一般未經馴化的非栽培植物通常以“野生植物”或“野草”稱之,“雜草”則是以人為利用做出發點所定義的名詞,亦即凡是影響到人們當時所栽種作物之收量的其他植物,均以雜草視之,如發生在非水稻田內之自生稻則視為雜草,因此田區內所謂的雜草並非指特定種類的植物,或許只是在當時環境狀況下尚未被人們發現其利用價值。
但是雜草在作物栽培體系內確也扮演著不可忽視的角色,因為對光照、養份、水份、空間等資源的競爭,會直接為害到作物的生育;如水田內整地後萌芽之稗草,在分蘗中期株高即超過水稻造成光的競爭,影響稻株對光的吸收降低榖粒數及稔實率;株形較矮之野茨菰、螢藺及球花蒿草等水田雜草,也會減少植株中下層葉片之受光量;養份的競爭對作物生育的影響則最為明顯,尤其是氮肥的吸收效率降低,導致生育不良之黃化現象。競爭所導致之減產程度會因雜草的種類、
發生之生物量、發生之時期、作物的品種、及氣候環境等條件而有差異,田間實際發生之減產程度在 10-90%範圍。雜草同時也會成為病蟲原的寄主及老鼠棲息的場所,增加田間管理上的困擾,甚至由植株殘質釋出酚類等二次代謝產物,發生所謂的毒他作用(allelopathy),引起作物品質的低下及產量的損失。
除了對農業生產有明顯影響外,雜草也會降低環境品質與自然資源的利用率,如水域中布袋蓮堵塞河道不但阻礙水流,且易滋生蚊繩影響環境衛生,甚至某些有毒植物引起身體的過敏現象而危及人畜健康。雜草因為引起上述干擾人類活動的為害情形,而成為植物保護範疇內的主要害物(pest)之一。
雜草生態及分布
一般田面發生的雜草種類與數量,在不同氣候、作物種類及田間管理方式下有很大差異;如組成水、旱田之主要雜草,因灌水程度影響土壤含水量而有截然不同的草相;即使同為旱田的果園及蔬菜田草相,也因為作物生育期的長短、株型及競爭力等因素而有明顯差別;另外冬生型及夏生型雜草的季節性分布會形成區域性的特有草相,臺灣一期作水稻整地前為裡作田或休閑田,在低溫下田面會發生大量冬生型旱田雜草,如小葉灰藋(Chenopodium ficifolium)、旱辣蓼(Polygonum lapatholium)、小葉碎米薺(Cardamine parviflora)等,二期作高溫下則多為稗草及自生稻等禾本科草;整地與否對田面草相也有相當顯著的影響,如冬裡作田在水稻收割後,田面會陸續長出旱生型雜草,在不整地狀況下,這些雜草會繼續長大,但經過整地後,這些已萌芽的雜草會被翻除,同時翻出土壤種子庫內的雜草至土表,於適當環境下開始萌芽生長;因此一般不整地田之雜草量較低,幾乎為整地者的一半,但不整地狀況下雜草生育快速,草鮮重的增加速率較整地者為快。
水稻田內常見之主要雜草大部份為挺水型水生植物,即根部著生於土中,地上部枝葉大部份露出水面,台灣地區如稗草(Echinochloa crus-galli)、螢藺(Scirpus juncoides)、球花蒿草(Cyperus difformis)、鴨舌草(Monochoria vagindlis)、野茨菰(Sagittaria trifolia)、水莧菜(Ammannia baccifera)、母草(Lindernia pyxidaria)、紅骨草(Rotala indica)、尖瓣花(Sphenochloa zeylanica)及雲林莞草(Scirpus planiculmis)等為水田常見之主要雜草,其他如青萍(Lemna paucicostata)、槐葉蘋(Salvinia natans)及滿將紅(Azolla pinnata)等浮水型雜草,在除草劑大量使用前也曾普遍發生於水稻田中,目前則多發生於淹水較深之筊白筍或菱角田中。
某些濕生性植物如芒稷(Echinochloa colona)、畔茅(Leptochloa chinensis)、雙穗雀稗(Paspalum distichum)、碎米莎草(Cyperus iria)、鋸葉定經草(Lindernia cillata)及滿天星(Alternanthera sessilis)等,由於水田整地趨於粗放,及淹水或保水的管理不佳,或者從田埂蔓延至田區內,亦逐漸成為水田重要的雜草種類。
