楊永杰, 張慧泉, 金文涌, 糜學(xué)江, 張建萍,于曉玥, 唐 偉*, 陸永良*

(1. 中國(guó)水稻研究所水稻生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 杭州 310006; 2. 浙江省桐鄉(xiāng)石涇糧油農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社, 嘉興 314503)

機(jī)直播“播噴同步”封閉除草技術(shù)是一種新型封閉除草技術(shù),即在水稻機(jī)械直播的過程中,同步機(jī)械噴施封閉除草劑,防治水稻機(jī)械直播生產(chǎn)中的雜草危害,具有節(jié)本、高效、安全、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn),能夠解決水稻田集約化、輕簡(jiǎn)化、機(jī)械化種植中的雜草防控問題,在長(zhǎng)江中下游及寧夏地區(qū)已有較大面積的推廣[1]。在技術(shù)應(yīng)用中,選用適宜的配套除草劑是“播噴同步”成功的關(guān)鍵,本研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)“播噴同步”封閉除草技術(shù)后同時(shí)篩選出多種安全高效的配套除草劑產(chǎn)品。王在滿等[2]在播種時(shí)同步噴施300 g/L丙草胺EC有效成分劑量(下同)450 g/hm2后,對(duì)稻田土壤中除草劑消解動(dòng)態(tài)進(jìn)行了分析,認(rèn)為同步用藥較常規(guī)播后3 d用藥的土壤中除草劑有效成分含量高,其效果優(yōu)于33%二甲戊靈EC 742.5 g/hm2和40%丙·芐WP 420 g/hm2,其最終產(chǎn)量與播后3 d噴藥差異不顯著,節(jié)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(shù),并在宣城等地開展同步試驗(yàn),藥后26 d雜草防效均高于93.0%,認(rèn)為該配方安全高效,優(yōu)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(jī)械直播時(shí),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(duì)稗草、闊葉草、莎草的密度和鮮重防效達(dá)95%以上,該除草劑配方能夠有效管理雜草,具有節(jié)工省本、殺草譜廣、持效期長(zhǎng)的特點(diǎn),具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)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(fā)現(xiàn),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(duì)稗草、闊葉草和莎草植株的密度和鮮重防效均達(dá)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(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

除草劑科學(xué)合理配伍對(duì)水稻安全性和靶標(biāo)雜草防除起決定性作用,應(yīng)避免應(yīng)用安全性差和防效不佳的除草劑,對(duì)“播噴同步”優(yōu)勢(shì)除草劑組合不斷優(yōu)化比對(duì)篩選,以滿足水稻直播田對(duì)除草劑的需求[8]。另外,“播噴同步”技術(shù)對(duì)早期禾本科雜草,以及隨后發(fā)生的闊葉草和莎草,均有較好的防治效果,而目前農(nóng)戶多采用常規(guī)的封閉方法,一般在播后3～5 d進(jìn)行除草劑封閉[9-10]。相對(duì)滯后用藥是否會(huì)降低對(duì)雜草的防效,未見研究報(bào)道。因此,本研究采用大田試驗(yàn),分別采用同步封閉和常規(guī)播后4 d用藥,對(duì)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(fù)配除草劑的優(yōu)劣,明確各除草劑在兩個(gè)時(shí)期用藥的效果差異,厘清用藥時(shí)期與除草劑種類交互作用對(duì)水稻安全性和雜草防除效果的影響,為進(jìn)一步完善“播噴同步”封閉除草技術(shù)及直播田科學(xué)除草提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

本研究于2020年在中國(guó)水稻研究所試驗(yàn)基地(119.93°E,30.08°N)開展田間試驗(yàn),試驗(yàn)田為砂性黏壤土,pH 5.98,有機(jī)質(zhì)含量3.10%,多年來用于開展雜草治理試驗(yàn),試驗(yàn)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(yán)重,適宜開展雜草重度危害防治試驗(yàn)。試驗(yàn)田前茬作物為上年單季稻,冬季閑田。

采用小區(qū)試驗(yàn),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(qū),每個(gè)小區(qū)長(zhǎng)5 m、寬4 m,面積為20 m2,小區(qū)之間起壟25 cm避免串灌,試驗(yàn)共11個(gè)處理,每個(gè)處理重復(fù)3次。試驗(yàn)采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì),不同時(shí)間處理設(shè)為主區(qū),不同除草劑處理設(shè)為副區(qū),小區(qū)周圍設(shè)保護(hù)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(yǎng)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(shí)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(guó)富美實(shí)公司),防治麻雀和地下害蟲危害。試驗(yàn)采用人工撒播,種子播種量為75.0 kg/hm2。

