二十世纪80年代以来，杂草科技工作在发展化学除草的基础上，重视杂草综合治理，进行杂草生物学特性、发生消长规律及合宜使用除草剂技术的研究，推行水稻免中耕，水、旱直播；小麦、玉米实行浅耕耙茬、原垄播种；大豆实行窄行种植、不中耕；棉花密植、不中耕、简化整枝打杈栽培方法，在大面积上，提高了杂草防除效果、节省了劳力，增加了作物产量。
  90年代以来，小麦、油菜、大豆、玉米田使用甲磺隆、绿磺隆、胺苯磺隆、氯嘧磺隆等磺酰脲类除草剂及莠去津等长残效除草剂，土壤中的残留使后茬作物水稻、玉米、棉花或小麦受严重药害。江苏、浙江等省长期使用丁草胺、禾草敌或除草醚等防除稗草的稻田，长期使用绿麦隆防除看麦娘和牛繁缕的麦田；华北平原长期使用2，4—滴类除草剂防除小藜、藜、葎草等杂草的麦田导致杂草种群更替；江苏、浙江等省连续使用丁草胺或杀草丹的稻田出现抗药性稗草群落；东北地区长期使用莠去津的玉米田已引起抗药性马唐的发展；东南沿海一些长期使用绿麦隆的麦田产生抗药性菵草和牛繁缕。通过除草剂新品种选用和合宜使用技术研究，提出不同类型除草剂混合使用来提高药效，减少单剂用量，兼治不同种类杂草的有效配方，如：玉米田使用莠去津同乙草胺混用；稻田使用丁草胺同苄嘧磺隆混用；麦田使用骠马同甲磺隆混用；棉田使用甲草胺或乙草胺同敌草隆混用；大豆田使用豆磺隆同甲草胺混用等，在防止发生农药残留药害、杂草种群更替、及抗药性杂草的发展上，已在大面积上推广应用。
  21世纪以来，随着世界经济全球化的发展，经济环境的变化也日益复杂，我国农业将受到农产品质量和价格冲击。要提高农产品质量和降低生产成本，参与国际竞争，就必须大幅度提高农业劳动生产率，加速农业向现代化生产发展，才能达到农作物既能高产、优质，又能安全、低成本的目标。农业现代化生产必须使用机械耕作，规模化种植，大幅度扩大人均耕种面积，采用科学化除草技术。当前，世界农业生产发达或较发达的地区，传统农业体制已经转型或面临转型的挑战。我国大陆应属于后者。我国杂草科学研究同当前发达国家和地区比较，研究内容有些还只停留在除草剂药效、药害试验和传统农业防除技术方面，必须注视国际科技发展新动向，丰富杂草治理研究的新内容。
  1  化学除草所面临的挑战
  1．1  农田杂草种群演替  农田使用选择性除草剂消灭了靶标杂草，留下对除草剂不敏感的杂草，造成新杂草种群向恶性方向发展。在长江下游地区，长期使用丁草胺等防除稗草的稻田，水莎草、双穗雀稗和空心莲子草等成为新杂草种群，而长期过量使用二氯喹啉酸防除稗草的稻田，则造成目前千金子的猖獗危害；在稻—麦两作地区，长期使用氯麦隆防除看麦娘和牛繁缕的麦田，菵草、日本看麦娘、猪殃殃和硬草等成为优势种杂草群落；华北平原长期使用 2，4—滴类除草剂防除小藜、藜、葎草等一年生阔叶杂草的麦田，播娘蒿、田旋花、小旋花等越年生杂草成为新杂草群落；而在使用2，4—滴类除草剂防除小藜、藜、反枝苋等杂草的玉米田，则使马唐和牛筋草等禾本科杂草成为主要杂草群落。
  近十多年来，在长期使用除草剂所造成的农田杂草种群更替方面，开展了大量的调查研究工作，取得相当的进展，但是，这仅仅是对杂草种群结构及发生消长规律研究的一个部分。除此之外，涉及农作物种类、土壤类别、耕种制度、耕作方法、种植密度、水肥管理等有关农业生产措施同农田杂草种群数量变动关系的研究，在国外已有大量具有创新与发展意义的研究报道。例如：建立土壤中杂草种子光敏感的预测模型；建立杂草种子库种子休眠变化的预测模型；耕作、轮作、间作对种子库的变温反应打破种子休眠；杂草种子休眠积温和潜在水对预测种子库中种子休眠数量以及模拟田间农耕实践预测杂草发生量的作用；杂草群落中种子产量同杂草出苗生长的生物量的关系；杂草种子种类的多样性同有利于杂草防除的杂草种群间竞争；种植提高矿物质吸收能力和光合作用效率的转基因作物品种，增强作物生长同杂草的竞争优势；免耕、少耕和浅中耕种植对杂草种群变化的关系；以及不同作物种植的条件对杂草生殖潜力的影响等等。以上引用的研究内容对于今后开展杂草危害损失预测模型及危害经济阈值的研究；建立防除杂草有效适合现代农业生产的合理耕作、轮作制度，逐步完善农田杂草综合治理体系等都值得借鉴。
