密西根州立大学扩展圣诞树

简介

草甘膦是由瑞士化学家亨利·马丁于1950年发现的。二十年后，孟山都公司的化学家约翰·弗朗茨发现了它的除草性能。草甘膦被发现可以通过阻止莽草酸途径中某些氨基酸的合成来杀死植物。它是唯一一种针对5-烯醇丙酮基-3-莽草酯磷酸合酶(EPSPS)途径的除草剂(Duke, 2018)。因此，植物对这些氨基酸极度缺乏。当草本植物的组织变黄或变白时，症状在生长点出现，并发展到严重伤害或杀死植物。在木质物种的情况下，最初症状可能不明显，但随后的暴露导致诸如褪绿症(图1)和不规则生长(称为巫婆的扫帚)(图2)。

草甘膦是一种非选择性的系统性除草剂。作为一种系统除草剂，它的工作原理是被吸收到植物中，然后在植物组织中转移到作用部位。非选择性意味着它通常会杀死所有植物。然而，例外情况发生在通过基因工程(即抗农达作物)或无意中选择耐草甘膦杂草而耐受草甘膦的植物。转基因作物是草甘膦如此受欢迎的主要原因，因为它允许种植者在不损害作物的情况下将草甘膦施用于他们的田地，但可以控制大部分杂草。据估计，在美国种植的90%以上的转基因作物是抗除草剂作物，其中大多数是抗草甘膦的(ISAAA, 2016年)。这些抗农达作物大多是大豆和玉米。根据美国农业部(USDA)经济研究局(2022年)的数据，美国国内种植抗bob体育合法吗除草剂(HT)种子的大豆面积从1997年bob体育登录的17%上升到2002年的68%，然后在2014年稳定在94%。然而，HT玉米的采用率增长相对缓慢，并在世纪之交后有所增加。目前，大约89%的美国国内玉米种植的是HT种子(美国农业部经济研究处，2022年)。bob体育登录

草甘膦也广泛用于圣诞树生产。如果使用得当，草甘膦对树木造成的风险相对较小，并且可以控制大多数常见的杂草(图3)。草甘膦可以在大多数针叶树发芽前或生长硬化后安全地施用于针叶树周围，因为在此期间，硬化针叶树针叶上的蜡状涂层可以保护敏感组织免受除草剂的侵害。它也可以在其他时间作为定向喷雾应用于杂草(Kuhns, 2018)。草甘膦必须应用于活跃生长的杂草，以实现良好的转运和有效的控制。这导致在杂草活跃生长和芽断之间，或者在杂草仍在生长和树木已经变硬之间，安全施用的窗口可能很窄。草甘膦的过度使用给杂草带来了巨大的选择压力。因此，前所未有数量的杂草对草甘膦产生了抗性(ISAAA, 2016)。圣诞树生产系统含有许多这样的杂草。由于抗草甘膦杂草的发展以及草甘膦对人类健康影响的相关问题，许多种植者希望采用其他方法来管理杂草。

草甘膦的优点

由于草甘膦的系统性，它在控制大型地下结构(如多年生植物)杂草方面特别有用(Marble等人，2020年)。由于草甘膦是非选择性的，种植者通常可以使用它来控制所有有问题的杂草，包括草和阔叶杂草，而不必对不同种类的杂草使用不同的除草剂(Marble et al.， 2020)。草甘膦的残留活性极小。施用后，草甘膦与土壤颗粒结合，不受径流影响。与土壤颗粒结合可以防止它通过土壤向下移动到圣诞树根部所在的区域，这可以防止它被树根吸收并伤害树木(Marble et al.， 2020)。草甘膦是不挥发性的，因此它不会蒸发、漂移离开预定区域，并损害非预定植物(Saha等人，2020年)。草甘膦由许多公司生产，价格相对低廉(Marble等人，2020年)。如果使用得当，它对人类和环境的毒性相对较低(Marble等人，2020年)，特别是与它所取代的非选择性除草剂如百草枯(ISAAA, 2016年)相比。

