幾種封閉除草劑兩個時期用藥效果對比及其交互作用分析

楊永杰, 張慧泉, 金文涌, 糜學江, 張建萍,于曉玥, 唐 偉*, 陸永良*

(1. 中國水稻研究所水稻生物學國家重點實驗室, 杭州 310006; 2. 浙江省桐鄉石涇糧油農機專業合作社, 嘉興 314503)

機直播“播噴同步”封閉除草技術是一種新型封閉除草技術,即在水稻機械直播的過程中,同步機械噴施封閉除草劑,防治水稻機械直播生產中的雜草危害,具有節本、高效、安全、操作簡單的特點,能夠解決水稻田集約化、輕簡化、機械化種植中的雜草防控問題,在長江中下游及寧夏地區已有較大面積的推廣[1]。在技術應用中,選用適宜的配套除草劑是“播噴同步”成功的關鍵,本研究團隊研發“播噴同步”封閉除草技術后同時篩選出多種安全高效的配套除草劑產品。王在滿等[2]在播種時同步噴施300 g/L丙草胺EC有效成分劑量(下同)450 g/hm2后,對稻田土壤中除草劑消解動態進行了分析,認為同步用藥較常規播后3 d用藥的土壤中除草劑有效成分含量高,其效果優于33%二甲戊靈EC 742.5 g/hm2和40%丙·芐WP 420 g/hm2,其最終產量與播后3 d噴藥差異不顯著,節省了一次人工用藥成本。300 g/L丙草胺EC 450 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2可用于開展“播噴同步”用藥技術,并在宣城等地開展同步試驗,藥后26 d雜草防效均高于93.0%,認為該配方安全高效,優于25 g/L五氟磺草胺OD 30 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2[4-5]。在水稻機械直播時,同步噴施120 g/L噁草酮EC 360 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2,藥后48 d對稗草、闊葉草、莎草的密度和鮮重防效達95%以上,該除草劑配方能夠有效管理雜草,具有節工省本、殺草譜廣、持效期長的特點,具有一定的推廣應用價值[1]。姜心祿等[6]采用60%丁草胺EC 900 g/hm2+10%吡嘧磺隆WP 30 mg/hm2,同步均勻施藥后20 d株防效和鮮重防效超過和接近90%,防效和安全性顯著高于40%丙·芐WP 480 g/hm2、12.5%噁草酮EC 375 g/hm2、330 g/L二甲戊靈EC 495 g/hm2處理。研究還發現,同步施用99.0 g/hm2的33%嗪吡嘧磺隆WG,能夠顯著提高水稻的出苗率,20 d出苗率為96.2%,48 d對稗草、闊葉草和莎草植株的密度和鮮重防效均達97.7%及以上,顯著高于300 g/L丙草胺EC 382.5 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 25.5 g/hm2、25 g/L五氟磺草胺OD 19.1 g/hm2+50%丁草胺EC 412.5 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 25.5 g/hm2處理[7]。篩選出的這5種除草劑組合具有顯著的應用優勢。

除草劑科學合理配伍對水稻安全性和靶標雜草防除起決定性作用,應避免應用安全性差和防效不佳的除草劑,對“播噴同步”優勢除草劑組合不斷優化比對篩選,以滿足水稻直播田對除草劑的需求[8]。另外,“播噴同步”技術對早期禾本科雜草,以及隨后發生的闊葉草和莎草,均有較好的防治效果,而目前農戶多采用常規的封閉方法,一般在播后3～5 d進行除草劑封閉[9-10]。相對滯后用藥是否會降低對雜草的防效,未見研究報道。因此,本研究采用大田試驗,分別采用同步封閉和常規播后4 d用藥,對比120 g/L噁草酮EC 360 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2、33%嗪吡嘧磺隆WG 74.25 g/hm2+300 g/L丙草胺EC 450 g/hm2、60%丁草胺EC 1 350 g/hm2+10%吡嘧磺隆WP 30 g/hm2、35%吡嘧·嘧草·丙OD 525 g/hm2、300 g/L丙草胺EC 450 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2這5種組合/復配除草劑的優劣,明確各除草劑在兩個時期用藥的效果差異,厘清用藥時期與除草劑種類交互作用對水稻安全性和雜草防除效果的影響,為進一步完善“播噴同步”封閉除草技術及直播田科學除草提供理論依據。

