几种封闭除草剂两个时期用药效果对比及其交互作用分析

杨永杰, 张慧泉, 金文涌, 糜学江, 张建萍,于晓玥, 唐 伟*, 陆永良*

(1. 中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室, 杭州 310006; 2. 浙江省桐乡石泾粮油农机专业合作社, 嘉兴 314503)

机直播“播喷同步”封闭除草技术是一种新型封闭除草技术,即在水稻机械直播的过程中,同步机械喷施封闭除草剂,防治水稻机械直播生产中的杂草危害,具有节本、高效、安全、操作简单的特点,能够解决水稻田集约化、轻简化、机械化种植中的杂草防控问题,在长江中下游及宁夏地区已有较大面积的推广[1]。在技术应用中,选用适宜的配套除草剂是“播喷同步”成功的关键,本研究团队研发“播喷同步”封闭除草技术后同时筛选出多种安全高效的配套除草剂产品。王在满等[2]在播种时同步喷施300 g/L丙草胺EC有效成分剂量(下同)450 g/hm2后,对稻田土壤中除草剂消解动态进行了分析,认为同步用药较常规播后3 d用药的土壤中除草剂有效成分含量高,其效果优于33%二甲戊灵EC 742.5 g/hm2和40%丙·苄WP 420 g/hm2,其最终产量与播后3 d喷药差异不显著,节省了一次人工用药成本。300 g/L丙草胺EC 450 g/hm2+10%苄嘧磺隆WP 30 g/hm2可用于开展“播喷同步”用药技术,并在宣城等地开展同步试验,药后26 d杂草防效均高于93.0%,认为该配方安全高效,优于25 g/L五氟磺草胺OD 30 g/hm2+10%苄嘧磺隆WP 30 g/hm2[4-5]。在水稻机械直播时,同步喷施120 g/L噁草酮EC 360 g/hm2+10%苄嘧磺隆WP 30 g/hm2,药后48 d对稗草、阔叶草、莎草的密度和鲜重防效达95%以上,该除草剂配方能够有效管理杂草,具有节工省本、杀草谱广、持效期长的特点,具有一定的推广应用价值[1]。姜心禄等[6]采用60%丁草胺EC 900 g/hm2+10%吡嘧磺隆WP 30 mg/hm2,同步均匀施药后20 d株防效和鲜重防效超过和接近90%,防效和安全性显著高于40%丙·苄WP 480 g/hm2、12.5%噁草酮EC 375 g/hm2、330 g/L二甲戊灵EC 495 g/hm2处理。研究还发现,同步施用99.0 g/hm2的33%嗪吡嘧磺隆WG,能够显著提高水稻的出苗率,20 d出苗率为96.2%,48 d对稗草、阔叶草和莎草植株的密度和鲜重防效均达97.7%及以上,显著高于300 g/L丙草胺EC 382.5 g/hm2+10%苄嘧磺隆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%苄嘧磺隆WP 25.5 g/hm2处理[7]。筛选出的这5种除草剂组合具有显著的应用优势。

除草剂科学合理配伍对水稻安全性和靶标杂草防除起决定性作用,应避免应用安全性差和防效不佳的除草剂,对“播喷同步”优势除草剂组合不断优化比对筛选,以满足水稻直播田对除草剂的需求[8]。另外,“播喷同步”技术对早期禾本科杂草,以及随后发生的阔叶草和莎草,均有较好的防治效果,而目前农户多采用常规的封闭方法,一般在播后3～5 d进行除草剂封闭[9-10]。相对滞后用药是否会降低对杂草的防效,未见研究报道。因此,本研究采用大田试验,分别采用同步封闭和常规播后4 d用药,对比120 g/L噁草酮EC 360 g/hm2+10%苄嘧磺隆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%苄嘧磺隆WP 30 g/hm2这5种组合/复配除草剂的优劣,明确各除草剂在两个时期用药的效果差异,厘清用药时期与除草剂种类交互作用对水稻安全性和杂草防除效果的影响,为进一步完善“播喷同步”封闭除草技术及直播田科学除草提供理论依据。

1 材料与方法

本研究于2020年在中国水稻研究所试验基地(119.93°E,30.08°N)开展田间试验,试验田为砂性黏壤土,pH 5.98,有机质含量3.10%,多年来用于开展杂草治理试验,试验田稗草Echinochloacrus-galli、异型莎草Cyperusdifformis、碎米莎草C.iria、水苋菜Ammanniabaccifera、丁香蓼Ludwigiaprostrata、鸭舌草Monochoriavaginalis等危害严重,适宜开展杂草重度危害防治试验。试验田前茬作物为上年单季稻,冬季闲田。

