现代农业发展中除草剂的危害及对策

                 作者：黄石旺 刘正日 陈和春 周向平

　　摘要针对现代农业发展中除草剂使用量日益增加的趋势,分析了长期大量使用除草剂对农作物、杂草、水、土壤等生态环境因子和人畜的影响,提出减轻除草剂危害的对策。
　　关键词现代农业;除草剂;危害;对策
　　
　　由于使用除草剂可以节省人力,降低劳动强度,提高杂草的防除效果,利于机械化作业,随着现代农业的发展,除草剂越来越受到人们的青睐。由于除草剂的不当使用,导致农作物发生药害的事件时有发生。河南、河北、山东等地,近几年每年都有大面积麦苗发生药害的情况,河南的麦棉套作区,棉花栽培面积持续下滑,由100万～120万hm2降至2009年的13.3万hm2。除草剂的药害还表现在对烟叶、大豆、玉米、花生等其他经济作物上[1]。为此,对除草剂的药害情况进行分析,提出防止对策,以实现除草剂的科学施用。
　　1除草剂的危害
　　1.1引起作物的药害和病害
　　很多除草剂分解较慢,在土壤中的残留时间长,对当季或后茬作物造成药害,影响作物产量和品质。比如:甲磺隆有效成分用量超过7.5 g/hm2,须间隔24个月才能种茄子、辣椒、番茄、甜菜、西瓜、南瓜、洋葱等,须间隔36个月才能种马铃薯。绿黄隆有效成分用量15 g/hm2,须间隔24个月才能种茄子、辣椒、白菜、萝卜、胡萝卜、甘蓝、卷心菜,须间隔36个月才能种甜菜。二氯喹啉酸(快杀稗、神锄)有效成分用量106～177 g/hm2,须间隔12个月才能种植西瓜,须间隔24个月才能种辣椒、茄子、胡萝卜、芹菜、香菜。阿特拉津(莠去津)有效成分用量超过350 mL/hm2,须间隔24个月才能种茄子、辣椒、南瓜、西瓜,洋葱、番茄、马铃薯、甜菜等蔬菜,须间隔40个月才能种黄瓜[2]。
　　河南省正阳县,2009年西瓜感染花叶型病毒的面积近3 333.33 hm2,占西瓜总面积的1/3;烟叶感染此类病毒的有3 333.33 hm2,占烟叶面积的1/2;蔬菜感染面积也接近1/2。据农业专家判定,此病毒病发生的直接根源就是乙草胺等除草剂的副作用导致作物根系损害,抗性降低[3]。
　　1.2影响作物光合作用和代谢
　　大部分除草剂使用后不仅对敏感植物产生抑制作用,对作物的光合作用也会产生一定影响。
　　辛明远等1985年报道,氟乐灵对大豆出苗后生育和根瘤的形成及其固氮活力均有不同程度地抑制。刘井兰等用除草剂二氯喹啉酸、丁草胺处理水稻后发现水稻植株体内蔗糖含量均比对照明显下降,抗虫性也下降;袁树忠也发现丁草胺、乙草胺、异丙甲草胺等10种除草剂处理水稻后水稻叶鞘中蔗糖含量均比对照下降,植株营养状况下降不利于水稻对病、虫的抗性。
　　张育平等研究发现,推荐剂量的莠去津对核桃幼苗叶片中可溶性糖和叶绿素含量的影响持续时间长且抑制作用强,药后25 d抑制率仍达32.50%。
　　梁建萍等使用苯磺隆推荐剂量后10 d,枣树新梢生长量、叶面积和叶绿素含量分别降低44.71%、28.85%和31.50%。草甘膦甚至会使抗草甘膦大豆的叶绿素含量和光合速率下降,而且10%草甘膦水剂抑制作用更明显;彭永康用0.1 mg/L莠去津处理水稻也得到水稻叶绿素含量下降的类似结果。
　　彭永康用0.1 mg/L莠去津处理后水稻可溶性蛋白下降27%,而且根尖分生组织中2种新的蛋白质组分诱导产生,8种蛋白质组分消失,1种叶绿体蛋白质组分消失,3种蛋白质组分含量减少;王鑫也报道了除草剂速收会对胡麻的硝酸还原酶活性产生一定的影响。还有研究表明,除草剂是最容易影响植物次生物质代谢的农药。
