第四卷第二期 (提要)

雜草,你多可愛

從雜草研究談提升農常競爭力

話藜

香附子與玉米對嘉磷塞及甲基砷酸納除草劑之生長反應

 

 

雜草,你多可愛

中華民國雜草學會理事長 王一雄

在理監事選舉承蒙大家的抬愛成為理事,後又蒙諸理事推舉為理事長,我心中只有憂沒有喜,我害怕的是,在前幾任理事長之領導下,雜草學會會務蒸蒸日上,意氣盎然,我是否能繼續維持它的茁壯、健康。但願我能不負眾望。

從雜草學會發起籌備到今天,我一直參與雜草學會的活動,數數日子已有十九年的時間,換句話說雜草學會到明年就屆滿二十個年頭了。

本屆理事會已決定明年要舉辦一個大型研討會盛大隆重的慶祝本學會屆滿二十年。雜草之英文字是WEED,根據英漢字典的說明,這個字有二個意義,其一是雜草,其二是無用的草,我心裡一直在想雜草就是無用的草嗎?後來我想通了,當它分散在不同環境中,它是無用的、它是雜草,但是當它集中的時候卻是有用的、可愛的草。在臺北動物園、在亞哥花園、在臺大校園看到一片美麗的小花,走近一看都屬於雜草,只是聚集在一起就成為美麗的花草,其他在水草、

牧草、藥草的情況都是相同的,當它們聚集時會顯現它們在觀賞、畜牧、中藥入藥等的功能。雜草要防治,花草卻要栽培保護,僅是一線之隔。雜草學會的研究工作是一體兩面--如何防治與管理和如何培育與利用。

因此雜草學會應積極發揮功能並服務大眾,在本屆第一次理監事聯席會議中已經討論過,本學會擬利用學會內許多傑出及有專長的會員,積極組成草類生態、藥劑防治、草皮與植生管理及國際合作等委員會,推展會務並以貢獻社會。另外,一個學術團體的學術刊物是決定該一團體在學術界能否引領風騷的主要條件,因此我覺得應該要特別重視本會會刊及簡訊之編撰及充實稿源之工作,一種學術性刊物的成功當然要投入許多時間、精力和金錢,感謝臺大張新軒教授與農試所楊純明博士,毅然答應全力投入本會會刊與簡訊之編輯工作。本人贊成吳宏國理事之構想,收集一些美麗並具有特色的草類圖片,印刷精美的月曆,提供賞心悅目的畫面及知識,使人人喜愛,爭相搶奪,那麼提昇學術刊物的水準所需的經費就有了。

在本期學會簡訊中,看到會友陳添來先生的一篇「可以吃的雜草」,使我大閉眼界,如果好好的研究,好好的培育,那麼學雜草的人不都發了嗎。在這花草繽紛的三月天,這裡走走,那裡看看,許多香草、香料和藥草都是雜草的另一面,再續上一杯香草茶或泡一壺洛神花,你不禁會高呼「雜草,你多可愛!」。與雜草為伍的前途多光明,我這個理事長不禁要會心的克爾一笑了。讓我們大家一起來為雜草而努力吧。

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從雜草研究談提升農常競爭力

臺灣省農業試驗所農藝系作物逆境研究室 楊純明

講到雜草,年輕的少女可能聯想起她那雜草般的呆頭阿哥,臉上出現會心一笑;年輕的少男則以為彷彿是指他那狡點聰慧的女天使,簡直一點辦法也沒有。而一般人腦海不禁浮現道路兩旁或庭園的野花野草,總認為是沒有用的植物,不過是隨著季節變化繁衍的應景植物罷。這是對雜草相當普遍的錯誤認知,存在社會各階層。雜草果真是"雜"的"草',嗎?『雜草』一詞可能源自英文',weed"的翻譯而引起誤解,被天大的誤會為『賤草』或『惡草』。其實廣義的雜草涵蓋草本與木本植物,上山下海幾乎無所不在,包括陸生草及水生草兩大類,又依功能性可分為常稱的花草、藥草、牧草、草坪草等。但是無論就族群種類、數量、及地面覆蓋百分比等角度言,雜草都是大地的主角之一,點綴生物圈的萬花筒。沒有雜草的存在,生態系統將了無生氣不再多采多姿,地球亦將單調乏味平淡無奇,而大生態環境的維持將無以為繼。

