芽前除草劑和氮肥聯合施用對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

(北京市農林科學院草業花卉與景觀生態研究所， 北京 100097)

野牛草(Buchloedactyloides)是優良的暖季型草坪草，原產于北美中部溫帶和亞熱帶半干旱地區，因其具有極強的抗逆、抗病能力，在園林綠化、邊坡植被恢復等方面應用廣泛[1-2]。鋪草皮、營養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、形成的草坪質量較差，限制了野牛草的應用范圍；而利用野牛草的地上匍匐莖進行無性繁殖，分株扦插成活率可達 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場飛行區鳥害防治的草種，其植株低矮、葉片細，在飛行區生長優勢明顯，可以快速形成單一的綠地生態系統，減少機場鳥類活動[4-5]。由于機場飛行區對草坪草的要求不同于常見草坪草應用場景，而雌雄異株的生物學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實、切斷和阻遏機場小環境內食物鏈的營養傳遞，降低機場鳥擊發生概率。通常，野牛草進入花期后，雄株的花軸高于株叢，花粉成熟后草坪呈現明顯的黃色，影響野牛草草坪景觀效果，而雌株則無此問題。同時，還有研究表明野牛草雌株匍匐莖的生長能力要強于雄株[6-7]、對銹病的抗性更強[8]，因此建植純雌株野牛草草坪可能比現存混合性別野牛草草坪具有更多的優點，但至今對純雌株野牛草草坪建植相關研究甚少。

草坪建植初期通常伴隨著雜草的生長，因適應性強、生長迅速，雜草常與草坪草競爭水、養、光等資源從而影響草坪建植效果、導致草坪質量下降[9-10]。野牛草分株移栽后最大的障礙是雜草的控制，因而及時控制草坪雜草十分必要?；瘜W防治是常用的雜草防治手段，除草劑可以根據作用方式、傳導性能、化學結構等的異同劃分為不同的類別，其中根據用藥時期不同，可以將除草劑劃分為芽前和芽后除草劑2種類型[11]。國外對野牛草草坪建植和養護管理過程中芽前和芽后除草劑的選擇評估做了較為系統的研究[12]，國內學者也篩選出適宜于野牛草初建草坪的苗后莖葉除草劑[13]，但對芽前除草劑的關注并不多。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發育來控制雜草，可用于百慕大(Cynodondactylon(Linn.) Pers.)、結縷草(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，然而其對野牛草的安全性和雜草的防除效果如何目前并無報道。此外，雖然野牛草抗逆性強，對土壤養分的要求不高，但前人研究表明適當的氮肥管理可以促進野牛草的生長、加快野牛草草坪建植速度、提高野牛草草坪質量[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。除草劑與氮肥在實際作業中常常聯合施用，這主要是因為：首先，除草劑消滅了與草坪草爭水、爭肥、爭光的雜草，保護了草坪草；其次，由于土壤中施加了除草劑，可能對土壤微生物產生危害，進而影響土壤養分的釋放，為了及時提供草坪草生長所需的養分，所以施加尿素以滿足草坪草生長對養分的需求[17]。鑒于目前野牛草草坪建植過程中除草劑與氮肥聯合施用的研究缺乏，文章在驗證芽前除草劑氨氟樂靈對野牛草草坪雜草控制的基礎上，探討其與尿素協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、提高草坪質量提供實踐依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗區位于北京市昌平區國家精準農業試驗示范基地，40°10′36″ N，116°26′13″ E，海拔 36 m。溫帶季風氣候，月均溫-2.9～26.7℃；年降水 544.8 mm，其中 55.7%發生于 7，8兩月；空氣相對濕度 8月最高，為 73.6 %[18]。

1.2 試驗設計

從課題組自建野牛草資源圃選取長勢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材料。供試藥劑為 65% 氨氟樂靈(prodiamine)，商品名:拔綠，先正達(中國) 投資有限公司生產。試驗設氨氟樂靈濃度、尿素濃度(普通尿素，46.4% 氮)兩個因素，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)。試驗采用完全區組試驗設計，共 9個處理(表1)，每個處理重復 3次，共 27 個小區。每個小區面積 2 m×1 m=2 m2。每個小區之間間隔 1 m，防止小區之間串水串肥。處理前選取地力均勻的試驗場地進行疏松平整，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，分株移栽后壓實土壤并澆水。移植后統一管理，在匍匐莖重新開始生長前保證土壤濕潤，5月20日進行封閉劑處理，處理約20天后進行第一次雜草調查、及時補苗，再一個月后進行第二次雜草調查。由于7月持續降水，第二次雜草調查后小區內雜草叢生，因此在雜草調查完后對所有小區進行除草處理，后進行氮肥處理，直至9月13日進行成坪調查，試驗結束。

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

1.3 測定指標及方法

1.3.1雜草調查 移苗死亡率統計每個小區內移栽分株未存活(死亡)數量，將分株死亡數量除以分株移栽數量(32株·(2 m)-2)，獲得移苗死亡率。

雜草蓋度采用網格法對各小區蓋度進行測定，以百分數表示。

雜草物種數在小區內設置0.5 m×0.5 m的樣方，統計樣方內出現雜草的物種數。

雜草數量統計樣方內出現所有雜草的數量。

1.3.2成坪調查 株高在每個小區隨機選取三個樣點，用卷尺測定樣點所在植株自然高度，取三點均值作為該小區植被高度。

蓋度采用網格法對各小區蓋度進行測定，以百分數表示。

生物量在小區內設置0.1 m × 0.1 m的樣方，齊地修剪該樣方的地上生物量，帶回實驗室烘干至恒重，稱其干重，計算單位面積生物量。

1.4 數據整理與分析

采用Excel 2016 對試驗數據進行整理，使用R語言進行數據統計分析。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兩種處理(氨氟樂靈和尿素)是否存在交互作用進行分析，最后利用聚類分析方法對不同處理的成坪效果進行綜合評價。

