3种除草剂对水稻旱直播阔叶杂草防效及安全性研究

孔祥男 张一 丁伟

摘要 为明确不同除草剂茎叶处理对旱直播水稻田旱生阔叶杂草防除及安全性的影响，采用随机区组试验设计，选用30% 2，4-滴丁酸钠盐AS、84%氯酯磺草胺WG、480 g/L灭草松AS 3种除草剂在水稻4叶期、5叶期施用，施药后每间隔7 d测定杂草株防效、鲜重防效和水稻目测药害，同步测定水稻生长指标和抗逆酶活性。结果表明：30% 2，4-滴丁酸钠盐AS 900.0 g/hm2在水稻4叶期的杂草防效最佳，第28天杂草株防效及鲜重防效仍可达93.55%和96.42%，且对大龄鸭跖草防效显著，施药后水稻生长与人工除草相比无显著差异。叶片SOD、POD活性和MDA含量均先升后降，至施药后28 d恢复正常。30% 2，4-滴丁酸钠盐AS 900.0 g/hm2可高效防除阔叶杂草，该药剂在水稻4叶期和5叶期施用对旱直播水稻安全。

关键词 水稻; 旱直播; 除草剂; 杂草防效; 安全性

中图分类号： S 451.22

文献标识码： B

DOI： 10.16688/j.zwbh.2020337

Control effect and safety evaluation of three herbicides on broadleaf weed in direct-sowing dry paddy fields

KONG Xiangnan， ZHANG Yi， DING Wei*

（College of Agriculture， Northeast Agricultural University， Harbin 150030， China）

Abstract

This study aims to clarify the effects of different herbicides on the control of weeds and the safety to rice after post-emergence application in direct-sowing dry paddy fields by using the randomized block group field trial design. Three herbicides of 2，4-D sodium salt， cloransulam-methyl 84% WG and bentazone 480 g/L AS were applied in the four-leaf or five-leaf stages of rice. The control effect of the weed plants， the control effect of the weed fresh weight， the visual damage of herbicides to rice， the rice growth and antioxidant enzyme activity were determined every seven days after post-emergence application. The results showed that  2，4-D sodium salt 30% AS at 900.0 g/hm2was the best in weed control in four-leaf stage， and the control efficacies of the weed plants and the weed fresh weight were still 9355% and 9642% when 28 days after application， respectively. Moreover， it had significant control effect on older Commelina communis. There is no significant difference compared with manual weeding control treatment in rice growth after herbicide application. The SOD， POD activity and MDA content of the leaves increased first and then decreased， and returned to normal 28 days after application. 2，4-D sodium salt at 30% AS 900.0 g/hm2 can effectively control broadleaf weeds and is safe to rice when applied at the four-leaf or five-leaf stage of rice plant.

Key words

rice; dry direct seeding rice; herbicide; weed control; safety

水稻旱直播是一种采取机械旱种、一次性施肥、全生育期干湿交替管理的栽培方法[1]。该项技术由于省却了育秧、插秧等大量需要人力的操作，可实现水稻生产全程机械化，从而节省大量的劳动力和水资源。水稻生产经济效益高而逐渐受到生产者的高度重视[2-3]。

然而水稻旱直播不同于水直播的突出问题是：在土壤干湿交替管理条件下，水生和旱生杂草均有发生，杂草种类多、发生密度大，危害严重且防除困难，成为水稻旱直播推广应用的瓶颈问题[4]。虽然已有的水直播稻田化学除草剂可高效、安全防除水生杂草[5-6]，然而旱直播水稻田大量發生的旱生恶性阔叶杂草，如鸭跖草Commelina communis、苣荬菜Sonchus wightianus和刺儿菜Cirsium arvense var. integrifolium等，利用目前应用的水田除草剂均难以有效防除。已有的水直播稻田化学除草技术难以解决水稻旱直播田杂草防除的难点问题[7]。随着水稻旱直播种植面积的不断扩大，鸭跖草等旱生阔叶杂草成为一些地区旱直播水稻田危害严重的恶性杂草，对水稻旱直播技术的推广应用构成极大威胁。因此，结合已有的水田除草剂，探讨利用旱田除草剂安全、高效解决水稻旱直播田恶性旱生杂草成为解决这一难点问题的新思路。

