紫花苜蓿(Medicago sativa L.)素有“牧草之王”的美称，其粗蛋白含量高、营养价值好，在饲喂奶牛和肉牛增重方面效果显著，世界各国都有引进和培育^[1]。黄河三角洲地区是我国传统的苜蓿种植区，也是山东省“粮改饲”试点工作的重要地区，该区域未开发土地多，且成方连片，适合苜蓿规模化、集约化、产业化发展。该区属于暖温带季风气候，四季分明，雨热同季，高温、降雨主要集中在6—8月份^[2]，造成苜蓿田间杂草生长迅速，如不及时防除，势必会对苜蓿生产造成危害，使苜蓿减产、品质下降。杂草的防治是苜蓿成功引种的关键问题，目前的措施是施用化学除草剂^{[3, 4]}，化学除草剂仍是我国当前最切实可行的除草方法^[5]。而盲目使用除草剂，常造成药害，不仅降低作物的经济产量，并对生态环境造成一定影响^[6]。因此，了解除草剂的安全性，可以有效减少除草剂药害的发生，减少经济损失，提高除草剂的适应效果，更主要的是可以有效降低除草剂的污染，提高农作物安全指标^[7]。但目前针对苜蓿田杂草防除研究的相关报道还比较少，特别是黄河三角洲地区苜蓿田除草剂研究则更少。本研究从除草剂种类和用量方面入手，以期筛选出适合本地区使用的除草剂及合适剂量，为苜蓿高产、稳产提供技术支撑。

试验地位于无棣县海丰街道办曹庄村，地处山东省北部，渤海西南岸，黄河三角洲高效经济区重点开发区域，属北温带东亚季风区域大陆性气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷漫长，春季多风干燥，秋季温和凉爽。年平均气温13.6 ℃，日照时数2 500 h，年均降水量700 mm，无霜期270 d。土壤属滨海潮土。土壤有机质含量1.7%，碱解氮含量49.3 mg·kg^-1，有效磷含量8.3 mg·kg^-1，速效钾249.5 mg·kg^-1，pH值8.44。

试验于2015年7月进行。选择地势平坦、地力均一的苜蓿地作为试验田，苜蓿品种为维多利亚，于2013年秋季播种。苜蓿大田常见杂草主要有马唐(Digitariasanguinalis)、牛筋草(Eleusineindica)、稗草(Echinochloacrusgalli)、虎尾草(Chloris virgata)、马齿苋(Portulacaoleracea)、苣荬菜(Sonchusbrachyotus)、墨旱莲(Ecliptaprostrata)、铁苋菜(Acalyphaaustralis)、野大豆(Glycine soja)、黄蒿(Artemisia annua)、莎草(Cyperusrotundus)、牵牛花(Pharbitis nil)等。

供试除草剂共计4种：5%咪唑乙烟酸(Imazethapyr)水剂，山东先达化工有限公司生产；10%精喹禾灵(Quizalofop-p-ethyl)乳油，安徽丰乐农化有限责任公司生产；10.8%高效氟吡甲禾灵(Haloxyfop-r-methyl)乳油，美国陶氏益农公司生产；23.5%乙氧氟草醚(Oxyfluorfen)乳油，上海惠光环境科技有限公司生产。

采用完全随机区组试验设计，咪唑乙烟酸的喷施剂量设定为3个水平：2 000 mL·hm^-2(M1)、4 000 mL·hm^-2(m²)和6 000 mL·hm^-2(M3)，每公顷兑水400 L，对照为空白(M0)，喷施等量的水。小区面积为20 m²，3次重复。2015年7月20日收割第三茬，间隔10 d后进行除草剂喷施处理，于8月26日进行收获。苜蓿产量采用1 m²样方法测定，烘箱内65 ℃下48 h烘干至恒重，称取干物质量；在苜蓿刈割前，调查各样区杂草种群特征，采用1 m样段法，每个小区3次重复，记录样段上杂草的种类、株高、密度、盖度，根据下列公式进行杂草物种重要值和群落多样性指标分析^[8]。

重要值(IV：important value)的计算公式为：

IV=(相对盖度+相对高度+相对密度)/3×100%

物种多样性(Species diversity)采用Simpson指数(D)和Shannon-Wiener(H′)：

采用完全随机区组试验设计，精喹禾灵的喷施剂量设定为3个水平：450 mL·hm^-2(J1)、900 mL·hm^-2(J2)和1 350 mL·hm^-2，每公顷兑水400 L，对照为空白(J0)，喷施等量的水。试验方案、取样方法与咪唑乙烟酸试验相同。