雜草之所以在農作物生產系統上受到歧視,是人為主觀的認定結果,主要原因是雜草在農作物生產過程中的干擾作用,妨礙了農作物的生長、劣化了產量與品質、及增加了收獲物處理的困擾等。換句話說,雜草不只是突顯出農作物在生態環境上的弱勢地位,而是活生生的降低了農作物的競爭力,減損了農作物的商品價值。為了要維持一定的農作生產量與品質,就必須要充分暸解雜草與作物的競爭關係'究明雜草的干擾效應及研擬改善作物生長的因應措施,才能在科技的、經濟的、環境的、及國際的前題對症下藥提升作物的競爭優勢。

一國經濟的升級歷程,可區分為(一)生產因素導向階段、(二)投資導向階段、(三)創新導向階段、及(四)富裕導向階段等四層次。農業產業的升級又何能例外?農業的發展乃奠基於人民根本的生存需要,隨後依賴政府和產業積極的投資意願和能力,改善了生產結構、提高了生產力。再經有利的需求條件並配合產業厚實的基礎與應用科技,使農業朝國際化、創新化、特色化方向發展,從而累積財富和著重於社會價值、社會福利,進入富裕導向階段。惟在此一階段的農業,很容易因為自滿於現況喪失了冒險精神和競爭熱情,失去了再投資和再創新的動力,走入衰退的局面。為了避免農業由於進入富裕導向階段而衰退,除了政府必須採行因應政策為農業營造再發展的環境之外,農業產業界也必須自省、自新、自勵,研擬產業轉型策略、掌握契機重新發展。

在政府方面,為了持續國家整體經濟的發展,李總統登輝先生在去年5月20日的就職演說中特別指出,「儘速營造自由化與國際化的經濟體系,提升國家競爭力」是國家未來的施政方向。按著行政院連兼院長戰在6月7日的行政院記者會中也宣佈,「提高國家競爭力」為行政院革新的主軸。農業委員會邱主任委員茂英為因應21世紀農業新情勢而擬訂了「跨世紀農業建設新策略」'力求在兼顧環境的和諧與資源的永續利用下,提昇產品競爭力以促進產業的發展。農林廳陳廳長武雄在就任新職後,亦再三強調『提升農業競爭力、建立產業新形象』的重要性,期以建立起高經營效率、強市場競爭力農產品、及融合自然與和諧環境的現代化農業。

在產業方面,民間成立了『競爭力策進會』以配合行政院的『提升國家競爭力行動小組』共同來執行、推動此一政策。事實上站在國際競爭最前線的,是產業本身而不是國家。在近身肉博戰的實際競爭中,每一產業都必須擁有獨到的競爭優勢,自己去選擇適當的環節位置發展,主動的去找尋提升本身競爭力的著力點,才能夠生存、才會有發展。每一產業都是獨特的個體,除了期待機會和國家給予的發展環境,產業本身亦應盡心盡力尋覓問題的答案,就是「如何在特定領域中不斷的創造,並持續其競爭優勢」,如此去發揮、利用自己的優點,創造無人能及的競爭優勢。

「提升國家競爭力」是全民革新的主軸,不只是要厚植國家的、社會的、產業的、及民間的競爭力,而是從更宏觀的角度來進行一個全國再造的工程。這不但是政府的事、企業家的事、勞工的事,更是每一個人的事。因為追求理想的生活才是努力、堅持、與創新的誘因,而永保歷久彌新的競爭力才是國家經濟進步繁榮的根源。這種精神力量的培養,不是舒適和有利的環境,尤非政府所給予的保護、補貼和優患措施,而是來自環境的壓力和挑戰。任何產業都必須能耐得起市場競爭與街擊才能生存,沒有壓力與淘汰就不會有成就。農業的經營管理也是如此,從作物生產的觀點,雜草確是作物求取生存繁衍的可怕對手,與作物強烈競爭自然環境資源,降低了作物的生產力與農產品的品質。因此在作物生產體系中,提升作物的競爭力以獲得最大的農作產量往往是栽培最重要的考量,也是農業成功與否的主要指標。但是,田間雜草的控制並非是盲目的、全面的、澈/色的滅絕,而是系統性的管理,從生態的、環境的、安全的著眼點整體規劃。走的,糧食生產很重要,人類賴以生活的空間卻更重要,這空間只有一個而且無法替代(至少目前)。沒有生活空間就沒有糧食,也不需要糧食,孰重孰輕已不言可喻。

由以上的說明,吾人當可暸解雜草研究的必要與重要,亦可清楚的看到雜草研究的方向所在。天生萬物必有其用,今天被視為無用的雜草,明日可能成為拯救世人的珍貴作物。端賴人們怎麼看,怎麼想!

