馬子竣 孫繼英 史喬丹 劉玲玲 汝甲榮 孔德崴 牛若超 邱廣偉





摘要 ?在篩選適宜的莖葉除草緩解劑處理,以期解決莖葉除草造成大豆葉片損傷繼而影響產量問題。以大豆品種“克豆52”為試材,利用松·喹·氟磺胺乳油莖葉除草處理。3種緩解劑GAP、GAL、GAC分別設置3個濃度2個施用時期共18個處理,CKW莖葉除草次日噴清水,CKA僅進行莖葉除草。通過調查、統計、分析大豆葉片藥害指數、株高、節數、有效莢數、百粒重,結合經濟效益和對雜草影響決選最優處理。結果表明,AC1處理便于農戶掌握,產量最高,增產18.48%,綜合收益較高,對除草效果影響較小,值得在生產上推廣。
關鍵詞 ?大豆;藥害;氟磺胺草醚;莖葉除草;緩解劑
中圖分類號 ?S 482.4 ??文獻標識碼 ?A ??文章編號 ?0517-6611(2023)05-0147-05
doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2023.05.033
開放科學(資源服務)標識碼(OSID):
Analysis of Yield Increase Effect of Retarded Application of Weeding Agent in Soybean Stem and Leaf
MA ?Zi-jun1,2,SUN ?Ji-ying1,SHI ?Qiao-dan1 et al
(1.Keshan Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Qiqihar,Heilongjiang ?161606;2.Crop Resource Institute,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin,Heilongjiang 150086)
Abstract ?The aim of this study was to select the suitable treatment of stem and leaf herbicide mitigation agent,in order to solve the problem of soybean leaf damage caused by stem and leaf weeding and then affecting the yield formation.The soybean variety ‘Kedou 52’ was used as experimental material,the stem and leaf weeding treatments were treated with clomazone,Quizalofop-P and fluorosulfonamide emulsion.The three alleviators GAP,GAL and GAC were treated with 18 treatments at 3 concentrations and 2 application periods,respectively.Water was sprayed on the next day for stem and leaf weeding of CKW,and only stem and leaf weeding of CKA.Through investigation,statistics and analysis of soybean leaf harm index,plant height,node number,effective pod number,100 seed weight,combined with economic benefits,effect on weeds,the optimal treatment was selected. The results showed that AC1 treatment was easy for farmers to grasp,had the highest yield with increase of 18.48%,higher comprehensive income and less impact on weeds,which was worth promoting in production.
