10種土壤處理除草劑在大豆-玉米帶狀復合種植田應用效果評價

耿亞玲, 王 華, 王玲慧, 劉明軒, 蒿文仙, 劉小民, 高占林,袁立兵*, 石 潔*

(1.河北省農林科學院植物保護研究所/河北省農業有害生物綜合防治工程技術研究中心/農業部華北北部作物有害生物綜合治理重點實驗室, 河北 保定 071000; 2.山東省陽谷縣農業農村局, 山東 聊城 252300; 3.河北省農林科學院糧油作物研究所, 河北 石家莊 050035)

間作是一種傳統的耕作制度,在中國、拉丁美洲、非洲地區廣泛應用[1]。大豆(Glycinemax)-玉米(Zeamays)帶狀復合種植作為農業農村部主推技術,經過了近10年的研究[2],實現了玉米基本不減產、增收一茬大豆的目標[3-4]。該模式種植的大豆、玉米作為青貯飼料營養更加均衡[5],大豆提高了飼料蛋白質含量,玉米生物量大,讓牲畜越冬飼料有了保障,減輕了放牧對草場生態環境的破壞[6]。但是,大豆、玉米同期播種,雜草種類多、生長快,若不進行處理,極易形成草荒[7-8]。

施用除草劑是控制雜草生長的有效方式[9-11],目前對大豆、玉米單作田雜草的化學防控已有大量研究,除草技術也已趨于成熟[12-16],相應的登記藥劑產品較多,但關于大豆-玉米帶狀復合種植田的除草劑選擇、作物安全性評價等方面的研究尚不完善。

現有研究主要集中于大豆、玉米單作田除草劑。黃春艷等[13]測定了28種除草劑對單作大豆的安全性,發現大豆對不同類型的除草劑有不同的反應;朱詩禹等[14]發現精異丙甲草胺苗前封閉處理在一定使用濃度范圍內對大豆苗期植株生長有顯著促進作用;冒宇翔等[15-16]發現播后苗前使用唑嘧磺草胺對大豆出苗、生長均無不良影響,表現出良好的安全性。周超等[17]研究表明,不同劑型唑嘧磺草胺對玉米田雜草防效差異不顯著。為避免苗后噴施除草劑導致作物藥害,應該優先考慮播后苗前土壤處理的方法來防治田間雜草。經統計,在大豆田和玉米田均取得登記的土壤處理除草劑單劑或復配制劑涉及的有效成分有乙草胺、異丙甲草胺、精異丙甲草胺、異丙草胺、二甲戊靈、噻吩磺隆、嗪草酮、撲草凈、西草凈、2,4-滴異辛酯、唑嘧磺草胺11種[18-19]。

在玉米-大豆間作模式下除草劑應用方面,僅對共同登記的2～3種土壤處理藥劑進行了大量研究,但其結果不同。已有研究對乙草胺與撲草凈混用進行了測定,雜草防除效果均達90%以上,但用量不同,杜曉軍等[20]用量為乙草胺(50%)2.5 kg·hm-2+撲草凈(25%)5 kg·hm-2,張亞輝等[21]用量為乙草胺(50%)1.5 kg·hm-2+撲草凈(25%)0.75 kg·hm-2。趙銀月等[22]對精異丙甲草胺和二甲戊靈2種除草劑進行了測定,96%精異丙甲草胺用量為1 200～1 500 mL·hm-2,33%二甲戊靈用量為1 875～2 250 mL·hm-2,對雜草防效較好。戴煒[23]在玉米大豆帶狀間作模式下除草劑的篩選與評價中涉及到了乙草胺、二甲戊靈、精異丙甲草胺3種土壤處理劑,結果顯示精異丙甲草胺的株防效為71.96%,鮮重防效為78.83%,高于其他除草劑。Bibi等[24]研究表明玉米與豇豆、綠豆、田菁等豆類作物間作,苗期使用二甲戊靈在雜草管理和作物產量方面有顯著效果。王義生等[25]試驗發現氟噻草胺和撲草凈復配后作為土壤封閉處理劑對玉米、大豆、花生安全性均很高,但是目前氟噻草胺僅在玉米、小麥上有登記,未在大豆田登記使用。

