成燕清,劉雪源,張宗澤,石年珍,唐 濤,彭孟軍,李忠良,魏昌貴,劉學仙

(1湖南省植物保護研究所,長沙 410125;2湘陰縣農業(yè)局,湖南湘陰 414600)

洞庭湖區(qū)是國內主要商品糧生產基地(雙季稻區(qū))。近年來,洞庭湖水污染日趨嚴重,而農業(yè)面源污染為主要原因之一。據(jù)調查,洞庭湖區(qū) 18個縣(市)的耕地面積僅占湖南省 25.8%,而每年農藥使用量卻為全省總量的36.4%。部分農藥通過水體、土壤和大氣等渠道進入環(huán)境,對其造成了不同程度的污染,且已成為農業(yè)面源污染的一個主要來源[1～5]。因此,減少雙季稻田農藥的使用次數(shù)及數(shù)量是控制農田面源污染的關鍵措施之一。

在2007～ 2009年3年新藥劑篩選試驗和示范推廣的基礎上[6～8],通過多處理、多試驗研究,篩選出對雙季稻病蟲害高效、低毒、低殘留的農藥。然后,根據(jù)早、晚稻全生育期病蟲害發(fā)生的特點,制定出水稻全生育期應用各種不同農藥組合的施用方案,再對其進行科學分析,合理整合高效、經濟、安全的農藥品種,形成雙季稻農藥精準減量技術,以期區(qū)內達到化學農藥有效成分用量降低40%以上的目標,旨在為因農藥使用而造成的農業(yè)面源污染問題提供治理對策。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗于 2010年在湖南省湘陰縣白泥湖農科所基地稻田進行,成土母質為洞庭湖沖積物,土壤有機質含量為29.6 mg/kg,pH值為6.84。早稻品種為湘早秈24號,3月 26～ 28日播種,4月 25～ 27日拋秧或 5月 6日直播。晚稻品種為岳優(yōu) 9113,6月 18～ 22日播種,7月17～ 21日拋秧。

1.2 農藥減量施用方案設計

以常規(guī)農藥品種為對照,比較使用劑量較低的新農藥品種對水稻病蟲的防治效果,從中篩選出高效、低毒及低殘留的農藥品種用于減量使用并設計出農藥減量方案(表1),以形成稻田農藥精準減量技術體系。

表1 雙季稻農藥減量施用方案試驗設計Table 1 Experiment designs of pesticide reduction techniques(PRT)in double-cropping rice

1.3 施藥時間、次數(shù)和方法

早稻整個生育期減量施藥區(qū)共施藥2次,即5月20日(防治二化螟和稻瘟病)、6月 15日(防治紋枯病);常規(guī)施藥區(qū)共施藥 3次,即 5月 20日 (防治二化螟)、6月15日(防治紋枯病和稻瘟病)、6月 25日 (防治稻飛虱和稻縱卷葉螟 )。

晚稻整個生育期減量施藥區(qū)于 8月 15日(防治稻縱卷葉螟、稻飛虱和稻瘟病)、8月30日(防治稻縱卷葉螟、稻飛虱和紋枯病,兼治二化螟)、9月 20日(防治稻飛虱、稻縱卷葉螟和紋枯病)施藥,共計3次。常規(guī)施藥區(qū)于 8月 1日(防治稻縱卷葉螟)、8月 12日(防治稻縱卷葉螟、稻飛虱)、8月30日(防治稻飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病、稻瘟病,兼治二化螟)、9月20日(防治稻飛虱、稻縱卷葉螟和紋枯病)施藥,共計 4次。

采用衛(wèi)士牌(WS-16型)手動噴霧器均勻噴霧,早稻藥液量第 1次為450 kg/hm2,其它為750 kg/hm2;晚稻藥液量均為 675 kg/hm2。

1.4 調查方法

早稻:減量施藥區(qū)和常規(guī)施藥區(qū)各選 3丘田作為系統(tǒng)調查田(為便于調查而選擇拋秧田,下同);5月 1日至 7月 5日,每隔 5 d查 1次(含藥前基數(shù)調查)紋枯病、二化螟、稻縱卷葉螟(因發(fā)生輕、卷葉率低,故擴至百叢)、稻飛虱和主要捕食性天敵發(fā)生情況。調查方法為紋枯病從田間始見后定點調查百叢,其它則每丘田隨機查5點,每點20叢,分別計算病蔸率、病株率、病情指數(shù)、危害叢率、枯鞘(心)株率、卷葉率、蟲量和天敵種類及總數(shù)。

晚稻:7月 31日至 10月 6日,每隔 4～ 6 d調查 1次。調查方法為:每丘田隨機查 5點,每點5叢,分別計算稻縱卷葉螟卷葉率、公頃蟲量及稻飛虱百叢蟲量;危害定型后,查二化螟枯心(白穗)率及公頃蟲量(因晚稻發(fā)生輕,故擴至 400叢);紋枯病調查方法同早稻。減量、常規(guī)施藥區(qū)固定兩丘田調查主要捕食性天敵,每丘田隨機查5點,每點20叢,記錄天敵種類及總數(shù)。