采用完全随机区组试验设计，高效氟吡甲禾灵的喷施剂量设定为3个水平：350 mL·hm^-2(G1)、700 mL·hm^-2(G2)和1 050 mL·hm^-2(G3)，每公顷兑水400 L，对照为空白(G0)，喷施等量的水。试验方案、取样方法与咪唑乙烟酸试验相同。

采用完全随机区组试验设计，乙氧氟草醚的喷施剂量设定为3个水平：750 mL·hm^-2(Y1)、1 500 mL·hm^-2(Y2)和2 250 mL·hm^-2(Y3)，每公顷兑水800 L，对照为空白(Y0)，喷施等量的水。试验方案、取样方法与咪唑乙烟酸试验相同。

数据分析采用SAS9.0统计软件，作图采用Excel2007软件。

从咪唑乙烟酸试验结果来看，喷施咪唑乙烟酸有助于苜蓿干草产量提高，均大于对照处理(图 1)。对照处理苜蓿干草产量只有593.3 kg·hm^-2，M1(2 000 mL·hm^-2)处理下苜蓿干草产量达到993.3 kg·hm^-2，比对照增产67.4%；m²(4 000 mL·hm^-2)处理下苜蓿干草产量达到1 173.3 kg·hm^-2，比对照增产97.8%；M3(6 000 mL·hm^-2)处理下苜蓿干草产量达到940.0 kg·hm^-2，比对照增产58.4%。3个浓度处理之间苜蓿干草产量无显著差异(P>0.05)。

注：不同小写字母代表处理之间差异性达到显著水平(P < 0.05)。 Note：Different small letters indicate significant difference at 0.05 level among treatments. 图 1 不同除草剂及其浓度处理对苜蓿干草产量的影响 Figure 1 Effect of herbicides and concentration on alfalfa hay yield

图选项

从精喹禾灵试验结果来看，各处理间苜蓿干草产量差异不显著(P>0.05)。对照处理下苜蓿干草产量为700.0 kg·hm^-2，苜蓿在处理J1(450 mL·hm^-2)、J2(900 mL·hm^-2)、J3(1 350 mL·hm^-2)下的干草产量分别为766.7、782.0 kg·hm^-2和800.0 kg·hm^-2。

从高效氟吡甲禾灵试验结果来看，喷施高效氟吡甲禾灵有助于苜蓿干草产量提高，抑制杂草，实现增产。对照处理苜蓿干草产量为633.3 kg·hm^-2，苜蓿在处理G1(350 mL·hm^-2)、G2(700 mL·hm^-2)、G3(1 050 mL·hm^-2)下的干草产量分别达到666.7、1 060.0 kg·hm^-2和1 253.3 kg·hm^-2，分别比对照增产5.3%、67.4%、97.9%。G2和G3处理苜蓿干草产量无显著性差异(P>0.05)，G3处理显著高于对照和G1处理(P < 0.05)。

从乙氧氟草醚试验结果来看，喷施乙氧氟草醚不利于苜蓿干草产量增加，这可能是由于乙氧氟草醚本身药害抑制了苜蓿的正常生长。对照处理苜蓿干草产量为860 kg·hm^-2，苜蓿在处理Y1(750 mL·hm^-2)、Y2(1 500 mL·hm^-2)、Y3(2 250 mL·hm^-2)下的干草产量分别达到620.0、594.1 kg·hm^-2和586.7 kg·hm^-2，分别比对照增产-27.9%、-30.9%、-31.8%。Y2和Y3处理苜蓿干草产量显著低于对照处理(P < 0.05)，喷施乙氧氟草醚的处理苜蓿干草产量均低于对照处理。

从表 1可以看出，对照处理(M0)调查样段中杂草种类平均达到6种，M1、m²、M3处理中杂草种类分别降至3、5、3种，均比对照有所降低。在喷施浓度增大的情况下，铁苋菜、黄蒿、马齿苋、苣荬菜也有较高的重要值，这类杂草表现出较难控制的趋势。

表 1 咪唑乙烟酸浓度处理对杂草种类及其重要值的影响 Table 1 Effect of different imazethapyr concentration treatments on weed species and important value

表选项

喷施精喹禾灵也能达到降低杂草种类的效果，从表 2可以看出，对照处理(J0)杂草种类数平均达到6种，处理J1、J2、J3可使杂草种类降到3、4、3种。有效控制了牛筋草、虎尾草等禾本科杂草，但对马齿苋、铁苋菜等阔叶类杂草防除能力较差。从表 2也可以看出，马唐是一种主要的恶性杂草，即使喷施精喹禾灵，物种重要值依然较高。