綜上所述,選擇出安全性高且除草效果好的除草劑對大豆-玉米復合種植具有重要意義。因此,本試驗選擇生產上常用的10種土壤處理劑進行系統研究,以期為大豆-玉米復合種植模式下除草劑的合理施用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設在河北省農林科學院植物保護研究所試驗農場(115°27′0.06″E,38°57′27.10″N),地處保定市高新區東賢臺村。田間雜草種類主要有狗尾草(Setariaviridis)、馬唐(Digitariasanguinalis)、反枝莧(Amaranthusretroflexus)、藜(Chenopodiumalbum)等。

1.2 試驗設計

參試大豆品種為‘冀豆12’,玉米品種為‘先玉335’,于2022年5月4日人工點播,種植模式為“4行大豆+2行玉米”帶狀復合種植,玉米行距40 cm,株距11 cm,1粒·穴-1,播種密度約67 500 株·hm-2,播深4～5 cm;大豆行距30 cm,株距9 cm,1粒·穴-1,播種密度約165 000 株·hm-2,播深3～4 cm。

試驗設10個藥劑處理,選用除草劑種類及用量如表1所示,另設人工除草(每10天除草1次)和清水對照,共12個處理,4次重復,隨機區組排列。小區面積為21.6 m2(5.4 m×4 m)。5月5日進行除草劑土壤封閉處理,施藥時用塑料布遮擋,避免交叉噴藥。施藥器械采用手動噴霧器(HD400型手動噴霧器,扇形噴頭,配備恒壓閥,工作壓力1 kg·cm-2),噴液量為450 L·hm-2。噴藥當天多云,西南風3級,氣溫16℃～29℃。

表1 供試藥劑及劑量

1.3 調查方法

1.3.1安全性調查 分別于藥后7,15,25 d,按照農業部2031號公告-1-2013文中所述除草劑藥害癥狀分級標準調查各小區作物藥害癥狀、藥害等級、各等級植株數,計算受害率。

0級:無藥害,與清水對照生長一致;1級:微見藥害癥狀,局部顏色變化,藥害斑點占葉面積10%以下,恢復快,對生長發育無影響;2級:輕度抑制生長或失綠,藥害斑點占葉面積1/4以下,能恢復,推測減產率0%～5%;3級:對生長發育影響較大,葉畸形或植株矮化或藥害斑點占葉面積1/2以下,恢復慢,推測減產6%～15%;4級:對生長發育影響大,葉嚴重畸形或植株明顯矮化或葉枯斑3/4,難以恢復,推測減產16%～30%;5級:藥害極重,植株死亡。

1.3.2除草效果調查 雜草防效調查采用絕對值(數測)調查法,藥后20和40 d每個小區隨機取3點,每點調查1 m2,詳細記錄雜草種類、株數,計算雜草株防效。藥后40 d,調查株數的同時稱量小區內3點雜草鮮重,計算雜草株防效和鮮重防效。株防效=(對照區雜草株數-藥劑處理區雜草株數)/對照區雜草株數×100%;鮮重防效=(對照區雜草鮮重-藥劑處理區雜草鮮重)/對照區雜草鮮重×100%。

1.3.3作物生長指標和產量測定 收獲時,每小區大豆、玉米各取樣20 株,調查大豆株高、莖粗、每株莢數、每莢粒數,玉米株高、莖粗、穗長、穗粒數、百粒重等,合算出每公頃株數或穗數,計算大豆和玉米理論產量。大豆理論產量(kg·hm-2)=每公頃有效株數×每株莢粒數×百粒重/100/1 000;玉米理論產量(kg·hm-2)=每公頃有效穗數×平均穗粒數×百粒重/100/1 000。

