雙唑草腈防除直播稻田雜草效果及其對水稻安全性研究

田志慧,袁國徽,沈國輝

(上海市農業科學院生態環境保護研究所,上海201403)

近年來,隨著機械化水平的提高和勞動力成本的增加,水稻水直播栽培越來越受到稻農的青睞[1]。然而,水直播稻田前期采用干濕交替的水漿管理模式,雜草危害程度遠重于人工移栽稻田和機插秧稻田,如防除不及時則極易造成水稻減產甚至絕收[2],因此,有效控制雜草已成為水直播水稻高產穩產的關鍵之一[3]。當前,我國稻田雜草防除仍以化學手段為主,輔以人工除草或生物治理等措施[4],而化學除草劑的長期大量使用導致雜草產生了嚴重的抗藥性[5-12],如稗草對生產上廣泛使用的主流除草劑乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑類的五氟磺草胺(penoxsulam)和乙酰輔酶A 羧化酶(ACCase)抑制劑類的氰氟草酯(cyhalofop-butyl)等均產生了抗藥性[13-14]。做好雜草的早期防除能在提髙抗藥性雜草防除成功率以及最大限度保護作物產量潛能方面發揮作用,是目前生產實踐中解決雜草抗藥性發展的有效措施[15]。因此,篩選具有新作用機理且在雜草芽前使用的高效廣譜除草劑,對防除直播稻田雜草及延緩雜草抗藥性產生具有非常重要的現實意義。

雙唑草腈(pyraclonil)是由德國拜耳公司研制、日本農用化學品公司Kyoyu 農業開發的具有吡唑并吡啶環的新穎結構化合物的水稻田除草劑[16],該藥劑于2007年在日本進行登記,隨后其單劑及混劑在日本逐漸商品化,至2013年,雙唑草腈在日本水稻田應用面積達61.3 萬hm2,占水稻總耕種面積的38.4%,位居除稗劑之首[17]。2018年,湖北相和精密化學有限公司在我國取得雙唑草腈原藥和2%顆粒劑的登記,該制劑登記用于防除水稻移栽田一年生雜草。室內盆栽試驗證明,雙唑草腈對禾本科雜草稗草以及闊葉雜草鴨舌草具有良好的除草活性,同時在3 種水稻品種與稗草之間的選擇性指數均高于丙草胺[18];在雜草出苗前、1 葉期和2 葉期以有效成分145.8 g∕hm2的劑量撒施1.8%雙唑草腈顆粒劑對水稻田常見雜草的鮮重抑制率均在92%以上,且見效速度明顯快于25 g∕L 五氟磺草胺油懸浮劑,并對供試粳稻和雜交稻品種安全[19]。機插秧稻田田間小區試驗同樣證明雙唑草腈對稻田主要雜草有優異的防效及很高的水稻安全性[20]。本研究通過在田間開展2%雙唑草腈顆粒劑防除水直播稻田雜草效果及對水稻的安全性試驗,探索其在直播稻田的應用前景。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試作物

單季晚稻,水稻品種為粳稻‘青香軟粳’,種植方式為人工水直播,水稻催芽至半粒谷長后人工撒施播種,播種量75.00 kg∕hm2,播種時間2018年5月28日。為防止麻雀叼食,影響試驗的準確評價,于水稻播種后隨即覆蓋防雀網,至水稻2 葉1 心期時揭網。

1.1.2 供試雜草

為保證試驗田有一定的雜草基數,在水稻播種的同時人工接種一年生雜草種子,其中禾本科雜草稗Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.和千金子Leptochloa chinensis(L.)Nees 的接種量分別為3.00 kg∕hm2和2.50 kg∕hm2;闊葉雜草多花水莧Ammannia multifloraRoxb.、鴨舌草Monochoria vaginalis(Burm. f.)C.Presl 和丁香蓼Ludwigia prostrataRoxb.的接種量分別為1.50 kg∕hm2、1.20 kg∕hm2和11.25 kg∕hm2、莎草科雜草異型莎草Cyperus difformisL.的接種量為9.75 kg∕hm2。

1.1.3 供試藥劑

(1)2%雙唑草腈顆粒劑(GR),湖北相和精密化學有限公司產品,市售;(2)40%丙·芐(pretilachlor·bensulfuron-methyl)可濕性粉劑(WP),浙江樂吉化工股份有限公司產品,市售;(3)3% 氯氟吡啶酯(florpyrauxifen-benzyl)乳油(EC),美國陶氏益農公司提供;(4)10%氰氟草酯(cyhalofop-butyl)乳油(EC),美國陶氏益農公司產品,市售。