　　1.3降低作物抗性和营养成分含量
　　除草剂的使用对作物造成一定的逆境条件,当除草剂进入到作物体后,能引起作物叶鞘SOD活性上升,这种逆境条件下保护酶活性的增强使活性氧自由基维持在较低水平,但是随着时间的推移,作物合成SOD的能力下降,当不足以将几种除草剂刺激产生的超氧阴离子清除时,就会导致SOD活性下降,过氧化有害物质积累增加,细胞膜系统遭到破坏,从而降低作物的抗性[4]。
　　农田喷施除草剂后,除草剂的成分不可能全部被杂草所吸收,而是绝大部分除草剂都游离存在于土壤中。农作物在生长时吸收养分的过程中,就会把这些游离存在于土壤中的除草剂成分部分吸收,致使农作物秸秆和果实中有一定量的除草剂成分蓄积。虽然农作物在生长过程中看不出有什么异样,不会象杂草那样死亡,但吸收除草剂的农作物其生物组织会遭到一定程度的破坏,无法合成其应具备的某一种营养元素,从而导致作物果实中的某些营养成分缺失。
　　1.4引起杂草及其他生物群落发生变化
　　长期使用单一除草剂后,由于环境的变化,农田杂草群落逐渐演替,使得原来危害较小或者处于次要地位的杂草迅速演替为优势杂草。如美国西部的禾本科杂草发展成为严重的问题就是与2,4-D类除草剂长期广泛使用分不开[5]。
　　巫厚长的研究表明,施用除草剂降低烟田植物群落的多样性,破坏捕食性天敌;特别是蜘蛛类天敌的栖息和隐蔽场所,使它们的个体数明显下降,削弱对害虫的制约能力,优势种害虫蚜虫的种群数量明显增加,引起害虫大发生的可能性增大。
　　除草剂广泛用于烟田除草,它有可能打破烟田天敌和害虫种群数量的平衡,使主要害虫消长规律产生变化或引发次要害虫上升为主要害虫[6]。
　　1.5杂草抗性与交互抗性日益严重
　　1968年首次发现欧洲千里光对西马津的抗性以来,至今全世界已发现260种杂草抗性生物型,它们几乎抗所有类型的除草剂,其中对ALS抑制剂的抗性发展最迅速。1978年首次报道,刺莴苣的连作小麦田连用绿磺隆5年产生抗性,至今在美国、加拿大、澳大利亚及其他国家已发现26种单子叶植物、47种双子叶杂草对ALS产生抗性。
　　近年来,稻田杂草对除草剂的抗性日益突出,据初步统计,已产生抗性的杂草达21种,它们不仅抗酰胺类的除草剂敌稗和丁草胺,而且还抗硫代胺基甲酸胺类除草剂中的杀草丹、草达灭、二氯喹啉酸;更重要的是对磺酰脲类除草剂的抗性与交互抗性。1992年在美国加州稻田发现异型莎草、慈姑对磺酰脲除草剂产生抗性,其后,先后在日本、菲律宾、马来西亚、澳大利亚、葡萄牙等国发现稻田主要杂草对磺酰脲除草剂的抗性与交互抗性,涉及除草剂有苄嘧磺隆、吡嘧磺隆、乙氧嘧磺性隆等多个稻田广泛使用的品种。最近在韩国发现雨久花、鸭舌草、母草、节节菜及萤蔺等对磺酰脲产生抗性,而异型莎草不仅对用于稻田的许多品种具有交互抗性,而且对咪唑啉酮及嘧啶水杨酸类除草剂也产生交互抗性[7]。
　　1.6降低土壤肥力
　　陈先茂的研究表明,稻田施用除草剂会降低土壤中真菌及放线菌数量,尤其是在孕穗、抽穗期后更为明显。另外,施用除草剂还降低土壤中脲酶的活性,影响土壤中氮的转化,而且施药量越大影响越大;加量施用也会降低蔗糖酶、过氧化氢酶的活性[8]。
　　姚斌的研究表明,较高浓度的除草剂阿特拉津施入土壤后对土壤微生物生物量产生一定影响,除草剂施入初期(0～7 d)土壤微生物碳、氮显著降低,随培养时间推移土壤微生物量有所恢复:7～14 d阿特拉津除草剂处理土壤微生物量测定值达最大,14 d后微生物量有所下降,30 d以后土壤微生物量变化趋于稳定[9]。