采用小区试验,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日做小区,每个小区长5 m、宽4 m,面积为20 m2,小区之间起垄25 cm避免串灌,试验共11个处理,每个处理重复3次。试验采用裂区试验设计,不同时间处理设为主区,不同除草剂处理设为副区,小区周围设保护行。采用早稻品种‘中嘉早17’,于2020年4月8日浸种,在人工气候培养箱(GXZ-300C,宁波东南仪器有限公司)中32℃浸种48 h,于2020年4月10日播种,播种时种子破胸露白未出芽,待种子晾干表面水分后,按1∶100(药∶种)的比例伴施35%丁硫克百威种子处理干粉剂(美国富美实公司),防治麻雀和地下害虫危害。试验采用人工撒播,种子播种量为75.0 kg/hm2。

试验分“播喷同步”(seeding spray synchronous technology,ST)和常规播后4 d施药(conventional treatment,CT)两个施药时期。种子撒播结束后,立刻用电动喷雾器模拟“播喷同步”方法喷施除草剂,选用“播喷同步”装置ST110-01型号喷头,试验所用各除草剂及用量如表1所示,除草剂兑水量为120 L/hm2,施药时田表湿润,田沟有水。常规播后处理于4月14日(播后4 d)进行常规封闭处理,施药方法、器械、土壤环境同“播喷同步”,两次施药当天均为阴天,风力2级,气温16～24℃,药后7 d内未出现暴雨,偶尔有小雨,播后田间正常水肥、病虫害管理。

表1 供试除草剂田间试验处理及用量

分别于药后7 d和14 d调查水稻损伤及症状，目测水稻药害标准参考农药室内生物测定试验准则[11]，播后14 d测量水稻株高和统计成苗率，每个小区随机调查0.25 m2，记录水稻株数并重复3次，以小区平均水稻株数与对照小区的比值计算成苗率，株高测定方法参见文献[12]。药后14 d和35 d调查杂草防效，方法参见农药田间药效试验准则[13]。根据对照区杂草种群及总量，计算杂草防治效果，0%表示无防效(与对照区杂草发生情况相当)，100%防效表示无杂草。数据采用 SAS 9.1软件统计分析，采用单因子方差分析统计各处理间差异显著性，采用复合双因子方差分析施药时期×除草剂种类两者的交互作用。

2 结果与分析

2.1 播喷同步用药或常规施用除草剂对水稻安全性的影响

药后7 d和14 d目测水稻药害症状,药后7 d,早稻正处于出芽期,水稻正常扎根出芽,“播喷同步”和常规处理均未见有明显的除草剂药害现象。药后14 d,水稻处于2叶1心期,各处理的水稻均无明显的可见药害发生。

播后14 d调查水稻成苗率,由表2可知,“播喷同步”处理后,与对照处理相比,120 g/L噁草酮EC 360 g/hm2+10%苄嘧磺隆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显著降低了水稻成苗率,降幅分别为18.0百分点和11.6百分点,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%苄嘧磺隆WP 30 g/hm2与对照成苗率差异不显著;常规处理(播后4 d用药)后,水稻成苗率与“播喷同步”相比成苗率增加,各除草剂处理与对照处理相比无显著差异。

播后14 d调查水稻株高,如表2所示,“播喷同步”处理后,120 g/L噁草酮EC+10%苄嘧磺隆WP和35%吡嘧·嘧草·丙OD处理显著降低了水稻株高,降幅分别为28.3%和22.5%,其余处理与对照株高差异不显著;播后4 d用药后不同除草剂处理的水稻株高抑制程度均有所降低。与对照处理相比,120 g/L噁草酮EC+10%苄嘧磺隆WP处理显著抑制水稻株高,降幅为21.6%,其余各处理与对照相比差异不显著。

表2 不同药剂“播喷同步”及播后4 d施药水稻成苗率及株高(播后14 d)1)

2.2 播喷同步用药或常规施用除草剂对杂草的防除效果

药后14 d目测各处理对杂草的防除效果,对照小区的稗草、丁香蓼、异型莎草、陌上菜Linderniaprocumbens、鸭舌草、水苋菜等大量发生。与对照处理相比,无论是“播喷同步”用药技术还是常规播后4 d用药,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%苄嘧磺隆WP 30 g/hm2处理小区杂草得到有效控制,禾本科、阔叶草、莎草科杂草防效均在90.3%及以上(表3)。同步喷施120 g/L噁草酮EC 360 g/hm2+10%苄嘧磺隆WP 30 g/hm2,药后14 d对禾本科和阔叶草防效与其他各除草剂处理无显著差异,对莎草防效显著低于其他各除草剂处理。