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話藜

臺灣省臺東區農業改良場 郭能成

晚冬漫步田間,在休閥的冬田裡,映入眼簾的往往是一片欣欣向容的小藜(Chenopodum

serotinum L),矮小但強悍合群,不覺讓人想到「斬草不除根,春風吹又生」的諺語,也該是準備春耕的時候了!

持續籠罩在窒人的濕冷寒氣團裡,頂著野大的碩風,會叫人急切期待著春天的早日到臨。此時最該想到的應該是朱自清的「春」吧?依稀又聽到課堂裡傳出「盼望著,盼望著,冬風來了,春天的腳步近了......J的朗朗讀書聲。於是仰望蕭索的天際,也不禁油然有春雨如絲的聯想,終於勾引出唐詩「古木陰中繫短蓬,杖藜扶我過橋束,沾衣欲濕杏花雨,吹面不寒楊柳風」的情懷。

很難從小藜(小葉灰翟)瘦弱細心、不起眼的個子,想像到當年杜甫、蘇軾及劉季孫等人所描述的「杖藜徐步立芳洲」、「杖藜抬醉眼」或「杖藜攜酒看芝山」鵡鵡才于的況味。不過世上確有一種名喚杖藜(Chonopodium gigantetJIIED.DOI1)的大個子半野生雜草,此君世居中國之俠西、甘肅、河南、湖北、湖南、雲南、回川等地,身高2-3公尺,莖直立,其木質部形成異常厚徑增育現象,故粗壯。雖望之儼然,即之也溫,以其為杖,可以舉重若輕,足堪柱人。又因藜莖長似鶴足,所以製作拐杖可象徵長壽。當我們在霏霏細雨下,再看見俏縷獨行之身影時,寧不想起杖藜這一號雜草

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香附子與玉米對嘉磷塞及甲基砷酸納除草劑之生長反應

國立中興大學農藝學系 王慶裕

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 )及塊根(tubers)行營養繁殖,在國外多見於棉田中(Charles,1995,1996)。在台灣常見於旱田中,為一頑強之雜草。Fischer et al.(1995)指出香附子在塊莖發芽(sprouting)後24週內,會有蛋白質分解現象,尤其在前二週胺基酸快速減少。於塊根開始發芽時arginine及asparagine約佔總胺基酸70%,發芽四週後胺基酸幾乎完全消失。易言之,香附子塊莖內與發芽變化有關之主要儲存性氮化物乃是胺基酸,因此在防除香附子營養繁殖上,其胺基酸代謝值得加以重視。

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,通常耕作方式下反而會打破塊莖休眠使其發芽更為旺盛,故不易控制。目前用以控制香附子之除草劑包括 benfuresate(Kleifeld et al,1992; Fishler et al.,1995),bentazone及norf1urazon(Kim et al.,1994), chlorimuron及imazethapyr(Richburg et al.,1993; Kim et al,1994; Jordan,1996), glyphosate及 MSMA(Bryson et a1.,1994;Manickam and Gnanamoorthy,1994;Charles,1995),imidazolinone類除草劑(包括imazethapyr,cadre及image (imazaquin)三種)(Hurt and Vencil1,1994)。

Charles(1995)指出在棉田休耕時重複使用glyphosate可以有效地控制香附子,每個月施用glyphosate可減少香附子塊莖密度,從1990年334個/m2降至1992年47個/m2(在第一地點),及從334降至50個/m2(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。Rambakudzibga(1989)曾提出在溫室以五個月大之香附子幼苗盆栽為材料,施用0.9kg/haglyphosate,若先j容於100或400L水中再噴施,則相同劑量施用下,;容於100L者其活性較大,且不論有無添加surfactant(Ethylan D254)並不影響glyphosate活性,足見施用方式也是防除效果應考,慮、之項目。此外,Manickam and Gnanamoorthy(1994)以6-8葉齡之香附子為對象,施用1%glyphosate分別混合其他除草劑,色括urea,2.4.D sodium salt等,發現混合2.4.D可以得到最大的除草效果。MaligepPagol et a1.(1994)以glypho- sate( 2.05kg/ha,pH5.0)亦得到極高的香附子防除效果。因此混用不同作用機制之除草劑也是值得加以重視。

