一、農田中有多少雜草
在農田生態系統中,雜草防治幾乎是農民最頭疼的問題。雜草頑強的生命力,讓農民無法預防,年年鋤草,年年長草。人類與雜草斗爭了幾千年,至今沒有太好的辦法,直到發明了除草劑。然而,人類發明了草甘膦等除草劑,甚至抗草甘膦轉基因作物應用,雖暫時終結了雜草危害,卻造成了草甘膦在食物中殘留,破壞人類的免疫系統與生殖能力,最終會終結人類,此非危言聳聽。
《中國大百科全書》對雜草的介紹如下:雜草是指生長在有害于人類生存和活動場地的植物,一般是非栽培的野生植物或對人類無礙用的植物。廣義的雜草定義則是指生長在對人類活動不利或有害于生產場地的一切植物全球經定名的植物有三十余萬種,認定為雜草的植物約八千余種; 我國書刊中可查出的植物名稱有36000多種,認定為雜草的植物有119科1200多種。其生物學特性表現為:傳播方式多,繁殖與再生力強,生活周期一般都比作物短,成熟的種子隨熟隨落,抗逆性強,光合作用效率高等。農田雜草的主要危害為:與作物爭奪養料、水分、陽光和空間,妨礙田間通風透光,增加局部氣候溫度,有些則是病蟲中間寄主,促進病蟲害發生;寄生性雜草直接從作物體內吸收養分,從而降低作物的產量和品質。此外,有的雜草的種子或花粉含有毒素,能使人畜中毒。從這些介紹看,雜草真的是無惡不作,人類必欲處之而后快。
實際上,農田里有多少雜草呢?以我熟悉的北方為例,春季小麥田里播娘蒿、王不留行、薺菜、獨行菜、小薊比較常見。由于小麥是頭年秋天播種的,越冬返青后小麥成了優勢種群,雜草暫時競爭不過小麥。可一旦不管理,雜草就迅速生長,可以覆蓋整個小麥田。然而,畢竟春天雨水少,溫度低,雜草還不是最兇的。而夏季就不同了,北方農田雨季溫度高、光照強、水分好,這樣就給了那些機會主義者雜草提供了大展身手的空間。即使像玉米那樣高稈的作物,其下還常見十幾種雜草,如馬唐、旱稗、馬齒莧、牛筋草等。
雜草,顧名思義是以草本植物為主的,一些半灌木或藤本植物比例很少。其生活型以一年生為主,在雨熱條件好的地方出現二年或三年以上的多年生雜草。雜草在生態型上分為,水生、沼生、濕生和旱生等,按化學防除的實際需要,將其按形態特征分為禾本科雜草、莎草科雜草和闊葉雜草三大類。
1)禾本科雜草 屬單子葉草本植物。該類植物胚有1片子葉;葉片窄長,葉鞘開張,有葉舌,無葉柄;平行葉脈。莖圓或扁平,有節,節間中空。如稗草、千金子、看麥娘、馬唐、狗尾草等。
2)莎草科雜草 也屬單子葉草本植物。胚有1片子葉;葉片窄長,平行葉脈;葉鞘包卷,無葉舌。該類雜草與禾本科雜草的區別是:莖為三棱形,個別為圓柱形,無節,實心。如三棱草、香附子、水莎草、異型莎草等。
3)闊葉雜草 一般指雙子葉草本植物。胚有2片子葉,草本或木本;葉脈網狀,葉片寬,有葉柄。如刺兒菜、蒼耳、鱧腸、薺菜等。另外,闊葉雜草也包括一些葉片較寬、葉子著生較大的單子葉雜草,如鴨跖草等。鴨跖草雖也是闊葉,但在分類學上屬單子葉植物的鴨跖草科植物。
在全球范圍內,雜草種類最多,但不是都難于治理。世界公認的惡性雜草有10種,它們是香附子,假高粱,節節麥、早熟禾,水花生、水葫蘆、豚草,大米草,毒麥,加拿大一枝黃花。這些雜草適宜能力極強,繁殖能力極強,在世界上廣為分布,難以防除,引起世界大多數國家的關注。簡要介紹如下:
1)香附子 又稱雷公草、莎草、梭梭草、胡子草、香胡子、三梭草、野韭菜等,是一種多年生莎草科雜草,位居世界十大惡性雜草之首。原產于印度,廣泛頒布于熱帶及亞熱帶,被報道發生危害之作物有52種,分布在92個國家。且其天敵未被同時引入和當地氣候環境之適宜,現今成為世界十大害草之一。廣泛分布于北緯45°以南的溫帶和熱帶地區,中國大部地區都有發生。