1 材料與方法

本研究于2020年在中國水稻研究所試驗基地(119.93°E,30.08°N)開展田間試驗,試驗田為砂性黏壤土,pH 5.98,有機質含量3.10%,多年來用于開展雜草治理試驗,試驗田稗草Echinochloacrus-galli、異型莎草Cyperusdifformis、碎米莎草C.iria、水莧菜Ammanniabaccifera、丁香蓼Ludwigiaprostrata、鴨舌草Monochoriavaginalis等危害嚴重,適宜開展雜草重度危害防治試驗。試驗田前茬作物為上年單季稻,冬季閑田。

采用小區試驗,于2020年4月7日整地,整平田地后排水并沉降48 h,避免有大水坑,4月9日做小區,每個小區長5 m、寬4 m,面積為20 m2,小區之間起壟25 cm避免串灌,試驗共11個處理,每個處理重復3次。試驗采用裂區試驗設計,不同時間處理設為主區,不同除草劑處理設為副區,小區周圍設保護行。采用早稻品種‘中嘉早17’,于2020年4月8日浸種,在人工氣候培養箱(GXZ-300C,寧波東南儀器有限公司)中32℃浸種48 h,于2020年4月10日播種,播種時種子破胸露白未出芽,待種子晾干表面水分后,按1∶100(藥∶種)的比例伴施35%丁硫克百威種子處理干粉劑(美國富美實公司),防治麻雀和地下害蟲危害。試驗采用人工撒播,種子播種量為75.0 kg/hm2。

試驗分“播噴同步”(seeding spray synchronous technology,ST)和常規播后4 d施藥(conventional treatment,CT)兩個施藥時期。種子撒播結束后,立刻用電動噴霧器模擬“播噴同步”方法噴施除草劑,選用“播噴同步”裝置ST110-01型號噴頭,試驗所用各除草劑及用量如表1所示,除草劑兌水量為120 L/hm2,施藥時田表濕潤,田溝有水。常規播后處理于4月14日(播后4 d)進行常規封閉處理,施藥方法、器械、土壤環境同“播噴同步”,兩次施藥當天均為陰天,風力2級,氣溫16～24℃,藥后7 d內未出現暴雨,偶爾有小雨,播后田間正常水肥、病蟲害管理。

表1 供試除草劑田間試驗處理及用量

分別于藥后7 d和14 d調查水稻損傷及癥狀，目測水稻藥害標準參考農藥室內生物測定試驗準則[11]，播后14 d測量水稻株高和統計成苗率，每個小區隨機調查0.25 m2，記錄水稻株數并重復3次，以小區平均水稻株數與對照小區的比值計算成苗率，株高測定方法參見文獻[12]。藥后14 d和35 d調查雜草防效，方法參見農藥田間藥效試驗準則[13]。根據對照區雜草種群及總量，計算雜草防治效果，0%表示無防效(與對照區雜草發生情況相當)，100%防效表示無雜草。數據采用 SAS 9.1軟件統計分析，采用單因子方差分析統計各處理間差異顯著性，采用復合雙因子方差分析施藥時期×除草劑種類兩者的交互作用。

2 結果與分析

2.1 播噴同步用藥或常規施用除草劑對水稻安全性的影響

藥后7 d和14 d目測水稻藥害癥狀,藥后7 d,早稻正處于出芽期,水稻正常扎根出芽,“播噴同步”和常規處理均未見有明顯的除草劑藥害現象。藥后14 d,水稻處于2葉1心期,各處理的水稻均無明顯的可見藥害發生。

