芽前除草剂和氮肥联合施用对纯雌野牛草草坪建植的影响

郭丽珠， 范希峰， 滕 珂， 滕文军， 温海峰， 岳跃森， 张 辉， 武菊英

(北京市农林科学院草业花卉与景观生态研究所， 北京 100097)

野牛草(Buchloedactyloides)是优良的暖季型草坪草，原产于北美中部温带和亚热带半干旱地区，因其具有极强的抗逆、抗病能力，在园林绿化、边坡植被恢复等方面应用广泛[1-2]。铺草皮、营养枝和种子直播是野牛草草坪建植的主要途径，其中野牛草种子建坪的速度较慢、形成的草坪质量较差，限制了野牛草的应用范围；而利用野牛草的地上匍匐茎进行无性繁殖，分株扦插成活率可达 60%以上，迅速形成地面覆盖[3]。近年来研究表明野牛草是一种非常适用于机场飞行区鸟害防治的草种，其植株低矮、叶片细，在飞行区生长优势明显，可以快速形成单一的绿地生态系统，减少机场鸟类活动[4-5]。由于机场飞行区对草坪草的要求不同于常见草坪草应用场景，而雌雄异株的生物学特性使得野牛草单性别植株草坪的建植成为了可能，通过野牛草单性别植株草坪的建植可以极大地减少草坪草结实、切断和阻遏机场小环境内食物链的营养传递，降低机场鸟击发生概率。通常，野牛草进入花期后，雄株的花轴高于株丛，花粉成熟后草坪呈现明显的黄色，影响野牛草草坪景观效果，而雌株则无此问题。同时，还有研究表明野牛草雌株匍匐茎的生长能力要强于雄株[6-7]、对锈病的抗性更强[8]，因此建植纯雌株野牛草草坪可能比现存混合性别野牛草草坪具有更多的优点，但至今对纯雌株野牛草草坪建植相关研究甚少。

草坪建植初期通常伴随着杂草的生长，因适应性强、生长迅速，杂草常与草坪草竞争水、养、光等资源从而影响草坪建植效果、导致草坪质量下降[9-10]。野牛草分株移栽后最大的障碍是杂草的控制，因而及时控制草坪杂草十分必要。化学防治是常用的杂草防治手段，除草剂可以根据作用方式、传导性能、化学结构等的异同划分为不同的类别，其中根据用药时期不同，可以将除草剂划分为芽前和芽后除草剂2种类型[11]。国外对野牛草草坪建植和养护管理过程中芽前和芽后除草剂的选择评估做了较为系统的研究[12]，国内学者也筛选出适宜于野牛草初建草坪的苗后茎叶除草剂[13]，但对芽前除草剂的关注并不多。氨氟乐灵是目前使用最为广泛的草坪专用芽前封闭除草剂，它主要通过抑制已萌芽的杂草种子的生长发育来控制杂草，可用于百慕大(Cynodondactylon(Linn.) Pers.)、结缕草(Zoysiajaponica)、剪股颖(AgrostiscaninaL.)等多种成坪草坪中防除禾本科杂草和阔叶杂草，然而其对野牛草的安全性和杂草的防除效果如何目前并无报道。此外，虽然野牛草抗逆性强，对土壤养分的要求不高，但前人研究表明适当的氮肥管理可以促进野牛草的生长、加快野牛草草坪建植速度、提高野牛草草坪质量[14-16]。施用除草剂和氮肥作为建植草坪过程的必要措施，影响草坪建植的成功与否。除草剂与氮肥在实际作业中常常联合施用，这主要是因为：首先，除草剂消灭了与草坪草争水、争肥、争光的杂草，保护了草坪草；其次，由于土壤中施加了除草剂，可能对土壤微生物产生危害，进而影响土壤养分的释放，为了及时提供草坪草生长所需的养分，所以施加尿素以满足草坪草生长对养分的需求[17]。鉴于目前野牛草草坪建植过程中除草剂与氮肥联合施用的研究缺乏，文章在验证芽前除草剂氨氟乐灵对野牛草草坪杂草控制的基础上，探讨其与尿素协同作用影响纯雌株野牛草草坪建植效果的可能性，旨在为野牛草纯雌株草坪快速建植、提高草坪质量提供实践依据。

1 材料与方法1.1 试验地概况

试验区位于北京市昌平区国家精准农业试验示范基地，40°10′36″ N，116°26′13″ E，海拔 36 m。温带季风气候，月均温-2.9～26.7℃；年降水 544.8 mm，其中 55.7%发生于 7，8两月；空气相对湿度 8月最高，为 73.6 %[18]。