2)假高粱 又稱石茅、約翰遜草、宿根高粱,原產地中海地區,現在已傳入很多國家,偏布于歐洲、美洲、亞洲、非洲、大洋洲57個國家。其它國家均將其列入禁止輸入對象,列入進行嚴格對外檢疫對象。假高粱在我國仍屬局部分布,最近幾年有從進口的轉基因作物中入侵的現象。假高粱是谷類作物、棉花、苜蓿、甘蔗麻類等30多種作物田里的主要雜草。它不僅使作物產量降低,還是高粱屬作物的許多害蟲和病害的寄主。它的花粉可與留種的高粱屬作物雜交,給農業生產帶來很大的危害,被普遍認為是世界農作物最危險的雜草之一。
3)節節麥 主要分布歐洲。為害部位或傳播途徑:為田間有害雜草。隨小麥種子傳播。節節麥是小麥的伴生雜草,由于發生的環境條件一致,苗期形態相似,難以防除,危害極大。節節麥的生長習性不僅與小麥相似,而且出苗不一致,長勢兇猛,繁殖率高。
4)豚草 原產北美,現分布加拿大、墨西哥、美國、夏威夷、古巴、阿根廷、玻利維亞、巴拉圭、秘魯、巴西、智利、危地馬拉、牙買加、奧地利、匈牙利、德國、意大利、法國、瑞士、瑞典、日本、前蘇聯、澳大利亞及毛里求斯,目前也已入侵中國。該雜草生長繁茂,嚴重影響作物的生長。花粉能引起人患皮炎和枯草高熱病。隨小麥、大豆種子傳播。
5)加拿大一枝黃花 該屬植物全世界有約125種,主要分布于北美洲,少數分布于歐洲和亞洲;加拿大一枝黃花是外來生物,作為觀賞植物引種后逃逸變成雜草,并且是惡性雜草。在裸地上,第一年長出幾株或幾簇,第二、三年即連成片,抑制其他植物的生長,能迅速形成單生優勢,破壞入侵地的植被生態平衡。同時還蠶食棉花、玉米、大豆等旱地農作物和種植茭白的水田,嚴重影響這些農作物的產量和質量。
6)水葫蘆 屬雨久花科、鳳眼蓮屬植物。原產南美,目前廣泛分布于北美、非洲、亞洲、大洋洲和歐洲的至少62個國家。水葫蘆繁殖速度極快,生長時會消耗大量溶解氧,幾乎成了水生生物入侵的代名詞。我國境內分布的該種植物,是上世紀50年代以豬飼料名義引進的。
7)大米草 又稱食人草,多年生草本宿根植物。分布于丹麥、聯邦德國,荷蘭,法國、英國、愛爾蘭、新西蘭、澳大利亞、美國、中國。因其具有促淤造陸、固土綠化等作用,被一些國家廣為引進。既能生于海水、鹽土,也適應在淡水、淡土、軟硬泥灘、沙灘地上生長。分蘗力特別強,在潮間帶第一年可增加幾十倍到一百多倍,幾年便可連片成草場。大米草在灘涂瘋狂生長,導致沿海水產資源銳減。我國引入該植物,是上世紀70年代,以防止泥質海岸被海水沖刷為目的引進的,目前已入侵到北到遼東灣,南到北部灣廣闊的海岸線。
8)空心蓮子草 多年生莧科宿根性雜草,原產巴西,生命力強適應性廣,生長繁殖迅速,水陸均可生長。空心蓮子草主要在農田(包括水田和旱田)、空地、魚塘、溝渠、河道等環境中生長為害。空心蓮子草根系發達,地上部分繁茂,在農田中生長會與作物爭奪陽光、水分、肥料以及生長空間,造成嚴重減產。在田埂和田間成片生長影響耕作。
9)毒麥 禾本科黑麥屬的一年生草本植物,屬于田間常見的雜草,盛產于敘利亞和巴勒斯坦一帶。莖可以長到一米高,穗狀花序長達10~25厘米;穎果呈紫色。毒麥經常和重要的農作物小麥混生在一起。毒麥的外形非常類似小麥,然而其子粒中含有能麻痹中樞神經、致人昏迷的毒麥堿,被認為是惡性雜草。原生歐洲,近半個世紀傳入中國,為小麥田中常見的雜草。該植物系“擬態雜草”,難以清除,常與小麥一同被收獲和加工。它是一種在種子中含有毒麥堿的有毒雜草,人、畜食后都能中毒,未成熟的毒麥或在多雨季節收獲時混入收獲物中的毒性最大。
10)早熟禾禾本科一年生或越年生草本植物。別名稍草、小青草、小雞草、冷草、絨球草。我國南、北方多數省市均有分布,國外除熱帶國家均有分布。主要為害小麥、油菜、蔬菜、果樹等,為小麥田中的惡性雜草。
二、雜草是從哪里來的?