台灣地區一、二期作水稻初期之氣溫差異大;期作間雜草分布亦有差別;如野茨菰多發生於一期作,鴨舌草、紅骨草、尖瓣花及芒稷則在二期作較多。此外在南北氣候及管理程度上之差異,亦導致雜草地區性的局部發生,如野茨菰集中於桃竹苗區,瓜皮草(Sagittaria pygmea)分布於苑里、大甲一帶,水莧菜及尖瓣花在中南部發生較多,雲林莞草則主要在中部濱海水田中,但近年來在水稻代耕方式的盛行下,遭受雜草種子或營養莖污染的農機具或秧苗,會加速繁殖力強的雜草散布,同時在使用同類型除草劑防治下,地區間草相的差異有不明顯的趨勢,如雲林莞草已拓展至台東地區,尖瓣花也普遍發生在北部田區。
溫度的差異也影響雜草萌芽的整齊度及生育,二期作高溫下萌芽快且一致,根據蔣慕琰(1983)試驗結果:整地後 30日之營養生長速率如株高及生物量,約與一期作整地後 60日者相當。
旱作方面較為複雜;台灣地區栽培之蔬菜種類包括根、莖、葉、瓜、果菜類等,具有種類多面積小的特性,各類蔬菜因為生育季節、生育期長短與管理上的不同,導致雜草相的分布有明顯差異;高溫多濕之夏季蔬菜田,雜草主要以牛筋草(Eleusine indica)、稗草及馬唐草(Digitaria sanguinalis)等禾本科草為主;另外還有野莧(Amaranthus viridis)、加拿大蓬(Erigeron canadensis)及馬齒莧(Portulaca oleracea)等闊葉草,以及沙草科之碎米莎草;夏季高冷地之蔬菜田雜草,根據農藥所雜草研究室調查,則包括鵝兒腸(Stellaria aquatica)、早熟禾(Poa annua)、歐洲黃苑(Senecio vulgaris)、苦菜(Sonchus oleraceus)、野塘蒿(Erigeron sumtrensis)、龍葵(Solanm nigrum)、小葉碎米薺、大扁雀麥(Bromus catharticus)、圓葉錦葵(Malva neglecta)及昭和草(Erechtites valerianafolia)等,其中早熟禾和鵝兒腸最為普遍,而小葉碎米薺等十字花科雜草卻成為休閑期之優勢族群。冬季乾冷氣後下常發生之蔬菜田雜草,則以闊葉草為主,包括小葉灰藋、鼠麴舅(Gnaphalium purpureum)、泥湖菜(Hemistepta lyrata)、早苗蓼、節花路蓼(Polygonum plebeium)、山芥菜(Rorippa atrovirens)、鵝兒腸及小葉碎米薺等,大部份為中小型之一年生草。
若為二期作後之冬裡作田,還會有一些濕生性水稻田雜草,如球花蒿草和木虱草(Fimbristylis miliacea)等的發生。栽培較多之葉菜類因種類繁多,短期與長期葉菜類之生育期長短差異大,短期者在夏季僅 19-20日,冬季約 30-45日,但如結球葉菜類如甘藍、結球白菜、結球萵苣及包心菜等之生育期長達 3個多月,因此兩者田面雜草發生之種類與數量亦不相同;生育期長者較易出現多年生雜草,如滿天星(Alternanthera sessilis)和香附子(Cyperus rotundus)等;短期葉菜類因為生育期短,收穫後土壤翻耕次數頻繁,則較不適合多年生草完成其生活史。果樹因為是多年生作物,不論落葉或長綠果樹的生育期都很長,雜草管理也較粗放,在臺灣高溫多濕的氣候下,園區內的草相頗為複雜,其中不乏多年生草。但在某些地勢較高之坡地果園,為了發揮水土保持、增加有機質來源及改變生物相之效益,會選留匍匐性矮生雜草之草生栽培方式,相對的會抑制園區內雜草發生之種類。
綜括來說,水田環境十分均一,雜草發生的種類不及旱田複雜,草相的變化亦不大。旱地作物田所發生的雜草種類主要受溫度和雨量的影響,水田狀況除溫度外,主要是淹水深度造成之氧氣供應量的差異,但除草劑的使用亦為草相改變的重要影響因子,因為經常使用同種類除草劑時,在藥劑的選汰壓力下造成敏感性雜草減少,耐受性雜草增多而成為優勢族群的草相變遷現象;也有可能長期重覆施用同一種除草劑,導致敏感性族群內由於基因突變發生抗性生物型(biotype)植株,如臺灣旱地雜草野塘蒿已證實對巴拉刈(paraquat)產生抗性,所以常常在以巴拉刈為主要防治藥劑之作物田附近,可以發現僅存有大大小小野塘蒿遍佈田野的景象。至於雜草發生量,即雜草在田面的覆蓋率和累積的生物量,則和田間栽培管理的程度有關,間苗、中耕及培土等措施,多多少少都會除去部份的雜草,尤其是在雜草幼苗期即行除去,更明顯降低作物生育期間所受雜草的危害程度。草相的調查為選擇有效防治方法之依據,在現行雜草管理上為需要長期投入人力與經費之基礎研究。
