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材料與方法
1.1 南京地區水旱輪作農田系統耐草甘膦雜草的鑒定
2012年5、8月分別對南京農業大學江浦農場（32.05°N、118.62°E）大豆試驗田路邊的雜草進行草甘膦噴灑處理。使用的藥劑為41%草甘膦異丙胺鹽水劑（商品名為草甘膦），按推薦濃度3 L/hm2，采用手持式噴霧器進行處理，處理總面積約2 000 m2。噴霧時多數雜草處于營養生長期，施藥1周后對整個處理區域進行全面調查，施藥2周后進行復查。記錄雜草存活情況及植株形態，葉片綠色、植株基本正常的定為存活，種群中有10%以上存活的為耐性雜草。對存活雜草進行拍照記錄，根據圖片和記錄的特征特性利用《江蘇植物志》和中國雜草信息系統網（http：//weed.njau.edu.cn/）的信息對雜草進行對比鑒定。
1.2 鐵莧菜群體對草甘膦的耐性差異的鑒定
鐵莧菜種群對除草劑草甘膦的抗性表現出差異，按參考文獻[5]的耐性分級標準對其耐性的差異表現進一步進行觀察記錄。同時對處于苗期、花期的鐵莧菜用41%草甘膦以 3 L/hm2 的濃度噴灑處理，處理后每隔1周進行觀察記錄，特性觀察包括植株生育期、形態（莖、葉、花果是否正常），以期為確定雜草處理適宜時期提供依據。
1.3 耐性紫菀植株后代對草甘膦處理的反應
紫菀（Aster tataricus L.）被鑒定為對草甘膦耐性較好的物種。2012年秋收獲經草甘膦處理后存活的紫菀植株的種子，冬季在實驗室培養箱中種植，幼苗用于草甘膦耐性鑒定。種植方式為：將種子撒于含有蛭石 ∶營養土為1 ∶1的塑料花盆中，于溫室中進行種子萌芽，待小苗2張葉時將相同大小的植株移至相同大小的花盆中，每盆1株。植株生長至6～8張葉時，利用手持式噴霧器進行不同濃度（0、50、100、150、200、250、300、350、400 mg/L）的41%草甘膦噴灑，每種濃度6個重復，噴灑后確保植株的葉片不接觸清水，澆水主要以滲透的方式進行。藥劑處理1周后進行植株生長狀態的觀察，2～3周后復查記錄。試驗3次重復。
2 結果與分析
2.1 耐草甘膦雜草的鑒定
大豆田埂上常見的雜草有狗尾草[Setaria viridis （L.） Beauv.]、鴨跖草（Commelina communis L.）、豬殃殃（Galium aparine L.）、繁縷[Stellaria media （L.） Cyr.]、酸模葉蓼（Polygonum lapathifolium L.）、鐵莧菜（Acalypha australis L.）、澤漆（Euphorbia helioscopia L.）、藜、蒼耳（Xanthium sibiricum Patrin ex Widder）、反枝莧（Amaranthus retroflexus L.）、空心蓮子草[Alternanthera philoxeroides （Mart.） Griseb]、小苜蓿[Medicago minima （L.） Grufberg]、飛蓬[Erigeron speciosus （Lindl.） DC.]等30余種。
除草劑草甘膦處理后有存活植株的多年生雜草共有5種，包括麥冬[Ophiopogon japonicus （Thunb.） Ker Gawl.]、烏蘞莓[Cayratia japonica （Thunb.） Gagnep.]、刺兒菜[Cirsium setosum （Willd.） Bess. ex M. Bieb.]、艾蒿（Artemisia argyi H. Lév. & Vaniot）、酢漿草（Oxalis corniculata L.）（表1）。在對草甘膦的耐性上，麥冬、烏蘞莓具有較好的表現，損傷較小或幾乎無損傷跡象，草甘膦對其他雜草都造成了一定的傷害，刺兒菜生長點枯萎，艾蒿、酢漿草、野老鸛草、波斯婆婆納（Veronica persica Poir.）葉片都有不同程度的變黃現象。這些雜草雖對草甘膦有不同程度表現，但都能夠存活與生長。此外，野老鸛草（Geranium carolinianum L.）、小飛蓬[Conyza canadensis （L.）Cronq]、波斯婆婆納、酸模（Rumex acetosa L.）、裂葉牽牛[Pharbitis nil （L.） Choisy.]、小苜蓿、鐵莧菜、鴨跖草（Commelina communis L.）、紫菀9種一年生雜草對除草劑草甘膦也有耐性（表1）。其中，小飛蓬、鐵莧菜和紫菀對草甘膦具有較好的耐性，并且個體間呈現明顯的抗性和敏感類型的分離；其他雜草受草甘膦影響較嚴重，其中鴨跖草和小苜蓿最為明顯，葉片枯萎程度嚴重，但仍存活。