草甘膦的缺点

虽然硬化的针叶树叶片相对耐受草甘膦，但如果由于漂移或误用而发生接触，则会损害新的生长。如果对敏感的针叶树叶子进行处理，它可能会在整个树中转移，甚至杀死它(Marble等人，2020年)。必须控制和有针对性地施用草甘膦，或者必须在发芽前或在秋季生长变硬后施用(Zandstra & O 'Donnell, 2018)。即使使用屏蔽喷雾器采取了预防措施，如果在活跃的生长过程中使用它，总是有意外接触树木的风险。此外，持续使用还会产生抗除草剂杂草和其他杂草产生抗药性的风险很大。圣诞树生产系统中常见的抗草甘膦杂草包括一年生黑麦草(羊茅perennis哎呦)、小马草(加拿大飞蓬属植物黄花[l]Cronquist)、bentgrass (Agrostis spp。)、多年生黑麦草(多年生黑麦草)、豚草(特别美味的食物artemisiifoliaL.)、光滑藜(苋属hybridus)、稗草(Echinochloa小腿加利[l]Beauv.), prickly lettuce (摘要以serriola)和多年生黑麦草(Lolium为L.) (Heap, 2022)。对于耐寒的一年生和多年生杂草，如加拿大蓟(Cirsium arvense[l]Scop.), horsenettle (茄属植物carolinenseL.)、黄色及紫色坚果(香esculentusl .,香附子L.)、马利筋(Asclepias syriacaL.)和野腰草(旋花植物薄荷L.)(库恩斯，2018)。

对草甘膦与人类健康关系的担忧没有科学证据支持。经过广泛研究，美国环境保护署和许多其他机构坚持其研究结果，即“按照草甘膦目前的标签使用草甘膦时，不会对人类健康造成任何风险”(美国环境保护署，2022年)。

用于圣诞树生产的草甘膦替代品

Nonchemical替代品

预防

防止新的杂草进入圣诞树生产系统是成功控制杂草最重要的第一步。确保所有设备、树木、护根物和进入圣诞树生产系统的人员都没有被杂草种子污染。侦察田地，观察并注意任何杂草(Saha等人，2020年)。

接下来，确定杂草的总体数量和杂草的类型(例如，一年生vs.多年生，草vs.阔叶)。注意是否有杂草可能具有草甘膦抗性。

机械控制

机械控制是用人工采摘、割草或种植等方法从土壤中物理清除杂草的行为(Appleton & Hill, 1997)。耕作从物理上清除杂草，使土壤松弛。割草可以割下较高的杂草，但不能处理根部。

种植和割草都可能涉及大型机械，这可能很难上下树木之间的行，并有可能损害它们(Appleton & Hill, 1997)。手工除草是劳动密集型、耗时且昂贵的。机械方法是对抗除草剂抗性的良好选择，因为如果最初使用的除草剂没有杀死杂草，可以在它们结子之前战略性地清除它们。

覆盖物

覆盖物是一种很好的杂草控制选择，比草甘膦提供更多的出现前控制，以及减少以后的杂草问题。护根物很适合与除草剂结合使用，因为它可以增加除草剂的效果和长度。地膜可以是有机的或无机的(例如，塑料片);然而，大多数种植者使用有机地膜，如磨碎的树皮或木屑，因为它们成本低且易于处理。护根物作为物理屏障，阻止或限制杂草的生长。此外，有机地膜有助于保持土壤温度和水分，这有利于圣诞树种植阶段的树根和移植物的存活(Cregg等，2009)。2009年的一项研究(克雷格等人)发现，使用木屑覆盖物可以增加圣诞树的高度和卡尺生长。

有机地膜也可以释放养分到土壤中(Chalker-Scott, 2007)。覆盖的主要缺点是材料处理和人工要求。护根材料可能比草甘膦更贵，并且可能存在酸性、害虫和其他疾病的问题。但是，当覆盖在合适的深度(大约2到3英寸)，并从可靠的来源获得高质量的覆盖物时，可以显著地帮助控制杂草。

覆盖作物

覆盖作物是故意种植在圣诞树之间的植物。这些植物直接与杂草竞争养分和空间，这使它们成为圣诞树生产的一个很好的杂草控制选择。像地膜一样，覆盖作物也更多地是一种出苗前控制，因为它们将通过占用杂草经常使用的空间、水和营养物质来防止杂草的出现。这可以减少以后使用除草剂的需要。它们还可以防止土壤侵蚀，并为土壤添加养分。然而，覆盖作物可能会与圣诞树争夺水分和养分，它们可能会带来和庇护害虫，并且会增加水的使用和成本(Nikiema et al.， 2012)。覆盖作物必须用作冬季一年生植物，一旦树木生长，它们就会死亡，这样它们就不会与树木竞争。因此，覆盖作物的时机很重要。

生物防治

生物防治在圣诞树生产中不常用，因此它可能不是草甘膦的可行替代品。在真正的生物控制中，每一个特定的捕食者都有一个特定的宿主。这很难做到，在圣诞树制作中也不常见。确实存在一些选择。跳蚤甲虫和朱砂蛾是唐花舌草的天敌(狗舌草jacobaea)，这是一种在圣诞树生产系统中发现的杂草。克拉马斯甲虫可用于防治圣约翰草(贯叶连翘)．生物防治剂本身也可能成为一个问题，特别是那些不是该地区原产的生物防治剂。许多法规阻碍了生物防治剂的使用和研究(Morin, 1996)。bob体育登录