試驗(yàn)分“播噴同步”(seeding spray synchronous technology,ST)和常規(guī)播后4 d施藥(conventional treatment,CT)兩個(gè)施藥時(shí)期。種子撒播結(jié)束后,立刻用電動(dòng)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(hào)噴頭,試驗(yàn)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(shí)田表濕潤(rùn),田溝有水。常規(guī)播后處理于4月14日(播后4 d)進(jìn)行常規(guī)封閉處理,施藥方法、器械、土壤環(huán)境同“播噴同步”,兩次施藥當(dāng)天均為陰天,風(fēng)力2級(jí),氣溫16～24℃,藥后7 d內(nèi)未出現(xiàn)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(yàn)處理及用量

分別于藥后7 d和14 d調(diào)查水稻損傷及癥狀，目測(cè)水稻藥害標(biāo)準(zhǔn)參考農(nóng)藥室內(nèi)生物測(cè)定試驗(yàn)準(zhǔn)則[11]，播后14 d測(cè)量水稻株高和統(tǒng)計(jì)成苗率，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)調(diào)查0.25 m2，記錄水稻株數(shù)并重復(fù)3次，以小區(qū)平均水稻株數(shù)與對(duì)照小區(qū)的比值計(jì)算成苗率，株高測(cè)定方法參見文獻(xiàn)[12]。藥后14 d和35 d調(diào)查雜草防效，方法參見農(nóng)藥田間藥效試驗(yàn)準(zhǔn)則[13]。根據(jù)對(duì)照區(qū)雜草種群及總量，計(jì)算雜草防治效果，0%表示無防效(與對(duì)照區(qū)雜草發(fā)生情況相當(dāng))，100%防效表示無雜草。數(shù)據(jù)采用 SAS 9.1軟件統(tǒng)計(jì)分析，采用單因子方差分析統(tǒng)計(jì)各處理間差異顯著性，采用復(fù)合雙因子方差分析施藥時(shí)期×除草劑種類兩者的交互作用。

2 結(jié)果與分析

2.1 播噴同步用藥或常規(guī)施用除草劑對(duì)水稻安全性的影響

藥后7 d和14 d目測(cè)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(guī)處理均未見有明顯的除草劑藥害現(xiàn)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(fā)生。

播后14 d調(diào)查水稻成苗率,由表2可知,“播噴同步”處理后,與對(duì)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(diǎn)和11.6百分點(diǎn),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(duì)照成苗率差異不顯著;常規(guī)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(duì)照處理相比無顯著差異。

播后14 d調(diào)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(duì)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(duì)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(duì)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(guī)施用除草劑對(duì)雜草的防除效果

藥后14 d目測(cè)各處理對(duì)雜草的防除效果,對(duì)照小區(qū)的稗草、丁香蓼、異型莎草、陌上菜Linderniaprocumbens、鴨舌草、水莧菜等大量發(fā)生。與對(duì)照處理相比,無論是“播噴同步”用藥技術(shù)還是常規(guī)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(qū)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(duì)禾本科和闊葉草防效與其他各除草劑處理無顯著差異,對(duì)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(gè)除草劑處理采用“播噴同步”用藥顯著提高了不同靶標(biāo)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(duì)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(cè)雜草防效

藥后35 d目測(cè)各處理對(duì)雜草的防除效果如表4所示。對(duì)照小區(qū)雜草發(fā)生較為嚴(yán)重,稗草、莎草和丁香蓼為優(yōu)勢(shì)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(duì)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(duì)禾本科雜草防效次之,這些除草劑處理對(duì)莎草和闊葉草防效均達(dá)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(duì)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(duì)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(duì)莎草科和闊葉草有較好的防除效果,防效達(dá)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?！安娡健庇盟幪幚盹@著提高了120 g/L噁草酮EC 360 g/hm2+10%芐嘧磺隆WP 30 g/hm2對(duì)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(fā)初期對(duì)除草劑極為敏感,充分利用該時(shí)期能夠有效抑制雜草發(fā)生,提高除草劑對(duì)禾本科雜草的封閉效果。

2.3 除草劑種類和用藥時(shí)間交互性影響差異分析

采用2×6復(fù)因子統(tǒng)計(jì)分析施藥時(shí)期和除草劑種類的交互作用,結(jié)果如表5所示,施藥時(shí)期對(duì)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(duì)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(huì)嚴(yán)重影響雜草防除效果。除草劑種類顯著影響水稻成苗率,對(duì)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(duì)雜草防除極重要。施藥時(shí)期×除草劑種類交互作用對(duì)成苗率和株高影響不顯著,對(duì)14 d禾本科雜草防效、35 d莎草科雜草防效影響顯著,對(duì)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(duì)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(shí)期×除草劑種類交互作用方差分析F值1)

