山西农业大学硕士学位论文 四种农田常用除草剂对枣树生长的影响 姓名:梁建萍 申请学位级别:硕士 专业:森林保护学 指导教师:薛怀清 2002.6.1 致谢 Y.455217 本文是在导师薛怀清副教授的悉心指导下完成的。在外业测 定调查过程中,研2000级常洁、史建伟,九九级学生郭红燕、花 利忠,水保2000级胡亚利等同学付出了辛勤的劳动,林学院苗圃 工作人员给予了多方面的帮助和支持。在内业实验中,得到农学 院王玉国教授、王宏富副教授、冯文新老师、姚红杰同学,基础 部王金胜教授、郭春绒副教授,现教部张阅军教授的指导和大力 帮助。林学院姚延涛副教授、张雅丈副教授、张伟同学为该论文 的顺利完成,提供了无私的帮助。同时研究生处各位老师也给予 了大力支持。 值此论文付印之际,谨向所有关心、指导和帮助过我的老师 和同学致以真挚的谢意! 四种农田常用除草剂对枣树生长的影响 摘要 针对枣粮间作地杂草防除,运用营养生长量与光合指标测定相结合的方 法,研究了四种农田常用除草剂对枣树生长发育的影响。通过对各种药剂的 三种浓度处理下枣树的生长量和光合指标进行测定,经方差分析结果表明: (1)苯磺隆对枣树的新梢生长量、叶面积、开花量影响极显著;对光合速率 的影响,l号处理不显著,2、3号处理均在5%水平上差异显著。(2)盖草 能对枣树的光合速率影响不明显;对营养生长的影响三种处理不同,其中1 号、2号处理影响很小,只有3号处理对新梢生长量和叶面积影响极显著, 对开花量影响显著。(3)乙草胺对枣树的营养生长影响极显著;对光合速率 的影响1号处理不明显,2号处理在5%水平上影响显著,3号处理在1%水 平上达极显著。(4)果尔对枣树的生长影响很小。 试验结果表明在枣粮问作地施用苯磺隆,浓度应控制在0.1259/1以下, 时间在枣树萌芽前15天左右;施用盖草能,建议使用浓度为2ml/l;施用乙 草胺应在枣树萌芽前20—25天,浓度控制在5egl以下,如在展叶后施用,浓 度应控制在2.59,l以下;喷施果尔应在枣树萌芽前进行,浓度在0.8ml/1以下 可以安全使用。 关键词除草剂枣树营养生长光合作用 fIu 除草剂的大力推广和应用在农、林业生产中产生了巨大的经济效益,推动了农、林业的现代化进程{12341。国内外在农阳和林地除草剂的使用方面做 了大量的工作,并取得了显著的成果15^7,8,9,10川。但有关林粮间作,特别是枣 粮问作中杂草的化学防除以及除草剂对枣树营养生长和生理生化过程的影响 尚未见报道。 近年来,地球面临着人口剧增、,能源短缺和环境污染的严重危机。由于 可供开垦的土地资源不断减少,传统的单一经营又不能充分利用空间资源, 世界农业正在寻找新的出路,为此农林业科学家在这方面进行了大量的研究 旺l。70年代以来,许多国家重视并开展了混农林业的研究工作,相继成立了 国际混农林业研究委员会(ICRAF)、国际树一作物研究会(ITCI),美国、英国、加拿大、同本等许多国家都开展了这方面的研究及应用工作。混农林业 的应用已成为摆脱农村贫困、发展农业经济的重要手段之一。因此,许多农 林学家认为:农林结合是现代农林业发展的重要趋势。 我国自古以来就是农业大国,曾以“有机农业”的灿烂文明领先于世界 1000多年。近年来,为了大力发展农村经济,调整农业产业结构,提高土地 人口承载力和维护农业生态系统持续稳定发展,农业科学家普遍倡导“立体 农业”、“多维农业”及“土地综合利用”等031,加速了我国农林业的发展, 特别是在我国北方地区,为了最大限度地利用土地资源、气候资源,把林木 与农作物有机地结合成为农林复合系统,不仅能提高C02的固定能力11…,充 分利用光能,延长光合作用时间,而且能够覆盖林地面积,有效地减少尘埃 输送量,净化空气,保持水土,改善农业生态环境,达到农林业稳产高产的 目的。 枣树(Zizphus jujuba删』』.)是我国的特产果树,是华北地区重要 的经济林树种。因其展叶较晚,树枝稀疏,在栽培上常与小麦、豆类等农作 物问作,可以枣粮兼得“。。。枣粮间作是我国劳动人民的创举,是提高土地、 同光能和空气等自然资源利用率,增加农田单位面积产量的先进的农作制度, 是立体农业的典范,越来越受到人们的重视,面积在迅速扩大,并己取得了初步成效”6”1”,。