几年前，一组专门研究杂草管理的科学家发现，由于气候变化，施加于土壤的除草剂对常见农业杂草变得越来越无效。现在，这个研究团队，包括来自美国农业部农业研究服务局和伊利诺伊大学香槟分校的专家，发现有关后发芽（POST）除草剂的类似结果。
几年前，一组专门研究杂草管理的科学家发现，由于气候变化，施加于土壤的除草剂对常见农业杂草变得越来越无效。现在，这个研究团队，包括来自美国农业部农业研究服务局和伊利诺伊大学香槟分校的专家，发现有关后发芽（POST）除草剂的类似结果。
研究人员分析了美国玉米带16个扩展杂草科学项目的30年数据库，包括伊利诺伊州扩展。他们发现，变化的天气条件显著降低了三种主要后发芽除草剂对影响玉米和大豆作物的主要杂草的有效性。缺乏杂草控制可能对玉米和大豆的产量产生不利影响，对全球粮食安全构成威胁。
“天气在POST施用后不仅仅起到关键作用，正如以前的研究所表明的那样。我们的分析显示，气温和降雨与我们研究的产品和杂草的除草剂有效性在施用的前天和后面天相关联，”美国农业部-ARS的博士后研究员及该研究的主要作者Chris Landau说道。“通过我们审查的海量数据——涵盖了三十年不同天气条件的数千个数据点——我们能够评估天气对POST除草剂效率的影响，涉及的环境范围比早期研究更广。”
研究表明，平均气温低于66华氏度或高于77华氏度会降低fomesafen、glyphosate和mesotrione这三种具有不同作用机制的除草剂对水凤仙花、巨型狗尾草和牵牛花物种的效力。尽管历史数据并没有明确解释在这些条件下杂草对除草剂反应降低的原因，但其他研究提供了一些见解。
“当施用前气温过高——如果湿度不是限制因素——杂草生长会加速，导致杂草生长成较大的植物，可能更能耐受除草剂，”共同作者、美国农业部-ARS的生态学家及伊利诺伊大学作物科学系兼职教授Marty Williams解释道。“同时，施用后温暖的气温可以增强植物的新陈代谢，使其更快地中和除草剂，从而降低其有效性。”
相反，较低的温度会减缓新陈代谢和除草剂在植物内部的移动，从而降低其有效性。
除草剂施用者还必须考虑降水。分析显示，在施用前的10天内干旱或在施用后10天内的湿润条件显著影响了除草剂的效果。
Landau再次引用之前的发现，阐明为什么干燥或多雨的条件可能降低杂草对除草剂的反应。例如，干旱条件导致植物在叶子上发展出更厚的蜡质层，这有助于保持水分，但也阻碍了叶面除草剂的渗透。施用后过量降雨会在施用后不久将除草剂冲洗掉，而随后的几天内的暴雨可能引起植物的压力反应，抑制植物生长并阻碍除草剂在植物内部的分布。
“农民由于气候变化正在面临巨大的挑战，比如春季洪水和夏季干旱。当你考虑到杂草管理工具也受到这些天气模式的影响时，这使农业更加复杂，”Williams评论道。
尽管大部分研究集中在单一除草剂上，团队还评估了结合使用glyphosate和fomesafen的效果。这种组合在不同天气条件下提供了更好的杂草控制，但研究人员警告，仅依靠POST组合并不能保证有效控制。Landau倡导加入有效的土壤施用残留除草剂和非化学方法，以实现更可靠的杂草管理。
Williams强调了杂草科学作为一门学科需要进步的必要性。
“杂草的进化速度超过了我们的管理策略的跟进速度。气候变化的影响似乎可能加速这种进化，”他说。“我们希望有机会通过研究和发展主动应对减少杂草控制的挑战，因为等到完全失败的后果可能是严峻的。”