農田里的雜草是哪里來的?其實,他們原本就是農田的主人,是自然界中的一員,只不過人類將草原森林或濕地開辟成農田以后,那些大部分本地植物尤其是喬木、灌木和濕地植物被迫遷移或消失了,那些不愿意離開家園的雜草留了下來。雜草不甘心被人類消滅,而是選擇與人類的農田及一切空地生存的能力,他們繁殖大量的后代,從不挑地盤,只要有土壤,哪怕沒有土壤有一些塵土的地方如石頭縫,屋頂上都留下了他們的后代。除此之外,雜草還不斷使其遺傳物質增加,即表現為染色體多倍體化。多倍化是植物進化的主要驅動力量,多倍化在雜草起源與演化中起到了中的作用。多倍化促進了基因組水平與表型水平的進化,大大提高了雜草物種或群體生存競爭能力和繁殖擴展能力增加了其生態適應性,這一遺傳特性同時促使外來種在新生境中成功入侵進而轉變為雜草。
無獨有偶,不僅僅是農田,在城市里也有雜草的“近親”。早在上世紀80年代,筆者就關注了這種現象,在《植物學通報》上發表了有關觀察報告。如果說人類活動將自然植物改造成農田,造成的雜草進化,那么人類將農田改造成城市更加劇了這一過程。令人驚異的是,城市里的雜草與農村幾乎一致,正如人有些住在城市,有些住在農村,有些住在草原一樣。這些雜草生境的多樣性,造成了其控制困惑。對抗恐怕不是最佳的選擇,惟有與它們和諧相處。
早期筆者將城市中的雜草稱為伴人植物,也有人成為馴化植物。它們是借助人類活動傳播和擴大分布區的植物。伴人植物的分布,有些是人類有意識引入后野生化造成的;有些是人類活動無意識地造成它們的傳播,包括一些對人類有害的植物和農田雜草等。這些植物可以說很粘人:要么長者鉤如鬼針草;要么長者刺如蒼耳;要么自帶降落傘飛啊飛,如蒲公英;還有的具有美麗的花朵如田旋花,可以作為飼料,人類也就不那么討厭他們;更有狗尾巴草,其穗狀花序是很柔美的。世界各地的伴人植物具有不同的伴人植物區系。藜、豬毛菜等雜草在歐洲和北美都普遍分布,它們是歐洲移民帶到北美的;澳大利亞的維多利亞州有57種伴人植物來源于歐洲,11種來源于北非和中非,29種來源于南非,2種來源于亞洲。
用歷史的眼光看,在農業社會出現以后,雜草也就開始出現了。雜草不斷出現在歷史記載中,如《國風·鄭風》中《野有蔓》記載到:“野有蔓草,零露漙兮;有美一人,清揚婉兮;邂逅相遇,適我愿兮;野有蔓草,零露瀼瀼;有美一人,婉如清揚;邂逅相遇,與子偕臧”。而出現的這種叫曼草的雜草,竟然與相愛的美人聯系在一起,可見古人也并不多么討厭雜草。詩經多以民歌為主,其中的描述應當是古代勞動人民真實的觀察。其實,現代女孩子喜歡叫的薇的也疑似一種豆科的植物,在田間也是雜草。《漢書·西域傳上·罽賓國》中也有雜草的描述:“ 罽賓地平,溫和,有目蓿,雜草奇木,檀、櫰、梓、竹、漆。” 南朝梁江淹《草木頌·杉》有“”羣木歛望,雜草不窺”的記載。
非常具有幽默感的毛澤東主席十分了解雜草,他對各省市自治區黨委書記一次會議上提到雜草:“田里長著兩種東西,一種叫糧食,一種叫雜草。”其實,毛主席講這樣的話,要要他的高級領導干部們,多多到田里去,毛主席在骨子里是非常重視農業收成的。
三、古代人怎么防治雜草
在古代農書上,人們對雜草并非深惡痛絕。想必大家都非常熟悉下面這首詩“鋤禾日當午,汗滴禾下土,誰知盤中餐,粒粒皆辛苦”,就是描述古人鋤草草勞作場面的,至今這種技藝在一些發展中國國家還在使用,尤其中國偏遠的山區。對雜草的防治,古人竟然說“鋤禾”,禾是莊稼,怎么會除掉呢?原來,鋤草的“鋤”與除草的“除”不同,前者是給莊稼松土,兼切斷雜草地上與地下的聯系,同時切斷了土壤毛細管,起到控制雜草兼保墑的作用,這樣的農活農民一年要干好多次。過去農民一旦鋤頭拿上了手,就一直忙到收獲。
公元前二世紀《淮南子》中記載“籬先稻熟而農大褥之”; 2000多年前《孟子》篇中有“惡柵亂苗也”。這些描述都是提醒農人要根據雜草的習性進行控制,要提前預防,不使雜草泛濫。
田間雜草對農作物有很大影響,必須采取必要的措施保障豐收,為此中國古代農民發明了各種農具。周代已重視用工具“以薅荼蓼”的鋤草工作。《周記. 秋宮》中還提出了四種消滅雜草的方法,分春、夏、秋、冬四季運行,如全面施用,確實可收到效果。例如,夏季除草,把雜草地上部分全部刈割掉。夏天是植物生長發育最旺盛、消耗養分最多的時候,這時候除草,其光合作用停止,根失去養分,必然大部分死掉。這種滅草方法,近代有的地方還在使用。結合消除田間雜草,人們已明確知道綠肥的作用。雜草與莊稼一樣,也具有固碳、吸氮或固氮、吸鉀、吸磷的作用,其儲藏的營養物質完全可以通過一定的技術措施還田。“荼蓼朽止,黍稷茂止”。由于有機肥施用,才可能開始出現連作的“不易之田”,而雜草在某種程度上也起到一定的肥田作用。
