香附子之防除_科農_

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Size: px
Start display at page:

Download "香附子之防除_科農_"

Transcription

1 香附子之防除 王慶裕 國立中興大學農藝學系副教授 關鍵詞 : 嘉磷塞 除草劑 香附子 Key words:glyphosate, Herbicide, Purple nutsedge 一 前言香附子 (Cyperus rotundus L.) 為旱田中常見之多年生莎草科雜草, 主要以地下莖 (rhizome) 及塊莖 (tubers) 行營養繁殖, 在台灣常見於玉米 大豆等旱田及水田中, 為一頑強之雜草 由於其塊莖會分泌一些物質, 包括 phenolic acids, p-hydroxybenzoic acid, p-coumaric acids, caffeic acid 及 ferulic acid 等, 故會完全抑制田間作物小麥 高粱及印度芥種子之發芽, 具剋他作用 (allelopathy)(leela, 1995), 會干擾作物生長 因此為了有效防範香附子, 首先必須了解其生長習性, 再進一步探討防除之道 二 香附子的生長香附子之生長習性忌乾旱, 當土壤乾旱時其塊莖易呈休眠狀態, 一旦水分充足或耕犁整地時, 常打破休眠而發芽長出地上部 香附子塊莖具有旺盛活力,Kim et al.(1994) 指出將塊莖橫切之後, 其生長情況與完整的塊莖相同, 但若十字切 (cut crucifically) 則不能生長 氏等指出 10 個塊莖種在溫室盆缽中, 控制 35/25 日夜溫差約三個月約可獲致 1000 個塊莖, 顯然在較大的日夜溫差下, 有利於塊莖之營養繁殖 香附子塊莖之芽點發芽 (bud sprouting) 在每日變動溫度 (diurnal alternating temperature) 的情況下, 較恒溫情況下可促使塊莖快速而完全的發芽 Miles et al.(1996) 試驗證實, 每日溫度變動從 0 增加到 6, 可促使發芽呈直線增加 Kim et al.(1994) 證實香附子塊莖發芽及開始生長, 在 35/25 日夜溫差處理下, 有明顯增加現象 基本上, 香附子塊莖之生長可以適應較低之溫度 其在土壤中發芽之最低溫約在 (Holt and Orcutt,1996) 在法國地區, 香附子塊莖的營養繁殖方式可在寒冷的環境下存活 (Jauzein, 1996) 由於香附子忌乾旱, 故對於水分需求較高 (Jauzein, 1996), 其塊莖鮮重若降至 48% 以下, 則不會發芽 (Kim et al., 1994) Charles(1996) 指出欲成功控制香附子生長, 可在乾熱環境下以整地耕作方式控制 由於香附子塊莖中富含澱粉等碳水化合物及部分含氮化合物, 因此塊莖發芽過程中, 其再生能力與相關儲存物質之代謝利用能力有關 在考慮雜草防除時, 若能抑制或中斷儲存物質之代謝 第 1 頁

