五氟磺草胺和氰氟草酯复配剂对水稻直播田杂草的防除效果及安全性评价

张宏军, 崔海兰, 朱文达, 魏守辉

(1.农业部农药检定所,北京 100125; 2.中国农业科学院植物保护研究所,北京 100193;3.湖北省农业科学院植保土肥研究所,武汉 430064)

推广水稻直播栽培技术是解决农村劳动力资源不足,促进水稻可持续生产,实现农业增效、农民增收的重要技术措施。水稻直播田通常处于半干旱半湿润状态,土壤温度较高,有利于杂草大量萌发生长。这些杂草与水稻争光、争肥、争水,严重影响水稻生长,降低水稻产量和品质,甚至造成绝收[1]。因此,除草技术是保障水稻直播技术顺利实施的关键。化学防除是稻田除草技术的核心,目前适用于水稻直播田的除草剂主要有苄嘧磺隆(bensulfuron-methyl)、二氯喹啉酸(quinclorac)、丙草胺(pretilachlor)和丁草胺(butachlor)等[2-3]。但是,这些除草剂仅针对特定种类的杂草,通常存在杀草谱窄、使用适期不宽的缺点,并且毒性较高、残留期较长,对水稻和后茬作物不太安全[4-5]。氰氟草酯(cyhalofop-butyl)和五氟磺草胺(penoxsulam)是美国陶氏益农公司近年来在我国主推的稻田除草剂品种,氰氟草酯对稻田恶性杂草稗草和千金子的防效较好,而五氟磺草胺是稻田广谱除草剂,使用适期宽,作物安全性较高[6-8]。长江中下游地区是我国水稻主产区,水稻直播田通常形成以稗草或千金子为优势种、单双子叶杂草混生的杂草群落,单一使用五氟磺草胺难以控制大龄稗草和千金子的危害。氰氟草酯虽然对稗草和千金子效果较好,但对阔叶杂草无效,并且在与其他药剂混配时往往有拮抗作用,不利于药效的发挥[9-11]。为此,美国陶氏益农公司通过优化药剂配比、改善助剂,推出了一种新的防除水稻直播田杂草的二元复配除草剂五氟磺草胺◦氰氟草酯(Topshot)。有关五氟磺草胺◦氰氟草酯在水稻直播田的应用效果尚未见报道,本研究旨在明确该药剂的除草效果及对水稻产量的影响,并评价其对后茬作物的安全性,为水稻直播田杂草防控体系的建立提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在湖北省农业科学院南湖农场进行。试验地为典型的稻油轮作田,田间地势平坦、肥力均匀、排灌方便。土壤类型为黏壤土,pH约为6.8、有机质含量1.8%。于2007年6月29日直播水稻种,播种量75 kg/hm2,稻种经过浸种催芽处理,芽谷的芽长约0.5 cm,根长约1 cm。按照常规方法进行田间管理。田间杂草群落主要由稗[Echinochloa crusgalli(Linn.)Beauv.]、异型莎草(Cyperus dif formis Linn.)、鸭舌草[Monochoria vagina lis(Burm.f.)Presl ex Kunth.]、碎米莎草(Cyperus iria Linn.)等组成,分布较均匀。

1.2 材料

直播水稻品种为‘润珠537’;后茬作物小麦、油菜、甘蓝、葱、大蒜品种分别为‘鄂麦 12号’、‘中油12 号’、‘雅孜’、‘香葱’、‘宋城大蒜’,由湖北荆楚种业股份有限公司生产。2.5%五氟磺草胺油悬浮剂、10%氰氟草酯乳油、6%五氟磺草胺◦氰氟草酯(五氟◦氰氟草,TopShot)油悬浮剂,由美国陶氏益农公司提供;30%丙草胺乳油,由先正达(苏州)作物保护有限公司生产;10%苄嘧磺隆可湿性粉剂,由美国杜邦公司生产;IRIS Advantage ICP全谱直读等离子光谱仪,由美国热电公司生产;2300型自动定氮仪,由Foss Tercator公司生产。

1.3 试验设计与测定方法

1.3.1 五氟磺草胺◦氰氟草酯药效测定

试验设6%五氟磺草胺◦氰氟草酯油悬浮剂有效成分用量 60、90、120 g/hm2和 180 g/hm2,对照药剂有效成分用量设 2.5%五氟磺草胺油悬浮剂15 g/hm2、10%氰氟草酯乳油 75 g/hm2、2.5%五氟磺草胺油悬浮剂15 g/hm2+10%氰氟草酯乳油75 g/hm2、30%丙草胺乳油525 g/hm2+10%苄嘧磺隆可湿性粉剂45 g/hm2,并设人工除草和空白对照 ,共 10 个处理,代号分别为 T1、T2 、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10。每处理重复 4次 ,共 40 个小区。每小区面积20 m2,随机排列。每小区之间筑埂隔离,以防串灌、漫灌。于2007年 7月 19日(水稻播种后20 d)施药,施药前排干田水,施药后24 h灌水回田,保持水层3～4 d,施药时杂草处于2～4叶期。丙草胺+苄嘧磺隆混用处理于2007年7月3日(播种后第4天)施药,施药时田间保持有水膜。各处理用水量为600 kg/hm2,采用MA TABI型喷雾器均匀施药。