1.2 試驗方法

采用田間小區試驗,2%雙唑草腈GR 設150 g a.i.∕hm2、180 g a.i.∕hm2和210 g a.i.∕hm23個劑量,均采用直接撒施法施藥,施藥時間為2018年6月14日,施藥時水稻2—3 葉期,稗和千金子1—2 葉期,闊葉雜草0—1 對真葉期。施藥時田間保持2—3 cm 水層并保水4—5 d。其他藥劑處理采用噴霧法施藥,施藥工具為新加坡利農私人有限公司生產的HD400 背負式噴霧器,扇形噴頭,壓力45 Pa,噴射速率1250 mL∕min,噴液量450 L∕hm2,其中40% 丙·芐WP 480 g a. i.∕hm2的施藥時間為水稻播種后1 d(2018年5月29日),雜草萌芽期施藥時畦面保持濕潤不積水;3%氯氟吡啶酯EC 27 g a.i.∕hm2和10%氰氟草酯EC 90 g a.i.∕hm2混合使用的施藥時間為水稻4—5 葉期,施藥時稗和千金子3—5 葉期,闊葉雜草1—2 對真葉期(2018年6月21日),施藥前1 d 排干小區水層,施藥后1 d 覆水,并保持2—3 cm 水層4—5 d。試驗田小區面積20 m2,小區隨機區組排列,小區之間筑田埂隔開,單排單灌。各處理均4 次重復。

1.3 調查方法

1.3.1 藥效調查

施藥后14 d 調查各處理殘存雜草株數,計算株數防效;施藥后28 d 取樣調查各處理殘存雜草株數的同時稱量雜草鮮重,計算株數防效和鮮重防效。調查時隨機取樣,每小區取4 點,每點0.25 m2,并按雜草種類分別計數。

式中,CK 為空白對照區雜草株數或鮮重,PT 為施藥處理區殘存雜草株數或鮮重。

1.3.2 水稻安全性調查

施藥后不定期目測各處理區水稻生長情況,如有藥害則應詳細記錄藥害的癥狀及恢復正常生長所需要的時間;施藥后14 d 每小區隨機取水稻20 株,測定水稻的苗數、株高、分蘗數、植株鮮重、根長和根系鮮重。

1.3.3 水稻產量測定

水稻成熟時,每小區隨機取樣1 m2,測定水稻的穗數、每穗粒數和千粒重,計算理論產量。理論產量(kg∕hm2) =1 m2穗數×10000 ×每穗粒數×(千粒重∕1000)∕1000。

2 結果與分析

2.1 雙唑草腈對直播稻田雜草的防除效果

2.1.1 對禾本科雜草的防除效果

雙唑草腈對水直播稻田禾本科雜草稗和千金子均有優異的防除效果。施藥后14 d,2%雙唑草腈GR除低劑量150 g a. i.∕hm2外,中、高劑量180—210 g a. i.∕hm2對稗、千金子的株數防效分別為91.30%、96.46%—98.23%,與當前稻田主流莖葉處理除草劑組合3%氯氟吡啶酯EC +10%氰氟草酯EC(27 +90)g a.i.∕hm2的株數防效92.39%、97.79%無顯著差異,與經典芽前處理除草劑組合40%丙·芐WP 480 g ai∕hm2的株數防效93.48%、100% 也無顯著差異(表1)。施藥后28 d,2% 雙唑草腈GR 150—210 g a.i.∕hm2對稗和千金子仍保持優異的防效,株數防效分別為87.70%—92.94% 和90.71%—98.23%,鮮重防效分別為89.27%—96.36%和92.80%—96.38%,與上述兩個對照藥劑的防效均無顯著差異(表2、表3)。

2.1.2 對莎草科雜草的防效

除低劑量外,2%雙唑草腈GR 180—210 g a. i.∕hm2對莎草科雜草異型莎草防除效果優異,施藥后14 d,株數防效98.86%—100%,與對照藥劑3%氯氟吡啶酯EC +10%氰氟草酯EC(27 +90)g a.i.∕hm2和40%丙·芐WP 480 g ai∕hm2的防效均無顯著差異(表1)。施藥后28 d,2%雙唑草腈GR 150—210 g a.i.∕hm2對異型莎草的株數防效和鮮重防效分別為92.05%—100%和92.96%—100%,除低劑量150 g a.i.∕hm2外,其他兩個供試劑量與兩個對照藥劑均沒有顯著差異(表2、表3)。

2.1.3 對闊葉雜草的防效

雙唑草腈對不同闊葉雜草的防除效果不一,施藥后14 d,2%雙唑草腈GR 150—210 g a.i.∕hm2對多花水莧、鴨舌草、丁香蓼的株數防效分別為88.24%—98.53%、89.36%—100%、62.24%—84.69%。對多花水莧和鴨舌草的防效,除低劑量150 g a.i.∕hm2外,中、高劑量與對照藥劑3%氯氟吡啶酯EC +10%氰氟草酯EC(27 +90)g a.i.∕hm2和40%丙·芐WP 480 g a.i.∕hm2的防效均無顯著差異;3個供試劑量對丁香蓼的防效均顯著高于3%氯氟吡啶酯EC+10%氰氟草酯EC(27 +90)g a.i.∕hm231.63%的防效,但均不及40%丙·芐WP 480 g a.i.∕hm2100%的防效(表1)。