Key words ?Soybean;Risk of damage;Fomesafen;Cauline leaf weeding;Alleviator
在國內大豆是植物油脂主要來源,又是動物飼料中蛋白組分和食品加工業重要原料。隨著國民經濟發展,人民物質需求提高,國內大豆油消費量逐年上升[1-2]。我國大豆進口量不斷增加[2-3],對進口大豆依存度較大,且進口來源單一[4],對我國糧食安全極為不利[3]。通過育種手段產量提升比較緩慢,不及國內消費量增速,2003—2016年國審北方春大豆品種單產提高21.7%,平均年增長僅為1.55%[5]。通過栽培技術和植保措施著手提升單產,從而促進總產提升,成為當務之急。
異噁草松(Dimethazon)又稱廣滅靈,屬有機雜環噁唑烷類除草劑,廣泛應用于大豆田除草[6],能抑制敏感植物的雙萜(異戊二烯)化合物合成,阻礙胡蘿卜素和葉綠素的生物合成,使其光合受到抑制變白逐漸死亡,從而達到除草目的。
氟磺胺草醚(Fomesafen)又稱龍威(Tornado)或虎威(Flex),屬二苯醚類除草劑,常用于大豆田化學除草[7]。其作用于敏感葉綠體內原卟啉原氧化酶,該酶受到抑制光敏性原卟啉原IX大量積累,光照下單態氧大量產生導致細胞膜脂過氧化而滲漏,葉綠體色素被破壞,最終葉片和植株死亡[8]。
東北春大豆產量長期占全國大豆總產50%以上[9],主產區戶均作業面積較大,化學除草作用效果快、效率高、成本低廉,農戶普遍采用。研究表明莖葉除草會影響大豆葉片光合作用[10-11]、抑制大豆根瘤菌固氮[10,12],對大豆植株、葉片有一定損傷,減少結莢量,具有一定減產效應[13-17]。
Ca2+既是植物所必需營養元素又是植物細胞內的第二信使[18],在細胞膜上鈣通道有調節細胞內Ca2+濃度的重要作用[19]。一定濃度的外源Ca2+可以保護細胞膜質,減少細胞溶質外滲,提高植物低溫[20-22]、強光[23]、高溫[23]、干旱[24]、酸雨[25]、病原菌侵染[26]等逆境條件下光性能和適應能力[27]。細胞膜上鈣通道調節細胞內Ca2+抵御鹽脅迫[19],過度逆境脅迫會導致植物組織內Ca2+濃度失衡。鈣調蛋白在植物體內具有廣泛生理作用[28],植物缺乏Ca2+會導致病害發生[29-30]。
異噁草松、氟磺胺草醚對光合色素和膜脂損傷,選擇具有保護膜脂和光合色素作用的鈣鹽及營養成分應用于該研究。筆者設計3種緩解劑GAP磷酸二氫鈣 ∶尿素 ∶蔗糖為1 ∶1 ∶1、GAL乳酸鈣 ∶尿素 ∶蔗糖為1 ∶1 ∶1、GAC氯化鈣 ∶尿素 ∶蔗糖為1 ∶1 ∶1,共設置18個處理,以期篩選出有效減輕大豆莖葉除草傷害,能夠促進大豆植株盡快恢復健康,解決莖葉除草造成減產問題的處理,為大豆生產和國家糧食安全保駕護航。
1 材料與方法
1.1 試驗地點 ???試驗在
黑龍江省農業科學院克山分院克山基地(125.482°E,48.019°N)中心試驗區進行。
1.2 試驗材料
大豆品種為克豆52;莖葉除草劑為佛山市盈輝作物科學有限公司生產曉光田本郎松·喹·氟磺胺乳油,總有效成分含量35%,精喹禾靈2.5%,氟磺胺草醚含量9.5%,異噁草松含量23%。3種緩解劑為黑龍江省農業科學院克山分院研發GAP、GAL、GAC,均為速溶固體粉末。
1.3 試驗方法
2020年5月16日播種,種植密度37.5萬株/hm2。采用壟上雙行種植,小區行長4 m,6壟區,各處理3次重復,采用隨機區組設置。前茬馬鈴薯,參照當地農戶施肥量。
