朱玉永，赵冰梅，王林

（新疆生产建设兵团农业技术推广总站，乌鲁木齐830011）

棉花是我国第一大经济作物，是纺织工业原料重要来源，在国民经济中占有重要地位[1]。 自20 世纪90 年代中期以来， 以新疆为主产区的西北内陆棉区成为全国优势产区， 近年来更得到长足发展，已成为全国最大的优势棉花产区[2-4]。 据国家统计局数据，2015 年以来，新疆棉花播种面积常年占全国播种面积的60%以上， 其中2019 年达到76%。新疆棉花全程机械化生产技术的研究和实践走在了全国前列，为全国棉花轻简化生产树立了典范[5-6]。杂草是影响棉花产量和品质提升的重要因素之一，其危害包括：与棉花争光、水肥、空间；作为中间寄主传播病虫害；大幅增加植棉物化成本（肥料、农药的投入）；增加灌溉费用；降低棉花产量与棉纤维品质[7]， 常年造成产量损失12.5%～14.8%[8]。棉田杂草防除是保证棉花优质高产的重要措施[9]。研究棉田杂草发生规律及防除现状，制定并实施科学的杂草防控策略，能有效控制杂草的发生和危害，降低管理和生产成本，是降低生产损失的有效途径之一[10]，对新疆棉花的可持续发展具有重要意义。

当前， 棉田杂草防除措施主要有人工除草、农业防除、化学防除、物理防除、生物防除和植物检疫等[11]。 近年来，科研工作者们就棉田杂草的群落结构、发生情况以及防除方法等进行了大量的相关研究[8,12-15]，推动了棉田杂草防控技术轻简化进程，提升了我国棉花生产水平。 新疆棉花种植常年连作，田间常用的除草剂作用机理相同或相似，导致杂草抗药性快速发展，抗性杂草种群凸现，大幅提高了杂草可持续防控难度。笔者总结了新疆棉田杂草防控现状，通过系统地查阅相关研究成果，找出问题并提出对策，为今后新疆棉田杂草安全高效防除提供参考。

1 新疆棉田杂草发生现状

新疆自20 世纪80 年代开始探索推广棉花“矮、密、早、膜”种植模式[16]。 该种植模式不断完善，为新疆的棉花产业做出了巨大贡献。但是单一的种植模式和棉花的常年连作推动了田间杂草群落发生变化。另外，自20 世纪80 年代以来，棉田长期使用氟乐灵、二甲戊灵等作用机理相似的土壤封闭除草剂，也加剧了田间杂草群落结构的改变。 据田间调查， 几乎所有的棉田在棉花生长期间会发生杂草， 只是在发生量的大小及杂草种类方面有所不同；2019 年，新疆北疆（天山以北）棉田主要杂草共有17 科44 种，其中单子叶杂草1 科、5 属、5 种，双子叶杂草15 科、32 属、38 种[8,12,17]。 新疆南疆棉田主要杂草共有16 科42 种， 其中禾本科杂草占16.7%，阔叶杂草占80.9%，莎草科杂草占2.4%。 以上研究表明，无论是新疆北疆还是南疆的棉田，阔叶杂草的占比均在80%以上[12,18-19]。

目前， 新疆棉田主要杂草有阔叶杂草龙葵（Solanum nigrum L.）、灰绿藜（Chenopodium glaucum L.）、藜（Chenopodium album L.）、小藜（Chenopodium ficifolium Sm.）、田 旋 花（Convolvulus arvensis L.）、反枝苋（Amaranthus retroflexus L.）、苘麻（Abutilon theophrasti Medikus）， 禾本科杂草狗尾草[Setaria viridis(L.) P. Beauv.]和芦苇[Phragmites australis(Cav.)Trin.ex Steud.]， 莎草科的扁秆荆三棱[Bolboschoenus planiculmis (F.Schmidt) T. V. Egorova]等，其中龙葵、田旋花、扁秆荆三棱较难防除，对棉花的产量和品质均会造成较大影响，且危害程度逐年加重。 根据新疆棉花的耕作制度和气候特征，新疆棉田杂草有2 个发生高峰，第1 个在棉花播种后到5 月中下旬，第2 个在6 月中下旬至8 月上旬。