灭草松（bentazone）属杂环类触杀型除草剂，经叶片吸收抑制植物光合作用，多用于防除稻田阔叶杂草及莎草科杂草[8]。由于灭草松触杀、非传导的特性，对以地下营养繁殖器官繁殖为主的杂草防效较差。2，4-滴丁酸钠（MCPB）和氯酯磺草胺（cloransulam methyl）分别属苯氧羧酸类和三唑并嘧啶磺酰胺类旱田除草剂，对大多数旱田阔叶杂草，尤其是鸭跖草、苣荬菜、刺儿菜等恶性杂草具有突出防效。2，4-滴丁酸钠通过在植物体内活化反应差异产生选择性[9]，禾本科植物体内β-氧化酶活性低，代谢2，4-滴丁酸产生2，4-滴量少而具有极高耐药性[10]。氯酯磺草胺抑制乙酰乳酸合成酶合成，对大豆田阔叶杂草具有突出防效，对禾本科杂草无效[11]。因此，两种除草剂理论上对水稻具有安全性，然而用于旱直播水稻田防除恶性阔叶杂草却鲜有报道。此外，黑龙江地区夏季雨热集中，生产中常因连续降雨错过最佳施药期，随施药时间推迟，草龄偏大导致防效降低，因此解决水稻旱直播生产中出现的大龄恶性杂草问题，对挽回因杂草侵害造成的水稻产量损失具有重要作用。本研究选用氯酯磺草胺、2，4-滴丁酸钠两种旱田阔叶杂草除草剂，同时以水稻田常用阔叶杂草除草剂灭草松为对照，在水稻不同叶龄期施用，旨在明确对旱直播水稻田间旱生恶性阔叶杂草防除最佳施药时期及其对水稻的安全性，对解决制约水稻旱直播这一省力、节水新技术应用中的瓶颈问题，确保旱直播水稻高产、稳产具有重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试除草剂为：30% 2，4-滴丁酸钠盐水剂（AS），山东先达农化股份有限公司;84%氯酯磺草胺水分散粒剂（WG），江苏省农用激素工程技术研究中心有限公司;480 g/L滅草松水剂（AS），辽宁省沈阳市和田化工有限公司。供试水稻品种为 ‘黑大香1号。

1.2 试验设计

试验在黑龙江省哈尔滨市阿城区进行，试验区土壤秋季翻地、春季耙碎土块、耢平达待播状态。4月25日播种，采用东方红904拖拉机牵引东方红2BDHY-6水稻旱直播机一次完成施肥、播种和镇压。旱直播水稻播种量为150 kg/hm2，播深2～3 cm，行距为20 cm，施肥量为：45%复合肥600 kg/hm2。人工除草在水稻全生育期对小区内杂草进行人工铲除，水稻4叶期阔叶杂草达到出苗高峰期，5叶期已出苗阔叶杂草多为3～5叶期，此时田间多为大龄阔叶杂草。阔叶杂草主要为：鸭跖草、苣荬菜和苘麻Abutilon theophrasti等。针对旱直播水稻上述田间杂草发生情况，本试验分别在水稻4叶期和5叶期按84%氯酯磺草胺WG和30% 2，4-滴丁酸钠AS商品推荐剂量低量和高量，以480 g/L灭草松AS为对照药剂进行苗后茎叶处理。采用田间随机区组试验设计，小区大小为：3 m×25 m，共设3个阔叶杂草除草剂，分别在杂草出苗高峰期和大龄杂草发生期施药，每处理均设4次重复，除草剂施用时期及施药量见表1。施药器械为 Knapsack Hydraulic Sprayer 背负式喷雾器，四喷头，喷嘴型号为TEEJET80015VS，喷液量为150 L/hm2。

1.3 杂草防效调查和水稻生长指标测定

施药后每小区按对角线固定杂草基数相近的4点，每点0.25 m2作为杂草防效连续调查点，于施药后14 d和28 d调查阔叶杂草株防效，施药后28 d增加测定杂草鲜重防效。杂草株防效和鲜重计算公式如下所示。

杂草株防效=（对照区杂草株数-处理区杂草株数）/对照区杂草株数×100%;

杂草鲜重防效=（对照区杂草鲜重-处理区杂草鲜重）/对照区杂草鲜重×100%。

施药后28 d，在各处理小区中间2行取50株进行水稻地上茎叶和地下根系干重、分蘖数及株高测定。干重测定采用烘干法，105℃杀青30 min，60℃烘干至恒重。

1.4 水稻目测药害调查

旱直播水稻4叶期和5叶期施药后每间隔7 d调查黄化或矮化变形水稻的发生百分比，以此作为除草剂施药后的目测药害。

1.5 水稻叶片生理指标测定

田间取样后，保温箱内放置冰袋将水稻植株立即带回实验室，选取水稻新近完全伸展叶片测定抗氧化酶活性及丙二醛（MDA）含量。丙二醛含量测定采用硫代巴比妥酸比色法;超氧化物歧化酶（SOD）活性测定采用氮蓝四唑光化还原法;过氧化物酶（POD）活性测定采用愈创木酚法[12-13]。

1.6 数据处理方法

采用Excel 2010软件处理原始数据，应用SPSS 24.0软件进行数据平均值在0.05水平下的差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 水稻不同叶龄期苗后除草剂杂草防效

