关中硬茬直播夏玉米田杂草发生规律及化学防除研究

郭云忠，李春游，王浩存，冶小飞，张伟宁，朱明旗(.旱区作物逆境生物学国家重点实验室，西北农林科技大学 植物保护学院 陕西杨凌 700;.周至县农业技术推广中心，陕西周至 70400)

关中硬茬直播夏玉米田杂草发生规律及化学防除研究

郭云忠1，李春游2，王浩存1，冶小飞1，张伟宁1，朱明旗1
(1.旱区作物逆境生物学国家重点实验室，西北农林科技大学 植物保护学院 陕西杨凌 712100;2.周至县农业技术推广中心，陕西周至 710400)

采用倒置“W”九点取样法，对陕西关中10个县区40个乡镇120块硬茬直播夏玉米田杂草定点取样调查。结果表明，关中硬茬直播夏玉米田杂草种类主要有12科21属22种。根据杂草的分布特点，将关中硬茬直播夏玉米区划分为4个杂草区域，各区域杂草的出苗状况一致，玉米播种后6 d，各种杂草陆续出土，6～24 d为杂草的发生高峰期，至播种后30 d(玉米3～4叶期)时出土杂草已占玉米全生育期杂草总数的93%以上。以硝磺草酮、莠去津和烟嘧磺隆为试材，分别在夏玉米生长的3～4叶期、5～6叶期和8～9叶期用药，结果显示，相同剂量同一药剂处理在玉米生长的不同时期喷雾，其防效大小存在显著性差异，3～4叶期用药综合效果最佳。烟嘧磺隆安全性试验证实，夏玉米3～4叶期用药最为安全。

夏玉米；杂草；发生规律；除草剂规范使用

杂草是夏玉米丰产的主要障碍，其种类多，发生时期长，发生量大，与玉米争水争肥。陕西关中夏玉米种植区广，玉米种植历史悠久。目前农村劳动力缺乏和生产成本高，夏玉米的种植方式已转变为不灭麦茬、不深翻土地的直接硬茬播种。新的种植方式下，人们对杂草的种类和出苗动态还未完全了解，致使目前化学除草的用药时期比较混乱，药剂的使用浓度也比较随意，经常造成除草效果不理想[1]，或出现药害现象[2-6]。

莠去津[7]、烟嘧磺隆[8]和硝磺草酮[9]是国内玉米生产中常用的不同作用机制的苗后茎叶除草剂，其毒性低，杀草谱宽，活性高，价格低廉，能够有效防除玉米田大多数1 a生杂草且兼治部分多年生杂草。截至2016年10月，中国农药管理部门正式登记注册的玉米田除草剂共有1 552个，大部分品种包含莠去津、烟嘧磺隆和硝磺草酮，三者以单剂或复配制剂形式出现，依次分别占玉米田除草剂总数的46.91%、30.22%和16.43%。2016年新注册登记的205个玉米田除草剂品种中，包含莠去津成分的有135个，烟嘧磺隆87个，硝磺草酮82个，这反映出3个品种仍是目前在玉米田广泛应用的除草剂品种。

莠去津除草效果好，对玉米安全，但存在环境污染和长残留对后茬药害问题[5]。烟嘧磺隆作为乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂，茎叶活性较高，可有效防除玉米田的绝大多数禾本科杂草和多数阔叶杂草，但是对玉米的安全性存在问题，除了玉米自交系、甜玉米、糯玉米和爆裂玉米对该药剂敏感之外，还发现个别普通马齿型玉米对之较敏感[5]。因ALS抑制剂的作用靶标单一，目前部分省区的狗尾草、牛筋草已对烟嘧磺隆产生了抗药性[1]。

针对生产中出现的问题，本研究选择近几年大面积种植的玉米品种‘郑单958’，2013-2015年开展相关试验研究，通过对不同地区玉米田杂草群落的调查，旨在揭示关中硬茬直播夏玉田杂草的种类和发生动态。为了提高玉米田除草剂的应用效果，充分发挥莠去津、烟嘧磺隆和硝磺草酮的除草潜能，保障烟嘧磺隆对夏玉米的安全性，开展玉米同生长期应用3种除草剂的药效试验和烟嘧磺隆的安全性试验，为夏玉米田3种高效除草剂的规范应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试药剂：10%硝磺草酮可分散油悬浮剂，陕西上格之路生物科学有限公司生产；38%莠去津悬浮剂，山东绿邦作物科学股份有限公司生产；40 g/L烟嘧磺隆可分散油悬浮剂，江苏省激素研究所股份有限公司生产。