1.2 试验设计

从课题组自建野牛草资源圃选取长势良好的野牛草雌性单株一株，通过分株克隆繁殖，获得了大量遗传背景一致、基因型相同的同一性别无性系群体作为试验材料。供试药剂为 65% 氨氟乐灵(prodiamine)，商品名:拔绿，先正达(中国) 投资有限公司生产。试验设氨氟乐灵浓度、尿素浓度(普通尿素，46.4% 氮)两个因素，其中芽前除草剂浓度为0，600，1 200 g·hm-2氨氟乐灵(分别为A1，A2，A3)，尿素浓度为0，4，16 g·m-2纯氮浓度(分别为B1，B2，B3)。试验采用完全区组试验设计，共 9个处理(表1)，每个处理重复 3次，共 27 个小区。每个小区面积 2 m×1 m=2 m2。每个小区之间间隔 1 m，防止小区之间串水串肥。处理前选取地力均匀的试验场地进行疏松平整，不施用任何底肥。2021年5月 14 日，取新鲜健康的克隆分株人工移栽在田间，分株密度为16株·m-2，分株移栽后压实土壤并浇水。移植后统一管理，在匍匐茎重新开始生长前保证土壤湿润，5月20日进行封闭剂处理，处理约20天后进行第一次杂草调查、及时补苗，再一个月后进行第二次杂草调查。由于7月持续降水，第二次杂草调查后小区内杂草丛生，因此在杂草调查完后对所有小区进行除草处理，后进行氮肥处理，直至9月13日进行成坪调查，试验结束。

表1 除草剂与尿素混施组合Table 1 The combinations of herbicide and urea

1.3 测定指标及方法

1.3.1杂草调查 移苗死亡率统计每个小区内移栽分株未存活(死亡)数量，将分株死亡数量除以分株移栽数量(32株·(2 m)-2)，获得移苗死亡率。

杂草盖度采用网格法对各小区盖度进行测定，以百分数表示。

杂草物种数在小区内设置0.5 m×0.5 m的样方，统计样方内出现杂草的物种数。

杂草数量统计样方内出现所有杂草的数量。

1.3.2成坪调查 株高在每个小区随机选取三个样点，用卷尺测定样点所在植株自然高度，取三点均值作为该小区植被高度。

盖度采用网格法对各小区盖度进行测定，以百分数表示。

生物量在小区内设置0.1 m × 0.1 m的样方，齐地修剪该样方的地上生物量，带回实验室烘干至恒重，称其干重，计算单位面积生物量。

1.4 数据整理与分析

采用Excel 2016 对试验数据进行整理，使用R语言进行数据统计分析。不同处理之间的显著差异采用单因素方差分析，事后分析采用LSD多重比较方法，利用双因素方差分析对两种处理(氨氟乐灵和尿素)是否存在交互作用进行分析，最后利用聚类分析方法对不同处理的成坪效果进行综合评价。

2 结果与分析2.1 杂草调查

从第一次杂草调查的结果可以看出，氨氟乐灵处理效果显著大于对照处理(图1)。虽然A2和A3处理的移苗死亡率、杂草盖度、杂草数量及杂草物种数之间没有显著差异，但是从数值的绝对大小来看，A3处理的效果仍优于A2。

第二次杂草调查的结果不如第一次杂草调查效果那么明显(图2)。除了A3处理的杂草盖度显著低于对照处理(图2A)，不同氨氟乐灵浓度处理对杂草数量和杂草物种数没有造成显著差异(图2B，2C)。然而，A3处理的数值绝对大小仍然是三种氨氟乐灵浓度处理中的极值，表明A3处理效果仍是最好。

图1 氨氟乐灵对野牛草分株存活、杂草的封杀效果(第一次调查)Fig.1 Effects of prodiamine on buffalograss ramets survival and weed control (first survey)注：不同小写字母表示0.05水平上的显著差异。下同Note:Different letters indicate significant differences at the 0.05 level. The same as below

图2 氨氟乐灵对杂草的封杀效果(第二次调查)Fig.2 Weed control effect of prodiamine (second survey)

2.2 成坪调查

从草坪的株高、盖度、生物量以及杂草数量和杂草物种数对雌性野牛草草坪建植效果进行调查评价(表2)。研究结果发现：无芽前除草剂处理组A1B1和A1B2的株高在所有处理中最矮，而A2B1处理的株高最高；无芽前除草剂处理组A1B1和A1B2的盖度也是最小，而剩余处理组之间没有显著差异；A1B1处理的生物量最小，而A3B3处理的生物量最大；同样，A1B1处理的杂草数量和杂草物种数最大，而高浓度氨氟乐灵及尿素处理的杂草数量和杂草物种数显著小于A1B1。总的来说，A1B1处理的效果最差，但其他处理的效果在不同指标上表现并不一致。因此，进一步利用聚类分析综合评价不同处理的效果。从聚类分析结果(图3)可以看出9个处理一共被聚成3大类：A1B3，A3B1，A1B1和A1B2聚成一簇；A2B1单独为一簇；A2B3，A3B2，A2B2以及A3B3聚成一簇，说明尿素和氨氟乐灵结合处理的小区(A2B3，A3B2，A2B2，A3B3)成坪效果明显区别于未施氨氟乐灵或尿素的小区(A1B3，A3B1，A1B1，A1B2，A2B1)成坪效果。最后，双因素方差分析结果(表3)表明尿素与氨氟乐灵两种因素之间没有交互作用，两种因素分别对雌性野牛草克隆分株成坪效果有显著影响。其中尿素对草坪生物量影响大于氨氟乐灵，而氨氟乐灵对草坪盖度、杂草总数、杂草物种数影响均大于尿素。