  1．2  外来恶性杂草入侵造成威胁  农作物大规模商品化种植，引进优良品种和农产品交换，内贸外贸物流频繁，以及海内外人员的流动为外来杂草入侵提供了条件。外来植物生长、繁殖取代了本地植物，逐步改变了土壤化学、植被结构和生态系统，干扰天然动植物群落的生物多样性，并有可能通过杂交改变本地植物种群的遗传结构。外来杂草的入侵、蔓延不仅造成农业上的威胁，还造成生物污染和对本地许多植物种类灭绝的威胁。
  在我国大陆已受到外来杂草入侵威胁，如：70年代初，在云南省西南边缘地区发现的紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Sprengel)，目前已经遍及全省各地并蔓延到四川省西南部地区和贵州、重庆两个省、市；过去作为观赏用而引种栽培的原产北美的加拿大一枝黄花 (Solidago canadensis)，到1990年代，发现在上海浦东开发新区的荒地上连片生长，近年来已蔓延到江苏、浙江等东南沿海各省危害旱地作物；2001年才在天津市和河北省几个县、市发现的黄顶菊(Flaveriabidentis)，目前已经蔓延到华北平原地区危害旱地作物。
  为了防止外来恶性杂草入侵、传播和蔓延，除了加强检疫隔离、限制入境外，对已发现在各地生长、繁殖和危害的外来杂草，结合其他杂草科技创新研究的内容，进行生态生理学 (ecophysiological)、环境毒理学(ecotoxicological)及遗传学特性和综合防除对策等内容的研究。
  1．3  抗药性杂草种群的发展
  据美国杂草学会和抗药性杂草工作委员会的报告，全球已发现的抗药性杂草有216种，最近新发现的有：野萝卜、北美苋、豚草、苘麻、多花黑麦草、紫羊茅、反枝苋、藜、黑麦草、苏门白酒草、牛筋草、筒轴茅、雨久花等。鸭舌草、母草、萤蔺、节节菜、异型莎草、野高粱分别对禾草灵、氯草敏 、甜菜宁、草甘膦、百草枯、吡氟禾草灵、氟吡甲禾灵、莠去津、苄嘧磺隆及吡嘧磺隆产生了抗药性；日本有长序母草、雨久花等10多种稻田主要杂草对磺酰脲类除草剂产生了抗药性；澳大利亚普遍发生危害的瑞士黑麦草已经发展到对多种除草剂产生抗药性。抗除草剂的杂草生物型群落的加速扩张对农业生产的威胁继续在增大。抗除草剂杂草生物型能对除草剂产生抗药性是由于除草剂在抗药性杂草植体内经过生物转化、代谢解毒反应3个阶段：第一阶段，除草剂通过氧化、还原或水解转换为代谢产物；第二阶段，除草剂或除草剂的代谢产物同糖、氨基酸、或谷胱甘肽相连接；第三阶段，由第二阶段产生的代谢产物转化为无毒的次生结合物。在作物和杂草对除草剂产生抗药性研究的结果表明：细胞色素单氧化酶(P450s)(cytochrome monooxygenases)和谷胱甘肽转移酶(GSTs)(glutathione S-trans- ferases)分别是新陈代谢第一阶段和新陈代谢第二阶段中最为重要的两类代谢酶。
  我国在抗除草剂杂草的研究方面，已经肯定了播娘蒿、稗草、菵草、牛繁缕、看麦娘及马唐等杂草对除草剂产生抗药性。随着农田化学除草的发展，抗药性杂草的种类、抗性水平、发生范围及危害的严重程度也将不断增进。目前杂草抗药性的研究工作已进行到抗药性杂草的鉴定阶段，需要进一步在测定农田杂草对除草剂的抗药性水平；研究杂草抗除草剂的作用机制；筛选防除抗性杂草群落的除草剂及其有效使用技术以及对防止或延缓杂草对除草剂产生抗药性的合理用药方法等方面进行研究。
  1．4  土壤残留对后茬作物造成严重药害  长残效的磺酰脲类除草剂如甲磺隆、氯磺隆在一年两作的小麦田防除杂草，其土壤残留对后茬作物水稻、玉米、棉花造成严重药害；油菜田使用胺苯磺隆或大豆田使用氯嘧磺隆造成后茬水稻严重减产；玉米田使用莠去津造成后茬小麦，特别是瓜类等阔叶作物严重药害的情况都先后在各地发生。
  我国植保机械和农药使用技术不相适应，农药有效利用率低，农产品中农药残留超标，存在环境污染问题。但是，只采用传统的农业措施和人工除草方法来减轻农田杂草危害，又不能适应农业现代化的发展。因此，要开发高效、低残留、高选择性的新类型除草剂；开发不同类型的除草剂轮换施用、混合使用和改善施药质量来提高除草剂的使用效率；开发除草剂残留的取样和分析的标准方法；监测除草剂在收获物和残体中的残留量；监测除草剂在土壤和地下水中的残留和持续期；除草剂使用在农作物生产场地对非靶标有机体的不良影响以及对生态环境安全及作物产量影响等方面进行研究。