四、化學除草及其影響
然而,古人采取的以人力為主的物理措施畢竟費力費事,現代農業多不愿采用,于是在工業革命以后人類發明了除草劑這種化學除草方法。化學除草可上溯到19世紀末期,在防治歐洲葡萄霜霉病時,偶爾發現波爾多液能傷害一些十字花科雜草而不傷害禾谷類作物;法國、德國、美國同時發現硫酸和硫酸銅等的除草作用,并用于小麥等地除草。有機化學除草劑,始于1932年選擇性除草劑二硝酚的發現。20世紀40年代2,4-滴的出現,大大促進了有機除草劑工業的迅速發展。1971年合成的草甘磷,具有殺草譜廣、使用方便的特點,是有機磷除草劑的重大突破。1980年時世界除草劑已占農藥總銷售額的41%,超過殺蟲劑而躍居第一位。
化學除草能夠發揮作用,是根據除草劑對作物和雜草之間植株高矮和根系深淺不同所形成的“位差”、種子萌發先后和生育期不同所形成的“時差”、以及植株組織結構和生長形態上的差異、不同種類植物之間抗藥性的差異等特性而實現的。20世紀70年代出現的助劑,用以拌種或與除草劑混合使用,聲稱可保護作物免受藥害,擴大了除草劑的選擇性和使用面。由種子萌發的一年生雜草,一般采用持效期長的土壤處理劑,在雜草大量萌發之前施藥于土表,將雜草殺死于萌芽期。防除根狀莖萌發的多年生雜草,則采用輸導作用強的選擇性除草劑,在雜草營養生長后期進行葉面噴施,使藥劑向下傳導至根莖系統,從而更好地發揮藥效。
化學除草具有高效、及時、省工、經濟等特點,適應現代農業生產作業,還有利于促進免耕法和少耕法的應用、水稻直播栽培的實現以及密植程度與復種指數的合理提高等。但大量使用化學物質對生態環境可導致長遠的不利影響。這就要求除草劑的品種和劑型向低劑量、低殘留的方向發展,同時力求與其他措施有機地配合,進行綜合防除,以減少施藥次數與用藥量。
除草劑應用大大豐富了人類餐桌上的食物,目前人類食用的主糧、水果、蔬菜,乃至中草藥都難于逃離除草劑的影子。然而,這種科技進步是有代價的,這就是食物鏈有可能被污染,譬如市場上暢銷的抗草甘膦轉基因大豆油、玉米油、油菜籽油;含轉基因大豆蛋白與轉基因大豆油的國內外知名品牌嬰幼兒配方、孕婦營養食品;轉基因豆制品、豆漿粉等,添加轉基因大豆蛋白的火腿腸、香腸、餃子等一系列冷凍食品、面包以及兒童喜愛的蛋糕、餅干;一些洋快餐用轉基因油炸的食品、轉基因豆漿、喂養轉基因大豆、玉米家禽、家畜的肉等食品,皆可能讓一萬億分之一超低微量濃度的殘留草甘膦進入人類腸道,通過腸壁血液循環系統進入體內所有器官,進入孕婦體內的胎兒,種下“母細胞瘤”的種子!這就是前面我們提到了人類在沒有終結雜草之前,雜草通過其頑強的抗性,可能借助于人類發明的轉基因技術提前終結人類的原因。
除草劑對健康的影響甚于殺蟲劑,有些農村婦女或女孩想不開,誤將除草劑當農藥喝下去,救回的可能性很小。某省有全國最著名的除草劑中毒醫院,估計很多受害者是聽信了某些農藥代言人聲稱的除草劑的毒性很小,“比食鹽還安全”的錯誤信息而命喪黃泉的。
今天的農活則是噴霧器一旦背上了肩,就一直到收獲。除草劑除草只管滅殺雜草,而不管土地,也不會關心除草劑對于人類食物鏈的污染,噴灑除草劑這個農活本身就是很有健康風險的。除草劑的毒性很強,幾十米遠的地方飄過來的除草劑對那些敏感植物還有殺傷作用,打除草劑那幾天,村里的農民都不敢開窗戶。
五、除草劑種類知多少
除草劑可按作用方式、施藥部位、化合物來源等多方面分類。氯酸鈉、硼砂、砒酸鹽、三氯醋酸對于任何種類的植物都有枯死的作用,但由于這些均具有殘留影響,所以不能應用于田地中。選擇性除草劑特別是硝基苯酚、氯苯酚、氨基甲酸的衍生物多數都有效,其中有O-異丙基-N-苯基氨基甲酸、二硝基-O-甲酚鈉等。具有生長素作用的除草劑最著名的是2,4-D,認為它能打亂植物體內的激素平衡,使生理失調,但對禾本科以外的植物卻是一種很有效的除草劑。一般認為這種選擇性是決定于植物的種類對2,4-D解毒作用強度的大小,或者由于2,4-D的濃度因植物種類的不同而有差異。
下面介紹一下農田常用的除草劑:
1)乙草胺,別名乙基乙草安,禾耐斯,消草安;化學名稱:2,-乙基-6,-甲基-N-(乙氧甲基)-2-氯代乙酰替苯胺;分子式:C14H2OClNO2;熔點0℃,蒸氣壓4.53nPa (25℃),沸點162℃/7mmHg,比重1.1358(20℃),水中溶解度223mg/L(25 ℃),溶解在多種有機溶劑中。20℃時年內不分解。