供试玉米品种为市售‘郑单958’。

1.2 硬茬直播夏玉米田杂草种类及发生动态调查

在陕西关中夏玉米种植区具有代表性地华县、大荔县、高陵县、临潼区、三原县、兴平市、杨凌区、眉县、岐山县、虢镇10个县区40个乡镇120块出苗齐全的连片夏玉米田定点取样调查。调查从杂草出苗后开始，每6 d 1次，直至杂草不再出苗，每点1 m2，调查采用倒置“W”九点取样法，统计每个点区域中杂草的种类和数量。调查结束后，将调查区域内的所有杂草清除干净，做好标记，以供下次调查。

在调查结束后，统计汇总各个调查时期样方中每种杂草的数量，计算杂草总量，以单个调查时期样方中杂草的数量和与整个生育期杂草总量的比值，即出苗率为纵坐标，以玉米出苗后的(调查)时间为横坐标，构建夏玉米田杂草的发生动态图。

1.3 不同施药时期除草效果比较

试验设在陕西省杨凌区西北农林科技大学实验农场，试验田地势平坦，露地直播栽培，土壤类型为土娄土，有机质质量分数1.0%左右，pH约8.0，前茬作物为小麦。试验设计3～4叶期、5～6叶期和8～9叶期3个施药时期，药剂处理为：10%硝磺草酮可分散油悬浮剂135 g/hm2； 38%莠去津悬浮剂1 425 g/hm2； 40 g/L烟嘧磺隆可分散油悬浮剂48 g/hm2，以清水为对照(CK)。小区面积30 m2，随机排列，重复4次。施药器械为利农-HD400型手动喷雾器，用扇形喷头常规喷雾，工作压力为0.3～0.4 MPa，加水量为750 L/hm2，分别于2015-07-12、2015-07-20和2015-07-30喷施。

施药前调查杂草基数，施药后30 d调查残存杂草数，同时调查残存杂草地上部分鲜质量。采用绝对值调查法,每小区随机4点取样，每点0.25 m2，分别记录杂草的种类、株数或鲜质量，计算防除效果[10]。

式中：CK0和Pt0分别代表空白对照区和药剂处理区施药前的杂草数量；CK1和Pt1分别代表空白对照区和药剂处理区施药后的杂草数量；CK和Pt分别代表施药后空白对照区和药剂处理区杂草鲜质量。

1.4 不同施药时期对玉米安全性的影响

试验设40 g/L烟嘧磺隆可分散油悬浮剂60 g/hm2、120 g/hm2、150 g/hm2，分别于玉米苗3～4 叶期(2015-07-10)、5～6叶期、8～9叶期各喷药1次，其中60 g/hm2为登记使用剂量的上限。以清水为对照，区组试验设计，4次重复。加水量为750 L/hm2。自施药后第3天开始，连续观察玉米的表现，施药后20 d观察测量玉米的株高和茎粗。

2 结果与分析

2.1 硬茬直播夏玉米田杂草种类及发生动态

由表1可知，陕西关中硬茬直播夏玉米田杂草种类主要有12科21属22种。其中禾本科杂草5种，菊科5种，藜科和旋花科各2种，苋科、马齿苋科、大戟科、锦葵科、茄科、莎草科、桑科、蒺藜科各1种。根据表1的杂草种类通过计算可知，在这些杂草群中，以1 a生的为主，占发生类群的68.18%，多年生杂草仅占31.32%。

关中硬茬直播夏玉米田滋生的22种杂草中，各种群所占比重并不均衡，大小在0.01%～80.01%(表2)，存在明显的数量差异。根据这种分布特点，为了便于比较及利于防治，将关中硬茬直播夏玉米田的杂草划分成优势杂草、主要杂草、一般性杂草和偶发性杂草4个类型。以单个种类田间发生率大于40%的为优势杂草；发生比例在10.0%～39.9%的为主要杂草；发生率在1.0%～9.9%的为一般性杂草；发生率低于1.0%的为偶发性杂草。