2 新疆棉田杂草防除现状

2019 年，笔者对新疆南北疆共计37 个主要植棉地（其中北疆21 个，南疆16 个）开展了棉田杂草防除现状调研，包括杂草发生情况、防除方法、除草剂使用情况、施药器械情况等。 结果表明，100%的棉田在棉花播种前1～7 d 进行土壤封闭防除棉田杂草，62.3%左右的棉田土壤封闭除草效果超过85%；98%以上的棉田使用二甲戊灵进行土壤封闭处理，同时根据棉田杂草发生实际情况使用含丙炔氟草胺、氟啶草酮、扑草净、乙氧氟草醚等有效成分的除草剂产品进行复配，用量大小根据田间杂草实际情况及农业技术人员指导而定。针对封闭除草效果不好的棉田， 苗后除草以中耕和人工拔除为主，同时辅以茎叶处理、随水滴施除草剂等手段，对杂草的防除效果可超过80%。

新疆棉田杂草防除中， 以化学防除措施为中心，以农业防除措施为基础，以人工防除措施为辅助，以下进行介绍；其他的防除措施使用较少，在此不作介绍。

2.1 化学防除

化学药剂防除是目前最高效、 最节约成本、使用最为广泛的杂草防除方法[20]。 化学防除自20 世纪70 年代引入棉田后，历经单剂型筛选、多剂型混施和田间混用的更替演变；此外，根据棉田杂草的发生特点进行了针对性的药剂研发[15]。 目前，棉田化学除草剂有效成分主要有二甲戊灵、 丙炔氟草胺、氟啶草酮、氟乐灵、扑草净、乙草胺、乙氧氟草醚、精异丙甲草胺、草酮、乙羧氟草醚、敌草隆、伏草隆、嘧草硫醚、高效氟吡甲禾灵、草甘膦、草铵膦等，其中新疆棉田常用的化学除草剂主要包括二甲戊灵、氟乐灵、乙草胺、扑草净、氟啶草酮、丙炔氟草胺、草甘膦、高效氟吡甲禾灵等。

化学防除对使用技术要求较高，一旦使用不当轻则造成除草效果不好，重则导致棉花出现药害甚至绝收。为了更好地发挥化学防除的效果，首先，必须对棉花品种、耕作方式、杂草群落结构、除草剂的杀草谱、除草剂的使用剂量、药效持续时间等基础信息进行全面了解，“对症”选药；其次，严格按照药剂的使用说明或技术人员的指导进行使用，切勿随意更改使用技术。目前新疆棉田杂草采用的化学防除方法主要包括播前土壤处理、茎叶处理、随水滴施除草剂等。

2.1.1 播前土壤处理。 目前，在新疆通常选用含二甲戊灵、丙炔氟草胺、氟啶草酮、扑草净、氟乐灵、乙氧氟草醚等有效成分的除草剂（表1）进行播前土壤封闭，根据田间杂草的群落结构和数量选定单剂或多种药剂复配。 土壤封闭除草效果受土壤因子（包括土壤类型、有机质及黏粒含量、土壤墒情、整地质量）[21-22]、气候因子（包括气温、风速、降水等）、杂草基数、施药技术等诸多因素的影响[23]。 自20 世纪90 年代开始， 新疆棉田逐步推广使用二甲戊灵进行田间土壤封闭处理，除草效果好，对棉花的安全性高，至今仍在广泛使用；但二甲戊灵对阔叶杂草的防效较差，长期使用该药剂导致新疆棉田中以龙葵、灰绿藜、藜、田旋花等为代表的阔叶杂草的数量逐年上升，危害日益加重。为解决该问题，农业技术推广部门通过不断试验探索逐步引入了含氟啶草酮、丙炔氟草胺、扑草净等有效成分的除草剂来防除棉田阔叶杂草，取得了良好的效果。目前，以氟啶草酮＋二甲戊灵[24-26]、丙炔氟草胺＋二甲戊灵[27-28]等混剂进行棉田杂草防除效果较好。但丙炔氟草胺活性高，在田间湿度较大时容易产生药害，使用时要慎重；氟啶草酮在土壤中的半衰期较长，若要轮换种植对其敏感的作物， 应至少提前2 年停用该药剂。

针对新疆棉田播前土壤封闭，若田间以禾本科杂草为主，则选择含二甲戊灵、氟乐灵等有效成分的除草剂产品；若以阔叶杂草为主，则选择含氟啶草酮、丙炔氟草胺、扑草净等有效成分的除草剂产品；若是禾本科和阔叶杂草混合发生的棉田，则建议结合本地气候条件和棉田实际情况，将二甲戊灵或氟乐灵等与氟啶草酮、丙炔氟草胺、扑草净等科学混用，以免出现药害。