本研究結果表明，所發現的耐性雜草多為優勢種，存在大量個體，并且以異花授粉為主，這有利于這些物種產生抗性變異個體并適應草甘膦逆境。一些物種（如麥冬、刺兒菜）具有蠟質層表面，使得草甘膦無法進入植物莖葉組織內部，表現出避害性而使植物存活；其生長點莖葉幼嫩組織的蠟質層并不明顯，草甘膦處理可使這些組織受到較為嚴重的損傷。有些物種（如紫菀、飛蓬、艾蒿等）的根莖十分粗壯，這可能是有效緩減由草甘膦除草劑帶來不良效應的有利組織結構。此外，越冬性雜草可能具備某些其他的特征，對除草劑的抵御能力會比夏秋季雜草更好。綜上，耐性雜草在植株形態結構、繁育特點等方面具有適應草甘膦逆境的特點。
2.2 耐性雜草鐵莧菜對草甘膦的反應特點
鐵莧菜為大戟科植物，是本地優勢雜草種類之一。以其為代表進一步進行抗性反應鑒定除草劑草甘膦處理后，植株表現出正常存活到死亡的不同反應，將其分為4類：高抗，表現為植株莖葉無不良表型；中抗，植株的葉片為正常綠色，但出現下垂，并且葉邊緣向內卷縮；中感，葉片失綠變黃，下垂及卷縮嚴重，但植株未枯萎；高感，植株則枯萎死亡。這些變異反映了鐵莧菜種群不同個體對除草劑的抗性反應。
進一步對鐵莧菜不同生育期的植株進行處理。結果表明，苗期處理時對耐性植株生長的影響最大，雖然植株仍能存活，但幼苗矮小，葉片皺縮，生長緩慢，后期難以恢復到正常個體形態，多數個體無法在生長季節正常開花或結實，這在很大程度上可以減少來年雜草的量；花期進行草甘膦處理后，抗性植株節間縮短，葉片皺縮，開花期延遲，開花大量減少，總體生長情況優于苗期處理?？傮w來說，草甘膦除草劑的使用可以減少鐵莧菜個體數量，但仍有一些個體能存活和結實，如果經過多代選擇，可能會形成抗性雜草。
2.3 耐性紫菀后代對草甘膦處理的反應
在室內對紫菀抗性植株衍生后代進行實驗室的抗性鑒定。植物培養種于花盆中后，失去原本粗壯根莖，未表現出其在野外粗壯根莖的表型優勢特點（圖1），50 mg/L除草劑草甘膦處理后植株已表現出嚴重的損傷，仍有少量嫩葉呈綠色，但無法恢復良好的生長；當草甘膦濃度達100 mg/L時葉片幾乎完全枯黃但未完全枯萎；當濃度達150 mg/L及以上時，苗完全枯萎死亡，植株未能表現出除草劑的抗性（圖1），這說明該植物在田間對草甘膦的耐性可能只擁有表型層面上的耐性體現。
3 結論與討論
3.1 南京地區耐草甘膦的雜草種類
在美國、澳大利亞等國家，由于抗草甘膦作物的大量種植，草甘膦被廣泛使用，抗草甘膦的雜草逐年增加，目前嚴格意義上的雜草已有黑麥草屬、白酒草屬、藜屬、豚草屬、鬼針草等31種（http：//weedscience.org/summary/moa.aspx？MOAID=12）。雖然該網站上公布的我國抗草甘膦雜草只有飛蓬，但國外抗性雜草現狀也提醒在我國應重視可能的雜草抗性問題。本研究發現，南京地區水旱輪作農田系統中有14種雜草在除草劑草甘膦處理后有許多植株仍能較好的存活。本研究中，鐵莧菜、小飛蓬、麥冬屬于高度耐受雜草，紫菀、烏蘞莓為中度耐受雜草，其他種為一般耐受雜草。本試驗所用試驗點近年來常使用除草劑草甘膦除草，某些雜草在草甘膦逆境壓力下，可能產生一定的變異以抵御草甘膦。本研究結果表明，目前田間鑒定的耐性雜草可能大部分只是停留在表型的耐性上，還未進化成生理或基因層面的抗性，因此很多雜草還不能嚴格意義上稱為抗性雜草。然而每一種存活的雜草在長期非致死性的逆境下，個體很容易產生可遺傳的抗性，進化為抗性雜草。本研究可為我國草甘膦的合理使用、雜草的防治提供參考。
3.2 抗草甘膦雜草的適應機制
雜草可以通過不同方式應對各種自然和人工產生逆境，大致包括形態生理方面的避害和直接對逆境因子的抗耐性。對于草甘膦帶來的不良效應，抗性植株可能利用液泡等結構滯留草甘膦以防止轉移至植物全株；或者一系列微效基因發揮抗性作用；靶標基因本身的抗性或其過表達或突變也能幫助減輕藥物影響；植物本身也可能擁有氧化或分解草甘膦的酶類（如草甘膦氧化還原酶、磷酸轉移酶、N-乙酰轉移酶）等[10-12]。本研究結果表明，目前鑒定的大部分雜草可能還未達到此程度的抗性，小飛蓬、鐵莧菜等雜草種群對草甘膦的耐性存在明顯分化，由于這些物種均為異交繁育，種子繁殖系數也高，如長期應用草甘膦進行防除，可能會加快抗性雜草的形成。同時植物易產生多種除草劑的抗性，造成農業生產的困擾，因此對草甘膦具有耐性的雜草要及時采取措施。
3.3 應用草甘膦防除雜草的策略
草甘膦作為高效、低毒、低殘留的除草劑，其可持續利用對農業生產具有重要的意義，而抗性雜草則是其發展道路上的重要阻礙，相關問題得到全球性的關注。田間雜草容易產生對外界逆境的耐性，它們可能同時結合了多種耐性機制，包括表型、生理、分子層面的作用，不同層面的耐性對自然界的影響不同，它們之間又以進化這個過程相互關聯，在抗草甘膦雜草的控制上有必要對進化過程有所控制。因此，一方面，要確保雜草管理的多樣性，這可以通過尋找新的除草劑類型提供更好的綜合防控技術，如通過多種除草方式相結合的管理進行輪作等；另一方面，必須加強農藝專家和種植者的交流，以提出更好的有目的性的建議和信息等[13]；此外，高濃度的草甘膦在雜草發生的苗期將其徹底除去也具有防止雜草進化的作用。
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