如表3所示,播后4 d喷施120 g/L噁草酮EC+10%苄嘧磺隆WP,14 d禾本科和莎草科杂草防效显著低于其他各除草剂处理。较播后4 d用药,几个除草剂处理采用“播喷同步”用药显著提高了不同靶标杂草防效,其中120 g/L噁草酮EC+10%苄嘧磺隆WP显著增加了禾本科、莎草科杂草防效,增幅分别为8.3%和15.6%,“播喷同步”用药显著提高了60%丁草胺EC+10%吡嘧磺隆WP和35%吡嘧·嘧草·丙OD对阔叶杂草的防除效果。

表3 不同药剂“播喷同步”及播后4 d施药药后14 d目测杂草防效

药后35 d目测各处理对杂草的防除效果如表4所示。对照小区杂草发生较为严重,稗草、莎草和丁香蓼为优势种群。药后35 d,同步喷施33%嗪吡嘧磺隆WG 74.25 g/hm2+300 g/L丙草胺EC 450 g/hm2处理对禾本科杂草防效最高,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%苄嘧磺隆WP 30 g/hm2处理对禾本科杂草防效次之,这些除草剂处理对莎草和阔叶草防效均达91.3%及以上。同步喷施120 g/L噁草酮EC 360 g/hm2+10%苄嘧磺隆WP 30 g/hm2处理显著低于其他各除草剂处理,35 d禾本科和莎草科杂草防效比33%嗪吡嘧磺隆WG+300 g/L丙草胺EC分别低29.1%和19.8%。播后4 d用药后,33%嗪吡嘧磺隆WG+300 g/L丙草胺EC对禾本科杂草防效最高,其次为35%吡嘧·嘧草·丙OD和60%丁草胺EC+10%吡嘧磺隆WP处理,120 g/L噁草酮EC+10%苄嘧磺隆WP和300 g/L丙草胺EC+10%苄嘧磺隆WP处理对禾本科杂草防效最低;播后4 d用药后,除120 g/L噁草酮EC+10%苄嘧磺隆WP外,其余所有处理对莎草科和阔叶草有较好的防除效果,防效达91.3%及以上。

如表4所示,与播后4 d用药效果相比,“播喷同步”处理提高了杂草防效特别是禾本科杂草的防效。“播喷同步”用药处理显著提高了120 g/L噁草酮EC 360 g/hm2+10%苄嘧磺隆WP 30 g/hm2对禾本科、莎草科、阔叶杂草的防除效果;同步喷施35%吡嘧·嘧草·丙OD 525 g/hm2和300 g/L丙草胺EC 450 g/hm2+10%苄嘧磺隆WP 30 g/hm2显著提高了禾本科杂草防效,增幅分别为6.1%和60.0%。杂草萌发初期对除草剂极为敏感,充分利用该时期能够有效抑制杂草发生,提高除草剂对禾本科杂草的封闭效果。

2.3 除草剂种类和用药时间交互性影响差异分析

采用2×6复因子统计分析施药时期和除草剂种类的交互作用,结果如表5所示,施药时期对水稻成苗率、14 d禾本科防效、14 d阔叶草防效、35 d莎草科防效影响显著,对株高、14 d莎草科防效、35 d禾本科防效、35 d阔叶草防效有极显著影响,播后延迟用药会严重影响杂草防除效果。除草剂种类显著影响水稻成苗率,对株高、14 d禾本科防效、14 d莎草科防效、14 d阔叶草防效、35 d禾本科防效、35 d莎草科防效、35 d阔叶草防效影响极显著,除草剂种类对杂草防除极重要。施药时期×除草剂种类交互作用对成苗率和株高影响不显著,对14 d禾本科杂草防效、35 d莎草科杂草防效影响显著,对14 d莎草科防效、14 d阔叶草防效、35 d禾本科杂草防效、35 d阔叶草防效影响极显著,交互作用对杂草防除效果影响极显著。

表4 不同药剂播喷同步及播后4 d施药药后35 d杂草防效

表5 施药时期×除草剂种类交互作用方差分析F值1)

