不同除草劑對糜子田雜草的防除效果及糜子產(chǎn)量的影響

馮 煜，黃貴斌, ，趙穎楠，王 娜，高小麗

（1. 西北農(nóng)林科技大學旱區(qū)作物逆境生物學國家重點實驗室，陜西 楊凌 712100；2. 寧夏農(nóng)林科學院固原分院，寧夏 固原 756000）

糜子 (Panicum miliaceum) 屬禾本科黍屬，是我國干旱、半干旱地區(qū)的重要禾本作物，具有抗旱、耐貧瘠、耐鹽堿、早熟等優(yōu)良特性，不僅在我國北方旱作農(nóng)業(yè)區(qū)糧食穩(wěn)產(chǎn)和抗旱避災中起著重要的作用，而且在我國西部農(nóng)業(yè)種植業(yè)結構調(diào)整和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有不可替代的作用[1]。因糜子播種后正是雜草生長的旺盛期和繁殖期，雜草發(fā)生量大并且生長極快，密度大，與糜子植株爭奪生存空間，嚴重阻礙了糜子的生長發(fā)育，所以雜草是影響糜子產(chǎn)量和品質(zhì)的重要限制因素之一。研究發(fā)現(xiàn)，在陜西榆林地區(qū)，糜子農(nóng)田雜草大約有40 種，其中，神木是雜草危害較嚴重的地區(qū)，雜草導致糜子減產(chǎn)的農(nóng)田占25%左右[2]。糜子屬于直播密植作物，傳統(tǒng)的人工除草成本高、效率低且難以滿足生產(chǎn)的需求，因此化學除草劑是解決雜草問題最切實可行的方法[3]。除草劑的使用雖然可以有效控制雜草生長，但亦會對目的作物產(chǎn)量產(chǎn)生一定的影響[4-6]。有研究表明，小麥(Triticum aestivum)始花期施用煙嘧磺隆千粒重會減少92%以上，莠去津和甲·乙·莠導致小麥千粒重降低約35%[7]。

張勝博等[8]研究表明，10%單嘧磺隆對春谷田雜草有較好的防除效果，且對谷子(Setaria italica)安全。高宗軍等[9]研究表明，苯·唑·2 甲鈉能有效防除小麥田闊葉類雜草。苯磺隆、唑草酮和2 甲4 氯鈉三者復配后可以顯著提高雜草防效，減少了苯磺隆高劑量對后茬作物的殘留要害[10]。左永梅等[11]研究表明，330 g·L?1二甲戊靈乳油能有效防除水稻(Oryza sativa)旱育秧田的一年生單、雙子葉雜草，對水稻出苗率、生長發(fā)育無不良影響。由于目前國內(nèi)尚無糜子田專用除草劑，糜子田除草劑大多選用禾本科作物所用除草劑[12]。因此，本研究選取目前禾谷類作物常用的4 種除草劑在糜子田施用，測定雜草防除效果、糜子植株地上部干物質(zhì)積累、旗葉葉綠素含量、農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量，旨在篩選出安全、高效的糜子田除草劑，以實現(xiàn)糜子集約化生產(chǎn)，節(jié)本增效，提高經(jīng)濟效益。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗地點位于陜西省神木市趙家溝旱作示范園，地理位置38°47′41.10″ N，110°47′22.87″ E，地區(qū)地勢高，土壤的保水性不佳，大陸性氣候顯著，年均日照時數(shù)2 900 h，日照百分率在60%以上，年均降水量約440.8 mm。

1.2 供試材料

試驗以當?shù)刂髟悦幼悠贩N榆糜2 號為材料。

選取4 種禾谷類作物田常用除草劑，其中土壤封閉型除草劑為330 g·L?1二甲戊靈乳油(天津市博克化工有限公司)和10%單嘧磺隆可濕性粉劑(天津市綠保農(nóng)用科技開發(fā)有限公司)，莖葉型除草劑為36%唑草·苯磺隆可濕性粉劑(苯磺隆含量14%，唑草酮含量22%，蘇州富美實植物保護劑有限公司)和55%苯·唑·2 甲鈉可濕性粉劑(苯磺隆含量2.6%，2 甲4 氯鈉含量50%，唑草酮含量2.4%，蘇州富美實植物保護劑有限公司)。