2 利用, 或在形成塊莖 (tuberization) 過程中, 阻止儲存物質之累積 減少塊莖形成, 相信有助於香附子之防除工作 Fischer et al.(1995) 曾針對發芽過程, 塊莖中之有機氮化物進行分析, 發現在發芽後 2-4 週內, 在前 2 週氨基酸減少極快 在發芽 0 天時, 其中主要之氨基酸為 arginine 及 asparagine, 約佔 70%, 而在四週後幾乎完全消失 氏等指出, 氨基酸是香附子塊莖中氮素之主要儲存型式, 且無儲存性蛋白質之存在 另一方面, 塊莖中之澱粉代謝也會發生變化 Marambe(1996) 以去葉 (defoliation) 方式改變香附子生長發育時發現, 將香附子幼苗反覆去葉可減少母株塊莖再生長能力 氏等同時指出塊莖內之 endoamylase activity 與澱粉含量分別減少 72 及 56% 去葉抑制生長過程中並不影響 exoamylase activity, 顯然塊莖中 endoamylase 是主要的澱粉水解酵素, 此酵素活性會影響塊莖再生長 由於香附子係多年生雜草, 所謂 斬草不除根, 春風吹又生, 地上部在人工除草或化學藥劑防除之後, 若不能徹底除去塊莖或消除塊莖再生能力, 一旦環境適宜時其塊莖必然再生長 因此, 有關香附子塊莖之再生長能力值得注意 不易控制 根據近年來研究報告, 相關之防除法有下列幾項 : ( 一 ) 生物防除法 Bedi et al.(1995) 曾以羅馬柄銹菌 (P. romagnoliana) 之厚垣孢子 (chlamydospore) 進行香附子之生物防治 氏等指出在銹菌感染下, 可以顯著降低香附子塊莖數目與重量 但其是否成功, 端視其能否產生足夠的接種體 (inoculum) 當香附子葉片與厚垣孢子一起培養下 天之後, 即產生黃色壞疽斑 (necrotic spots), 之後轉變成暗褐色壞疽病徵 另一方面, 目前雖尚無以剋他物質 (allelopathic substances) 進行香附子防除工作, 但有相關研究在進行中 Peterson and Harrison(1995) 指出, 甘藷栽培種 Regal 產生之剋他物質, 使香附子地上部乾重 總長度及塊莖數目顯著降低 及 19% ( 二 ) 除草劑防除法 1. 除草劑種類目前用以控制香附子較常見之除草劑包括 benfuresate (Kleifeld et al.,1992; Fishler et al.,1995b), bentazone 及 norflurazon (Kim et 三 香附子之防除法有關香附子之防除策略,Charles(1996) 指出欲成功地控制棉田中香附子必須包括 : 具強勢競爭力之作物 於乾熱環境下以栽培耕作方式控制 於較濕的環境下使用除草劑及防止香附子散佈至其他地區等 由於香附子會產生大量塊莖且具休眠性, 在不良環境下可以長期存活, 通常耕作下反而會打破塊莖休眠使其發芽更為旺盛, 故 al.,1994), chlorimuron 及 imazethapyr (Richburg et al.,1993; Kim et al.,1994; Jordan, 1996), glyphosate 及 MSMA(Bryson et al.,1994; Manickam and Gnanamoorthy,1994; Charles, 1996), imidazolinone 類除草劑 ( 包括 imazethapyr, cadre 及 image(imazaquin) 三種 )(Hurt and Vencill, 1994) Maligeppagol et al.(1994) 曾分別以 2,4-D, 第 2 頁

3 sethoxydim, glyphosate 及 paraquat 單獨或混用於香附子, 結果發現單獨施用 glyphosate 可以使葉重降低達最大, 以及使塊莖數目 乾重及存活率下降最多 在各種除草劑處理下, 葉綠素含量均下降, 尤其在處理後 15 天 Kim et al. (1994) 分別以 bentazone, simazine, pendimethalin, pyrazolynate, norflurazon, clomazone, oxyfluofen, imazethapyr, primisulfuron 及 chlorimuron 進行土壤或葉面施用, 結果顯示 chlorimuron, bentazone 及 norflurazon 可以有效控制香附子 Hurt and Vencill(1994) 曾以三種 imidazolinone 類除草劑控制香附子生長, 結果發現以 560 g/ha 之 Pusuit (imazethapyr) 噴施葉部可以控制 97% 香附子 而 70 g/ha 的 Cadre 可控制 95% 的香附子, 至於 560 g/ha 的 Image (imazaquin) 則僅控制 56-54% 的香附子 結果以 imazethapyr 之防除效果最佳 然而 Jordan(1996) 比較 chlorimuron 與 imazethapyr 二種除草劑效果時, 發現 chlorimuron 效果更好 本省過去 Liu and Twu (1993) 曾試驗 glyphosate, 2,4-D Na salt 及 ametryn 對於香附子之防除效果, 結果顯示除草劑施用 8 週後, 2.46 及 1.64 kg/ha 之 glyphosate 可以有效地減少 97 及 88% 的雜草生長 Ametryn 則無效果 至於 3.2 kg/ha 之 2,4-D Na salt 可減少 42% 在香附子塊莖發芽試驗中,glyphosate 會引起 100% 之死亡率 Glyphosate 除草劑之主要作用是抑制芳香族胺基酸合成 Glyphosate 作用的標的蛋白 (target protein) 是位於葉綠體或質體上的 EPSP 合成酵素 (5-enolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase; E.C ; EPSPS),EPSPS 是植物芳香族胺基酸合成途徑的酵素, 其功能是催化 shikimate-3-phosphate (S3P) 與 phosphoenolpyruvate(pep) 作用形成 EPSP Glyphosate 會結合在 EPSPS 上, 而抑制 EPSPS 活性使芳香族胺基酸合成受阻 ; 由於中間產物 shikimate 和 shikimate 的苯酸衍生物大量累積, 加上芳香族胺基酸製造受阻, 而影響合成蛋白質和一些二次代謝物, 使植物嚴重受損甚至死亡 2. 除草劑施用時期 Jordan(1996) 以 chlorimuron 與 imazethapyr 二種除草劑防除香附子時, 發現在香附子生長高度 2-6 cm 時之防治效果優於高度 8-10 cm 時 Wilcut et al.(1994) 指出在萌後初期施用 imazethapyr,可防除香附子達 98% 因此幼苗期之香附子可能是適當的施藥時期 Fishler et al.(1995) 曾以 benfuresate 施用於香附子完全展開之葉片並無效果,可能是該除草劑快速代謝及向基移動太慢 氏等指出香附子從塊莖發芽長出地上部開始 8 天內對於土壤中之 benfuresate 除草劑很敏感,但較老之植株則可從藥害中恢復過來 有關嘉磷塞防除香附子之最適宜時期,以及香附子植株生命週期中哪一時期對藥劑最為敏感,並未見相關研究,值得作進一步研究 3. 除草劑施用方式 Kleifeld et al.(1992) 指出防除棉花田中香附 第 3 頁