2)甲草胺又名拉索,澳特拉索,草不綠,雜草鎖;化學名稱:α-氯代-2,6,-二乙基-N-甲氧基甲基乙酰替苯胺;分子式:C14H2OClNO2。原藥為乳白色晶體,熔點39.5-41.5 ℃,沸點100℃(0.02mmHg),蒸氣壓2.9mPa(25℃),比重1.133(25 ℃),水中溶解度 242mg/L(25℃),能溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿等有機溶劑,分解溫度105 ℃,在強酸強堿條件下分解。
3)丁草胺又名馬歇特,滅草特,去草胺,丁草鎖;化學名稱:2,6-二乙基-N-(丁氧甲基)-氯乙酰替苯胺;分子式:C17H26ClNO2。琥珀色液體,熔點-5 ℃,沸點156℃/0.5mmHg,蒸氣壓0.6mPa(25 ℃),比重1.070(25℃),對鋼腐蝕,溶于大多有機溶劑,包括醋酸乙酯、丙酮、乙醇、苯、已烷等,165℃時分解,對光穩定。
4)莠去津又名阿特拉津,莠去盡,阿特拉嗪,園保凈;化學名稱:2-氯-4-乙胺基-6-異丙氨基-1,3,5-三嗪;分子式:C8H14ClN5。理化性質:純品為白色粉末,熔點175.8℃,蒸氣壓0.039mPa(25℃),密度1.187(20 ℃),20 ℃ 時的溶解度為:水33mg/L 、氯仿 28g/L 、丙酮 31g/L 、乙酸乙酯 24g/L 、甲醇15g/L。在中性、弱酸、弱堿介質中穩定。
5)2,4-D丁酯又名2,4-滴;化學名稱:2,4-二氯苯氧基乙酸;分子式:C8H6Cl2O3。純品為無色油狀液體,沸點169℃/2mmHg,比重1.2428,原油為褐色液體,20℃時比重1.21,沸點146-147℃,難溶于水,易溶于多種有機溶劑,揮發性強,遇堿分解。
6)異丙甲草胺 又名都爾,稻樂思;化學名稱:2-乙基 6-甲基-N-(1,-甲基-2,甲氧乙基)氯代乙酰替苯胺;分子式:C15H22ClNO2。理化性質:無色到淺褐色液體,沸點 100 ℃、0.001mmHg、蒸氣壓4.2mPa(25 ℃),密度1.12(20℃),溶解度水488mg/L(25℃),與苯、二甲苯、甲苯、辛醇和二氯甲烷、己烷、二甲基甲酰胺、甲醇、二氯乙烷混溶,不溶于乙二醇、丙醇和石油醚,300℃以下穩定,強酸、強堿下和強無機酸中水解。
7)撲草凈 其他中文名:撲蔓盡,割草佳,撲滅通;化學名稱:4,6-雙(異丙氨基)-2-甲硫基-1,3,5-三嗪;分子式:C10H19N5S。白色粉末,熔點118-120 ℃,蒸氣壓0.169mPa(25℃)(OEOD-104),密度 1.157(20℃),溶解度水33mg/L(25 ℃),丙酮300,乙醇140,己烷6.3,甲苯200,正己醇110(g/L,25℃),20℃中性介質,微酸和微堿介質中穩定,熱酸和堿中水解,紫外光下分解。
8)二甲戊靈又名除草通,二甲戊樂靈,施田補,胺硝草;化學名稱:N-(1-乙基丙基)-2,6-二硝基-3,4二甲基苯胺;分子式:C13H19N3O4。橙色晶狀固體,熔點 54-58℃,沸點為蒸餾時分解,蒸氣壓4.0mPa(20℃),密度1.19(25℃),Kow152000,溶解度水0.3mg/L(20℃),丙酮700,二甲苯628,玉米油148,庚烷138,異丙醇77(g/L,26℃),易溶于苯、甲苯、氯仿、二氯甲烷、微溶于石油醚和汽油中,5-130℃貯存穩定,對酸堿穩定,光下緩慢分解,DT50水中小于21天。
9)百草枯又名克蕪蹤,對草快;化學名稱:1,1,-二甲基-4,4,聯吡啶陽離子;分子式:C12H14N2Cl2。理化性質:無色,吸濕性晶體,熔點約300℃(分解),蒸氣壓<0.1mPa,密度1.24-1.26(20℃),溶解度700g/L(20℃),幾乎不溶于大多數有機溶劑,中性和酸性介質中穩定,在堿性介質中迅速水解,在水溶液中、紫外光照下發生分解。
10)精喹禾靈又名精禾草克;化學名稱:R-2-[4-(6-氯喹喔啉-2-基氧)苯氧基];分子式:C19H17ClN2O4。理化性質:淡褐色結晶,熔點76-77℃,沸點220/26.6Pa,密度1.35g/cm2,蒸氣壓110nPa(20℃),溶解度0.4mg/L(20℃),溶劑中溶解度(20℃),丙酮650,乙醇22,己烷5,甲苯360(g/L,20℃),PH9時半衰期20h,酸性、中性介質中穩定,堿中不穩定。
