杂草之战：英国农场的可持续战略
在英国郁郁葱葱的田野上，一场无声的战斗时隐时现。农民们不仅要与杂草作斗争，还要与更顽强的对手作斗争：除草剂抗药性。这种日益严重的威胁的影响正变得越来越明显。根据国际除草剂抗性杂草数据库（International Herbicide Resistant Weeds Database）的数据，截至 2024 年，全球共报告了 533 例除草剂抗性，杂草对 31 个已知除草剂作用位点中的 21 个位点和 168 种不同的除草剂产生了抗性。
想象你正在参加一场类似猫和老鼠的游戏。你用最新、最棒的除草剂来帮助自己，但仍有一些顽固的敌人无法从你的土地上根除，而且随着时间的推移，它们变得越来越普遍--这是因为这些杂草产生了抗药性。除草剂抗药性是指杂草在暴露于通常能有效控制的药剂剂量时，仍能存活和繁殖的遗传能力。
如果你认为杂草只会对化学药品产生抗药性，不断更换除草剂就能解决问题，那么杂草可能比你想象的更聪明。在很早之前科学家们就发现，如果对栽培水稻进行密集的人工除草，就有可能选育出对人工除草具有 "抗性 "的仿水稻杂草。这也说明，任何单一的杂草控制方法对杂草管理的有效性都是有时间限制的，是一种会被耗尽的资源。
杂草综合防治（IWM）常常被误解。许多人认为这意味着复杂的作物轮作和较低的经济效益。然而，事实上也许恰恰相反。研究已经表明，高价值作物的短期轮作会导致杂草密度高和除草剂抗药性的产生，从而造成非常严重的经济和产量损失。据谢菲尔德大学和保护慈善机构伦敦动物学会（ZSL）的科学家称，杂草对除草剂的抗药性每年给英国经济造成约 4 亿英镑的损失。此外，除草剂的广泛使用还对生态环境和人类健康造成了破坏。
从长远来看，杂草综合管理（IWM）是一个必然的选择。现在改用还为时不晚。接下来，我们将分析为什么尽早采用综合除草管理能更好地降低除草剂抗药性管理的长期成本。
Varah 等人设计了一组实验，以探索采取主动行动对杂草抗性长期管理成本的影响。在设计策略之前，研究团队根据试验田的土壤类型、黑麦草密度和抗性对土地进行了分类--低密度、低抗性（LD-LR），低密度、高抗性（LD-HR），高密度、高抗性（HD-HR）。随后，Varah 等人设计了三种不同的轮作管理策略，研究不同管理策略对杂草密度、作物产量和农场收益的影响。它们分别是：
1. MIT（缓解策略）：强调多样化轮作和非化学除草方法，但仍大量使用除草剂。
2. BAU（一切照旧策略）：基于当前农民常用的作物轮作和杂草管理方法，采用两年冬小麦和一年冬季油菜轮作，同时使用化学除草剂。
3. CWW（连续冬小麦策略）：每年种植小麦，以实现小麦产量最大化，但不考虑杂草管理多样化。
在使用统计模型预测每种管理策略下的杂草密度后，他们评估了每种管理策略带来的毛利润和产量以及相关的杂草侵扰情况，然后对它们进行了比较。
总体而言，CWW 虽然每年的小麦产量较高，但在控制杂草密度方面的经济效益最低。这意味着长期使用 CWW 策略将面临更严重的杂草抗药性问题，最终可能导致更高的管理成本和产量损失。
BAU 战略和 MIT 战略在不同的土地上取得了不同的结果。平均而言，BAU 在经济收益和小麦产量方面表现最好，年平均利润最高，但并不突出，与 MIT 策略的差距很小。二者的经济表现受很多因素影响，例如，当初始抗性较低时，MIT 的收益高于 BAU，而当初始抗性较高时则相反。在不同土地上使用除草剂也会影响经济效益。
不过，值得注意的是，几乎在所有年份，MIT 战略都降低了黑草密度对经济造成损害的田块比例。与此相反， BAU 战略会导致杂草密度增加，长期抗药性增强，从而可能导致未来管理成本上升和化学除草剂效率降低。
总之，在黑草抗药性尚未成为问题的土地上（LD-LR），主动改用 MIT 策略在经济上是可行的，而且最接近于 IWM。在 LD-LR 中使用 MIT 策略是唯一能减少除草剂用量的策略，而且 MIT 策略中草甘膦的施用次数几乎不会引发草甘膦抗性--这听起来很令人兴奋，不是吗？而且 MIT 战略更有利于环境，有利于生物多样性的长期利益。因此，在 "一切照旧 "与 "麻省理工学院 "相比仅有微弱经济或生产优势的情况下，我们仍然鼓励农民选择 "麻省理工学院 "方法。相反，在抗性黑草（HD-HR）密度较高的田块，则需要在满足小麦生产要求、农场总利润和避免抗性进一步演变之间权衡利弊。
我们强烈建议采取先发制人的 MIT 战略。也就是说，如果您赢得了这场与黑草抗药性出现的 "竞赛"，您将获得更高的经济和环境效益。这是一场速度竞赛，但获胜的结果听起来很诱人，不是吗？
总而言之，除草剂抗药性已在全球范围内造成了巨大的经济损失和环境破坏，传统的作物管理方法已不再适用。作为土地的管理者，农民可以通过整合轮作、使用覆盖作物和探索非化学除草方法，减少对除草剂的依赖，降低产生抗药性的可能性。我们有机会通过更多样化、更具环保意识的管理策略扭转局面。在这场无声的战斗中，农民不仅是在为自己而战，也是在为世界的可持续发展而战。让我们站在自己的土地上，推动变革。
Bibliography:
Barrett, S.H. (1983) ‘Crop mimicry in weeds.’ Econ Bot 37, 255–282. doi:
https://doi.org/10.1007/BF0285888Gould, F., Brown, Z. S. & Kuzma, J. (2018) Wicked evolution: Can we address the sociobiological dilemma of pesticide resistance?. Science 360, 728–732.
https://doi-org.sheffield.idm.oclc.org/10.1126/science.aar3780 .Varah, A., Ahodo, K., Childs, D.Z. et al. (2024) Acting pre-emptively reduces the long-term costs of managing herbicide resistance. Sci Rep 14, 6201.
https://doi-org.sheffield.idm.oclc.org/10.1038/s41598-024-56525-0International Herbicide-Resistant Weed Database (2024) ‘Current Status of the International Herbicide-Resistant Weed Database’Available at:
https://www.weedscience.org/Home.aspx (Accessed 13 July 2024)