施藥后28 d,2% 雙唑草腈GR 150—210 g a. i.∕hm2對多花水莧的株數防效和鮮重防效分別為81.45%—93.01%和83.50%—93.90%,中、低劑量的防效與對照藥劑3%氯氟吡啶酯EC +10%氰氟草酯EC(27 +90) g a.i.∕hm2的防效無顯著差異,中、高劑量與對照藥劑40%丙·芐WP 480 g a.i.∕hm2的防效無顯著差異;對鴨舌草的株數防效和鮮重防效分別為90.77%—100%和90.00%—100%,除低劑量處理外,中、高劑量的防效與上述兩個對照藥劑均無顯著差異;對丁香蓼的株數防效和鮮重防效分別為69.30%—81.14%和66.52%—81.10%,3個供試劑量的防效均顯著優于對照藥劑3%氯氟吡啶酯EC +10%氰氟草酯EC(27 +90)g a.i.∕hm2的防效,高劑量處理與對照藥劑40%丙·芐WP 480 g a.i.∕hm2的防效無顯著差異,但中、低劑量差于對照(表2、表3)。

表1 雙唑草腈防除直播稻田雜草效果(藥后14 d,株數防效)Table 1 Plant control efficacy of pyraclonil on weeds 14 days after treatment in direct seeding rice field

表2 雙唑草腈防除直播稻田雜草效果(藥后28 d,株數防效)Table 2 Plant control efficacy of pyraclonil on weeds 28 days after treatment in direct seeding rice field

表3 雙唑草腈防除直播稻田雜草效果(藥后28 d,鮮重防效)Table 3 Fresh weight control efficacy of pyraclonil on weeds 28 days after treatment in direct seeding rice field

2.2 雙唑草腈對直播水稻的安全性

施藥后不定期觀察,2%雙唑草腈GR 150—210 g a.i.∕hm23個劑量在直播水稻2—3 葉期撒施處理后,水稻生長期間沒有出現不良藥害癥狀。藥后14 d 取樣測定表明,與對照藥劑3%氯氟吡啶酯EC +10%氰氟草酯EC(27 +90) g a.i.∕hm2和40%丙·芐WP 480 g a.i.∕hm2以及空白對照相比,2%雙唑草腈GR 各供試劑量對水稻的莖蘗數、株高、植株鮮重和根系鮮重等生育指標均無不良影響(表4)。

表4 雙唑草腈對水稻生長指標的影響(藥后14 d)Table 4 Effects of pyraclonil on rice growth 14 days after treatment

水稻成熟時測產結果同樣表明,2%雙唑草腈GR 150—210 g a.i.∕hm2各劑量處理的水稻穗數、每穗粒數、千粒重和理論產量等指標與對照藥劑3%氯氟吡啶酯EC+10%氰氟草酯EC(27 +90)g a.i.∕hm2和40%丙·芐WP 480 g a.i.∕hm2均無顯著差異,但產量顯著高于空白對照,增產幅度147.43%—153.41%(表5)。

表5 雙唑草腈對水稻產量的影響Table 5 Effects of pyraclonil on rice yield

3 結論與討論

本研究表明,在稻田淺水層條件下,水直播水稻2—3 葉期使用2%雙唑草腈GR 180—210 g a.i.∕hm2直接撒施并保水4 d 以上,可有效防除水直播稻田稗、千金子、異型莎草、鴨舌草、多花水莧等雜草且對直播水稻的莖蘗數、株高、植株鮮重和根系鮮重等生育指標均無不良影響,證明雙唑草腈能安全應用于直播稻田。同時,2%雙唑草腈GR 180—210 g a.i.∕hm2對三大類雜草的防除效果與對照藥劑40%丙·芐WP 480 g a.i.∕hm2的防效無顯著差異,證明雙唑草腈可以取代丙草胺與芐嘧磺隆組合或與其交替使用。

我國自20 世紀90年代起應用丙草胺與芐嘧磺隆組合防除直播稻田雜草,至今已有20 多年的歷史。在稻田雜草抗藥性越來越明顯的情況下,除了通過改進水稻栽培管理方式和耕作制度等進行應對之外,最主要的解決手段仍在于開發、篩選不同作用機理的除草劑。在除草劑的選擇上,應注重采用不同作用機理的除草劑,并交替使用[21];在用藥時間上,應盡可能選擇雜草早期[15]。雙唑草腈兼具上述特點,其為原卟啉原氧化酶(PPO)抑制劑,是一種觸殺型廣譜性除草劑,根部和葉基部為該劑的主要吸收部位[17],藥劑處理后3—7 d 雜草即可表現出死亡癥狀。一方面,由于原卟啉原氧化酶(PPO)抑制劑類除草劑抗藥性發展緩慢,且與磺酰脲類、激素類除草劑不存在交互抗性問題,對磺酰脲類抗性的雜草顯示卓效;另一方面,雙唑草腈一般在稻田稗發生初期進行防除,符合雜草早期防除的要求,所以雙唑草腈將成為解決稻田對磺酰脲類產生抗性的雜草非常有潛力的品種[22]。

雙唑草腈原藥和2%顆粒劑在我國已取得移栽稻田登記,本研究結果將拓寬雙唑草腈的應用范圍,并為將來雙唑草腈在直播稻田開展登記提供技術支撐和依據。