结合关中各地的地理位置和杂草的分布特点，关中硬茬直播夏玉米区可划分为4个不同的杂草区域，即关中东部的华县-渭南及抽渭灌区区域、泾惠渠和渭河流域、关中中部渭河区域和关中西部的眉县-宝鸡区域，在这4个区域，杂草的类群、分布特点具有明显的不同(表2)。在关中东部的华县-渭南及抽渭灌区区域，玉米田杂草以马唐为优势种，数量非常大，占杂草总量的80.01%。这个区域缺乏主要杂草类群，常见的反枝苋、狗尾草、马齿苋、铁苋菜和藜呈均匀性分布，数量占发生量的17.41%，这几种杂草数量不大，通过计算可知单个种为1.81%～5.22%，但在各地都有发生。偶发性杂草有苣荬菜、蒺藜和蒲公英等15种，虽然种类多，但数量有限，仅占发生量的2.58%，多在局部区域或个别田块出现。在泾惠渠和渭河流域的泾阳、三原、高陵灌区，玉米田杂草也以马唐为优势种，其数量为杂草总量的72.41%。与前一区域相似，该区域也缺乏主要杂草类群，而一般性杂草种类有6种之多，田间发生率达23.96%。这一区域，偶发性杂草种类也较多，包括复羽裂鬼针草、苣荬菜、蒲公英和葎草等11种，但总发生量不超过3.63%。在关中中部渭河的兴平、武功、周至、杨凌区域，玉米田杂草仍然以马唐为优势种，数量达64.02%。但与前两个区域不同的是，这一区域有狗尾草和反枝苋2种主要杂草，其单种发生率分别为15.48%和10.76%。铁苋菜、马齿苋、藜在这一区域，表现为一般性杂草，其发生量为7.95%。偶发性杂草有苣荬菜、画眉草、刺儿菜和野茄等13种，但其发生量更小，仅有1.79%。关中西部的眉县-宝鸡区域还是以马唐为优势种群，占杂草发生总量的54.28%。这一区域反枝苋和铁苋菜发生量依次为20.56%和11.87%，形成该区域的主要杂草。狗尾草、藜、马齿苋在此为一般性杂草，发生量只有12.12%。这一区域的偶发性杂草有画眉草、无芒稗和葎草等14种，其发生量更低，总计也只有1.17%。

表2表明，陕西省关中硬茬直播夏玉米田滋生的杂草主要为1 a生的禾本科杂草和阔叶杂草。1 a生禾本科杂草马唐是陕西省关中整个硬茬直播夏玉米田的优势杂草，其发生量最大，占杂草总量的54.28%～80.01%。1 a生禾本科杂草狗尾草和1 a生阔叶杂草反枝苋、铁苋菜，在关中中部渭河区域以西至西部的眉县-宝鸡区域夏玉米种植区，是主要杂草类群，但在关中中东部夏玉米区，却是一般性杂草，1 a生杂草藜、马齿苋、无芒稗在这一区域也表现为一般性杂草。可见，在陕西省关中硬茬直播夏玉米田种植区，田间滋生的杂草主要为1 a生禾本科杂草和阔叶杂草中的马唐、狗尾草、反枝苋、铁苋菜及藜、马齿苋、无芒稗7种，它们占田间杂草总量的96.37%～98.83%，是当前化学除草的主要靶标对象。

表1 陕西关中硬茬直播夏玉米田杂草种类Table 1 Species of weed in no-tillage summer planting maize in Guanzhong area

表2 关中硬茬直播夏玉米田杂草分布特征Table 2 Weed distribution characteristics in no-tillage summer planting maize in Guanzhong area

从图1可以看出，关中夏玉米种植的4个杂草出苗状况基本一致，玉米播种后6 d，各种杂草陆续出土， 6～24 d为杂草的发生高峰期，在6～12 d和12～18 d杂草的出苗率达到最大，日均出苗率4.02%以上，最大达6.40%，至苗后30 d(玉米3～4叶期)时出土杂草已占玉米全生育期杂草总数的93%以上，之后杂草的种类锐减，仅有狗尾草、铁苋菜、田旋花、刺儿菜几种发生，数量不足7%。比较关中4个杂草区域，以东部华县-渭南区域杂草出苗的时间相对更早，且优先达到发生高峰。这表明至夏玉米苗后30 d(3～4叶期)，田间杂草的绝大部分已经出土，而且这一时期，因其株型较小，抗药性较差，也就成为使用化学除草剂的最适宜时期。

2.2 不同施药时期除草效果

同一种药剂应用在玉米生长的不同时期对夏玉米田杂草的控制效果如表3。由表3可以看出，10%硝磺草酮可分散油悬浮剂135 g/hm2药液分别在玉米3～4叶期、5～6叶期和8～9叶期兑水喷雾，不仅对优势杂草马唐、狗尾草、反枝苋和铁苋菜间的防效存在显著或极显著的差异，而且对玉米田所有杂草的整体防效间也存在显著或极显著的差异。药剂处理38%莠去津悬浮剂1 425 g/hm2和40 g/L烟嘧磺隆可分散油悬浮剂48 g/hm2在玉米3～4叶期、5～6叶期和8～9叶期的应用效果与10%硝磺草酮可分散油悬浮剂的一致，在不同杂草间及整体防效间也存在显著或极显著的差异。