2.1.2 茎叶处理。棉花的生理结构与田间部分阔叶杂草极为相似且杂草的生命力较顽强，因此只有选择性强、杀草活性高的茎叶除草剂才能在棉田大面积应用。关于使用茎叶除草剂防除棉田杂草已有很多研究[29-32]，从目前试验结果看，尚无既能高效除草又对棉花安全的茎叶除草剂产品。

表1 新疆棉田常用播前土壤封闭处理除草剂及其使用方法、优缺点

在新疆棉田，对于扁秆荆三棱、田旋花、芦苇等恶性杂草，目前常用的土壤封闭除草剂无法达到理想的效果，导致这些杂草从棉花苗期开始便伴随棉花生长。 目前多在这些恶性杂草3～5 叶期时采用茎叶处理的方式进行防除，茎叶处理的方法主要包括定向喷雾和人工涂抹[33-34]。 定向喷雾多用含草甘膦、草甘膦异丙胺盐、精喹禾灵、高效氟吡甲禾灵、精吡氟禾草灵等有效成分的产品（表2），按照厂家推荐剂量或技术人员的指导进行。人工涂抹多采用草甘膦、草甘膦异丙胺盐、氯氟吡氧乙酸等传导性强的灭生性除草剂10～50 倍液，并辅以柴油、洗衣粉或市售助剂产品等促进药剂在杂草体内传导，以达到更好的除草效果。人工涂抹法在新疆棉田研究和采用较多，但劳动强度较大。有研究表明，人工涂抹法对扁秆荆三棱的防效最高可达90%[35-36]， 对田旋花的防效最高可达90%[37]。 根据笔者的田间观察，这种方法对恶性杂草有较好的防除效果，但是易损伤棉花，操作过程中要小心谨慎。

2.1.3 随水滴施除草剂。 在新疆，针对随水滴施农药防控病虫草害已经开展很多研究[38-42]。 该方法除草简单方便，给棉田杂草的防控提供了新的有效手段；但要达到理想的除草效果，远比常规方法（土壤封闭处理、茎叶处理等）困难，要考虑药剂的特性、药剂用量、灌溉水量、用药时机、土壤质地、温度、杂草生长情况、种植模式等诸多因素。因此，针对同一块田地往往需要多次相关试验才能达到理想效果。

目前，随水滴施丙炔氟草胺、扑草净、乙草胺、精异丙甲草胺、氟啶草酮等除草剂[43-44]防除棉花苗后杂草已取得一定的进展， 滴施效果因地 （块）而异，最高可达90%，但其稳定性和安全性有待深入研究。

表2 新疆棉田常用苗后处理除草剂及其使用方法、优缺点

2.2 农业措施

随着化学除草剂的不断引进和大面积应用，化学除草被广泛应用于各种作物和各区域的杂草防治，高效简便的化学除草技术逐渐取代了传统农业防除措施的地位，成为主要的杂草防除措施[45]。 但传统农业杂草防除措施不会被完全取代，在生产中依然具有重要作用。 在新疆棉田，根据气候特征和种植模式而形成的农业除草措施包括土壤耕作（翻地、中耕、耙地）、地膜覆盖、合理密植等。

2.2.1 土壤耕作。 研究表明，农田杂草发生危害连续不断主要根源在于土壤杂草种子库的存在，免耕方式的土地中土壤表层0～5 cm 处的种子库占比最大，杂草种子的数量和种类最多[46-47]。合理地进行土壤耕作，能够改变土壤中杂草种子的垂直和水平分布，还可以创造有利于农作物生长而不利于杂草萌发、生长与繁殖的环境，以达到杂草防控的目的。新疆棉花播前耙地深度一般在10 cm 以内，可以很大程度上杀死棉花播种前已经萌发出土的杂草；在棉花生长期间，根据气候、棉花长势、杂草发生等情况进行1 次或多次中耕，可以杀死大部分的行间杂草，同时可疏松土壤、保墒[48]，有利于棉花的快速生长；收获后的土地翻耕深度在30～50 cm，可以将土壤表层的草籽翻到深处， 造成杂草无法萌发出土，同时可将多年生杂草的根茎切断，或者翻到地表曝晒而死，或在越冬时冻死，大大减少越冬杂草基数[18,49]。 目前，棉花播种前耙地、棉花生长期田间中耕、收获后土地深翻等措施已经在新疆棉田全面推广应用。