水稻4叶期为阔叶杂草出苗高峰期，出苗杂草主要为低龄苣荬菜、鸭跖草和苘麻。施药后14 d各除草剂处理杂草数量明显减少，其中84%氯酯磺草胺WG、30% 2，4-滴丁酸钠AS施用后鸭跖草、苣荬菜等阔叶杂草表现为叶片扭曲、根部呈黄褐色，生长受抑制直至死亡。30% 2，4-滴丁酸钠AS与84%氯酯磺草胺WG对鸭跖草、苣荬菜的株防效无明显差异，杂草防效均达到94%以上，显著高于对照药剂灭草松，各施药处理对苘麻防效无显著差异。施药后28 d，84%氯酯磺草胺WG 378 g/hm2对鸭跖草的株防效最高，显著高于30% 2，4-滴丁酸钠AS 675.0 g/hm2。84%氯酯磺草胺WG 25.2、 37.8 g/hm2与30% 2，4-滴丁酸钠AS 6750 g/hm2和900.0 g/hm2对苣荬菜和苘麻株防效无显著差异。

水稻5叶期为大龄阔叶杂草发生期。施药后14 d，各施药处理对杂草防效差异明显，84%氯酯磺草胺WG、30% 2，4-滴丁酸钠AS施用后鸭跖草、苣荬菜等阔叶杂草总草株防效明显高于480 g/L灭草松AS。84%氯酯磺草胺WG 25.2 g/hm2对多年生杂草苣荬菜的株防效显著低于84%氯酯磺草胺WG 37.8 g/hm2和30% 2，4-滴丁酸钠AS。84%氯酯磺草胺WG、30% 2，4-滴丁酸钠AS对鸭跖草、苘麻株防效差异不显著。施药后28 d，84%氯酯磺草胺WG、30% 2，4-滴丁酸钠AS对鸭跖草、苘麻株防效差异不显著，84%氯酯磺草胺WG 25.2 g/hm2和30% 2，4-滴丁酸钠AS 675.0 g/hm2对大龄苣荬菜防效较差。84%氯酯磺草胺WG 378 g/hm2和30% 2，4-滴丁酸钠AS 900.0 g/hm2对阔叶杂草防效高，此时总株防效及鲜重防效仍保持在93%以上。480 g/L 灭草松AS 1 440 g/hm2对大龄鸭跖草和苣荬菜株防效最低，仅为39.74%和2561%（表2）。

2.2 除草剂对旱直播水稻的安全性

2.2.1 除草剂施用后旱直播水稻的目测药害

除草剂药害所表现的症状主要有植株矮化、茎叶畸形、叶片黄化、叶片枯死等，通过目测施药后植株形态或叶片颜色变化能直观判断作物的药害情况。水稻4叶期施药后7 d，各处理水稻叶片均出现不同程度的黄化现象，480 g/L灭草松AS与30% 2，4-滴丁酸钠AS处理有2%～3%植株叶片黄化，药后14～21 d黄化症状逐渐恢复，未出现植株矮化现象。84%氯酯磺草胺WG 25.2、37.8 g/hm2施药后7 d，部分水稻新展开叶片开始褪绿，至施药后14 d药害症状最严重，黄化植株达到16.0%和230%，且部分植株矮化。药后21～28 d黄化症状逐渐恢复，但第28天与其他处理相比仍有7%和18%的水稻出现明显矮化现象;水稻5叶期施药后7 d，各处理水稻叶片黄化极少，且施药后14 d黄化症状逐渐恢复（表3）。

2.2.2 除草剂对旱直播水稻生长发育的影响

水稻生长速度和分蘖数是除草剂施用后判断其安全性的综合指标。水稻4叶期施药后28 d，所设剂量下30% 2，4-滴丁酸钠AS水稻分蘖数显著高于480 g/L灭草松AS和84%氯酯磺草胺WG，与人工除草对照相比无明显差异。84%氯酯磺草胺WG施用后植株明显矮化，分蘖数显著偏低，水稻生长受到抑制。水稻5叶期施药，30% 2，4-滴丁酸钠AS和84%氯酯磺草胺WG处理水稻分蘗数、株高与人工除草相比无显著差异，但显著高于480 g/L灭草松AS处理（表4）。

水稻4叶期施药后28 d，30% 2，4-滴丁酸钠AS处理水稻茎叶干重最高，与480 g/L灭草松AS和84%氯酯磺草胺WG 25.2、37.8 g/hm2相比水稻茎叶干重分别增加14.90%、27.45%和42.71%;水稻5叶期施药，30% 2，4-滴丁酸钠AS、84%氯酯磺草胺WG处理水稻茎叶干重明显高于对照药剂480 g/L灭草松AS，但84%氯酯磺草胺WG 25.2、37.8 g/hm2施药后水稻根系干物质积累分别降低13.44%、2588%。30% 2，4-滴丁酸钠AS与人工除草相比，地上和地下根系干物质积累量无显著性差异（图1）。表明30% 2，4-滴丁酸钠AS 675.0～900.0 g/hm2在旱直播水稻4叶期和5叶期施用对水稻生长安全。