图1 夏玉米田杂草的出苗动态Fig.1 Weeds emergence in summer planting maize

相比之下，不论是单种杂草还是所有杂草群落，也不论是硝磺草酮还是烟嘧磺隆或莠去津，在玉米3～4叶期用药，防效最好，均超过相同剂量浓度下5～6叶期和8～9叶期。表明应用化学除草剂防除夏玉米田1 a生或多年生杂草时，最好选择玉米3～4叶期用药，以获得最大效能。

从表3看出，供试的3种除草剂对夏玉米田的1 a生杂草马唐和反枝苋均有较好的防除效果，除硝磺草酮外，其他2种药剂对狗尾草、反枝苋和铁苋菜也有较好的效果。基于关中硬茬直播夏玉米田杂草的种类和分布特点，烟嘧磺隆应该是这区域最佳的除草剂单剂品种，考虑到它对藜和龙葵的防效一般，因此，在关中硬茬直播夏玉米田种植区，应选择烟嘧磺隆搭配莠去津或硝磺草酮一起混用。

表3 施药时期对夏玉米田1 a生杂草的防治效果Table 3 Control effect on applied at different leaf ages of maize on annual weeds in summer planting maize %

注：Ⅰ.株数防效;Ⅱ.鲜质量防效;不同小写字母和大写字母表示在0.05和0.01水平下处理的差异，下同。

Note:Ⅰ. Control effect of plant quantity;Ⅱ. Control effect of fresh mass fraction;Different lowercase and uppercase letters shows significant different at 0.05 and 0.01 level,the same below.

2.3 不同施药时期对玉米安全性的影响

结果显示，烟嘧磺隆60 g/hm2在夏玉米3～4叶期、5～6叶期和8～9叶期喷施，对‘郑单958’均表现安全，玉米的叶色、株高、茎粗与空白对照相比，无任何显著性差异。

烟嘧磺隆120 g/hm2在3～4叶期喷施，玉米安全，供试品种无不良表现。但在5～6叶期和8～9叶期使用均表现出药害症状，其中在5～6叶期用药，叶片中部退绿黄化；而8～9叶期用药，除叶片中部退绿黄化外，植株还矮缩停长。后续进一步观察，5～6叶期和8～9叶期产生的药害症状无法自行恢复。

烟嘧磺隆150 g/hm2在3～4叶期喷施，叶片有干尖现象，偶有叶片中部出现少许黄化现象，但随后生长至6叶期，便自行消失。而如果在5～6叶期和8～9叶期施药，则产生明显的药害症状，叶片中部退绿黄化，部分叶片卷曲，植株矮化停长，后续无法恢复。

表4显示，烟嘧磺隆是关中硬茬直播夏玉米田种植区最适宜的除草剂品种，而本试验结果表明该药剂的120 g/hm2～150 g/hm2处理在夏玉米5～6叶期以后使用，对‘郑单958’有药害现象，这对烟嘧磺隆的单剂高剂量使用带来挑战。

综合本试验研究结果，在关中硬茬直播夏玉米田种植区，化学除草应选择烟嘧磺隆的推荐浓度使用或搭配莠去津或硝磺草酮或其他除草剂一起混合使用，施药时间以夏玉米生长至3～4叶期最佳。

表4 不同时期施药对玉米地上部分农艺性状的影响Table 4 Effects of herbicides applied in different time on agronomic traits of summer planting maize

3 结论与讨论

利用化学除草剂防除玉米田杂草受杂草的群落组成、出土规律、除草剂品种、当茬玉米安全性等方面因素的综合影响。本研究调查结果表明，关中硬茬直播夏玉米田杂草有12科21属22种，其群落构成以1 a生禾本科杂草和阔叶杂草为主，占发生类群的68.18%。关中各地夏玉米种植区杂草的群落构成具有明显的地域特征，可以划分成4个区域。从其发生状况看，禾本科杂草马唐是整个关中夏玉米种植区的优势杂草，其发生数量最大，达到所有杂草发生总量的54.28%以上。1 a生禾本科杂草狗尾草和1 a生阔叶杂草反枝苋、铁苋菜，在关中中部渭河区域以西至西部的眉县-宝鸡区域夏玉米种植区有26.24%～32.43%发生比例，是主要杂草类群。1 a生杂草藜、马齿苋、无芒稗在关中4个杂草区域都有发生，但其单个种群发生数量都不足10%，属于一般性杂草。根据本文调查结果，1 a生杂草马唐、狗尾草、反枝苋、铁苋菜、藜、马齿苋、无芒稗在关中硬茬直播夏玉米田100%存在，其发生量占田间杂草总量的96.37%～98.83%，是应该重点关注的靶标对象。