播后14 d調查水稻成苗率,由表2可知,“播噴同步”處理后,與對照處理相比,120 g/L噁草酮EC 360 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2和33%嗪吡嘧磺隆WG 74.25 g/hm2+300 g/L丙草胺EC 450 g/hm2顯著降低了水稻成苗率,降幅分別為18.0百分點和11.6百分點,60%丁草胺EC 1 350 g/hm2+10%吡嘧磺隆WP 30 g/hm2、35%吡嘧·嘧草·丙OD 525 g/hm2、300 g/L丙草胺EC 450 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2與對照成苗率差異不顯著;常規處理(播后4 d用藥)后,水稻成苗率與“播噴同步”相比成苗率增加,各除草劑處理與對照處理相比無顯著差異。

播后14 d調查水稻株高,如表2所示,“播噴同步”處理后,120 g/L噁草酮EC+10%芐嘧磺隆WP和35%吡嘧·嘧草·丙OD處理顯著降低了水稻株高,降幅分別為28.3%和22.5%,其余處理與對照株高差異不顯著;播后4 d用藥后不同除草劑處理的水稻株高抑制程度均有所降低。與對照處理相比,120 g/L噁草酮EC+10%芐嘧磺隆WP處理顯著抑制水稻株高,降幅為21.6%,其余各處理與對照相比差異不顯著。

表2 不同藥劑“播噴同步”及播后4 d施藥水稻成苗率及株高(播后14 d)1)

2.2 播噴同步用藥或常規施用除草劑對雜草的防除效果

藥后14 d目測各處理對雜草的防除效果,對照小區的稗草、丁香蓼、異型莎草、陌上菜Linderniaprocumbens、鴨舌草、水莧菜等大量發生。與對照處理相比,無論是“播噴同步”用藥技術還是常規播后4 d用藥,33%嗪吡嘧磺隆WG 74.25 g/hm2+300 g/L丙草胺EC 450 g/hm2、60%丁草胺EC 1 350 g/hm2+10%吡嘧磺隆WP 30 g/hm2、35%吡嘧·嘧草·丙OD 525 g/hm2、300 g/L丙草胺EC 450 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2處理小區雜草得到有效控制,禾本科、闊葉草、莎草科雜草防效均在90.3%及以上(表3)。同步噴施120 g/L噁草酮EC 360 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2,藥后14 d對禾本科和闊葉草防效與其他各除草劑處理無顯著差異,對莎草防效顯著低于其他各除草劑處理。

如表3所示,播后4 d噴施120 g/L噁草酮EC+10%芐嘧磺隆WP,14 d禾本科和莎草科雜草防效顯著低于其他各除草劑處理。較播后4 d用藥,幾個除草劑處理采用“播噴同步”用藥顯著提高了不同靶標雜草防效,其中120 g/L噁草酮EC+10%芐嘧磺隆WP顯著增加了禾本科、莎草科雜草防效,增幅分別為8.3%和15.6%,“播噴同步”用藥顯著提高了60%丁草胺EC+10%吡嘧磺隆WP和35%吡嘧·嘧草·丙OD對闊葉雜草的防除效果。