1.4 數據分析

采用Excel 2016、SPSS 22.0對試驗數據進行統計分析,差異顯著性分析采用DMRT法(百分率數據進行反正弦平方根轉換)。

2 結果與分析

2.1 土壤處理除草劑對作物的安全性

藥后7 d,目測各藥劑處理大豆和玉米的出苗、葉色、株高及生長情況,與清水對照區進行對比,結果顯示各處理作物均無明顯癥狀。藥后15 d,在供試劑量下,精異丙甲草胺、異丙甲草胺、乙草胺、唑嘧磺草胺、撲草凈、2,4-滴異辛酯、噻吩磺隆等7種藥劑處理未見任何藥害癥狀,對大豆、玉米生長安全(表2)。二甲戊靈處理,玉米無藥害癥狀,但全區大豆葉脈微黃,藥害1級,受害率20.00%。嗪草酮處理,大豆真葉黃化,藥害1級,受害率6.67%;玉米第1、2葉葉緣或葉尖干枯,藥害1級,受害率6.00%。西草凈處理,大豆真葉葉尖黃化、皺縮,藥害1級,受害率20.00%;玉米第1葉微黃,個別植株第1葉葉尖干枯,藥害1級,受害率18.00%。藥后25 d,藥害癥狀全部恢復正常。

圖1 不同土壤處理劑藥后15 d對大豆、玉米的藥害癥狀

表2 不同土壤處理劑藥后15 d對大豆、玉米的安全性評價

2.2 土壤處理除草劑對大豆-玉米復合種植田雜草防除效果

藥后20 d,在供試劑量下,精異丙甲草胺、異丙甲草胺、二甲戊靈、乙草胺4種藥劑,對狗尾草、馬唐等一年生禾本科雜草均有良好防效,株防效為95.22%～100.00%,顯著高于其他藥劑處理(表3)。該4種藥劑對闊葉雜草反枝莧和藜防治效果為75.34%～84.49%。唑嘧磺草胺和撲草凈對一年生闊葉雜草反枝莧和藜有良好防效,株防效為94.00%～100.00%,顯著高于其他藥劑處理。嗪草酮、精異丙甲草胺、2,4-滴異辛酯、乙草胺、二甲戊靈、異丙甲草胺對反枝莧防效為79.53%～85.12%,西草凈和噻吩磺隆防效分別為71.57%和63.27%;精異丙甲草胺、嗪草酮、乙草胺、2,4-滴異辛酯、二甲戊靈、異丙甲草胺、西草凈和噻吩磺隆8種藥劑對藜的防效差異不顯著,防效為68.31%～81.53%。

表3 不同土壤處理劑對大豆-玉米復合種植田雜草防治效果

藥后40 d,在供試劑量(表3)下,精異丙甲草胺、異丙甲草胺、二甲戊靈、乙草胺4種藥劑對狗尾草、馬唐有較好防效,株防效為90.75%～97.78%,鮮重防效為92.95%～99.49%,顯著高于其他藥劑處理,其他藥劑處理防效較低,株防效為5.69%～59.70%,鮮重防效為7.20%～61.36%。唑嘧磺草胺和撲草凈對反枝莧和藜株防效為91.11%～96.97%,鮮重防效為90.60%～97.12%。嗪草酮、精異丙甲草胺、2,4-滴異辛酯、二甲戊靈、乙草胺、異丙甲草胺對反枝莧株防效為77.47%～81.17%,鮮重防效為76.49%～84.97%。西草凈和噻吩磺隆防效株防效為71.48%,58.02%,鮮重防效為70.95%,63.65%。精異丙甲草胺、異丙甲草胺、二甲戊靈、乙草胺、嗪草酮、2,4-滴異辛酯、噻吩磺隆和西草凈8種藥劑對藜的株防效差異不顯著,株防效為65.08%～83.12%,前6種藥劑鮮重防效差異不顯著,鮮重防效為80.14%～88.48%,后兩種藥劑防效略低,分別為65.29%和72.95%。