4 子最佳方式是在棉花植前 (preplant) 將除草劑 benfuresate 撒佈 (broadcast) 或條施 (band application),之後打入土中,在藉由噴灑灌溉使除草劑溶解活化 Roca et al.(1993) 選擇性地施用 Cyperal(benfuresate) 於棉花田中防除香附子,結果發現在棉花播種前施用於地表下 15cm 內,可以防除 90% 的香附子達 4-6 週,且直到第 10 週仍能防除 80% 以上 Richburg et al.(1993) 曾以 imazethapyr 選擇性地施放於土壤內香附子塊莖之上方或下方,此外亦評估萌後或萌後初期以 71 g/ha 之 imazethapyr 施用於葉面 土壤或同時施用之效果 結果顯示單獨於塊莖上方或下方施用,通常在處理後 28 及 42 天反而會增加地上部數目 乾重 地上部再生乾重及根部塊莖乾重,然而同時施用則可分別降低 及 26% 此外,證實在萌後或萌後初期,以葉面及土壤同時施用除草劑或僅土壤施藥,在處理後 28 天可將地上部乾重降至 13%,然而僅葉面施藥者,效果很差 Vencill et al.(1995) 使用 MON 除草劑分別以葉面 土壤及同時施用方式防除香附子,結果顯示三種方式均可有效地將地上部再生長之乾重減至 5% 而土壤施用時,若施用於塊莖上方 下方或上下方同時施用,則於處理後 30 及 60 天調查,均可發現減少株數 (shoot number) 地上部乾重 再生長之乾重及根與塊莖乾重 此外, Richburg et al.(1994) 亦以 AC 除草劑施用於塊莖下方 5cm 位置,發現不會減少地上部數目 乾重 再生長之乾重及根與塊莖乾重,但若施用於塊莖上方 5cm 位置,則可減少地上部乾重 氏等指出同時施用於塊莖上下方時,可使地上部數目 乾重 再生長之乾重及根乾重減至 及 16% 在田間施用除草劑防除香附子時,所配合使用之溶劑類型與稀釋量亦會影響藥劑效果 Bryson et al.(1994) 曾以 glyphosate 及 MSMA 配合轉化乳劑 (invert emulsion) 或油類稀釋劑 (oil diluents),評估藥劑防除棉花田中香附子之效能 試驗結果顯示施用二種除草劑時,若以少量 (low volume) 之乳劑或油類稀釋劑配合使用,其效果較以大量 (high volume) 水稀釋後施用為佳 在施用 glyphosate 防除香附子時,噴施溶液之體積及添加物是否會影響除草劑之活性 Rambakudzibga(1989) 在溫室試驗中,將 0.9kg/ha 劑量之 glyphosate 配合界面劑 (surfactant) Thylan D254 分別溶於 100 或 400 l/ha 水中,施用於五個月大之香附子,結果顯示溶於 100 l/ha 水中之 glyphosate 活性較大,而添加界面劑並無明顯效果 Chivinge and Mare(1991) 在田間試驗中以 glyphosate 1.44 kg/ha 劑量,將 2.16 kg/ha glyphosate 分別溶於 100 或 300 l/ha 水中,施用於香附子,結果顯示以較少量水稀釋時可增加 glyphosate 活性 以 300 公升之 glyphosate 處理香附子塊莖時,其存活率超過以 100 公升 glyphosate 處理者 3 倍以上 換言之,在施用藥劑總劑量不變之情況下,不宜有太大之稀釋倍數 另一方面, glyphosate 之使用次數多寡,亦明顯影響香附子之防除效果 Charles(1996) 第 4 頁