2.2.3 除草剂对旱直播水稻抗氧化酶活性的影响

除草剂胁迫下水稻叶片抗氧化酶活性变化是反映除草剂对水稻安全性的重要指标[14]，水稻4叶期施药后第7天，480 g/L灭草松AS和84%氯酯磺草胺WG 25.2、37.8 g/hm2处理水稻叶片SOD达到峰值，以后开始降低，30% 2，4-滴丁酸钠AS 6750、900.0 g/hm2处理水稻叶片SOD峰值均出现在施药后第14天。各处理POD活性峰值均出现在施药后第14天。至施药后28 d，SOD和POD活性与人工除草相比无显著差异。84%氯酯磺草胺WG 37.8 g/hm2处理施药后第21天的水稻叶片SOD活性和施药后第14天的POD活性明显高于30% 2，4-滴丁酸钠AS和480 g/L灭草松AS处理;水稻5叶期施药，各处理水稻叶片SOD、POD活性变化规律与4叶期施药基本相同，且施药后28 d与人工除草相比均无显著差异（表5～表6）。

2.2.4 除草剂对旱直播水稻丙二醛含量的影响

MDA是衡量膜脂过氧化程度的一个重要指标，MDA是细胞膜脂过氧化积累的终产物之一，其积累量可反映植物遭受胁迫伤害程度[15-16]。水稻4叶期施药后7 d，各施药处理MDA含量与对照相比均显著升高。所设剂量84%氯酯磺草胺WG和30% 2，4-滴丁酸钠AS在施药后14 d MDA含量达到最大值，且显著高于84%灭草松AS处理，随后MDA下降并趋于稳定;水稻5叶期施药，各除草剂处理MDA含量峰值均出现在施药后第7天，且随时间推移，叶片MDA含量逐渐降低。至施药后28 d，各处理与人工除草对照相比叶片MDA含量均无显著性差异（图2～图3）。

3 讨论

化学除草剂的应用大幅度提高了劳动生产率和经济效益，利用化学除草剂防除杂草是水稻旱直播种植的主要措施之一[17]。杂草生物量高低是导致水稻产量损失的重要影响因素[18]，田间调查发现水稻4叶期时，田间已出苗杂草均为1～2叶期，此时进行除草剂茎叶处理对田间阔叶杂草防效最佳，且对水稻生长影响较小。本研究3种除草剂在水稻4叶期施用，均表现出较好的除草效果，但不同除草剂在杀草速度方面存在明显差异，其中水稻4叶期施用480 g/L灭草松AS杀草速度慢，且对苣荬菜、鸭跖草防效差，5叶期施用时480 g/L灭草松AS处理杂草防效明显降低，这可能与480 g/L灭草松AS的触杀、非传导特性有关。此外，鸭跖草、苣荬菜二叶期以后具有产生次生根能力，分枝可重新生根生长[19]，导致480 g/L灭草松AS在5叶期施药对此类恶性杂草防效不佳。84%氯酯磺草胺WG在旱直播水稻4叶期施药表现明显的药害症状，表现为叶片黄化明显，水稻干物质和分蘖受到明显抑制，因此该药剂在旱直播水稻4叶期需谨慎使用。旱直播水稻5叶期施药，84%氯酯磺草胺WG处理药害症状明显减轻，对水稻株高、分蘖数均无显著影响，但明显抑制水稻根系干物质积累。30% 2，4-滴丁酸钠AS在水稻4叶期施用，能快速灭杀杂草，施药后28 d株防效及鲜重防效仍达到93%以上，全生育期水稻各生长指标与人工除草对照相比无显著差异。在水稻5叶期施用30% 2，4-滴丁酸钠AS可高效防除大龄鸭跖草、苣荬菜等田间恶性杂草。因此，从对旱直播水稻安全性方面考虑，4叶期和5叶期对恶性阔叶杂草防除效果好且对水稻安全的除草剂为30% 2，4-滴丁酸钠AS，而84%氯酯磺草胺WG可在旱直播水稻5叶期施用，具有良好的杂草防效和安全性。

4 结论

水稻4叶期是旱直播苗后防除阔叶杂草的最佳施药时期，900.0 g/hm2 30% 2，4-滴丁酸钠盐AS能高效、快速防除水稻旱直播田间杂草，且对大龄鸭跖草、苣荬菜等旱生阔叶杂草防效突出，该药剂对水稻安全性最高。

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（责任编辑：田 喆）