2.3 土壤處理劑對作物生長指標和產量的影響

在供試劑量下,10種土壤處理劑對大豆、玉米各生長指標影響不同(表4)。

表4 不同土壤處理劑對大豆和玉米生長指標的影響

大豆產量構成因素中,10種藥劑處理的莢粒數與清水對照差異不顯著;噻吩磺隆和西草凈的株莢數與清水對照差異不顯著,其他藥劑處理均顯著高于清水對照(表5)。精異丙甲草胺、異丙甲草胺、二甲戊靈、乙草胺、唑嘧磺草胺、撲草凈、嗪草酮、2,4-滴異辛酯8種藥劑處理的大豆產量與人工除草差異不顯著,而顯著高于清水對照,比清水對照增產9.93%～17.54%;噻吩磺隆和西草凈產量顯著低于人工除草,與清水對照差異不顯著。玉米產量構成因素中,10種藥劑處理的穗粒數與清水對照沒有顯著性差異;百粒重顯著高于清水對照,除西草凈外其他藥劑與人工除草差異不顯著。所有藥劑處理玉米產量顯著高于清水對照,比清水對照增產8.59%～16.41%。

表5 不同土壤處理劑對大豆和玉米理論產量的影響

3 討論

在大豆-玉米帶狀復合種植模式下,雜草防治是難點問題,目前推廣的改裝噴桿式噴霧機莖葉噴霧,雖然實現了不同藥液分條帶噴施[26-27],但大豆、玉米帶間距離較窄,很難避免帶間藥液漂移而產生藥害,而采用播后苗前進行土壤處理是比較安全可靠的選擇。因此,播后苗前土壤處理劑的篩選尤為重要。

截止目前,共同登記在大豆田、玉米田的除草劑有效成分共16種,分屬于9大類[18],本試驗對其中10種土壤處理劑進行了系統測試。安全性結果顯示,在推薦劑量下,精異丙甲草胺、異丙甲草胺、乙草胺、唑嘧磺草胺、噻吩磺隆、撲草凈、2,4-滴異辛酯等7種藥劑處理對大豆、玉米生長安全,與黃春艷等[13-17,28]單作田研究結果基本一致。

在土壤處理劑對大豆-玉米復合種植田雜草防效方面,精異丙甲草胺1 296.00 g·hm-2、異丙甲草胺2 160.00 g·hm-2、二甲戊靈990.00 g·hm-2、乙草胺1 890.00 g·hm-2,對狗尾草和馬唐防效良好,株防效和鮮重防效均在90%以上,顯著高于其他藥劑,防效依次為精異丙甲草胺>異丙甲草胺>二甲戊靈>乙草胺,而且這4種藥劑對闊葉雜草反枝莧和藜也有一定防效。唑嘧磺草胺60.00 g·hm-2和撲草凈1 125.00 g·hm-2,對闊葉雜草反枝莧和藜防效良好,株防效和鮮重防效均在90%以上;其他藥劑中除噻吩磺隆和西草凈對反枝莧防效略差外,都對反枝莧和藜有一定防治效果。下一步應針對當地雜草種類,根據本試驗結果對各種土壤處理藥劑進行復配試驗,提高防治效果。

4 結論

土壤處理除草劑精異丙甲草胺1 296 g·hm-2、異丙甲草胺2 160 g·hm-2、乙草胺1 890 g·hm-2,對禾本科雜草防效好,而唑嘧磺草胺60 g·hm-2和撲草凈1 125.00 g·hm-2,對闊葉雜草防效好,且對作物安全。因此,在大豆-玉米帶狀復合種植田可優先選用精異丙甲草胺、異丙甲草胺、乙草胺防治禾本科雜草,選用唑嘧磺草胺或撲草凈防治闊葉雜草。