1.5 藥效計算

蟲口減退率(%)=[(藥前蟲量-藥后蟲量)/藥前蟲量 ]× 100;

枯心或白穗率(%)=(調查枯心或白穗數(shù) /調查總株數(shù) )× 100;

防治效果(%)=[(對照區(qū)枯心或白穗率-處理區(qū)枯心或白穗率)/對照區(qū)枯心或白穗率 ]×100;

卷葉率(%)=(卷葉數(shù) /調查總葉數(shù))× 100;

病株率(%)=(病株數(shù) /調查總株數(shù))× 100;

病情指數(shù)=[∑ (各級病株數(shù)×相對級別值)/(調查總數(shù)× 9)]× 100。

2 結果與分析

2.1 主要病蟲害防效對比

2.1.1 二化螟

從表 2可知,早稻減量施藥區(qū)藥后 5～ 15 d對二化螟的防效為 85.7%～92.9%,優(yōu)于同期常規(guī)施藥區(qū)(74.4%～ 86.0%)。危害定型后(早稻 6月 10日,晚稻9月26日)的調查結果表明:前者的早、晚稻枯心率(白穗率)分別為 0.22%,0.29%,略低于后者(0.42%,0.32%),對早稻二化螟的防效減量施藥區(qū)比后者約高10%,而二者對晚稻二化螟的防效差異較小。

表 2 早稻二化螟防效對比Table 2 Comparison on control effects on striped stem borer in early rice

2.1.2 稻縱卷葉螟

早稻期間稻縱卷葉螟、稻飛虱一、二代發(fā)生都很輕,田間最高蟲量分別為808.0和257頭 /百叢,故減量施藥區(qū)對其未進行防治,上述兩種害蟲發(fā)生程度雖高于常規(guī)施藥區(qū),但皆因蟲量不大,對水稻產量無不良影響。常規(guī)施藥區(qū)于6月25日施藥1次防治稻縱卷葉螟,藥后 5～ 10 d蟲口減退率、卷葉率分別為 66.7%～86.6%,0.31%～0.48%。

晚稻分蘗前期(8月15日前)減量施藥區(qū)未防治稻縱卷葉螟,田間蟲量和卷葉率都高于常規(guī)施藥區(qū)。爾后,前者對稻縱卷葉螟的防效明顯好于后者(表 3),即藥后蟲口減退率比后者高而卷葉率比后者低;最后 1次調查(9月 26日)結果表明,減量施藥區(qū)蟲量(5 100頭 /hm2)明顯低于常規(guī)施藥區(qū)(10 350頭 /hm2),前者卷葉率僅為 1.09%,亦低于后者(2.39%)。

表 3 晚稻稻縱卷葉螟防效對比Table3 Comparison on control effects on Rice Leafroller in late rice

2.1.3 稻飛虱

早稻常規(guī)施藥區(qū)第1次藥后第5 d(6月30日 )至第10 d(7月 5日)稻飛虱蟲口減退率為 53.24%～75.93%,比減量施藥區(qū)低 170～ 205頭 /百叢,主要是減量施藥區(qū)未施藥防治。

晚稻減量施藥區(qū)及常規(guī)施藥區(qū)均用藥 3次,對稻飛虱的防治效果整體較好(表4)。前者前兩次防效比后者稍差些,減量施藥區(qū) 1次藥后第5 d(8月20日)、2次藥后第 6 d(9月 10日)稻飛虱分別為 535.7,736.7頭 /百叢,明顯高于常規(guī)施藥區(qū)(326.0,568.7頭 /百叢);3次藥后 6～ 11 d(9月26～31日)的調查結果表明,前者稻飛虱 (327.3～ 403.3頭 /百叢)低于后者 (382.7～492.7頭 /百叢 )。

2.1.4 紋枯病

田間調查表明,紋枯病發(fā)生中度危害且早稻明顯輕于晚稻。早稻 (6月15日施藥1次)、晚稻(8月30日、9月 20日各施藥 1次)防治紋枯病后,減量施藥區(qū)田間發(fā)病程度都能得以較好控制且各項指標(病叢率、病株率及病情指數(shù))均低于常規(guī)施藥區(qū)。早稻末次調查(7月 5日)發(fā)現(xiàn)前者病蔸率、病株率和病指分別為18.0%,21.36%和 5.27,比后者相應降低 3.0%,4.78%和1.57;晚稻紋枯病危害定型后(9月 26日)調查,減量施藥區(qū)病蔸率、病株率和病指平均數(shù)分別為31.7%,13.94%和 3.83,比常規(guī)施藥區(qū)相應減少12.6%,11.14%和 1.46(表 5)。

表 4 晚稻稻飛虱防效對比Table 4 Comparison on control effects on rice planthopper in late rice