试验共调查6次,施药前调查杂草基数,药后5 d目测观察杂草药害症状,药后7、15、30 d和45 d调查杂草密度防效,45 d同时测杂草鲜重防效。每小区取有代表性的4个点,每点0.25m2。在水稻收获期测产,各小区单收单放。

1.3.2 五氟磺草胺◦氰氟草酯防除杂草对田间养分的影响

在水稻成熟收获期,每小区随机取10株禾本科杂草稗和阔叶杂草鸭舌草,将样品晒干后测量杂草的全氮、全磷和全钾量。全氮量的测定采用凯氏定氮法,全钾和全磷量的测定采用干灰化法和等离子光谱法测定。养分总含量计算公式如下：

M总含量=(样品中M平均含量/株)×杂草总株数

其中M代表全氮、全磷和全钾养分,总含量单位为kg/hm2。

1.3.3 五氟磺草胺◦氰氟草酯对后茬作物的安全性测定

水稻收割后经犁耙翻耕,将施用五氟磺草胺◦氰氟草酯有效成分用量 90、120 g/hm2和180 g/hM2的小区和未施药的对照区均分成五个微区,每个微区分别播种或移栽小麦、油菜、甘蓝、葱和大蒜。小麦的播种量为112.5 kg/hm2;油菜先播种,4叶后移栽,株行距为33.5 cm×25 cm;甘蓝亦先播种,5叶期移栽,株行距为33.5 cm×50 cm;葱移栽的株行距为25 cm×15 cm;大蒜的种植株行距为20 cm×12.5 cm。后茬试验微区不施用任何除草剂,微区内杂草均人工拔除,按照常规方法进行栽培管理。对后茬作物的出苗率进行调查,并观察有无药害,出苗后15、30、60 d测量作物的株高、鲜重。每个微区3点取样,每点取样5株。收获期调查后茬作物的产量性状,并进行测产。

使用Excel进行数据处理,并采用SAS统计软件进行方差分析和Duncan氏多重比较。

2 结果与分析

2.1 五氟磺草胺◦氰氟草酯对杂草的控制作用

施药5 d后观察各处理区杂草的药害症状,发现施用五氟磺草胺◦氰氟草酯后稗、鸭舌草、碎米莎草、异型莎草的叶尖开始枯萎,叶色均变淡发黄,稗叶片有褐色斑点。对照药剂中除氰氟草酯对鸭舌草、碎米莎草和异型莎草无明显毒害外,其余药剂处理的杂草均产生不同程度的药害症状。

五氟磺草胺◦氰氟草酯对直播稻田杂草具有较好的防除效果(表1),在有效成分用量60～180 g/hm2的剂量范围内,施药后15 d对稗、鸭舌草、碎米莎草和异型莎草的密度防效分别在83.10%～98.52%、89.66%～ 95.43%、83.78%～100.00%、80.67%～97.62%之间,对田间杂草的综合密度防效在83.83%～98.09%之间(具体数据略)。施药后45 d,五氟磺草胺◦氰氟草酯有效成分用量90～180 g/hm2对鸭舌草的密度防效达90%以上,鲜重防效达95%以上;对稗、碎米莎草和异型莎草的密度防效和鲜重防效均达到95%以上;对直播稻田杂草的总体密度防效和鲜重防效也达 95%以上,均显著优于人工除草的防效(表1)。使用五氟磺草胺◦氰氟草酯有效成分60～180 g/hm2防除水稻直播田鸭舌草、碎米莎草、异型莎草的防效显著优于对照药剂氰氟草酯;五氟磺草胺◦氰氟草酯有效成分用量提高至120～180 g/hm2时防除稗的效果显著优于丙草胺+苄嘧磺隆、氰氟草酯和五氟磺草胺。

表1 施用五氟磺草胺◦氰氟草酯45 d后对水稻直播田杂草的防除效果1)