11)2甲4氯化學名稱:2-甲基-4-氯苯氧乙酸;分子式:C9H8Cl103-Na。無色結晶,熔點119-120.5℃,蒸氣壓2.3*10(-5)Pa(25℃),溶解度水734mg/L(25℃)、乙醇1530、乙醚770、甲醇26.5.二甲苯49.庚烷5g/L(25℃)。
12)咪唑乙煙酸又名普殺特,咪草煙,豆草唑,普施特,滅草煙;化學名稱:5-乙基-2-(4-異丙基-4-甲基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基)-2-吡啶羧酸;分子式:C15H19N3O3。無色結晶,無臭味,熔點169-174℃,蒸氣壓<0.013mPa(60℃),25℃溶解度水1.4g/L,丙酮48.2.二氯甲烷185.二甲亞楓422.庚烷0.9g/L、甲醇105g/L、異丙醇17g/L、甲苯4g/L,日光下迅速降解。
13)氟磺胺草醚又名虎威,北極星,氟磺草,除豆莠;化學名稱:5-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]-N-(甲基磺酰基)-2-硝基苯酰胺。理化性質:無色晶體,熔點220-221℃,蒸氣壓<0.1mPa(50℃),密度1.28g/ml(20℃),溶解度水(mg/l,20 ℃)約50, <10(PH1-2),>600(PH7)(20℃,mg/l),50℃下保存6個月以上,見光分解,酸堿介質中不易水解。
14)異惡草松又名廣滅靈;化學名稱:2-(2-氯芐基)-4,4-二甲基異惡唑-3-酮;分子式:C12H14ClNO2。無色透明至淺褐色粘稠液體,熔點25℃,沸點275℃,密度1.129(20℃),蒸氣壓19.2mPa(25℃),水中溶解度1.1g /l(25℃),可與丙酮、乙腈、氯仿、環己酮、二氯甲烷、甲醇、甲苯等相混。常溫下貯存至少2年, 50℃可保存3個月。
15)草除靈又名:高特克,乙酯;化學名稱:4-氯-2-氧代-3(2H)苯并噻唑乙酯;分子式:C11H10ClNO3S。無色晶體固體,熔點79.2℃,蒸氣壓0.37mPa(25℃),密度1.45(20℃),溶解度(20℃),水47mg/L,丙酮229mg/L,二氯甲烷603mg/L,乙酸乙酯148mg/L,甲醇28.5mg/L,甲苯198mg/L,300℃以下以及酸和中性溶液中穩定。
16)草甘膦 又名農達。化學名稱:N-(膦酸甲基)甘氨酸;分子式:C3H8NO5P;白色粉末;熔點和沸點230℃。市售草甘膦有30%、46%水劑、30%、50%和65%、70%可溶粉劑。74.7%、88.8%草甘膦銨鹽可溶粒劑和98%、95%草甘膦原藥。由于草甘膦與抗草甘膦轉基因作物捆綁使用,該類除草劑可能是人類使用的最多的化學除草劑。
17)高效蓋草能又名精吡氟禾草靈、精蓋草能、高效吡氟。芳氧苯氧丙酸類苗后莖葉處理除草劑。對人、畜低毒,對眼睛和皮膚有輕微刺激。高效蓋草能一般作莖葉處理,當藥劑噴于雜草上之后,能很快被吸收和傳導到整株植物,抑制莖和根的分生組織,使雜草停止生長而死亡,由于高效蓋草能殘效期長,當藥劑落入土壤中之后,易被雜草根部吸收,所以對雜草種子也有一定防除效果。用藥后,一般在夏天1周見效,冬季20天才能見效。
六、物理除草
凡是采取人力或機械力方法進行的除草方式,我國自古到今采取的鋤頭除草就是典型的物理除草方式,而今在鋤頭基礎上發明了機械除草。物理除草常見有以下幾種:
1)人工除草 包括手工拔草和使用簡單農具除草。耗力多、工效低,不能大面積及時防除。現都是在采用其他措施除草后,作為去除局部殘存雜草的輔助手段。
2)機械除草 使用畜力或機械動力牽引的除草機具。一般于作物播種前、播后苗前或苗期進行機械中耕耖耙與覆土,以控制農田雜草的發生與危害。工效高、勞動強度低。缺點是難以清除苗間雜草,不適于間套作或密植條件,頻繁使用還可引起耕層土壤板結。
3)物理除草 利用水、光、熱等物理因子除草。如用火燎法進行墾荒除草,用水淹法防除旱生雜草,用深色塑料薄膜覆蓋土表遮光,以提高溫度除草等。
傳統的物理鋤草方式,隨著大量農民工進城,勞動力的短缺,而逐漸減少了,在美國,這種古老的技術恐怕徹底消失了。在中國只有五十歲以上的老農民還會鋤草。現在使用的是什么技術呢?就是除草劑。可是大量使用除草劑,雜草并沒有控制住,相反,雜草年年用藥,年年發生,甚至美國使用了抗除草劑的轉基因技術后,農田里出現了“超級雜草”。
七、生態除草