2.2.2 地膜覆盖。 新疆棉花地膜覆盖栽培技术从20 世纪80 年代开始推广使用[50]。 地膜下缺氧和高温高湿的环境能够将萌发的杂草幼芽“烫死”或“闷死”，地膜的机械阻隔能够阻止杂草种子进入土壤，对杂草的防控均起到积极作用。但是地膜覆盖对一些抗逆性强的杂草作用不大，且对双子叶杂草的抑制效果要好于单子叶杂草[51]，如在新疆棉田，莎草科杂草扁秆荆三棱、 禾本科杂草芦苇等单子叶杂草，因其顶部生长点尖锐，常常能够刺破地膜继续生长。 目前，新疆棉花种植全部采用地膜覆盖的种植模式，地膜对杂草的抑制作用十分明显；但在棉花根部周围，因无地膜覆盖，常常有杂草生长，其防除较为困难。

2.2.3 作物合理密植。作物播种密度与杂草发生量关系密切，低密度播种比正常密度播种能显著增加杂草生物量，随作物密度的增加，杂草的总株数和鲜物质质量减少[52]。 很多研究表明，合理的密植有利于田间杂草的防控[53-55]。经过多年的摸索，目前新疆有一膜三行、一膜六行等棉花种植模式，每公顷保苗13.5 万～18.0 万株。 在8 月份新疆棉花 “封行”之后，棉田中新萌发或长势弱于棉花的杂草，因光照不足而生长发育缓慢，对棉花生产的威胁显著下降；但有些生长量比较大的杂草如龙葵、田旋花，依然能够快速生长，成为田间主要杂草，对棉花的产量和品质造成影响。

2.3 人工除草

人工除草是最原始的田间杂草防除方法，因其效率低，不能满足农业现代化的发展需求。在新疆， 棉田面积大， 人工除草效率低的问题尤为突出。另外，有些新疆棉田主要杂草（田旋花、扁秆荆三棱、成年的龙葵等）的根系十分发达，拔除的时候其地下部分往往无法被彻底清除； 而随着田间灌溉， 这部分留在土壤中的根会萌发出新的植株继续危害。

在新疆棉花覆膜种植模式下，在苗期棉花根部周围容易发生杂草，若发生量较大，则不得不人工拔除。 棉花生育中后期，一些生命力比较顽强的杂草能拱起或刺破地膜而继续生长，也不得不进行人工拔除，并将其中已经成熟结籽的带出棉田，以防止杂草种子落入土中在当年或翌年萌发生长。 从5月到8 月底， 棉田劳作的主要内容就是人工除草，随着人工成本越来越高，人工除草费用已经远远超过使用化学除草剂的成本。 2020 年，新疆棉田化学除草的成本在450～975 元·hm－2； 而有研究表明，2006 年，针对杂草发生量大的棉田，仅龙葵的人工拔除成本就高达750～1 200 元·hm－2[56]。 人工除草已经成了新疆棉花生产全程机械化的绊脚石。

3 新疆棉田杂草防除中存在的问题

3.1 杂草群落结构及抗性问题

“八五” 计划期间我国首次系统地研究了五大作物（水稻、小麦、玉米、棉花、大豆）不同生态区田间杂草种群组成、危害和演替趋势及其原因，如大豆田、 棉田禾本科杂草受控制后阔叶杂草危害增加， 一年生杂草受控制后多年生杂草危害增加[57]。目前， 新疆棉田阔叶杂草和多年生杂草危害较重。由于长期使用二甲戊灵、氟乐灵等作用机理相同或相似的化学除草剂， 导致田间杂草抗性逐年加重，部分地区土壤封闭除草剂二甲戊灵的实际用量要远远超过推荐剂量才能对杂草有一定的效果，实际生产中最高使用剂量可达到推荐剂量的5 倍。有研究表明， 田旋花对二甲戊灵的抗性指数高达86.8[58]。新疆棉田杂草的抗性问题正在显现，若无效果好的轮换药剂，其防控将愈来愈难。

3.2 施药机械及其使用中的问题

新疆的除草剂施药机械化水平较高，施药机械方面常见的问题主要出现在药械的行驶速度、药箱回水搅拌、施药压力、喷头等方面。一是大型药械的整体更新速度较慢。多数的大型拖拉机尚未安装导航系统，打药时的行驶速度全凭司机的经验，经验不足的情况下往往造成按需配制的药液不够用或有剩余， 导致田间除草剂的实际使用量过高或不足。二是多数打药机在打药时未开启回水搅拌装置或根本不具备回水搅拌装置。三是在施药机械调试时，未关注施药压力的大小，仅凭经验操作，导致药液雾化效果不好和喷施药液量不准确。四是未定期更换喷头，喷头磨损导致“滴、漏”问题。