雜草防治
雜草對作物正常生育的干擾,和病原菌及昆蟲等害物(pest)造成的危害情形不同,後者往往引起突發性的顯著損害,在未做妥善預防措施時甚至毫無收成可言,因此監測田區內病蟲害物棲群的消長,為達到經濟防治水準必要的手段;但是雜草的存在卻是與作物同步的,對作物的影響為漸進而持續的;因為土壤種子庫(soil seed bank)內所含的雜草種子量本來就很高,雖然因為氣候、栽培作物的種類、整地耕犛的程度、土壤含水量及除草劑使用的種類與頻度,而改變田區內雜草發生的種類與數量,但通常在播種同時許多雜草種子也已開始萌芽,和作物共享田間所有自然及人為提供的資源,直到完成生活史達到種族衍續的目的。
雜草憑藉著種子產量及休眠期長之特性,而具有很強的繁殖能力,且容易隨著灌溉水、栽培作物種苗之介質、動物攜帶等因素而快速擴散到其他地區,營養繁殖莖甚至還會因為整地時的農機具切割而蔓延至全區。針對雜草蔓延快速及競爭力強之天賦,在農業生產體系中所帶來的衝擊,主要發生在作物尚未形成覆蓋前之生育抑制,及雜草開花結實後種子掉落,增加土壤中之種子含量,因此防治著重在作物生育早期,甚至前作或休閒田的雜草管理都會影響防治效果。
台灣地區作物田目前使用化學除草劑除草為雜草防治的主要手段,人工機械除草、其它田間管理作業、輪作等栽培制度則在特定作物田或生育期實施。臺灣除草劑的試用開始於民國 43年,由台中區農業改良場自日本進口 2,4-D,進行水田及小麥田雜草防除試驗,民國 40-46年糖業研究所亦同時進行蔗園除草劑之雜草防除試驗,因農藥申請登記之委託試驗辦法的制定,農民逐漸掌握提高藥效避免藥害的施用技術,且在新藥劑迅速的開發下,除草劑的使用面積大幅增加,至 70年水稻一期作藥劑除草比率已達 98%,目前登記在水稻田的藥劑多達數十種,依推薦用量及方法施用,對移植稻相當安全,可防治大部分的一年生雜草。
現行移植水稻田雜草防治,於本田整地前先施用非選擇性萌發後除草劑如巴拉刈及嘉磷塞(glyphosate),全面噴施田面已發生之雜草,再經過乾濕整地 1-2次及淹深水抑制土壤中草子的萌芽,並於移植後數日內施用萌前除草劑如丁基拉草(butachlor)等,可防治 1-2葉期以下之已萌芽雜草;但發育超過 2-3葉之雜草對藥劑忍受力會明顯增強,二期作高溫下因為雜草萌芽及生長快,施用萌前殺草劑之時間須較一期作早,才有明顯的防治效果。
萌前藥劑施用後,若有高密度之闊葉多年生草如野茨菰、瓜皮草等發生,可施用本達隆(bentazon)等萌後作用較強之選擇性藥劑。近年發展之高活性、低用量、低毒性之硫醯尿素類(sulfonyluras)除草劑如百速隆(pyrazosulfuron)、免速隆(bensulfuron)、依速隆(imazosulfuron)等,對 3-4葉之闊葉草仍具明顯效果,因此可使用在多年生闊葉草嚴重或農時延誤之田區,只是對稗草的防治較差。
直播到目前在臺灣所佔的面積不多,對大部份的除草劑又都十分敏感,為減少藥害的發生,可將推薦用量分次以半量施用,且需整地平坦及灌排水均勻,以免藥劑沉積在局部田區引起秧苗藥害。臺灣水稻田由於長期施用萌前藥劑,田間一年生草多被有效控制,雜草種類趨於單純,雜草量也大為降低,而以地下球莖繁殖的野茨菰、瓜皮草等多年生草卻相對增加,某些雜草如螢藺等,會局部性的嚴重發生,可能和其耐藥性及田間管理措施有關。
蔬菜田由於種類多,生長習性及管理方法不同,在直播蔬菜田初期發生之雜草所造成的競爭為害尤其顯著,但是直播蔬菜一般對除草劑又十分敏感容易發生藥害,因此整地前消除田面已發生之雜草,及施用殘效較長可延後土壤中草子萌芽的萌前除草劑,甚至休閒田避免雜草保留至開花結子期,增加土壤中草子含量的適當管理工作,對雜草防治都是很重要的;移植蔬菜田在生長勢上優於田區中剛萌發之雜草,但一般因為生育期較長而需要長期持續的控制草量至最少影響程度,尤其是在開花結果的生殖生長期,作物對養分、光照等環境需求十分倚賴,除了在栽植初期採用藥劑防治外,也常使用人工除草、敷蓋稻草或塑膠布等非藥劑防治。