  1．5  转基因抗除草剂作物的引进和发展  自从 1995年转基因抗溴苯腈棉花问世以来，种植转基因抗除草剂作物使用灭生性除草剂防除杂草的化学除草新技术得以快速发展。已有20多种转基因抗除草剂作物在逐步向世界各地推广。转基因抗草甘膦和草铵膦的大豆、玉米、油菜、棉花、水稻等作物已经在美国、加拿大、阿根廷等南、北美洲国家大面积上种植。在种植抗除草剂作物农田中使用灭生性除草剂防除杂草，具有施药方便、节省成本及有利于减轻水土流失的优点。2000年，转基因抗除草剂作物的种植面积已经达到转基因作物种植面积的85％。转基因抗除草剂作物在杂草治理中的研究与应用范围日益广阔。但是，转基因作物抗除草剂基因漂移渗入杂草，导致抗除草剂杂草种群繁衍、传播，加重杂草对作物的危害；转基因作物的丰产基因漂移渗入邻近野生植物群落，导致亲缘野生植物生产能力增强，造成对非靶标生物的不良影响和环境安全威胁；以及杂草的有害基因漂移渗入作物，导致优良作物品种退化变劣等问题。需要在引进和发展转基因作物种植，扩大转基因抗除草剂作物应用范围的同时，进行转基因作物的基因漂移对环境安全及作物产量影响；以及在防止作物基因渗入野生亲缘植物，弄清生物型间的遗传关系等方面进行研究。
  2  我国化学除草未来发展
  2．1  重视开发新除草剂的研究  在上世纪80～ 90年代，每年有1～20种新除草剂问世，近年来新除草剂的投产数量陆续下降。原因是：世界除草剂市场萎缩；研究与发展的经费减少；缺乏创新机制的除草剂；农药化工业不景气所造成。不少大型农药生产公司(厂家)已将农药的经营范围扩大到作物科学范围。今后新投产除草剂的数量将逐渐减少，必须要有创新综合发明的平台和建立极高生产量的目标，
  我国农药创制研究的化工基础薄弱，没有建立起创新综合发明的平台，缺乏创制除草剂的生产目标。推广使用的除草剂都是仿制国外商品化的产品；直接进口的成品或用进口的原药加工的成品。为了今后国产除草剂自主创新的发展，在已建立的重点农药创制研究中心的基础上，配合创制农药合成研究，开展生物化学筛选新化合物和鉴定新化合物的研究；创制除草剂的应用技术研究及发展使用新除草剂的评价。
  2．2  经济、合理施用除草剂，协调生态环境治理  研究除草剂的使用成本同减轻草害收益比较的经济阈值，选择除草剂种类及其剂型，明确最低有效用量及关键施药时机，开发和收集除草剂的标准施药方法和除草剂应用体系，建立除草剂合宜应用的模型；改善喷雾机具，提高施药质量，研究除草剂安全剂、增效剂及混配来减少除草剂用量，节约农作物生产费用；达到节省用药，防止污染，协调生态环境治理的要求。
  2.3  重视使用飞机喷洒除草剂的研究  1977-1979年北京部队农场、吉林省饮马河农场大面积采用旱直播化学除草的稻田能节水、省工，产量不比插秧稻田低；1978年广东省潼湖农场及湖南省南弯湖农场共计300多hm2采用航空播种、喷洒除草剂1个人1d可播种13-20hm2，比地面机械直播的稻田提高工作效率10～30倍。1人1d可喷洒除草剂30多hm2，比地面人工喷药提高工效80倍。水稻产量达5000-6000kg/hm2。随着农业生产现代化的发展，近年来一些大型农场已经在棉花、玉米、大豆、油菜、甜菜等作物农田使用飞机喷洒除草剂防除杂草，取得除草、省工、增产的显著效果。为适应今后使用飞机作业的继续发展，应对飞机选型、作业条件、药液浓度、雾滴均匀和雾化性能、覆盖均匀度，及喷洒质量检测方法等进行研究。
  2．4  入侵杂草问题  1970年代初，在云南省西南边缘地区发现的紫茎泽兰已经蔓延到四川省西南部地区和贵州、重庆两个省、市；原产北美的加拿大一枝黄花在1990年代，仅在上海浦东开发新区的荒地上连片生长，现已蔓延到江苏、浙江等南方各省；2001年才在河北省几个县、市发现的黄顶菊已蔓延到华北平原；杂草稻已在17个省、市的稻田中发现，在这些杂草中，杂草稻是具有遗传差异性大、形态变化多的生物多样性的植物，与水稻同属或同种，同水稻有近缘的生物学特性，用稻田使用的选择性除草剂难于防除。对杂草稻生物学特性、繁殖、传播、蔓延、危害及防除方法等需要加强研究。
  2．5  除草剂转基因抗作物研究  种植抗除草剂转基因作物是今后一种发展方向。但是，转基因作物的抗除草剂有基因漂移可能，导致抗除草剂杂草产生，加重杂草对作物的危害；另外，长期种植抗除草剂转基因作物，单一使用某种除草剂会导致杂草群落结构改变，增加杂草防除的难度。因此，应加强抗除草剂转基因作物的研究和管理，降低由于种植抗除草剂转基因作物带来的负面影响。