除草劑施用:人工噴施1 hm2施用除草劑1 500 mL對水300 kg,折合小區面積使用。混施處理:6月22日除草劑混合緩解劑一次施入;次日施用處理:6月22日噴施除草劑,6月23日噴施緩解劑。
氣象條件:6月22日氣溫16.5~27.7 ℃,平均氣溫22.8 ℃,平均風速2.0 m/s,平均濕度13.6%;6月23日氣溫22.2~28.4 ℃,平均氣溫14.7 ℃,平均風速2.4 m/s,平均濕度14.8%。
緩解劑施用:各處理按表1方法和劑量施用。與除草劑混用:先將除草劑和緩解劑分別溶解于適量水中稀釋,再將二者加入潔凈水中混勻,通過觀察混合液均未發生渾濁與沉淀現象,定容后噴施;除草次日施用:莖葉除草次日將緩解劑參照莖葉除草用水量混勻后噴霧施入。
1.4 調查方法 ???6月27日調查大豆受藥2片復葉藥害等級。借鑒徐淑霞等[31]和劉松杰等[32]的方法劃分藥害等級。
0,無癥狀;1,藥害斑點較少或褪綠輕微;3,藥害斑點較多或褪綠較重;5,藥害斑點發生嚴重且復葉有輕微枯萎;7,復葉枯萎較重伴有卷曲;9,復葉枯萎嚴重伴有脫落。
7月2日取雜草植株測定干鮮重。
采用烘干稱重法測定含水率[33]:含水率=(初始鮮重-烘干后重量)/初始鮮重×100%。
收獲期小區內隨機取10株大豆測量子葉節到植株頂端距離記作株高,記錄每株節數和有效莢數;小區內去除邊際效應取2壟,每壟1 m行長,測定全部籽粒重量,按面積折算產量,隨機3次測定百粒重后平均記作小區百粒重。
1.5 數據處理
用Excel軟件和DPS 18.10數據處理系統進行數據處理。對20個處理有效莢數、節數、株高、產量、百粒重進行單因素多元分析,用 Duncan’s 新復極差法進行差異顯著性分析。
2 結果與分析
2.1 大豆藥害指數
苗期除草劑藥害癥狀在葉片上會有直觀表現[34-35],根據葉片發生的藥害斑點大小和數量可以劃分出藥害等級,根據緩解劑處理和對照間藥害等級差異即可比較各處理在大豆上作用效果[36]。
由圖1可知,CKW、CKA藥害最重,AP3處理藥害最輕,AC3次之,二者之間無顯著差異。AC1、AP1的混合施用各處理藥害指數均與CKA、CKW差異極顯著。次日噴施緩解劑處理均較混合施用處理藥害嚴重,其中BC1、BP1、BL1、BL2分別與CKA、CKW處理差異顯著但未達極顯著水平。
2.2 對大豆產量因子的影響
由表2可知,從節數方面看,AL2、AL3、BC2均較CKW降低,差異未達顯著水平,其中BC2最低,AP3最高,AP1次之,BC3再次,三者間有差異但不顯著,三者與CKW、CKA處理有差異但不顯著,但均與BC2差異顯著。
從有效莢數看,AC1最高,其次為AP1、AP3、BC1,分別比對照CKA多8.13、7.26、6.50、5.76個有效莢,AC1、AP1、AP3、BC1均與CKA差異顯著,且CKA和AC1之間差異極顯著。BC2、AL3處理有效莢數較CKA減少,但二者與CKA、CKW均差異不顯著。
株高方面,各處理均較CKW有所升高,有10個處理增幅超過10%,依次是AC2、AC1、BC2、BL3、AP3、BC1、BL2、AC3、BP2、BP3,這10個處理與CKW差異顯著。其中AC1與AC2差異不顯著,二者與CKA、CKW之間差異極顯著。
產量方面,AC1、AP1、BC1、AC2產量較高。其中AC1、AP1間差異不顯著,均與CKA、CKW差異顯著,分別較CKA增產18.48%和18.13%,BC1與CKA之間差異不顯著,增產12.40%。BL2、BC2、AC3均較CKA減產分別達1.76%、7.88%、8.09%,但未達顯著水平。由此可見,部分處理增產效果明顯。
對以上各個性狀進行單因素多元方差分析,結果P=0.000 6<0.01,說明緩解劑處理對大豆影響極顯著。其中株高、產量P均小于0.01,有效莢數P小于0.05,說明藥劑處理對株高、產量二者影響極顯著,對有效莢數影響顯著。
百粒重方面,BC2最高,與CKA、CKW差異不顯著,AP1最低,AC3次之,二者分別與BC2差異顯著。除3個處理外其余處理間無顯著差異。