表 5 早、晚稻紋枯病防效對比Table 5 Comparison on control effects on sheath blight in early and late rice

2.1.5 主要捕食性天敵

早稻(5月20日前)、晚稻(8月15日前)未施藥前,減量施藥區(qū)和常規(guī)施藥區(qū)主要捕食性天敵種類(蜘蛛、黑肩綠盲蝽、隱翅蟲、寬黽蝽、瓢蟲、虎甲及步甲等)與數(shù)量相差不大(表6),但施藥后減量施藥區(qū)對主要捕食性天敵種群動態(tài)的影響小于常規(guī)施藥區(qū),主要表現(xiàn)為其數(shù)量降幅較小且種群恢復速率較快,說明前者所用藥劑對天敵殺傷比后者小。此外,兩處理區(qū)內黑肩綠盲蝽、隱翅蟲、寬黽蝽、瓢蟲、虎甲及步甲等的影響差異較小,而對蜘蛛種群動態(tài)影響的差異較為明顯,可能與不同種類天敵對所用農藥品種的敏感程度相關。

表 6 早、晚稻田主要捕食性天敵的種群動態(tài)(頭 /百叢)Table6 Population dynamics of predatory natural enemies in the paddy field of early and late rice

2.2 農藥用量及效益分析

根據(jù)雙季稻農藥減量施藥方案統(tǒng)計,早、晚稻減量噴施區(qū)農藥用量分別為475.50,864.75g/hm2,比常規(guī)施藥區(qū)(2 272.50,2 971.50g/hm2)相應減少79.08%,70.90%,全年合計前者農藥用量比后者降低74.44%。

減量施藥區(qū)使用所有藥劑大多為效果好、價格高的進口農藥,因此在施藥次數(shù)相同的前提下,購藥成本明顯高于常規(guī)施藥區(qū)。由于前者對雙季稻主要病蟲害的防效大多好于后者,因此其增產效果明顯高于后者,早、晚稻較后者增產 0.12～ 0.20 t/hm2,增效 90.0～291.0元 /hm2,全年累計增產 0.32 t/hm2,增效 381.0元 /hm2(表 7)。

表7 經濟效益對比Table 7 Comparison on economic benefit of PRT compared with NT

3 結論與討論

農藥制造商與經銷商出于追求利潤的目的,往往誘導農民超出病蟲防治的需求多用農藥甚至濫用農藥,易導致農業(yè)面源污染。在保證防效的前提下,根據(jù)作物病蟲草害的發(fā)生情況合理選擇、使用農藥可大幅減少農藥用量。減少農藥使用量,便相應降低了其對農業(yè)環(huán)境及農產品的污染風險。

劉見平等[9]、唐濤等[10]針對超級雜交中稻主要病蟲害發(fā)生量大、危害嚴重的特點,開展了一系列藥劑防治技術研究,并形成了一套有效防控超級雜交中稻主要病蟲的藥劑防治新技術。研究表明藥劑防治新技術比常規(guī)施藥技術減少農藥用量 42.38%～89.42%,同時增產增效明顯。

本研究基于洞庭湖區(qū)雙季稻病蟲害的發(fā)生特點,構建了農藥減量使用技術體系。試驗結果顯示:減量施藥區(qū)農藥用量比常規(guī)施藥區(qū)降低了 70.90%～79.08%,增產 0.12～ 0.20 t/hm2,增效 90.0～ 291.0元/hm2。

環(huán)洞庭湖區(qū)雙季稻田天敵資源尤其是蜘蛛群落的物種和數(shù)量非常豐富,是其主要害蟲自然控制的主要生物因子[11]。有研究表明,三唑磷、殺蟲雙、阿維菌素等農藥對稻田主要捕食性天敵群落的豐盛度與多樣性存在不同程度的影響[12～14]。因此,選擇有效控制水稻病蟲害而對天敵群落穩(wěn)定性高、殺傷小的藥劑,對于稻田生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展尤為關鍵。本研究發(fā)現(xiàn)減量施藥技術采用的農藥組合對蜘蛛、黑肩綠盲蝽及瓢蟲等主要捕食性天敵的種群動態(tài)影響小于常規(guī)施藥技術,表明該技術更有利于保護天敵和優(yōu)化稻田生態(tài)系統(tǒng)。

農藥減量施藥技術所選農藥的成本相對較高,勢必暫時增加了農民的購藥成本,盡管種稻經濟效益較常規(guī)施藥技術略有增加,但這種長期投資不易為大部分農民所理解與接受,因此開展水稻病蟲草害的專業(yè)化防治可能是解決以上疑慮的主要措施[15,16]。

綜上所述,減量施藥區(qū)比常規(guī)施藥區(qū)農藥用量總體減少,降低了田間農藥殘留和環(huán)境污染,有效保護了天敵資源。此外,應用該技術可提高病蟲防治效果,增加稻谷產量及種稻效益,可進一步示范和推廣。

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