实行枣粮问作地区,单位面积产值可较一般农田提高2-6 倍以上”…。但在枣树和农作物生长的同时,杂草也在争肥夺水,滋生蔓延, 严重影响着它们的正常生长,常导致林粮产量下降,品质降低。要保证枣树 和农作物的产量和质量,必须对杂草进行有效管理,并要确保枣树和农作物 的安全。化学除草是杂草现代化管理的一个重要方面,农业上己普遍采用, 除草剂对各种主要农作物的生理生化方面的影响已有报道【201,各种主要农作 物都有其适用的除草剂,但这些除草剂对其间作树种是否安全,特别是对其 生理生化方面的影响到底有多大,很有必要进行探讨。 本试验选用四种农阳常用除草剂苯磺隆(Tribenjuron—methyl)、乙草胺 (Acetochlor)、盖草能(Haloxyfop)、果尔(Oxyfluorfen)。它们在麦田和豆 田防除杂草时都对作物安全,但对枣树是否安全,这一问题亟待解决。 1.除草剂使用概况 1.1除草剂研究概述 随着科学的进步与发展,化学除草作为现代化的除草手段在杂草治理中 发挥了巨大的作用。除草剂的发明始于偶然【l,2”。19世纪末。欧洲葡萄霜霉 病大发生,在防治这种病害时,偶然发现喷到葡萄园附近作物地的波尔多液 能够使一些十字花科杂草受害而对作物安全,这是农田化学除草的开端。1932 年,选择性除草剂二硝酚与地乐酚的发现,使除草剂进入了有机化合物领域, 虽然它们的选择性不强,仅能杀死植株的地上部分,不能“斩草除根”,但却 使除草剂的发展大大前进了一步。1942年,内吸性除草剂2、仁D的发现开 创了化学除草史的新纪元,不仅其选择性、杀草谱引人注目,而且生物活性 极高,除草效果十分显著,在农业生产中得到了迅速推广,这一重大发现开 创了除草剂工业的领域【2”。在此浪潮中,一系列高效除草剂新品种如雨后春 笋般相继涌现,随之也引起了耕作栽培制度的大变革【7”。除草剂的应用是农 业走向现代化的标志之一,作为一项农业技术措施,它的低耗、高效、快捷、 简便是其它措施所不可比拟的。但是由于发达国家连年大规模地使用一些高残留的除草剂,引发了一系 列的环境问题,于是在70年代,美国率先提出了杂草综合防治体系(IWMS) 的概念,经过10多年的努力,杂草科学在基础研究、新技术的开发应用、遗 传工程、环境污染的治理等方面都有了较大突破,陆续出现了一批超高效低 毒的新一代除草剂。然而直到目前为止,化学除草在发达国家仍占很大比重, 还可以说是杂草综合治理的核心。许多国家对除草剂的依赖性愈来愈大,对 除草剂质量的要求也越来越高,从而使除草剂在世界农药中所占的比例持续 增加…。 1.2除草剂在农业方面的应用现状 随着除草剂在农业上使用面积的扩大和耕作制度的改革,发达国家基本 上实现了农用除草化学化…。我国1956年开始使用除草剂,】978年使用总面 积达266.7力I公顷,1980年全国除草剂使用面积达400万公顷,进入90年代 后每年使用面积以133—200万公顷递增,到2000年全国耕地面积的50%使 用了除草剂。除草剂的丌发及杂草的化学防治经历了50年的发展过程,取得 了突出成就,在农业生产中发挥了重大作用1231,但在取得杂草化学防除显著 成绩的同时,也面临着杂草抗药性增强、抗药谱扩大、药害加重等问题。 近年来,国内外对农田除草剂的研究主要集中在以下几方面:为了 防止由于长期使用一种除草剂而使杂草产生抗性,在除草剂的研制上,进 行了除草剂混剂的开发与应用,通过混用以降低用量,扩大杀草谱,减少 残留,延缓杂草抗性的产生,有效杀除杂草[2425261;在进行药害鉴别、 抗性杂草治理和新品种的研制和开发中,着重研究了除草剂的选择性原理 L],以及各种除草剂的作用靶标胆3。3“3。36’7“,使新品种的丌发从盲目筛选向分子设计的方向发展;使用除草剂造成的不 良后果便是污染问题,通过对异株克生物质和病源微生物毒素的深入研究, 丌发仿生化学制剂‘”’7。7”和微生物制剂m,7…,较好地克服了除草剂对生态环 境和食品的污染: 关于除草剂对杂草的生理生化方面的影响‘”’7“77’7”以 及对作物安全性m“1却和生理生化影响方面的研究也有报道‘2“。。