5 指出在棉田休耕時重複使用 glyphosate 可以有效地控制香附子, 每個月連續施用 glyphosate 可減少香附子塊莖密度, 從 1990 年 334 個 /m 2 降至 1992 年 47 個 /m 2 ( 在第一地點 ), 及從 334 降至 50 個 /m 2 ( 第二地點 ) 氏認為在棉田種植中及休耕時重複施用 glyphosate 可以有效防除香附子 此種重複施用之效果,是否與持續抑制殘存在土壤中之塊莖再生能力有關,或是與抑制氨基酸合成,間接影響塊莖形成過程中氨基酸之儲存累積有關,值得進一步探討 四 參考文獻 1.Bedi, J.S., et al., Current Sci. 69: Bryson, C.T., et al., Weed Tech.8: Charles, G.W Aust. Cottongrower 17:2, 18:20,22. 4.Chivinge, O.A. and C. Mare Trans. Zimbabwe Sci. Assoc. 65: Fischer,A., et al., 1995a. J. Exp. Bot. 46: Fischer,A., et al., 1995b. Weed Res. Oxford 35: Holt, J.S. and D.R. Orcutt Weed Sci. 44: Hurt, R.T. and W.K. Vencill J. Environ. Hort. 12: Jauzein, 三 結語香附子是台灣水田及旱田常見之雜草, 為達到有效防除之目的, 首先應針對台灣旱田及水田香附子之生長習性進行調查分析,包括了解香附子塊莖 幼苗及成株之分布頻度,及在一年各月份出現時間與持續生長狀況,建立本地香附子生長之基本資料 由於香附子主要以塊莖繁殖,故必先了解影響塊莖活力及發芽能力之相關代謝生理 此外, 進一步探討如何以 glyphosate 有效地防除香附子時,必須找出香附子生命週期中對於藥劑最敏感之生育時期,並了解不同部位 ( 葉部及塊莖 ) 對於藥劑之吸收運轉能力,以及除草劑係經由哪些生理生化代謝抑制雜草生長 同時,另一重要課題乃是了解香附子在除草劑施用後,當地上部明顯受到抑制時,其塊莖是否仍具再生能力,作為評估除草劑防除效果之重要參考 P Phytoma 484: Jordan, D.L Weed Tech. 10: Kim, J.S., et al., Korean J. Weed Sci. 14: Kleifeld, Y., et al., Phytoparasitica 20: Leela, D Allelopathy J. 2: Liu, M.C. and L.T. Twu Report Taiwan Sugar Res. Ins. 142: Maligeppagol, M.S., et al., Farming Systems 10:1-2, Manickam, G. and P. Gnanamoorthy Indian J. Agron. 39: Marambe, B J. Agron. Crop Sci. 176: Miles, J.E., et al., Weed Sci. 44: Peterson, J.K. and H.F.Jr. Harrison Weed Tech. 9: Rambakudzibga, A.M Zimbabwe J. Agric. Res. 27: Richburg, J.S., et al., Weed Tech. 7: Richburg, J.S., et al., Weed Sci. 42: Roca, M., et al., 第 5 頁

6 1993. Proceedings of the 1993 Congress of the J.W., et al., Weed Sci. 42: Spanish Weed Science Society, Lugo,Spain. 1-3, Dec. 1993, Vencill, W.K., et al., Weed Tech. 9: Wilcut, 相關資料 :Purple nutsedge (Cyperus rotundus L.) control with glyphosate herbicide Wang, Ching-Yuh Associate Professor Dept. of Afronomy, National Chung-Hsing University 第 6 頁