表2 成坪调查结果Table 2 Survy results of turf establishment

表3 双因素方差分析氨氟乐灵、尿素及其交互作用对成坪的影响Table 3 Two-way analyses of variance (ANOVA) for effects of prodiamine,urea and their interactions on turf establishment

图3 成坪调查结果聚类分析Fig.3 Clustering analysis of turf establishment investigation

3 讨论

杂草防治对任何草坪建植初期尤为重要，杂草不仅与草坪草植株争肥水，还是许多草坪病虫害的转寄主，对草坪快速建植与草坪质量有直接影响。氨氟乐灵是二硝基苯胺类除草剂，主要作用方式为抑制纺锤体形成，从而抑制细胞、根系和芽的生长[19]。氨氟乐灵也是目前使用最广泛的草坪专用芽前封闭除草剂，它不仅可有效防除结缕草、假俭草(Eremochloaophiuroides)草坪的大部分杂草，同时不会影响黑麦草(Loliumperenne)、假俭草等草坪草的生长[20-22]。本研究结果表明，氨氟乐灵用于野牛草草坪杂草防治同样安全有效，推荐用量为有效成分 600 ～ 1 200 g·hm-2。但值得注意的是，当氨氟乐灵的施用量超过推荐数值时，会严重影响野牛草无性克隆分株的生根功能(未发表数据)。第二次杂草调查的结果远不如第一次，除了A3处理的杂草盖度显著低于对照，三种浓度处理在杂草数量和杂草物种数上差异并不显著，这主要是因为2021年6月下旬至7月发生持续降水，致使试验农田田间持水量饱和，充分刺激了田间杂草种子的萌发与生长，致使氨氟乐灵后期效果欠佳。通径分析玉米田杂草发生与环境因子的关系，结果表明降水、日照时数对杂草的发生以直接影响为主[23]；同样，空气湿度、降水、日照时数对狗牙根草坪杂草的出苗也以直接影响为主[24]。这些都说明杂草的发生不仅与田间条件、杂草管理方式有关，还与环境因子息息相关。因此在草坪建植过程中，还需注意如降雨等环境因子对建植产生的影响，避免发生额外的除草处理(如人工除草)。此外，虽然Li等[25]研究表明氨氟乐灵处理对试验中2种野牛草(品种Bowie和Sundancer)均产生明显伤害，本研究结果表明施药后野牛草草坪草未发现药害症状，野牛草生长状况良好，这可能与研究中使用的植物材料有关，Li等研究中使用了种子发芽而成的幼苗，而幼苗通常对除草剂很敏感、易受伤害。

此外，施肥是保障草坪草正常生长、维持和提高草坪质量的重要措施[26-27]，研究表明野牛草草坪综合质量随氮肥用量的增加而明显提高[14-16]。本研究结果表明施尿素后，野牛草的株高、盖度和生物量有所提高，但并不显著，这主要仍与试验期间持续降水有关。双因素方差结果表明尿素显著影响草坪生物量以及杂草总数量，其中对生物量的影响大于氨氟乐灵，而氨氟乐灵除了对株高没有显著影响之外，对草坪盖度、杂草总数量以及杂草物种数都大于尿素的影响，这些表明在利用野牛草克隆分株建植野牛草草坪初期，芽前除草剂相较于氮肥对草坪建植成功的影响更大。尽管两个因素之间没有显著的交互作用，但从表3的成坪调查结果以及图3的聚类分析结果仍可以看出，双因素组合处理的结果明显优于对照处理(如A1Bn或AnB1)且标准差数值远低于对照组，这表明芽前除草剂和尿素联合施用显著提高了野牛草草坪建植效果且效果比较稳定。此外，研究结果还发现A3B2，A2B3与A3B3处理之间的成坪效果差异并不显著，这表明芽前除草剂和尿素联合施用可以减少这两种处理中任一种的施用浓度，节约了建植成本。

4 结论

综上，本研究结果发现芽前除草剂氨氟乐灵对野牛草建植初期的杂草控制效果良好，推荐使用浓度在 600 ～ 1 200 g·hm-2。其次，氨氟乐灵和尿素的联合施用提高了野牛草草坪成坪效果，且双因素方差分析结果表明氨氟乐灵的影响大于尿素。最后，通过聚类分析发现氨氟乐灵和尿素结合处理明显区别于对照，其中A3B2和A2B3的效果最好。