生態控草就是根據雜草的生態習性采取的除草方式,這是解決雜草問題的有效途徑之一。直根系的雜草甚至某些多年生雜草在繁衍生長以前被拔出,可收到良好的效果。在我國農村,相對于其他復雜、昂貴的除草措施,人工除草簡單實用,效果徹底,為廣大農民所接受。有研究認為,保持農田一定的雜草生物多樣性,在控制害蟲、保護天敵、防止土壤侵蝕、維持生態系統功能等方面,發揮著重要的作用,因此有必要對雜草的生物多樣性給予適當保護。人工除草雖然是一種較環保的除草方式,但勞動投入高,化學除草雖然成本較低,但容易造成嚴重的環境污染,為解決兩者之間的矛盾,就必須采取合理的除草措施,使農田雜草既能得到控制,又能維持較高的生物多樣性,維持較高的經濟效益。
為什么農田里的雜草難以防治,甚至除草劑除出了“超級雜草”?這是與雜草的生態習性有關的。農田雜草大都是一年生植物,它們屬于機會主義者,一有空間就去占領,它們對養分需求不高,也不挑地段,無論是貧瘠的荒地還是肥沃的耕地,即便是人類不斷踩踏的田埂上,它們都會繁殖,并通過多種方式把種子散播到土壤里。那些埋在土壤里的雜草種子,一般很難除掉,除草劑對它們毫無辦法,即使用火燒,地上的部分燒光了,但種子還保留在地下,所謂“野火燒不盡,春風吹又生”。
生態除草僅斬草除根還不夠,還要從種子上控制,就是待雜草結實后人工去除。具體怎么做呢?一是要控制種源,不使其結果實,在成熟前后治理;二是以草治草,如人工播種有肥效作用的一年生豆科草本植物占據雜草的生態位;三是秸稈覆蓋,利用秸稈中的生化物質對雜草實施抑制;四是人工拔草喂牛羊,但前提是農田里不能有農藥,不能有除草劑。沒有農藥和除草劑的鮮草,食草動物如牛、羊、驢、兔、鵝,甚至豬是非常喜歡的。小時候,農田里的雜草很少,哪里去了呢?竟然是被我們這些孩子加上部分婦女控制住了。孩子放學后,背上筐就去拔草或刨草,1000畝地里的雜草還不夠生產隊40頭牛填飽肚子的,再加上青壯勞動力反復鋤草,在人民公社期間,根本沒有聽說過雜草危害這樣的事情。
農業從來都不是一個偷懶的產業,如果盲目像工業生產那樣提高效率,發展懶人農業,那么生存健康問題就會隨之而來。2013年6月8日,美國《食物與化學毒理學》公布泰國科學家驚人的實驗結果,與抗草甘膦轉基因大豆、玉米、油菜捆綁使用的草甘膦除草劑農達中的活性成分草甘膦,具有雌激素作用,而且在一萬億分之一超低微量濃度范圍促進乳房癌細胞增殖。泰國科學家的該項研究,有助于解釋法國科學家不久前做過的長期喂養極微量草甘膦除草劑與轉基因玉米研究中,發現巨大的乳房腫瘤的致癌機制。該項發現打破了過去認為“有毒有害物質殘留量低于某濃度水平無害”的錯誤認識,揭示了草甘膦這樣的有毒有害物質,恰恰在過去難以想像一萬億分之一超低微量范圍,具有很強的內分泌干擾、性激素干擾作用。
生物除草除了人力(也是一種安全的生物力)之外,還可利用昆蟲、禽畜、病原微生物和競爭力強的置換植物及其代謝產物防除雜草。如在稻田中養魚、鴨防除雜草,20世紀60年代中國利用真菌作為生物除草劑防除大豆菟絲子,澳大利亞利用昆蟲斑螟控制仙人掌的蔓延等。生物除草不產生環境污染、成效穩定持久,但對環境條件要求嚴格,研究難度較大,見效慢。
采用一定的技術措施,在較大面積范圍內創造一個有利于作物生長而不利于雜草繁生的生態環境,是生態除草的另一種對策。如實行水旱輪作制度,對許多不耐水淹或不耐干旱的雜草都有良好的控制作用。在經常耕作的農田中,多年生雜草不易繁衍;在免耕農田或耕作較少的茶、桑、果、橡膠園中,多年生雜草蔓延較快,一年生雜草則減少。合理密植與間作、套種,可充分利用光能和空間結構,促進作物群體生長優勢,從而控制雜草發生數量與為害程度。最近,筆者到中亞的烏茲別克斯坦現場考察,該國采取棉田冬灌、冬前深翻等技術措施控制雜草,都是切實可行的措施,非常值得我國借鑒。
生態除草強調的是綜合防治。農田生態受自然和耕作的雙重影響,雜草的類群和發生動態各異,單一的除草措施往往不易獲得較好的防除效果;同時,各種防除雜草的方法也各有優缺點。綜合防除就是因地制宜地綜合運用各種措施的互補與協調作用,達到高效而穩定的防除目的。一些國家以生態學為基礎,對病、蟲、雜草等有害生物進行綜合治理,研究探索在一定耕作制條件下,各類雜草的發生情況和造成經濟損失的閾值,并將各種除草措施因地因時有機結合,創造合理的農業生態體系,有可能使雜草的發生量和危害程度控制在最低范圍內,保證作物持續高產。
八、生態除草成功案例
2016年,國慶長假期間,筆者在弘毅生態農場指導學生實驗。一天,為我們種植有機主糧的農民蔣慶禮興奮地告訴我一個好消息:“這下雜草徹底治服了,玉米只耪了一遍半!”且慶禮信心十足地表示,明年只鋤一遍草就可能成功,因為今年留下的雜草種子很少了。