表3 不同藥劑“播噴同步”及播后4 d施藥藥后14 d目測雜草防效

藥后35 d目測各處理對雜草的防除效果如表4所示。對照小區雜草發生較為嚴重,稗草、莎草和丁香蓼為優勢種群。藥后35 d,同步噴施33%嗪吡嘧磺隆WG 74.25 g/hm2+300 g/L丙草胺EC 450 g/hm2處理對禾本科雜草防效最高,60%丁草胺EC 1 350 g/hm2+10%吡嘧磺隆WP 30 g/hm2、35%吡嘧·嘧草·丙OD 525 g/hm2、300 g/L丙草胺EC 450 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2處理對禾本科雜草防效次之,這些除草劑處理對莎草和闊葉草防效均達91.3%及以上。同步噴施120 g/L噁草酮EC 360 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2處理顯著低于其他各除草劑處理,35 d禾本科和莎草科雜草防效比33%嗪吡嘧磺隆WG+300 g/L丙草胺EC分別低29.1%和19.8%。播后4 d用藥后,33%嗪吡嘧磺隆WG+300 g/L丙草胺EC對禾本科雜草防效最高,其次為35%吡嘧·嘧草·丙OD和60%丁草胺EC+10%吡嘧磺隆WP處理,120 g/L噁草酮EC+10%芐嘧磺隆WP和300 g/L丙草胺EC+10%芐嘧磺隆WP處理對禾本科雜草防效最低;播后4 d用藥后,除120 g/L噁草酮EC+10%芐嘧磺隆WP外,其余所有處理對莎草科和闊葉草有較好的防除效果,防效達91.3%及以上。

如表4所示,與播后4 d用藥效果相比,“播噴同步”處理提高了雜草防效特別是禾本科雜草的防效。“播噴同步”用藥處理顯著提高了120 g/L噁草酮EC 360 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2對禾本科、莎草科、闊葉雜草的防除效果;同步噴施35%吡嘧·嘧草·丙OD 525 g/hm2和300 g/L丙草胺EC 450 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2顯著提高了禾本科雜草防效,增幅分別為6.1%和60.0%。雜草萌發初期對除草劑極為敏感,充分利用該時期能夠有效抑制雜草發生,提高除草劑對禾本科雜草的封閉效果。

2.3 除草劑種類和用藥時間交互性影響差異分析

采用2×6復因子統計分析施藥時期和除草劑種類的交互作用,結果如表5所示,施藥時期對水稻成苗率、14 d禾本科防效、14 d闊葉草防效、35 d莎草科防效影響顯著,對株高、14 d莎草科防效、35 d禾本科防效、35 d闊葉草防效有極顯著影響,播后延遲用藥會嚴重影響雜草防除效果。除草劑種類顯著影響水稻成苗率,對株高、14 d禾本科防效、14 d莎草科防效、14 d闊葉草防效、35 d禾本科防效、35 d莎草科防效、35 d闊葉草防效影響極顯著,除草劑種類對雜草防除極重要。施藥時期×除草劑種類交互作用對成苗率和株高影響不顯著,對14 d禾本科雜草防效、35 d莎草科雜草防效影響顯著,對14 d莎草科防效、14 d闊葉草防效、35 d禾本科雜草防效、35 d闊葉草防效影響極顯著,交互作用對雜草防除效果影響極顯著。

表4 不同藥劑播噴同步及播后4 d施藥藥后35 d雜草防效

表5 施藥時期×除草劑種類交互作用方差分析F值1)

3 討論

水稻生產效益低、農村勞動力緊張,水稻輕簡化機械化種植備受青睞,直播技術免去育秧、拔秧、插秧等生產環節,具有成本低、省工省力、方便集約化管理等特點,種植面積及規模迅速擴大[14]。然而,直播田前期采用干濕交替的管理方式,導致雜草發生周期長、程度重、治理難,直播田雜草治理是水稻種植戶最需要解決的難題,已成為水稻高產穩產的關鍵[15]。水稻機械直播“播噴同步”封閉除草技術省工節本高效,能有效控制直播田雜草并大幅度降低后期雜草治理壓力,然而,“播噴同步”封閉除草技術推廣過程中,隨意選擇和使用問題除草劑的現象極為嚴重,亟待優化除草劑配伍以滿足生產需求,厘清用藥時期×除草劑種類交互作用對水稻安全性和雜草防治效果的影響。