3.3 除草剂施用技术不当

除草剂的施用要考虑药剂种类、 施药剂量、施药时期、施药方式、施药器械、施药作业质量、田间整地水平等多方面因素，其中任一因素不当都可能会影响除草剂的效果或带来安全性问题。其中主要问题：一是药剂的使用方法不当，包括部分农民随意更改除草剂的使用剂量、配药时不遵循“二次稀释”的原则等。二是施药时机不当。新疆春季干旱少雨且多风， 一般要求在播种前1～2 d 喷施土壤封闭除草剂；但是由于机械调配的问题，有些地块药剂施用后7 d 甚至更长时间才播种或滴水出苗，造成药剂挥发流失或降解。三是施药技术人员操作不当。 使用没有配备导航系统的药械进行施药时，未保持行走间距，特别是傍晚施药时，往往造成重喷和漏喷。 四是未按施药技术要求进行混土。 施药后应当及时混土3～5 cm，但由于对混土机械调试不当，实际混土深度常在5 cm 以上，甚至超过10 cm，导致药土层过厚，药液在土层中的浓度降低。 五是未按照施药要求进行整地。部分地块在前期整地后田间直径超过5 cm 的土块较多， 或地块整体平整度不够，造成施药后药土混合不均匀。

4 对策

4.1 加强对杂草发生的监测

目前新疆对杂草种群动态的监测工作不完善，无法对杂草群落的变化及时发出预警，导致高效防治方案不能及时制定。 因此，应加强新疆棉田杂草种群动态监测和相关服务， 积极开展相关技术研究，制定相关技术规范，并完善杂草防控长效机制。建议在不同生态类型区建立长期定位监测点，跟踪研究杂草发生动态及其对作物的影响。

4.2 加强杂草抗药性的监测和治理

自然界中存在对除草剂具有天然耐药性的杂草种类，如田旋花[59]；但大多数杂草是因为在实际生产中长期使用同一作用机理的除草剂进行田间杂草防除，在药剂选择压力的作用下对某类除草剂产生抗药性[60]。 抗药性的产生会给田间杂草治理带来严峻挑战；因此，必须关注新疆棉田杂草抗药性的发展，深入研究杂草的抗药性机理，同时在生产中轮换使用不同作用机理的除草剂，来减缓杂草抗药性的产生。

4.3 加快适合新疆棉田杂草防除的新药剂研发

为提升新疆棉田杂草防除效果及可持续防控，必须加快研发安全、高效、低毒、环保的除草剂新品种。 首先，由于棉田中龙葵、田旋花、藜、灰绿藜、苘麻等阔叶杂草较多，而棉花也属于阔叶作物，防除阔叶杂草的除草剂易伤及棉花，所以急需对棉花安全且能高效防除阔叶杂草的除草剂；其次，棉田中大部分一年生的禾本科杂草防除较为容易，但是多年生禾本科杂草及莎草科杂草防除较难，因此须加快研发和筛选防除这些种类杂草的除草剂； 另外，棉花苗后除草费工费时且效率低，目前已登记可用的棉花苗后茎叶除草剂除草效果不理想，迫切需要开发高效安全的棉花苗后茎叶除草剂。

4.4 建立杂草综合防控技术体系

纵观整个新疆植棉区，南北疆棉田杂草的草相相差不大。其中：北疆棉田以龙葵、田旋花、苘麻、灰绿藜、藜等阔叶杂草为主，部分地域莎草科杂草有加速蔓延的趋势；南疆地区棉田以灰绿藜、田旋花、苦苣菜等阔叶杂草和莎草科杂草为主，龙葵正在快速蔓延。 应当根据新疆棉田的实际情况，将杂草防除贯穿于棉花产前、产中和产后，因地制宜，科学地将化学防治、物理防治、人工防治、农业防治、生态防治等多种措施综合使用， 建立以化学防除为中心，以物理防治、人工防治、农业防治及其他手段为辅的棉田杂草防除技术体系，降低杂草对棉花生产造成的危害，保障新疆棉花产业可持续发展。

4.5 加强施药技术培训和施药机械使用指导

新疆各地农业技术推广部门要加大除草剂施药技术培训和施药机械使用指导力度，提高技术人员和农民对施药各个环节的重视程度，同时要做好农药利用率提升的相关研究，使农药、施药机械、施药技术相辅相成，切实提高田间用药水平；加强农机农艺融合，运用先进的技术理念制定科学的施药技术规范，达到精准施药的目的。另外，应加大农业项目资金投入，利用“产- 学- 研”的方法体系，分区域有针对性地开展适用性强的田间杂草防除技术体系研究和推广应用。