表 2 精喹禾灵浓度处理对杂草种类及其重要值的影响 Table 2 Effect of different quizalofop-p-ethyl concentration treatments on weed species and important value

表选项

从表 3可以看出，喷施高效氟吡甲禾灵的处理效果不如上述2种除草剂明显，只有在高浓度处理G2、G3下，杂草种类数量才有所降低，马齿苋、墨旱莲、铁苋菜等阔叶类杂草较难防除，高浓度处理G2、G3对马唐防除有效。

表 3 高效氟吡甲禾灵浓度处理对杂草种类及其重要值的影响 Table 3 Effect of different haloxyfop-r-methyl concentration treatments on weed species and important value

表选项

随着乙氧氟草醚浓度的增加，杂草种类数量明显降低，从表 4可以看出，最高浓度处理Y3的杂草种类数量为2种，远低于对照6种，杂草防除效果比较好。但对恶性杂草马唐等禾本科草，也较难控制住其生长。

表 4 乙氧氟草醚浓度处理对杂草种类及其重要值的影响 Table 4 Effect of different oxyfluorfen concentration treatments on weed species and important value

表选项

物种多样性指数是草地植被群落变化的重要参数，指数的大小往往能反应群落组成差异以及群落多样性的变化。从图 2可以反映出，除草剂及其浓度对杂草群落多样性指数的变化产生了影响，杂草群落的组成和个体数量发生了变化，总体趋势是随喷施浓度的增大，杂草群落物种多样性指数整体呈下降趋势。咪唑乙烟酸不同浓度处理下，杂草群落多样性指数下降尤为明显，Shannon-Wiener指数从M0时的1.47下降到M3处理时的0.34，Simpson指数从M0时的0.74下降到M3处理时的0.24，降幅最大，说明咪唑乙烟酸对杂草的抑制率较强。乙氧氟草醚Y2、Y3处理下，杂草群落多样性指数也呈现较大程度的下降，效果较为明显。精喹禾灵和高效氟吡甲禾灵处理下，杂草群落多样性指数下降较为平缓。

图 2 除草剂及其浓度对杂草物种多样性指数的影响 Figure 2 Effect of herbicides and concentration on weed species diversity

图选项

杂草是影响黄河三角洲地区苜蓿产量和品质的重要因素，由于苜蓿专用除草剂研发过少，筛选合适的除草剂及其适用浓度是解决当前难题的最佳途径。杂草一般大面积发生在第二茬至第四茬苜蓿生长之间，此时光、热、水同期，有利于杂草生长，形成草害^[10]。除草剂选择的标准，在能抑制杂草生长的同时，重要的是不能影响苜蓿的产草量。本试验选用的4种除草剂，均属大田农作物常用除草剂。从产量角度分析，喷施精喹禾灵没有达到苜蓿增产效果，喷施咪唑乙烟酸和高效氟吡甲禾灵增产效果最好，能有效抑制杂草生长。从试验结果来看，咪唑乙烟酸最佳处理浓度为2 000 mL·hm^-2(M1)，与4 000 mL·hm^-2(m²)、6 000 mL·hm^-2(M3)处理相比，苜蓿产量并无显著性差异，这可能与喷药时期有关，本试验是在苜蓿刈割后第10 d喷施，此时苜蓿正处于再生苗期，不是施药敏感时期，这与咪唑乙烟酸在谷子和豆类作物中的试验结果相类似，苗期喷药，随着喷施浓度的增加，作物产量无显著性差异^{[11, 12]}。精喹禾灵和高效氟吡甲禾灵均是选择性除草剂，主要用于阔叶类作物中禾本科杂草的防除，在油菜、烟草中应用较多^{[13, 14]}，近年来也开始用于苜蓿田中禾本科杂草防除^[15]。本试验发现，就苜蓿产量而言，高效氟吡甲禾灵要优于精喹禾灵，高效氟吡甲禾灵最佳处理浓度为700 mL·hm^-2(G2)。喷施乙氧氟草醚，随着浓度的增加，苜蓿干草产量呈现负增长，在防除杂草的同时，也抑制了苜蓿的生长，所以从本试验结果来看，乙氧氟草醚不适合作为苜蓿田除草剂，这与王薇等^[16]的研究结果相一致，乙氧氟草醚对苜蓿出苗和苗后生长危害严重。一些在小麦、大豆上的研究结果也表明^{[17, 18]}，除草剂对作物生长来说是一种胁迫，可对其生长、生理产生影响^{[19, 20]}，最直观的表现就是生长受到抑制^[21]。