1.3 試驗設計

除草劑選用推薦劑量，設噴施等量清水的不除草為對照(CK)，共5 個處理，每處理4 個重復，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積20 m2。于2016 年6 月中旬播種，土壤封閉型除草劑處理于糜子播種后當天噴施進行土壤封閉，莖葉型除草劑處理于糜子三葉期時噴施。噴藥后每隔15 d 進行雜草防效調(diào)查，糜子抽穗后每隔7 d 取樣測定葉綠素、干物質(zhì)積累，成熟期收獲測產(chǎn)。糜子全生育期栽培管理措施和當?shù)卮筇锓N植相同。各供試除草劑施用量及施用方法如表1 所列。

表1 各供試除草劑的施用量及方法Table 1 Application amount and method of each tested herbicide

1.4 試驗方法

1.4.1 雜草鮮重防效調(diào)查

施藥后15 d 開始調(diào)查鮮重防效，在每個取樣小區(qū)用面積0.25 m2的正方形鐵絲框隨機取樣，拔取鐵絲框內(nèi)所有雜草裝入紗網(wǎng)袋中帶回室內(nèi)，用電子天平稱其鮮重[13]。之后每隔15 d 調(diào)查一次，苗前除草劑各處理共調(diào)查5 次，苗后除草劑各處理共調(diào)查4 次。

鮮重抑制率 = (對照區(qū)雜草鮮重 ? 處理區(qū)雜草鮮重)/對照區(qū)雜草鮮重 × 100%。

1.4.2 干物質(zhì)積累

在糜子抽穗初期于每個小區(qū)選取長勢與抽穗基本一致的植株掛牌標記，抽穗后隨機拔取各小區(qū)掛牌植株2 株，帶回室內(nèi)分解后置于105 ℃烘箱內(nèi)殺青30 min，然后將烘箱溫度調(diào)至80 ℃烘至恒重，用電子天平稱植株地上部的干重[14]。于抽穗后開始取樣測定干物質(zhì)，每隔7 d 取樣測定一次，共測定5 次。

1.4.3 葉綠素測定

作物籽粒灌漿期間功能葉片光合能力的強弱與最終產(chǎn)量密切相關[15-17]，功能葉光合產(chǎn)物對籽粒的貢獻可達80%，其中30%左右來自旗葉[18]。有研究表明，光合速率與SPAD 值變化趨勢基本一致，說明光合作用的下降可能是由于SPAD 值的下降引起的[19]，因此使用SPAD-502Plus 葉綠素測定儀測定葉綠素相對含量，抽穗后每隔7 d 取樣測定一次。摘取植株樣品的旗葉，于葉片的頂部、中部、基部3 個部位隨機選取3 個點測定葉綠素相對含量后，取平均值作為該葉片的相對葉綠素含量[20]。

1.4.4 農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量

成熟期每小區(qū)選擇長勢一致的糜子2 株，3 個重復共6 株糜子，測量株高(直尺測量)、主莖粗(游標卡尺測量)、主穗重(電子天平稱量)。未取樣的中間行劃區(qū)測產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理

試驗數(shù)據(jù)的錄入、整理和制圖采用Excel 2010，用平均值和標準誤表示測定結果，用SPSS 22.0 對除草劑對糜子農(nóng)田雜草的鮮重抑制效果、不同除草劑處理下糜子農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量進行單因素方差分析。采用Duncan’s 新復極差法測驗進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 除草劑對糜子農(nóng)田雜草鮮重防效的影響

如表2 所列，土壤封閉型除草劑二甲戊靈(H1)對雜草的鮮重抑制率在15 和30 d 時分別為98.1%和98.4%，保持較高水平，45～90 d 時隨時間推移不斷下降，90 d 時鮮重抑制率僅有55.9%，顯著低于單嘧磺隆(H2)處理(P ＜ 0.05)。H2在整個生育期對雜草的鮮重抑制率均在99.7%以上，15 和90 d 時達到了100%。