4“”’7“…’。为了适应农业的可持续发展,目前,对杂草我们提倡综合管理(IWM)[464748] 它是在对杂草生物学、种群生态学、杂草发生与危害规律、杂草一作物生态 系统、环境与生物因子问相互作用等全面、充分认识的基础上,因地制宜地 运用物理的、化学的、生物的、生态的手段和方法,把杂草的管理提高到了 一个崭新的水平。 1.3除草剂在林业上的应用现状 随着科学技术的突飞猛进,林业化学除草作为~门实用技术,以其适用 性广、效果好、经济效益显著的特点愈来愈受到广泛的重视,在林业生产中 发挥着重要的作用“7”。国外林业化学除草发展较早,其发展水平也相对较高, 许多发达国家如美国、日本、新西兰,在应用范围、技术方面已取得了明显 的生态、经济和社会效益‘”4 新西兰是一个林业发达国家,林业化学除草应用范围广,并已取得了显著的效益9““1,其化学除草的重点是解决幼林化学除草使用技术问题,他们首 先对主要危害灌木如荆豆金雀属和其它杂草等做了详细的生理生态研究,并 且划分了不同植被类型区域;其次,对造林树种如辐射松等的生物学特性和 林业特性进行研究,确定树木的抗药性能,选择适用于当地的除草剂配方。 美国林业化学除草在低价林改造方面积累了大量经验,总结出了一套成 熟的技术,取得了良好的效果。在幼林抚育方面,美国利用2,4一D及2,4一DB 缓解除草剂用于花旗松幼林抚育,大大促进幼树生长,是一项颇有前途的造 林新技术。同时美国在开辟森林防火线上也进行了广泛的应用。近年来,美 国开辟了一个重要领域,将除草作为控制森林生态系统的一种手段来研究森 林生态系统演变和控制,已受到广泛的重视。 日本在苗圃化学除草方面十分重视化学除草体系和除草剂对环境的影 响,全国90%以上的苗圃实行了化学除草,目前,幼林抚育的一部分工作由 化学除草替代,每年可节省大量劳力。 印度、罗马尼亚、菲律宾等国家主要以经济林为主,除草剂在橡胶园、 咖啡园、茶园等内均得到了广泛的应用。目前,随着环境保护的需要,化学除草与生物除草相结合的趋势同益明 显1831,并取得了可喜的成果。新西兰、澳大利亚、美国、加拿大等发达国家 都进行了这方面的研究,尤以新西兰最为突出。 我国林业除草剂的使用比发达国家起步晚,在国内比农业方面应用的也 晚。十一届三中全会以后,我国的林业化学除草试验进入了快车道fIl,51,52,531, 成立了强有力的学术和推广服务机构[541,建立了较为完备的推广网络,从建 苗[55.5657J、整地、幼林扰育,[5354831到经济林[458591、防火道的开设与维护【10601, 都有研究项目通过专家鉴定,不少成果达到了国际先进水平,并取得了2亿~ 3亿元的经济效益。目前国内林业化学除草剂的生产已经达到了世界水平, 林业化学除草剂应用前景十分广阔。“98特大洪水”后,国务院更加重视林 业生态建设,对林业发展提出了新的要求,这也为林业化学除草的发展提供 了新的机遇。林业化学除草是保持水土、维护生态平衡、保护生物多样性的 一项有效措旌,将在林业现代化建设中发挥重要的作用。 1.4研究除草剂在枣粮闻作中使用的实际意义 枣树在我国已有4000年的栽培历史…,据记载远在3000年前周代就有 “八月剥枣,十月获稻”的诗句。我国栽培枣树始于黄河中游的陕西、山西 河谷地带,以后发展到河北、河南、山东乃至全国多数省(区)。目前,除黑 龙江、吉林、西藏外,我国各省市、自治区均有栽培,面积达500万公顷以 上,而大面积的栽培主要集中于河北、山东、河南、山西和陕西5省,栽培 面积占全国枣树面积的94%,产量占全国的90%.93%,其中以河北省的产 量最多,据1998年统计【161,全年产鲜枣359256吨,占全国总产量的32.6%, 居全国第一位。 枣树的经济价值很高,枣果中含有糖类、脂肪、蛋白质和多种人体所不 可缺少的矿物质元素,特别是维生素c的含量极其丰富。红枣还是我国民问 传统的药物之一,其叶、果实、树皮、根均可入药。同时,枣树也是良好的 蜜源植物和林粮问作树种,在我国大部分枣区的栽培方式属农枣问作型,一 般春季问作小麦,秋季间作花生、豆类。