如何消滅抗藥性雜草？
反刺莧（Amaranthus retroflexus），俗名豬草（pigweed），是一種分布相當廣泛的C4雜草。它可以在廣泛的pH範圍（4-10）下生長，對鹽分與乾旱都有不錯的忍耐力，又能產生大量萌發率高（90%）的種子，然後長得又快。
過去，許多農民都是使用除草劑來殺草。其中有一種被廣泛使用的除草劑是尼可磺隆（nicosulfuron）。尼可磺隆會抑制合成分支胺基酸所需的酵素ALS（acetolactase synthase），當這個酵素被抑制了以後，植物就會因為無法合成纈胺酸（Val）、白胺酸（Leu）與異白胺酸（Ile）而死。由於哺乳動物（包括人類）並沒有ALS，所以尼可磺隆被認為毒性不高。
可惜的是，反刺莧已經發展出對尼可磺隆的抗藥性了。雖然抗性反刺莧還是可以被尼可磺隆殺死，但是劑量要提高至少25倍，並不符合成本，對環境也會造成傷害。因此，最近有研究團隊想要找出怎樣能殺死這些對尼可磺隆有抗藥性的反刺莧。
研究團隊選擇了研究如何抑制反刺莧種子萌發。為什麼會選擇這個性狀來研究，或許是因為延遲發芽或不規則發芽也是雜草的競爭策略之一，另外可能也有「源頭控管」的想法在內（設計對白：讓你長都長不出來！哼！）。
他們收集了抗藥性與敏感性反刺莧的種子，測試了溫度、光照、鹽度、滲透壓、pH值、覆土等條件。每個處理使用50顆種子並設置3重複。以幼根長出2 mm就算發芽，每24小時觀察一次，觀察7-15天。
結果發現，敏感性種子不論在什麼條件下，發芽率都比抗藥性組別高。這意味著，反刺莧為了取得抗藥性，本身發生了重大改變，甚至壓低了發芽率。到底是怎樣的改變呢？論文中沒有提到。
研究團隊發現，當鹽度提升到80 mM，或是滲透壓介於-0.1 Mpa到 -0.4 Mpa時，敏感性種子的發芽率明顯優於抗藥性種子。另外，在pH 4時，抗藥性族群表現得比較好；在鹼性環境（pH>8）以及弱酸到中性（pH 5-7）時，敏感性族群表現得明顯較好。
而溫度、光照與埋藏深度對種子萌發的影響比較大。他們發現，不論是敏感或抗藥族群，在日間溫度攝氏35度時發芽率最高，可達99.3%（敏感族群）！而由於反刺莧是C4植物的關係，較低的溫度（攝氏25度）反而對發芽造成抑制。不過，不論是哪一個溫度，敏感族群的發芽率還是比較高。
而黑暗條件下，整體的發芽率都降低了，其中敏感族群的發芽率變化比較大，可以低到65%。不過，低溫（攝氏25度）黑暗的環境反而有利於抗藥種子萌發，而高溫（攝氏40-35度）黑暗則對敏感族群有利。
至於覆土，他們發現，覆土6 mm就會使得種子幾乎全部無法發芽。
雖然測試了這麼多，但是要藉由改變土壤的pH值去抑制雜草種子發芽，根本是不可能的任務（另外是，難道不會影響農作物嗎？）；滲透壓、鹽分也不實用（一樣會對農作物造成影響）；溫度也很困難（種在外面怎麼調溫？），所以可能就只能...透過深耕來達成覆土的效果。
但是，深耕會破壞土壤結構、影響土壤菌群的穩定性，造成土壤有機質含量降低；而且深耕通常必需要農業機械來協助，而這些農業機械又會造成土壤壓實，進一步影響土壤的功能。
或許可以使用覆蓋作物來抑制雜草，這樣就不會破壞土壤的結構？另外也可以結合其他的方法，例如使用「乾淨」種子（不混有雜草種子的作物種子），每次使用農具、農機後都要進行清潔等等...
其實生物都有求生的本能，人類想要用除草劑來「殺光」雜草，根本就是Mission Impossible啊！
參考文獻：
Zhang, Y., Xu, X., Zhao, B., Li, B., Qi, Z., Wang, Y., Wang, G., Li, Y., Huang, Z., & Liu, X. (2024). Germination characteristics associated with nicosulfuron resistance in Amaranthus retroflexus L.. PLOS ONE, 19(8), e0308024. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0308024