莖葉型除草劑唑草·苯磺隆(H3)在噴藥后15 d時防效較差，對雜草的鮮重抑制率僅有63.7%，顯著低于其余除草劑(P ＜ 0.05)，之后抑制率隨時間推移而上升，60 d 時又有所下降，為86.9%。苯·唑·2 甲鈉(H4)的雜草鮮重抑制率隨時間推移表現(xiàn)為先上升后下降，施藥60 d 時抑制率最高，為99.5%；75 d 時抑制率最低，為88.4%。

總體來看，土壤封閉型除草劑單嘧磺隆(H2)的鮮重抑制率在全生育期最高，雜草防效最好。

2.2 除草劑對糜子旗葉葉綠素含量的影響

如圖1 所示，糜子旗葉葉片的葉綠素含量從抽穗后開始先上升后下降。抽穗7 d 時，H4處理的糜子旗葉葉綠素含量顯著低于CK (P ＜ 0.05)，抽穗7 d后到成熟，H1處理的糜子旗葉葉綠素含量均顯著高于CK 及其他除草劑處理(P ＜ 0.05)，除草劑H2、H3、H4處理的糜子旗葉葉綠素含量與CK 相比差異不顯著(P ＞ 0.05)。

表2 除草劑對糜子農(nóng)田雜草的鮮重抑制效果Table 2 Inhibitory effects of herbicides on the fresh weight of weeds in proso millet farmland %

2.3 除草劑對糜子植株地上部干物質(zhì)積累的影響

如圖2 所示，糜子抽穗后，植株地上部干物質(zhì)積累均呈上升趨勢。抽穗時除草劑H4處理的糜子地上部干重顯著高于H1、H2、CK 3 個處理(P ＜ 0.05)，抽穗后7 d 時H4處理地上部干重顯著大于H1、H2、H33 個處理(P ＜ 0.05)，但與CK 差異不顯著(P ＞ 0.05)，H2處理干重顯著低于其他處理(P ＜ 0.05)；抽穗后14 d 時各處理間差異 均 不顯著(P ＞ 0.05)；抽穗后21、28 d 時H1處理的地上部干重均顯著大于其他除草劑處理(P ＜ 0.05)，但與CK 間無顯著差異(P ＞0.05)，H2、H3、H43 個除草劑處理間差異也不顯著(P ＞ 0.05)。

2.4 不同除草劑對糜子的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

圖1 不同除草劑處理下糜子旗葉的葉綠素相對含量變化Figure 1 Change of chlorophyll relative (SPAD) of flag leaf of proso millet plants under different herbicide treatment

圖2 不同除草劑處理下糜子地上部干重的動態(tài)變化Figure 2 Change of the aboveground dry weight of proso millet under different herbicide treatment

表3 不同除草劑處理下糜子農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量Table 3 Agronomic characters and yield of proso millet treated with different herbicides

不同除草劑對糜子的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響如表3 所列。4 種除草劑均能顯著增加糜子產(chǎn)量，其中H2和H4處理的產(chǎn)量顯著大于其余2 個除草劑(P ＜ 0.05)，較CK 分別增產(chǎn)271.66%和275.34%。處理H1、H3、H4的糜子株高均低于CK，其中H3處理的株高與CK 差異顯著(P ＜ 0.05)，其他處理與CK差異不顯著(P ＞ 0.05)。各除草劑處理對糜子主莖粗有一定影響，但差異不顯著(P ＞ 0.05)，除了H4處理的主莖粗大于CK，其他處理的主莖粗均小于CK。4 種除草劑均提高了糜子的主穗重，其中H2、H3和H4處理的主穗重顯著大于對照CK (P ＜ 0.05)，分別為5.71、4.86 和5.52 g。

