合施用可以減少這兩種處理中任一種的施用濃度，節(jié)約了建植成本。

4 結(jié)論

綜上，本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)芽前除草劑氨氟樂靈對(duì)野牛草建植初期的雜草控制效果良好，推薦使用濃度在 600 ～ 1 200 g·hm-2。其次，氨氟樂靈和尿素的聯(lián)合施用提高了野牛草草坪成坪效果，且雙因素方差分析結(jié)果表明氨氟樂靈的影響大于尿素。最后，通過聚類分析發(fā)現(xiàn)氨氟樂靈和尿素結(jié)合處理明顯區(qū)別于對(duì)照，其中A3B2和A2B3的效果最好。