果園雜草的防治須配合氣候及地勢,雨季來臨前可以人工或機械除草,壓制生長旺盛之禾草類,坡地果園內常保留矮生藤類發出之嫩葉以為草生栽培,雨季結束前則除去將開花結子之闊葉草,通常在果樹休眠期或草量過高時施用殘效短之除草劑,以降低工資所增加之成本支出。
雖然台灣地區作物田已普遍使用藥劑除草,但部份仍以人工或機械除草、田間管理作業及栽培制度等防治為輔,後者對雜草種類不具選擇性,但耗時費力不若除草劑的經濟速效,實際上雜草的發生與作物栽培管理方式有密切關係,因此在防除上尚須考量田區的栽種歷史,同時配合適時、適地、適量的用藥,至於如何達到經濟效益及減少藥劑造成環境負荷的目標,仍為現階段所努力追求的管理策略。
有機栽培之雜草防治
有機農業經營的主要理念,是設法讓農田土壤及自然界原有之潛能充分發揮,但現代化農業經營為了追求高產及降低生產成本,採用單一作物栽培制度,大量施用化學肥料與農藥,長久下來導致土壤活力衰退、自然生態改變、種源多樣化降低、及環境品質劣化的隱憂,除草劑對土壤質地的影響尤其較之他種農用藥劑為甚。但符合有機栽培理念的經營,實非完全回歸老祖先苦行僧似的的農耕方式,而是結合現有的高科技,合理生產安全的農產品。
從雜草發生與競爭特性上不難理解,雜草防治在有機栽培實施體系中為不易克服的難題,因為雜草種子本來就已大量存在土壤中,人類為了得到高產的利益不惜大量使量藥劑趕盡殺絕,短時間似乎得到顯著的成效,殊不知長久下來卻改變了自然界原有之生態平衡,必須花費更多的心血去彌補所造成的缺失。因此亟需建立“雜草管理”的觀念取代傳統的“根除”,即在作物產量品質與雜草生存間取得一個平衡點,於作物敏感生育期間,結合田間操作及合理施用殘留期短之藥劑,長期持續的控制或利用雜草,使其發生量保持在可接受的範圍內,如此不但可提供作物較佳之生育空間,同時亦不會濫用藥劑污染環境,且達到符合經濟防治水準的原則。
目前常用的非農藥雜草防治技術;包括配合耕作制度的水、旱田輪作,或以稻殼、塑膠布覆蓋田面抑制雜草萌芽,均可降低田面雜草的發生及土壤中之種子量,甚至在果園中維持低矮匍匐性雜草的草生栽培,除能減少土壤水份的蒸發,也可在適當的管理下降低雜草競爭力;田區四周及灌溉溝渠的清潔維護,可減少有害種子及營養繁殖體的傳入;對於危害潛力高而防治困難的多年生雜草,在發現初期即應予以有效防治,可減緩其蔓延速率。
實際上管理良好之田區,土壤中雜草種子量會逐年減少,雜草危害程度亦隨之降低,防治作業趨於單純而可掌握,較之完全仰賴藥劑的施用,來得安全且無抗性草發生,及土壤肥力消退的後顧之憂。
推動有機農業的最終目標為達到農業的永續經營,因此面對主觀人為認定的“雜草”植物,在避免種子大量產生及入侵的前提下,合理使用各種防治技術,預防雜草種子或營養繁殖體,從作物種源、肥料、農機具及灌溉水等途徑的污染,及抑制田面已發生雜草的生育,最主要的是確實掌握防治的水準,消除“寸草不留”的觀念,則落實有機栽培的執行必然指日可待。
結論
作物栽培體系中雜草的持續性發生,和其快速的傳播及過強的競爭力,對農業生產帶來不小的衝擊,由“野草除不盡,春風吹又生”這句俗諺,即可深刻的體會早期農民除草的無奈,只是目前台灣地區農民幾乎主要倚賴除草劑防治雜草,而忽略了如何配合其他非藥劑的綜合防治技術,尤其是涵蓋種子檢疫的預防性措施,藉以降低雜草的入侵與散佈,而防治的重點在於壓制雜草茂盛的繁殖力,同時考量作物的特性與生育期,評估雜草發生對作物生育帶來的衝擊,結合栽培管理體系及施用藥劑等綜合防治技術,才能達到省時省工符合經濟效益的管理策略。
最後要特別提出的是除草劑一般毒性較低,且在作物生育早期施用,在食品殘毒上較無安全疑慮,若適當使用殘留短之藥劑,亦不易導致土壤性質的改變,因此“純有機”與“準有機”的抉擇,應視實際栽培狀況而定,但顯然對田間管理作業及收量的經濟效益有絕對的影響關係。
資料來源:
蔣永正 2002 作物有機栽培 農業試驗所特刊第102號
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