3 討論

水稻生產(chǎn)效益低、農(nóng)村勞動(dòng)力緊張,水稻輕簡(jiǎn)化機(jī)械化種植備受青睞,直播技術(shù)免去育秧、拔秧、插秧等生產(chǎn)環(huán)節(jié),具有成本低、省工省力、方便集約化管理等特點(diǎn),種植面積及規(guī)模迅速擴(kuò)大[14]。然而,直播田前期采用干濕交替的管理方式,導(dǎo)致雜草發(fā)生周期長(zhǎng)、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(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵[15]。水稻機(jī)械直播“播噴同步”封閉除草技術(shù)省工節(jié)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(shù)推廣過程中,隨意選擇和使用問題除草劑的現(xiàn)象極為嚴(yán)重,亟待優(yōu)化除草劑配伍以滿足生產(chǎn)需求,厘清用藥時(shí)期×除草劑種類交互作用對(duì)水稻安全性和雜草防治效果的影響。

用藥時(shí)間點(diǎn)極為關(guān)鍵,在萌發(fā)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(nèi)與發(fā)芽所需天數(shù)成負(fù)相關(guān),當(dāng)有效積溫超過33.8～49.5℃(生物零度為10℃)時(shí),往往于播后1～3 d便出現(xiàn)大量稗草,當(dāng)延遲施用25%殺草丹EC和50%除草醚WP時(shí),防除稗草效果顯著降低[16]。本試驗(yàn)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(shí),稗草等雜草正處于萌發(fā)期,對(duì)除草劑高度敏感,此時(shí)噴施上述組合提高了防除效率,其對(duì)禾本科和闊葉類雜草的防效優(yōu)于常規(guī)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(duì)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(tài),延遲封閉會(huì)降低禾本科特別是稗草的防除效果。

同步用藥需嚴(yán)格采用高效安全的除草劑。不能隨意使用未經(jīng)試驗(yàn)的除草劑,如33%二甲戊靈EC等會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重水稻藥害,不宜用于“播噴同步”除草技術(shù)[2]。團(tuán)隊(duì)前期研究認(rèn)為同步噴施360 g/hm2的120 g/L噁草酮EC對(duì)雜草的防除效果好,但對(duì)田塊平整度和土表水分有較高要求,而且對(duì)水稻種子要求也較高,對(duì)浸種36 h的水稻出苗安全,而對(duì)常規(guī)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(duì)存在安全隱患的除草劑組合,應(yīng)嚴(yán)格控制用藥程序防止藥害事故發(fā)生。采用“播噴同步”技術(shù)機(jī)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(duì)雜草防效較好、效果穩(wěn)定,而在湖南大通湖試驗(yàn)區(qū)采用不同品牌丙草胺,其效果不穩(wěn)定[4, 18]。丙草胺產(chǎn)品生產(chǎn)廠家較多,其持效期和解毒能力以及價(jià)格相差較大,應(yīng)根據(jù)成本和安全性區(qū)別對(duì)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(duì)雜草早期防效較好,但持效期短,后期防效會(huì)降低。

經(jīng)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(zhǎng)、殺草譜廣,可以在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。本研究發(fā)現(xiàn),可以在播后0～4 d內(nèi)隨時(shí)施用該配方,對(duì)雜草防除效果影響小,拓寬了封閉用藥時(shí)間,也豐富了同步用藥的概念和內(nèi)容。目前,無人機(jī)水稻播種技術(shù)已成為新興技術(shù)并發(fā)展迅速,常在播種后0～4 d內(nèi)選擇好的天氣進(jìn)行封閉除草,本研究為無人機(jī)早期封閉提供了除草劑選擇。另外,該配方對(duì)磺酰脲類除草劑抗性雜草防效良好,對(duì)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(shí)現(xiàn)農(nóng)藥使用零增長(zhǎng)計(jì)劃[7]。

復(fù)合雙因子方差分析表明,用藥時(shí)期和除草劑種類單一因子均會(huì)對(duì)水稻安全性、雜草防效產(chǎn)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(yīng)選擇安全高效的除草劑組合。用藥時(shí)期×除草劑種類交互對(duì)水稻安全性無顯著影響,對(duì)控草效果影響顯著,證實(shí)除草劑都有自己的獨(dú)特屬性,施用時(shí)間點(diǎn)和除草劑配合,才有好的防除效果。然而,“播噴同步”在實(shí)際水稻生產(chǎn)中,一次用藥還是不能將直播田全部雜草殺死,但是選用優(yōu)化的除草劑能夠盡可能多地降低雜草發(fā)生數(shù)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。