关中硬茬直播夏玉米田发生的多年生杂草包括刺儿菜、苣荬菜等7种，在整个杂草群落中占31.32%，但其属于偶发性杂草，发生总量不超过3.63%。结合本文研究结果，这几种多年生杂草不必单独选择除草剂，防治1 a年生杂草的硝磺草酮、莠去津、烟嘧磺隆等具有兼治效果。

从关中夏玉米4个区域杂草的出苗动态看，在玉米3～4叶期时，出土杂草已占玉米全生育期杂草总数的93%以上。调查发现这一时期，所有杂草都呈单轴状态，尚未分支，相对高度不足10%，用药能够保证杂草单位体积获得最大着药量。硝磺草酮、莠去津和烟嘧磺隆3种除草剂在不同用药时期对夏玉米田杂草的防治效果也证实，在玉米3～4叶期用药，效果最佳。由振国等[11]在对黄淮海地区夏玉米田杂草的生态经济防治阈期进行研究后指出，夏玉米田杂草生态经济防治阈期为苗后总生育期的11.2%～50.9%。本研究结果(玉米3～4叶期，即苗后30 d左右，为苗后总生育期的25%～27%)与此一致，并从夏玉米田杂草的出苗特点和化学除草效果方面再次对这一结论进行了补充验证。

在夏玉米3～4叶期之前，杂草株型小，出土数量有限，与玉米的竞争强度很低。另一方面，杂草密度较小时，杂草与玉米形成一个复合体，一定程度能减少土壤水分的蒸发[12]，因此这一段不需要对杂草进行防治。3～4叶期后，随着高温多雨季节的来临，杂草生长迅猛，株型变大，与玉米间竞争激烈，抗耐药性增大，化学防治效果变差，如果随之加大用药量，势必对作物、农产品和环境带来安全隐患，同时提高了除草成本。

烟嘧磺隆是玉米田一种优良的除草剂品种，也满足关中硬茬直播夏玉米田杂草类群的防除需要，虽然存在不同品种、不同使用时期的安全隐患，但通过规范使用，是完全可以避免和克服的。可以通过确立正确的用药时期或减量搭配莠去津或硝磺草酮或其他除草剂品种来实现。

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StudyontheOccurrenceRegularityandChemicalControlinNo-tillageSummerPlantingMaizeFieldinGuanzhongArea

GUO Yunzhong1, LI Chunyou2, WANG Haocun1, YE Xiaofei1,ZHANG Weining1and ZHU Mingqi1
(1.State Key Laboratory of Crop Stress Biology in Arid Areas,College of Plant Protection, Northwest A&F University, Yangling Shaanxi 712100, China; 2.Zhouzhi County Agricultural Technology Promotion Center, Zhouzhi Shaanxi 710400, China)

Weeds survey was conducted with inverted W-pattern sampling methods at 120 plots in no-tillage field of 40 towns in 10 counties in Guanzhong area. The results showed that 22 weed species belonging to 21 genera and 12 families were founded. Four different weed areas were divided in field of summer planting maize in Guanzhong area according to the distribution characteristics of the weeds. Weeds emergence was the same in the four weed areas in Guanzhong. Various weeds occurred in succession 6 days after maize planted. Weed emergence peak appeared from the sixth day to twenty-fourth after maize planted. More than 93% accounting for of the total number of weeds in the whole stages occurred within 30 days after maize planted( at 3-4 leaf stage of maize). Spraying mesotrione, atrazine and nicosulfuron in the maize 3-4 leaf stage,5-6 leaf stage and 8-9 leaf stage respectively, significant different effects were obtained. The effects for 3-4 leaf stage was the best. The safety testing of nicosulfuron showed that was the optimal time for safty using nicosulfuron to control weeds in the maize field.

Summer planting maize; Weed; Occurrence regularity of weed; Herbicides application

2016-10-17

2016-11-01

GUO Yunzhong,male,Ph.D,associate professor.Research area:plant protection.E-mail:yzguo@nwsuaf.edu.cn

S451.2

A

1004-1389(2017)09-1407-08

(责任编辑：史亚歌Responsibleeditor:SHIYage)

日期：2017-09-12

网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20170912.1741.038.html

2016-10-17

2016-11-01

郭云忠，男，博士，副教授。研究方向为植物保护。E-mail:yzguo@nwsuaf.edu.cn