有關雜草對於glyphosate之抗性研究,Tardif and Leroux(1993)曾以茅草(quack- grass;Eiytrigia repens L.)不同生物型為材料,發現其中一生物型抗glyphosate之原因是14C-glyphosate未累積至地下莖頂端部位(apical sections of rhizome);因此在考慮除草劑選擇性時,除草劑之吸收、轉運與分佈也是關鍵性的角色。一般而言,glyphosate係非選擇性除草劑,能有效地控制大部份一年生及多年生禾草及闊葉雜草。但若施用於大豆田中也會傷害大豆生長。Padgette et al.(1995)藉遺傳工程技術'將農桿菌中抗除草劑的基因轉移到大豆的DNA上,使得大豆品系對Rondup除草劑中的glyphosate(N-phosphonon1ethy-glycine)有某程度的耐性。

有關嘉磷塞耐性作物(glyphosate-tolerant crops;GTCs)之發展,始於1980年代初期。利用修飾標的位置(target site)以增加耐性之機制,已能應用於大豆上,即利用遺傳工程技術鑑定出對除草劑不敏感的標的蛋白質,再引入作物中。近年來,由於生物技術快速進步,研究人員已能在大豆中插入一段基因,使大豆植株能忍受glyphosate (GTS;glyphosate-tolerant soybeans),如此可以有效地應用glyphosate控制大豆田間的雜草(Padgette et al.,1995)。研究顯示,植物體要表現高度的耐glyphosate,必須具耐性的EPSPS在glyphosate存在下也能表現出高度的催化效率,因此EPSPS之活性表現在決定抗感性上亦值得重視o

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-enolpyruvylshiltimate3- phosphate synthase;E.C.2.5.1.19;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;由於中問產物Shikimate和shikimate的笨酸衍生物大量累積,加土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,使植物嚴重受損至死亡。Hunter et al.,(1993)以茅草為材料,發現施用glyphosate會抑制茅草根莖的芽生長。但若在營養液中添加氮素可以減輕低濃度glyphosate所造成的生長抑制現象,氏等認為添加氮素可能藉由稀釋glyphosate濃度,或是中和glyphosate對於胺基酸代謝或蛋白質合成所造成之毒性作用。cooky and Foy(1992)以水萍(duckweed;Lemna gibba L)為材料,指出施用glyphosate會降低可溶性蛋白質含量及減少14C-leucine併入蛋白質(以每個flask為單位),但若以單位鮮重為基礎計算時則無變化。因此在使用glyphosate防除香附子時宜考慮雜草本身及栽培作物二者之胺基酸與蛋白質代謝之異同。此外在施用除草劑於作物田間雜草防除時,若係非選擇性除草劑或許也可考慮以植前(preplant)、萌前(preemergence)及休耕(in fa1low)等方式施用,唯目前國內相關報告仍嫌不足。

國外在防除香附子土另一常見之除草劑為MSMA(monosodium methanearsonate)(Bryson et al.,1994;Manickam and Guanamoorthy,1994; Charles,1995)。MSMA在防除棉田中另-雜草-牛蒡極為有效(Ellis and Camper,1995),但近年也發現牛蒡對MSMA產生抗性(Keese and Camper,1994;Ellis and Camper,1995)。Keese and Camper(1994)比較對MSMA具抗性與感性之牛蒡,以及耐性棉花,三者對於14C-MSMA之吸收與轉運,發現棉花葉片之cuticle可以阻止MSMA進入,在耐性機制上扮演重要之角色。至於其他作物是否也具有此種結構上的阻抗能力,仍待進一步了解。

由於glyphosate與MSMA在國外棉田之香附子防除上具有成效,前者也推薦於大豆田之雜草防除,其是否能應用於玉米田之香附子防除仍有待評估。目前國內之除草劑"地克草"(甲基神酸納; 35.2% SL,MSMA;興農公司產品)乃推薦於材桔園中之雜草防除,而',興農春"(嘉磷塞異丙錶鹽;41 % SL,glyphosate)乃推薦用於果樹類(甘燕、休耕地及水田哇畔)之雜草防除。因此針對MSMA及glyphosate應用於本省玉米田中香附子之防除做一詳細之調查分析評估,並進一步探討可能存在之生理抗性機制,乃為一有趣之課題。

 

。參考文獻 ()

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