2.3 處理間綜合各性狀兩兩比較
綜合5個產量性狀對各處理進行兩兩比較,以期決選最優方案(圖2),AC1與AC3、AL3、BC2、CKA、CKW之間差異極顯著,與AL1、AL2、BC3、BL1、BL2之間差異顯著,與AC2、AP1、AP2、AP3、BC1、BL3、BP1、BP2、BP3之間差異不顯著(表3)。
2.4 對雜草含水率的影響
由圖3可知,清水處理CKW較CKA含水率略高但未達顯著水平,這說明緩解劑的施用對雜草影響不大。AC1與CKA、CKW之間無顯著差異。AP1和CKA間無顯著差異,AP1與CKW、AC1差異顯著但未達極顯著水平。
2.5 各處理經濟效益比較 ???由表3可知,以當前大豆市場均價5.00元/kg,參照當地農機作業收費農藥噴施120元/hm2,以及各處理藥劑價格,結合產量計算收益。結果表明,AC1收益最高,AP1次之,二者均超過21 000元/hm2。
3 討論
氟磺胺草醚是大豆莖葉除草劑中一種有效成分,施用氟磺胺草醚會一定程度減少大豆花蕾[37],高劑量施用氟磺胺草醚會顯著降低大豆鮮重[38]。低劑量施用氟磺胺草醚會產生觸殺性斑點,用藥7 d后會恢復正常生長[39]。這表明施用氟磺胺草醚對大豆具有一定藥害效應。含水率可以一定程度反映植物的生物活性,受外源物質脅迫含水率會有一定程度降低或在緩解物質促進作用下其值在一定范圍內會有所升高[40-41]。該研究通過觀察雜草含水率變化,分析混合施用和莖葉除草后噴施緩解劑對雜草的影響。
針對大豆氟磺胺草醚藥害緩解前人進行了相應探索,研究表明噴施氟磺胺草醚添加助劑可以起到明顯增產作用[42]。發現蕓苔素和磷酸二氫鉀莖葉處理可以緩解氟磺胺草醚藥害作用[43],該研究中緩解劑部分處理增產效果極顯著。王恒亮等[15]研究藥害發生前期施用幾種緩解劑具有一定緩解效果,但藥害出現后施用增產效果較對照差異不顯著,且其中激素類緩解劑造成大豆植株徒長、倒伏。該研究中有部分處理表現出減產效應,可能與緩解劑濃度過高對大豆葉片產生一定脅迫作用或除草后次日施用緩解劑為時已晚藥害損傷已經形成且不可逆等因素有關。
大豆施用莖葉除草劑會降低其株高[44],大豆單株莢數和百粒重是關鍵產量因子[45],王鳳敏等[46]對產量構成因子相關分析表明,主莖節數、單株粒重與產量呈極顯著正相關,主成分分析結果表明株高是決定產量最重要因子,其次是主莖節數、有效莢數、單株粒數和單株粒重。郭起華[47]施用水溶肥,任洋[48]施用沼液,均使大豆百粒重升高從而表現出產量升高。該研究中施用緩解劑對節數和百粒重影響不顯著。
鐘鵬等[49]研究表明大豆受養分脅迫會導致空莢率升高,單株莢數和單株粒數對產量的貢獻率較大,該研究發現緩解劑施用可以有效提高產量,促進大豆關鍵產量因子株高、有效莢數升高從而促進產量形成。該研究在緩解劑作用下株高、產量變化極顯著,有效莢數變化顯著。
研究發現生物活性物助劑可以有效降低氟磺胺草醚水劑表面張力和干燥時間,增加擴展直徑和最大持留量,促進植物吸收增效明顯[50]。陳宇飛等[51]施用除草劑并添加10種助劑發現,有6種可提高殺草活性。俄羅斯阿穆爾州試驗證實,在大豆2~3片真葉期莖葉除草混合劑可以有效抑制雜草,提升大豆產量和品質[52]。研究認為除草劑混合葉面肥施用部分處理會有拮抗作用從而降低除草劑藥效[53],該研究緩解劑的增產機理還有待進一步研究,對除草劑除草效果的影響亦有待深入研究。
該試驗中施用緩解劑可以有效緩解大豆氟磺胺草醚藥害,且具有明顯增產增收效果。
4 結論
通過方差分析AC1、AP1這2個處理產量最高,綜合收益也較高,而且這2個處理農機作業方便僅一次噴施作業即可完成。結合二者在雜草上作用效果AC1優于AP1。綜上所述在小區試驗中AC1處理便于農戶掌握、產量增幅18.48%,綜合收益較高21 378.60元/hm2。
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