3 討論

雜草與作物存在養(yǎng)分、水分、陽光和空間的爭奪，產(chǎn)生抑制物質(zhì)阻礙作物生長，不僅導致作物產(chǎn)量下降，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，而且妨礙農(nóng)事操作，嚴重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[21]。姜超等[22]比較6 種除草劑對糜子田間雜草的防除效果，其中44%單嘧磺隆雜草株防效達88%，增產(chǎn)7.1%，產(chǎn)生藥害在施藥5～10 d 后恢復正常，對糜子相對安全；高宗軍等[9]研究表明55%苯·唑·2 甲鈉對小麥田闊葉雜草均有很好的防除效果，對小麥的安全性較好，小麥增產(chǎn)12.2%～14.5%，對后茬作物無藥害殘留。本研究表明，單嘧磺隆和苯·唑·2 甲鈉對糜子田雜草防效較好，未產(chǎn)生明顯藥害，對糜子農(nóng)藝性狀影響較小，安全性較好，增產(chǎn)顯著，適合在該地區(qū)糜子生產(chǎn)中使用。

植物體內(nèi)葉綠素含量的高低直接影響光合作用強弱[23]，生物產(chǎn)量的95%左右來自光合作用，光合產(chǎn)物量即干物質(zhì)積累是作物生長發(fā)育的重要指標[24-26]，作物營養(yǎng)生長階段的干物質(zhì)積累不僅影響著生物產(chǎn)量，而且是經(jīng)濟產(chǎn)量的基礎[27-29]。有研究表明，農(nóng)藥可以降低植物葉片中的色素含量[30]，宋雙等[31]研究表明，不同類型除草劑對葡萄(Vitis vinifera)葉片葉綠素SPAD 值的影響不同，部分除草劑會使葉片SPAD 值上升。王藝凝等[32]研究表明，除草劑脅迫會使作物葉片產(chǎn)生光合電子傳遞受阻，反應中心活性下降等影響。黨建友等[18]研究表明，除草劑脅迫對作物光合可產(chǎn)生不利影響，使小麥旗葉SPAD 值和凈光合速率下降，并通過改變旗葉光合特性和灌漿進程來影響產(chǎn)量；王偉等[33]證實了這種不利影響會影響燕麥(Avena sativa)葉片的同化物轉運及植株生長前期的碳素吸收，這可能是除草劑影響作物生物量積累的原因之一。其他學者[34-35]的研究結果也表明，除草劑會抑制作物地上部干物質(zhì)的積累，與本研究結果一致。但有些除草劑被證實有生長調(diào)節(jié)劑的作用，可提高葉片SPAD 值，促進作物光合作用，有研究表明，低濃度的2, 4-D 丁酯可以增加小麥葉片的SPAD 值和凈光合速率[36]。Koeppe 等[37]認為，阿特拉津對玉米(Zea mays)葉片的生理代謝會起到激素的作用。本研究中，二甲戊靈處理的地上部干物質(zhì)積累未受到抑制，或許是因為二甲戊靈提高了糜子旗葉葉綠素的含量，促進了光合作用，導致地上部干物質(zhì)積累較高，但最終主穗重和產(chǎn)量并不高，可能是莖葉營養(yǎng)生長過旺，光合產(chǎn)物分配不足，導致穗和籽粒生長受到影響，具體原因有待進一步探討。單嘧磺隆和苯·唑·2 甲鈉雖然地上部干物質(zhì)略有降低，但株高、主莖粗均未受到顯著抑制，主穗重顯著增加，所以產(chǎn)量較高。

4 結論

本研究結果表明，單嘧磺隆在苗前進行土壤封閉處理，苯·唑·2 甲鈉在三葉期進行莖葉噴霧有利于糜子田間雜草的防除，對糜子的安全性高，顯著提高了糜子產(chǎn)量。本研究說明除草劑使用得當可有效防除雜草，提高產(chǎn)量，降低人工除草成本，提高生產(chǎn)效率，因此在糜子生產(chǎn)中進行化學除草是切實可行的，但必須選擇適宜的除草劑種類、施藥劑量及施藥時間。