牲畜

家畜的选择性相对较低，这使得它们的作用范围与草甘膦相似。它们会吃杂草而不是树，但对许多种植者来说，它们不是最好的选择。你们要谨慎选择牲畜，免得他们吃草，也不可践踏树木;羊往往是最好的选择(Appleton & Hill, 1997)。

什罗普郡羊被广泛用于欧洲圣诞树和果园的杂草控制，特别是在英国。这个品种喜欢吃草和草本杂草，而不是树木。

火焰除草

火焰除草包括使用丙烷炬来控制杂草。它是非选择性的，这使它成为一种潜在的草甘膦替代品。火焰除草不会扰乱土壤，可以长期控制杂草。它对较小的杂草最有效，但对圣诞树、人以及附近的任何东西都很危险。在潮湿的春天很难做到，而在炎热干燥的夏天则很危险。火灾失控、烧毁树木或不受控制地蔓延的风险使火焰除草成为圣诞树生产系统中不受欢迎的选择(Peachey等人，2017年)。

出现后化学替代除草剂

多种涌现后除草剂可代替草甘膦使用或与草甘膦联合使用。一些除草剂可以完全取代草甘膦，而另一些除草剂可以与草甘膦一起使用，以控制抗草甘膦杂草。以下概述包括可选择性控制阔叶或草的除草剂，可同时控制阔叶或草的非选择性除草剂，以及一些也可作为苗前除草剂的除草剂。

用于控制阔叶杂草

合成植物生长激素

合成生长素除草剂是防治阔叶杂草的一种选择。这些药物包括三氯吡咯三乙胺盐(Garlon)，氯吡咯(Stinger)和2,4- d (Defy Amine，炮塔)。这些除草剂也是系统性的，这使得它们成为草甘膦的类似替代品(Shaner, 2014)。三氯吡酯三乙胺盐和2,4- d选择性地杀死草本和木本阔叶杂草(Kuhns, 2018)，而氯吡酯则专门针对某些阔叶杂草，如豆类、复合材料、大蕉、龙葵、蓟和智能杂草(Zandstra & O 'Donnell, 2018)。氯吡啶可以安全地喷洒在已经生长成熟的针叶树上，但其他的只能在春芽发芽之前或在秋天生长变硬之后使用(Ahrens & Bennett, 2011)，这使它们与草甘膦类似。道格拉斯冷杉和白松可能对合成生长素除草剂敏感(Zandstra & O 'Donnell, 2018)。与草甘膦不同，2,4- d可以在除草剂在土壤或植物表面干燥后挥发并以蒸汽相移动，并破坏附近的植物。低挥发性酯类、油溶性胺的使用，以及对休眠树木的应用，极大地降低了对邻近作物的伤害危险(Rodgers & Vodak, 1983)。

浙江大学(Basagran)

苯达松是一种光系统II位点B抑制剂(Shaner, 2014)，是一种专门控制nut莎草和其他一些阔叶杂草的草甘膦替代品。苯达松应直接施用于杂草，因为如果喷洒在针叶树的顶部，它会烧毁针叶，特别是云杉和冷杉(Kuhns, 2018)。

选择性草地控制

ACCase抑制剂

乙酰辅酶a羧化酶(ACCase)抑制剂、clethodim (Envoy Plus)、fluazifop-P (Fusilade)和sethoxydim (Segment) (Shaner, 2014)是选择性系统性除草剂，用于控制圣诞树生产系统中的一年生草和许多多年生草。一些多年生草可能需要反复施用。它们不影响阔叶杂草，在圣诞树生长的所有时期都可以安全地使用;然而，它们必须应用于积极生长的草(Kuhns, 2018)。

用于管理草类和阔叶植物(非选择性)

控制草和阔叶草的一种方法是简单地混合前面提到的两种除草剂或使用以下除草剂之一。

Glufosinate(大结局)

草甘膦可能是与草甘膦最相似的除草剂之一。这是一种非选择性的接触除草剂，它只杀死它直接接触的部分杂草。草甘膦是一种谷氨酰胺合成酶抑制剂(Shaner, 2014)。它没有土壤活性，当杂草很小且活跃生长时效果最好(Mann, 2022)。草甘膦不应用于积极生长的树木(Peachey等人，2017年)。

黄草灵(Asulox)

Asulam是7,8双氢翼酸合成酶(DHP)的抑制剂(Shaner, 2014)。只能在生长硬化后使用。可防治多种一年生、多年生阔叶杂草和禾草。特别是，它提供了一种特定的草甘膦替代品，以控制码头物种(Rumex spp。)和蕨类植物(Pteridium aquilinum[l]) (Shaner, 2014)。每季只申请一次(Zandstra & O 'Donnell, 2018)。

