几年前，一组杂草科学家表明，在气候变化的背景下，土壤除草剂对农业杂草的效果较差。现在，由美国农业部农业研究服务处和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校领导的同一个研究小组已经表明，在出现后（POST）除草剂中也是如此。
研究人员从横跨美国玉米带的16个杂草科学推广项目（包括伊利诺伊州推广项目）中挖掘了一个30年的数据库，发现多变的天气显著降低了三种主要的POST除草剂对影响玉米和大豆的主要杂草的有效性。如果农民不能用PRE或POST除草剂充分控制杂草，玉米和大豆的产量——以及全球粮食安全——将受到影响。
“正如其他研究表明的那样，天气不仅仅在POST应用后的几个小时内起作用。我们的分析表明，在我们研究的产品和杂草使用前后几天，气温和降水与除草剂的有效性有关，”美国农业部农业研究所博士后研究员、该论文的第一作者克里斯·兰道说。“通过我们分析的大量数据——成千上万的数据点，包括30多年来广泛的天气条件——我们能够在比以前的研究更广泛的环境中描述天气对POST除草剂功效的影响。”
分析显示，平均气温低于66华氏度或高于77华氏度，会使三种除草剂的作用位点——氟沙芬、草甘膦和中三甲酮——对水麻、大狐尾和牵牛花的效果降低。历史数据集无法解释为什么杂草在这些条件下对除草剂的反应较弱，但其他研究提供了线索。
“如果在施用前温度过高——而水没有限制——杂草生长速度加快，导致更大的植物可能有更好的机会在除草剂中存活下来，”合著者Marty Williams说，他是USDA-ARS的生态学家，也是伊利诺伊州农业、消费者和环境科学学院作物科学系的副教授。“同样，施用后的高温期可能会加速植物代谢，更快地中和除草剂，使其效果降低。”
低温基本上会产生相反的效果，减缓植物内除草剂的新陈代谢和运动，使其效果降低。
然而，除草剂施用者并不仅仅需要注意空气温度。分析发现，降水模式——特别是施用前10天的干燥条件或施用后10天的潮湿条件——也会影响除草剂的效果。
兰道再次指出，之前的研究解释了为什么干燥或多雨的环境可能会导致杂草对除草剂的反应减弱。例如，干旱促使植物增厚叶片表面的蜡质角质层。这有助于植物避免水分流失，但也使叶面除草剂更难进入。湿润条件不仅能在施用后数小时内将除草剂从叶片表面冲洗掉；施用后几天的过量降水可能引发应激反应，导致生长缓慢，减少除草剂在植物内目标部位的移动。
“农民们已经在应对气候变化带来的严重挑战，比如春季洪水和夏季干旱。当你考虑到用于除草的工具也受到这些天气模式的影响时，农业就变得更加困难了，”威廉姆斯说。
虽然大部分分析都集中在单一除草剂的影响上，但研究小组也分析了草甘膦和美沙芬的组合。在不同的天气条件下，联合应用对杂草的控制更有效，但研究人员警告说，单独使用POST并不能保证完全控制杂草。朗道建议分层施用有效的土壤残留除草剂和非化学策略，以提供更一致的杂草控制。
威廉姆斯补充说，作为一门学科，杂草科学需要投资新的工具。
“总的来说，杂草的适应速度比我们管理它们的方式要快。气候变化似乎准备把这种演变加快轨道，”他说。“我们希望有可能在研发方面解决杂草控制失败的问题，因为等待一切失败的成本可能是痛苦的。”
这项名为“在日益不稳定的天气中寻找一致的发芽后杂草控制”的研究发表在《杂草科学》杂志上[DOI: 10.1017/wsc.2024.80]。这项研究得到了美国农业部和农业研究计划署（USDA-ARS）项目的支持。5012 - 12220 - 010 - 000 - d]。