重要值是植物种群在群落中优势程度的衡量指标，试验小区中测定的物种数是除草剂效果的直观体现。喷施除草剂均降低了杂草物种数量，试验处理下重要值高的杂草，可以认定为除草剂在该处理浓度下，对此类杂草防除效果不佳。从试验结果可以看出，喷施咪唑乙烟酸，在2 000 mL·hm^-2(M1)处理下就能有效降低杂草物种数(表 1)，而4 000 mL·hm^-2(m²)处理和6 000 mL·hm^-2(M3)处理对苣荬菜和黄蒿的防除效果反而不如2 000 mL·hm^-2(M1)处理，这可能与这2种植物耐药性有关，当其他杂草被抑制时，土壤种子库中苣荬菜和黄蒿的种子容易破土而出^[22]，但此时苜蓿植株高大，植被覆盖度高，已临近收获期，而苣荬菜和黄蒿均以幼苗居多，竞争力较弱，对苜蓿产量影响甚微。

但咪唑乙烟酸对铁苋菜、马齿苋、苣荬菜等杂草防除效果不好，在实际操作过程中，可以配合其他专项除草剂使用，以便达到最佳除草效果。精喹禾灵可有效防除禾本科杂草(表 2)，(但对马齿苋、苣荬菜、铁苋菜)等阔叶类杂草不能很好防除。高效氟吡甲禾灵对杂草物种数控制性较差，从表 3可以，喷施高效氟吡甲禾灵各浓度处理下的杂草种类并没有发生明显降低趋势，但从现场调查可以得知，杂草种类虽多，但植株高度、盖度、密度等指标方面要显著降低，对大多数杂草有一定的抑制作用，降低了杂草在水、热、光等生长环境中的竞争力。乙氧氟草醚虽然对杂草控制比较有效，但同时也降低了苜蓿的产量，对苜蓿的生长是有害的。一种药剂仅能防除一种或某几种杂草，不可能防除所有的杂草，且不同药剂对同一种杂草防除效果差别很大^[23]，因此，下一步研究应该把几种有针对性的除草剂混合配施，综合评价混合施用效果，使苜蓿田除草达到经济、有效的目的。

施用除草剂可明显减少杂草种类，杂草耐药性强弱不同影响到种群的多度、存在度和相对显著度^[24]，进而对杂草群落多样性产生影响。除草剂对杂草群落的研究已有很多，多集中在棉田、稻田等^{[25, 26]}，苜蓿地中除草剂对杂草群落的影响报道还较少。一般来说，连续多年使用同一类除草剂，致使农田杂草种群迅速更迭，群落结构发生改变，演替加速，次要杂草或产生抗体的群体上升为优势种群^[27]。同时，长期使用除草剂，还会降低农田植物的多样性^[28]。本试验引进了Simpson和Shannon-Wiener多样性指数来对杂草群落变化进行定量分析，虽然试验时间较短，但从某种程度上也可以看出除草剂对杂草群落影响的一种趋势。从本试验结果看，4种除草剂均能降低群落多样性指数，除草剂对降低杂草群落多样性指数是十分明显的，指数越低，表明杂草群落越单一化，控制效果更为突出，这与谭乾开等^[29]在除草剂保试达(GLA)对香蕉园杂草群落动态研究相类似，随着保试达喷施浓度的增大，杂草群落多样性指数值呈下降趋势，杂草群落重建较慢，可减少杂草种类，抑制杂草生物量增加。吴竞伦等^[30]在稻田杂草的研究也表明，连续多年施用除草剂，杂草群落的均匀度和多样性指数都低于对照，杂草生物量降低，减少对水稻的竞争，促进水稻高产。

从苜蓿干草产量方面考虑，喷施咪唑乙烟酸2 000 mL·hm^-2和高效氟吡甲禾灵700 mL·hm^-2增产效果最好；乙氧氟草醚对苜蓿生长有抑制作用，不能作为苜蓿田除草剂使用。从杂草物种数和重要值方面考虑，喷施咪唑乙烟酸2 000 mL·hm^-2、精喹禾灵450 mL·hm^-2效果最好；高效氟吡甲禾灵对降低杂草物种数效果有限。从杂草群落多样性指数来看，喷施咪唑乙烟酸、乙氧氟草醚效果最为明显。

综合以上分析，黄河三角洲地区苜蓿地杂草防除推荐使用除草剂咪唑乙烟酸和高效氟吡甲禾灵。本试验筛选出的苜蓿田除草剂及用量最佳选择为咪唑乙烟酸2 000 mL·hm^-2，其次为高效氟吡甲禾灵700 mL·hm^-2。