Flasaulfuron(任务)

Flasaulfuron是一种除草剂，可以在杂草出现前和出现后进行控制，这比草甘膦有优势。Flasaulfuron是一种抑制乙酰乳酸合酶(ALS)的除草剂，可控制一年生草和一年生阔叶草(Zandstra & O 'Donnell, 2018)。将Flasaulfuron直接应用于杂草，以避免对活跃生长的树木造成伤害，并且不要在生长的第一年使用(Peachey等人，2017);然而，它可以应用在休眠树木的顶部。两次申请之间至少等待三个月(Zandstra & O 'Donnell, 2018)。

Hexazinone (Velpar)

己嗪酮是a部位的光系统II抑制剂，适用于2年或以上的圣诞树，不要用于苗圃或苗床(Zandstra & O 'Donell, 2018)。在田野中圣诞树幼苗和根部周围的土壤沉降后，需要施用己嗪酮(Zandstra & O 'Donell, 2018)。

己嗪酮会对地下水造成危害;因此，最好在早春涂抹，而不是晚冬。草甘膦的浸出潜力要低得多，因此需要考虑这种风险。己嗪酮能很好地控制许多一年生阔叶草和禾草，包括常见的豚草、小马草和一年生蓝草(Poa annua L.) (Zandstra & O 'Donnell, 2018)。六嗪酮甚至可以有效对抗草甘膦控制不良的拖尾黑莓(Peachey等人，2017年)。

天竺葵酸(镰刀状)

天麻酸(scythe)是一种出苗后接触除草剂，可以控制小型阔叶杂草，但会伤害多年生杂草和较大的一年生杂草(Neal & Senesac, 2018)。它通常被认为是一种除草皂，但不是认证的有机选择。镰刀的一个优点是其症状发展迅速(不到30分钟)(Neal & Senesac, 2018)。

壬酸铵(Axxe)

壬酸铵是有机材料审查研究所认证的天竺葵酸配方，具有与镰刀相同的活性成分。它也是一种非选择性的接触型除草剂，作用快。一旦与植物表面接触，它会破坏叶片表面的完整性，并对细胞壁造成损害。为了有效地控制杂草，可能需要重复施用。不要涂在圣诞树的顶部。这可用于有机圣诞树生产系统。

PPO抑制剂

氧氟芬(Goaltender)、乳芬(Cobra)和氟米恶嗪(SureGuard)是抑制原卟啉原氧化酶(PPO)的除草剂。它们也可用作苗前除草剂。在移栽后，发芽前，在树顶喷洒或直接喷洒。氟虫恶嗪和氧氟芬也可以在后期生长硬化后使用(Zandstra & O 'Donnell, 2018)。它们可以控制阔叶和草。总的来说，它们是很好的草甘膦替代品。

使用草甘膦替代品的现实

草甘膦的替代品有许多自身的优点和缺点。许多替代方法，尤其是非化学方法，都不如草甘膦有效，必须与其他方法结合使用。此外，每种除草剂都有其自身的风险，有些可能比草甘膦的风险更大。例如，像2,4- d和Garlon这样的苯氧基除草剂对其他作物是危险的。因为圣诞树通常和其他各种作物一起生长，所以要注意农场附近的其他作物和它们的位置，避免除草剂的漂移。即使它们对树木不是特别危险，它们也可能伤害附近的其他东西(Kudinov, 1972)。其他除草剂如己嗪酮在土壤中是有效的，可能有径流问题。有些可能在选择性或接触类型方面不如草甘膦有效。

多年来，草甘膦被广泛使用，如前所述，一些杂草已经对草甘膦产生了抗药性。因此，即使这些替代方法只是与草甘膦结合使用，仍将减少草甘膦的使用，有助于管理抗草甘膦杂草，并减少其他杂草的抗性。此外，种植者或其客户对草甘膦可能对健康造成影响的担忧可以通过选择草甘膦替代品轻松克服。所有种植者都可以从使用草甘膦替代品中受益，因为他们可以结合非化学和化学方法，避免只使用草甘膦，从而采用综合杂草管理策略。通过轮换使用不同作用模式的除草剂，并将化学方法与非化学方法相结合，种植者可以更有效地管理杂草，减少对环境的破坏。

致谢

作者感谢Bert Cregg博士，密歇根州立大学园艺系和林业系;BOB体育艾琳·伯恩斯博士;植物、土壤和微生物科学系;BOB体育密歇根州立大学;感谢他们有用的评论和反馈。

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