用藥時間點極為關鍵,在萌發敏感期施除草劑能提高雜草防效,延遲封閉降低了水稻直播田雜草防除效果。稗草等多屬于喜熱植物,一定溫度范圍內與發芽所需天數成負相關,當有效積溫超過33.8～49.5℃(生物零度為10℃)時,往往于播后1～3 d便出現大量稗草,當延遲施用25%殺草丹EC和50%除草醚WP時,防除稗草效果顯著降低[16]。本試驗條件下,同步噴施120 g/L噁草酮EC+10%芐嘧磺隆WP、35%吡嘧·嘧草·丙OD、300 g/L丙草胺EC+10%芐嘧磺隆WP時,稗草等雜草正處于萌發期,對除草劑高度敏感,此時噴施上述組合提高了防除效率,其對禾本科和闊葉類雜草的防效優于常規播后4 d噴藥處理。因此,在保證水稻安全成苗的條件下,建議盡早封閉提高對稗草、丁香蓼、水莧菜等雜草的防除效果,把雜草殺死在萌芽狀態,延遲封閉會降低禾本科特別是稗草的防除效果。

同步用藥需嚴格采用高效安全的除草劑。不能隨意使用未經試驗的除草劑,如33%二甲戊靈EC等會產生嚴重水稻藥害,不宜用于“播噴同步”除草技術[2]。團隊前期研究認為同步噴施360 g/hm2的120 g/L噁草酮EC對雜草的防除效果好,但對田塊平整度和土表水分有較高要求,而且對水稻種子要求也較高,對浸種36 h的水稻出苗安全,而對常規浸種2 d催芽1 d的種子安全性差,出苗率僅為42.3%[17]。因此,對存在安全隱患的除草劑組合,應嚴格控制用藥程序防止藥害事故發生。采用“播噴同步”技術機械噴施300 g/L丙草胺EC+10%芐嘧磺隆WP,在安徽宣城單季稻田對雜草防效較好、效果穩定,而在湖南大通湖試驗區采用不同品牌丙草胺,其效果不穩定[4, 18]。丙草胺產品生產廠家較多,其持效期和解毒能力以及價格相差較大,應根據成本和安全性區別對待。同步噴施35%吡嘧·嘧草·丙OD 525 g/hm2、60%丁草胺EC+10%吡嘧磺隆WP處理,對雜草早期防效較好,但持效期短,后期防效會降低。

經過篩選,33%嗪吡嘧磺隆WG+300 g/L丙草胺EC可作為首選藥劑,其35 d雜草防除效果好、持效期長、殺草譜廣,可以在生產上推廣應用。本研究發現,可以在播后0～4 d內隨時施用該配方,對雜草防除效果影響小,拓寬了封閉用藥時間,也豐富了同步用藥的概念和內容。目前,無人機水稻播種技術已成為新興技術并發展迅速,常在播種后0～4 d內選擇好的天氣進行封閉除草,本研究為無人機早期封閉提供了除草劑選擇。另外,該配方對磺酰脲類除草劑抗性雜草防效良好,對螢藺Schoenoplectiellajuncoides、雨久花Monochoriakorsakowii、野荸薺Eleocharisdalcis、野慈姑Sagittariatrifolia、藨草Schoenoplectustriqueter等難治理雜草防效明顯。同步噴施33%嗪吡嘧磺隆WG,在降低20%用量下沒有顯著降低雜草防效,助力實現農藥使用零增長計劃[7]。

復合雙因子方差分析表明,用藥時期和除草劑種類單一因子均會對水稻安全性、雜草防效產生顯著影響,除草劑配伍極為重要,并非所有除草劑都能用于同步施藥,應選擇安全高效的除草劑組合。用藥時期×除草劑種類交互對水稻安全性無顯著影響,對控草效果影響顯著,證實除草劑都有自己的獨特屬性,施用時間點和除草劑配合,才有好的防除效果。然而,“播噴同步”在實際水稻生產中,一次用藥還是不能將直播田全部雜草殺死,但是選用優化的除草劑能夠盡可能多地降低雜草發生數量,顯著減輕后期雜草治理壓力,大幅度降低直播田雜草治理難度。