2 結果與分析

2.1 雜草調查

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

第二次雜草調查的結果不如第一次雜草調查效果那么明顯(圖2)。除了A3處理的雜草蓋度顯著低于對照處理(圖2A)，不同氨氟樂靈濃度處理對雜草數量和雜草物種數沒有造成顯著差異(圖2B，2C)。然而，A3處理的數值絕對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 氨氟樂靈對野牛草分株存活、雜草的封殺效果(第一次調查)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 氨氟樂靈對雜草的封殺效果(第二次調查)Fig.2 Weed control effect of prodiamine (second survey)

2.2 成坪調查

從草坪的株高、蓋度、生物量以及雜草數量和雜草物種數對雌性野牛草草坪建植效果進行調查評價(表2)。研究結果發現：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處理的雜草數量和雜草物種數最大，而高濃度氨氟樂靈及尿素處理的雜草數量和雜草物種數顯著小于A1B1?？偟膩碚f，A1B1處理的效果最差，但其他處理的效果在不同指標上表現并不一致。因此，進一步利用聚類分析綜合評價不同處理的效果。從聚類分析結果(圖3)可以看出9個處理一共被聚成3大類：A1B3，A3B1，A1B1和A1B2聚成一簇；A2B1單獨為一簇；A2B3，A3B2，A2B2以及A3B3聚成一簇，說明尿素和氨氟樂靈結合處理的小區(A2B3，A3B2，A2B2，A3B3)成坪效果明顯區別于未施氨氟樂靈或尿素的小區(A1B3，A3B1，A1B1，A1B2，A2B1)成坪效果。最后，雙因素方差分析結果(表3)表明尿素與氨氟樂靈兩種因素之間沒有交互作用，兩種因素分別對雌性野牛草克隆分株成坪效果有顯著影響。其中尿素對草坪生物量影響大于氨氟樂靈，而氨氟樂靈對草坪蓋度、雜草總數、雜草物種數影響均大于尿素。

表2 成坪調查結果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 成坪調查結果聚類分析Fig.3 Clustering analysis of turf establishment investigation

3 討論

雜草防治對任何草坪建植初期尤為重要，雜草不僅與草坪草植株爭肥水，還是許多草坪病蟲害的轉寄主，對草坪快速建植與草坪質量有直接影響。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，從而抑制細胞、根系和芽的生長[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縷草、假儉草(Eremochloaophiuroides)草坪的大部分雜草，同時不會影響黑麥草(Loliumperenne)、假儉草等草坪草的生長[20-22]。本研究結果表明，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，當氨氟樂靈的施用量超過推薦數值時，會嚴重影響野牛草無性克隆分株的生根功能(未發表數據)。第二次雜草調查的結果遠不如第一次，除了A3處理的雜草蓋度顯著低于對照，三種濃度處理在雜草數量和雜草物種數上差異并不顯著，這主要是因為2021年6月下旬至7月發生持續降水，致使試驗農田田間持水量飽和，充分刺激了田間雜草種子的萌發與生長，致使氨氟樂靈后期效果欠佳。通徑分析玉米田雜草發生與環境因子的關系，結果表明降水、日照時數對雜草的發生以直接影響為主[23]；同樣，空氣濕度、降水、日照時數對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生不僅與田間條件、雜草管理方式有關，還與環境因子息息相關。因此在草坪建植過程中，還需注意如降雨等環境因子對建植產生的影響，避免發生額外的除草處理(如人工除草)。此外，雖然Li等[25]研究表明氨氟樂靈處理對試驗中2種野牛草(品種‘Bowie’和‘Sundancer’)均產生明顯傷害，本研究結果表明施藥后野牛草草坪草未發現藥害癥狀，野牛草生長狀況良好，這可能與研究中使用的植物材料有關，Li等研究中使用了種子發芽而成的幼苗，而幼苗通常對除草劑很敏感、易受傷害。

此外，施肥是保障草坪草正常生長、維持和提高草坪質量的重要措施[26-27]，研究表明野牛草草坪綜合質量隨氮肥用量的增加而明顯提高[14-16]。本研究結果表明施尿素后，野牛草的株高、蓋度和生物量有所提高，但并不顯著，這主要仍與試驗期間持續降水有關。雙因素方差結果表明尿素顯著影響草坪生物量以及雜草總數量，其中對生物量的影響大于氨氟樂靈，而氨氟樂靈除了對株高沒有顯著影響之外，對草坪蓋度、雜草總數量以及雜草物種數都大于尿素的影響，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草坪建植成功的影響更大。盡管兩個因素之間沒有顯著的交互作用，但從表3的成坪調查結果以及圖3的聚類分析結果仍可以看出，雙因素組合處理的結果明顯優于對照處理(如A1Bn或AnB1)且標準差數值遠低于對照組，這表明芽前除草劑和尿素聯合施用顯著提高了野牛草草坪建植效果且效果比較穩定。此外，研究結果還發現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合施用可以減少這兩種處理中任一種的施用濃度，節約了建植成本。

4 結論

綜上，本研究結果發現芽前除草劑氨氟樂靈對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合施用提高了野牛草草坪成坪效果，且雙因素方差分析結果表明氨氟樂靈的影響大于尿素。最后，通過聚類分析發現氨氟樂靈和尿素結合處理明顯區別于對照，其中A3B2和A2B3的效果最好。