生態控草是解決雜草問題的有效途徑之一。人工拔草和鋤草都是古老的除草方法,至今仍不失為一種有效的方法。然而,傳統的人工鋤草方式,隨著大量農民工進城,勞動力的短缺,而逐漸減少了。在美國,這種古老的技術恐怕徹底消失了。在中國,只有五十歲以上的老農民還會鋤草。
為控制農田雜草,弘毅生態農業科研團隊歷時十年,經歷了多次失敗后,尋找了一種既經濟可行且環保的雜草控制方案,這就是“竭庫、斷流、把握時機”,科學解決了有機種植過程中的雜草管理難題。
竭庫:使耕地里的種子反復多次萌發,生長出來后不使結實,留不下后代。農田雜草大都是一年生植物,它們屬于機會主義者,一有空間就去占領,它們對養分需求不高,也不挑地段,無論是貧瘠的荒地還是肥沃的耕地,即便是人類不斷踩踏的田埂上,它們都會繁殖,并通過多種方式把種子散播到土壤里。那些埋在土壤庫里的雜草種子,一般很難除掉,除草劑對它們毫無辦法,即使用火燒,地上的部分燒光了,但種子還保留在地下,所謂“野火燒不盡,春風吹又生”。因此,弘毅生態農場采取科學的辦法,在早期預防雜草,將土壤中的雜草種子庫不斷使其萌發,不斷去除,直到基本干凈。這個過程調整成功約需2-3年時間。
斷流:實現土地聯產成包后,土地分給了農民個人,種什么如何種就有農民個人說了算。有些農民圖省事,暫時用除草劑抑制了自家里的雜草,但并沒有除根,后期還會萌發;且外面的雜草種子還會源源不斷地供應,尤其是公共的地方如道路兩旁、田間地頭、與地壟上雜草依然存,個人自掃門前雪,公共地上的雜草沒有去管理。必須將外來的“種子雨”截獲,不使其進入農田,不使其補充種源。為此,我們設計了喬灌草相結合以本地森林群落為主的農田防護林帶,最窄處5米,最寬約10米。為增加經濟效益,喬木種植柿子、山楂、杏、蘋果、核桃,混以旱柳、榆樹、洋槐、國槐、銀杏;灌木則種植花椒、紫荊、紫穗槐、連翹、月季、繡線菊等,草本植物種植麥冬、黃花菜等。森林帶有效地抑制了雜草在農田邊緣的生長,外來的種子不能越過防護林帶。除有效阻隔雜草外,該森林帶還為鳥類提供了良好的棲息地,兼具有防護害蟲和引誘蚜蟲的功能。
把握時機:農田雜草具有超強的生長能力,在長期與莊稼競爭過程中,已基本適應了人類干擾。在莊稼幼苗生長之初,雜草生長快,失控后治理難度增加數倍。留學生Mahmud觀測到與玉米高度差不過的牛筋草,高度達2米。因此,掌握合理的雜草控制時間非常關鍵,一般在雜草雨季來臨之前、雜草剛露頭,幾乎看不到雜草時就要處理。較為繁殖的寶貴人工就用在這個時候。最好是選擇晴天的早上,鋤過的雜草被太陽曬死。為保證除草效果,第二天在補一次,這時用工很少,這就是農民說“鋤半遍”的意思。經過早期干預,莊稼封壟后的雜草幾乎沒有成災的可能了。
我們有過多次控制雜草失敗的教訓,由于沒有掌握合適的機會,雜草長勢兇猛,雨季來臨后的雜草更難控制,僅玉米茬曾用6遍人工處理雜草。為此農民嘲笑我們:“蔣老師讓我們回到了解放前”。今天,蔣家莊的村民看到我們成功控制雜草,也打心底里服了。
由于弘毅生態農場杜絕化肥、農藥、農膜、除草劑、人工合成激素、轉基因種子使用,大量使用自制有機肥,土地松軟,早期人工除草非常省力,鋤頭輕輕一劃即可連根除掉雜草。在這樣的農田上除草比在板結的土地上省力不少,除草一畝地用一個工。一個生長季下來,單季除草的人工成本可控制在105元以內,小麥玉米兩季210元。如今后實現兩季除草2遍,則成本還有下降的空間。
對于果園雜草,我們采取的辦法是“以草治草”,栽植三葉草、蛇莓等占領雜草生態位,或用機器割除雜草,使其為果樹增加養分、保持水土、降低溫度的多重功效。在果園里,雜草徹底“變害為利”。
弘毅生態農場用物理+生物方法控制蟲害,成本為57.6元(含誘蟲燈折舊費),由于耕地健康,莊稼幾乎不生病,殺菌藥可省略。這樣,困惑有機種植的病蟲草害總成本已降低到267.6元,該成本占農民總有機農業收入的不足5%。
弘毅生態農場之所以能夠實現上述治草成果,除了技術創新外,城市消費者的貢獻是很大的。即消費者的現金帶動了農民用更加環保更加健康的辦法對待土地,是健康的商業模式帶動了環境保護,帶動了大學生就業,帶動了全民大健康工程實施。
作者:蔣高明,山東平邑人,中國科學院植物研究所研究員、中國科學院大學教授。
中國鄉村發現網轉自:蔣高明科學網博客 2016-12-31
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