3 讨论

水稻生产效益低、农村劳动力紧张,水稻轻简化机械化种植备受青睐,直播技术免去育秧、拔秧、插秧等生产环节,具有成本低、省工省力、方便集约化管理等特点,种植面积及规模迅速扩大[14]。然而,直播田前期采用干湿交替的管理方式,导致杂草发生周期长、程度重、治理难,直播田杂草治理是水稻种植户最需要解决的难题,已成为水稻高产稳产的关键[15]。水稻机械直播“播喷同步”封闭除草技术省工节本高效,能有效控制直播田杂草并大幅度降低后期杂草治理压力,然而,“播喷同步”封闭除草技术推广过程中,随意选择和使用问题除草剂的现象极为严重,亟待优化除草剂配伍以满足生产需求,厘清用药时期×除草剂种类交互作用对水稻安全性和杂草防治效果的影响。

用药时间点极为关键,在萌发敏感期施除草剂能提高杂草防效,延迟封闭降低了水稻直播田杂草防除效果。稗草等多属于喜热植物,一定温度范围内与发芽所需天数成负相关,当有效积温超过33.8～49.5℃(生物零度为10℃)时,往往于播后1～3 d便出现大量稗草,当延迟施用25%杀草丹EC和50%除草醚WP时,防除稗草效果显著降低[16]。本试验条件下,同步喷施120 g/L噁草酮EC+10%苄嘧磺隆WP、35%吡嘧·嘧草·丙OD、300 g/L丙草胺EC+10%苄嘧磺隆WP时,稗草等杂草正处于萌发期,对除草剂高度敏感,此时喷施上述组合提高了防除效率,其对禾本科和阔叶类杂草的防效优于常规播后4 d喷药处理。因此,在保证水稻安全成苗的条件下,建议尽早封闭提高对稗草、丁香蓼、水苋菜等杂草的防除效果,把杂草杀死在萌芽状态,延迟封闭会降低禾本科特别是稗草的防除效果。

同步用药需严格采用高效安全的除草剂。不能随意使用未经试验的除草剂,如33%二甲戊灵EC等会产生严重水稻药害,不宜用于“播喷同步”除草技术[2]。团队前期研究认为同步喷施360 g/hm2的120 g/L噁草酮EC对杂草的防除效果好,但对田块平整度和土表水分有较高要求,而且对水稻种子要求也较高,对浸种36 h的水稻出苗安全,而对常规浸种2 d催芽1 d的种子安全性差,出苗率仅为42.3%[17]。因此,对存在安全隐患的除草剂组合,应严格控制用药程序防止药害事故发生。采用“播喷同步”技术机械喷施300 g/L丙草胺EC+10%苄嘧磺隆WP,在安徽宣城单季稻田对杂草防效较好、效果稳定,而在湖南大通湖试验区采用不同品牌丙草胺,其效果不稳定[4, 18]。丙草胺产品生产厂家较多,其持效期和解毒能力以及价格相差较大,应根据成本和安全性区别对待。同步喷施35%吡嘧·嘧草·丙OD 525 g/hm2、60%丁草胺EC+10%吡嘧磺隆WP处理,对杂草早期防效较好,但持效期短,后期防效会降低。

经过筛选,33%嗪吡嘧磺隆WG+300 g/L丙草胺EC可作为首选药剂,其35 d杂草防除效果好、持效期长、杀草谱广,可以在生产上推广应用。本研究发现,可以在播后0～4 d内随时施用该配方,对杂草防除效果影响小,拓宽了封闭用药时间,也丰富了同步用药的概念和内容。目前,无人机水稻播种技术已成为新兴技术并发展迅速,常在播种后0～4 d内选择好的天气进行封闭除草,本研究为无人机早期封闭提供了除草剂选择。另外,该配方对磺酰脲类除草剂抗性杂草防效良好,对萤蔺Schoenoplectiellajuncoides、雨久花Monochoriakorsakowii、野荸荠Eleocharisdalcis、野慈姑Sagittariatrifolia、藨草Schoenoplectustriqueter等难治理杂草防效明显。同步喷施33%嗪吡嘧磺隆WG,在降低20%用量下没有显著降低杂草防效,助力实现农药使用零增长计划[7]。

复合双因子方差分析表明,用药时期和除草剂种类单一因子均会对水稻安全性、杂草防效产生显著影响,除草剂配伍极为重要,并非所有除草剂都能用于同步施药,应选择安全高效的除草剂组合。用药时期×除草剂种类交互对水稻安全性无显著影响,对控草效果影响显著,证实除草剂都有自己的独特属性,施用时间点和除草剂配合,才有好的防除效果。然而,“播喷同步”在实际水稻生产中,一次用药还是不能将直播田全部杂草杀死,但是选用优化的除草剂能够尽可能多地降低杂草发生数量,显著减轻后期杂草治理压力,大幅度降低直播田杂草治理难度。