2.2 五氟磺草胺◦氰氟草酯对杂草矿质营养利用量的影响

未施药处理中,稗的全氮、全磷和全钾量分别达到11.66、1.28 kg/hm2和10.57 kg/hm2,鸭舌草的全氮、全磷和全钾量分别达到40.43、7.58 kg/hm2和60.65 kg/hm2。稗和鸭舌草对氮和钾的吸收利用能力较强,且鸭舌草吸收养分的数量显著高于稗。五氟磺草胺◦氰氟草酯对稗和鸭舌草的防效显著,各处理区杂草的全氮、全磷和全钾总量显著低于对照和人工除草区,表明五氟磺草胺◦氰氟草酯可大大减少直播田杂草对土壤中氮、磷、钾的吸收(＞90%),保持土壤肥力(表2)。

表2 直播稻田稗和鸭舌草的养分含量1)kg◦hm-2

2.3 五氟磺草胺◦氰氟草酯对直播水稻产量的影响

未施药区水稻在杂草的竞争下长势弱、植株纤细、稻壳空瘪的现象比较严重。施用五氟磺草胺◦氰氟草酯的小区水稻长势旺、植株粗壮、籽粒多且饱满。测产结果表明,五氟磺草胺◦氰氟草酯处理区的水稻产量达5194.95～5 517.23 kg/hm2,比空白对照处理增产21.56%～28.72%,增产效果显著优于人工除草,但是与其他对照药剂相比增产效果差异不显著(表3)。

表3 五氟磺草胺◦氰氟草酯防除杂草对水稻产量的影响1)

2.4 五氟磺草胺◦氰氟草酯对后茬作物的安全性

施用五氟磺草胺◦氰氟草酯有效成分用量90～180 g/hm2的小区,在水稻收割后种植小麦、油菜、甘蓝、葱、大蒜等后茬作物,其出苗率、成活率、株高等性状均与对照相当,未发现生长异常。测产结果表明,施用五氟磺草胺◦氰氟草酯后,后茬小麦、葱、大蒜、甘蓝的产量与对照相比无显著差异(表4)。五氟磺草胺◦氰氟草酯有效成分用量180 g/hm2的后茬油菜虽然出现减产,但90～120 g/hm2处理对后茬油菜产量无显著影响。因此,在水稻直播田使用五氟磺草胺◦氰氟草酯有效成分120 g/hm2以下剂量,对上述后茬作物均比较安全。

表4 五氟磺草胺◦氰氟草酯对水稻直播田主要后茬作物产量的影响1)

3 讨论

水稻直播田杂草发生种类多、危害重[2]。一般在水稻播种后5～7 d,处于土表的杂草种子开始大量萌发,播后10 d左右进入萌发高峰,此时杂草生长非常迅速,若治理不及时,极易酿成草荒。在目前的水稻直播田杂草防控体系中,化学防除仍占有相当重要的地位,直播稻栽培的成败主要取决于化除措施的有效性[1]。本研究表明,五氟磺草胺◦氰氟草酯对水稻直播田的禾本科杂草、阔叶杂草和莎草均具有较好的防除效果,总体控草效果可达95%以上,是一种高效、广谱的苗后茎叶处理除草剂。

直播田杂草目前主要采用苗前土壤封闭、苗后茎叶处理或两者相结合的方式进行防控,即“一封一杀”。1990年以来,多种除草剂及其复配剂先后用于直播稻田杂草的防除,取得了一定的控草效果[3,6-8,10]。但是,某些除草剂在使用中也存在一定弊端,如丁草胺安全性不高[5],苄嘧磺隆容易对后茬敏感作物产生药害[4],二氯喹啉酸对千金子无效[2],丙草胺、氰氟草酯等仅适用于以禾本科千金子、稗草为主的田块[3,7]。五氟磺草胺◦氰氟草酯杀草谱很广,对水稻生长无不良影响,并且,施用五氟磺草胺◦氰氟草酯的稻田后茬种植小麦、甘蓝、葱、大蒜等作物均比较安全,是一种环境友好的除草剂。因此,五氟磺草胺◦氰氟草酯可为水稻直播田杂草的化学防除提供新的选择。在“一封一杀”的草害防控中,五氟磺草胺◦氰氟草酯主要用于苗后杂草茎叶处理,可单独对已出苗杂草起到很好的灭杀作用;五氟磺草胺◦氰氟草酯也可配合苗前土壤封闭处理剂,对未能有效“封杀”的残余禾草和阔叶杂草进行“补杀”,进行“一封一杀”组合处理。在治理对酰胺类(如丁草胺)、磺酰脲类(如苄嘧磺隆)除草剂产生抗性的某些杂草时,五氟磺草胺◦氰氟草酯可作为优良的轮换除草剂来使用。

随着人们对环境生态问题的日益关注,杂草管理的目标已不是保持作物田完全无草,而是将杂草密度控制在经济危害允许水平以下,以降低除草剂用量,减少环境污染、作物药害和杂草抗药性的产生[11-14]。因此,五氟磺草胺◦氰氟草酯在水稻直播田将有良好的应用前景,可为水稻直播田的草害防控提供重要的技术支撑。

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