黄河流域棉区北部机采棉田恶性杂草的化学防除研究

2017-12-06黄健蒋建勋杜明伟田晓莉李召虎

中国棉花 2017年11期

关键词：磺隆龙葵草甘膦

黄健，蒋建勋，杜明伟，田晓莉，李召虎

（中国农业大学农学院农学系/植物生长调节剂教育部工程研究中心，北京100193）

黄河流域棉区北部机采棉田恶性杂草的化学防除研究

黄健，蒋建勋，杜明伟，田晓莉*，李召虎

（中国农业大学农学院农学系/植物生长调节剂教育部工程研究中心，北京100193）

影响黄河流域棉区北部棉花机械采收的恶性杂草主要有藜、反枝苋、铁苋菜、龙葵、苘麻、田旋花、打碗花和裂叶牵牛等。于2013、2014、2016年研究了这些杂草的化学防除方法。苗蕾期用嘧硫草醚和三氟啶磺隆对藜、反枝苋、龙葵、苘麻、田旋花、打碗花的防效较好，药后30～40 d的株防效超过95%；对铁苋菜和鹅绒藤的防效较差，同期株防效不足85%；对裂叶牵牛的防效居中，同期株防效为84%～94%。花铃期用嘧硫草醚和三氟啶磺隆对上述恶性杂草的防效下降；而乙氧氟草醚的杀草活性较强，药后25～40 d株防效可达100%（裂叶牵牛除外）。草甘膦在苗蕾期、花铃期和吐絮期对各种恶性杂草的株防效均在95%～100%（花铃期的裂叶牵牛除外）。上述处理对棉花均未产生明显药害，对产量也无显著影响。针对黄河流域棉区机采棉田，苗蕾期应用嘧硫草醚或/和三氟啶磺隆，花铃期应用乙氧氟草醚或草甘膦，吐絮期应用草甘膦，可较好地防除恶性杂草。

棉花；黄河流域棉区；机采；恶性杂草；除草剂；化学防除

棉花机械采收是植棉业提质增效的关键。田间杂草不仅会降低棉花机械采收效率，还会增加籽棉的含杂率[1-4]。蒋建勋等调查了黄河流域棉区影响棉花机械采收的恶性杂草，主要包括藜（Chenopodium albumL.）、反枝苋（Amaranthus retroflexusL.）、龙葵（Solanum nigrumL.）、苘麻（Abutilon theophrasti Medic.）、裂叶牵牛（Pharbitis nil（L.）Choisy）等[5]。

当前人工采收棉田除了应用地膜覆盖、中耕和人工除草等物理方法防治杂草外，也应用除草剂进行化学防治，如播前混土、播后苗前封闭和苗后喷施茎叶处理剂等[6]。这些现行措施注重防治棉田生育前期和中期的杂草，以保障棉株生长和产量形成不受影响，但很少关注生育后期影响机械采收的杂草防治。因此，机采棉田的杂草防治不宜照搬人工采收棉田的措施，应在遵循“以控制早期杂草为主，一次性防除单、双子叶杂草，高效安全”等农田杂草化学防除总体策略的基础上，特别关注影响机采的几种阔叶类恶性杂草的后期防治。

本研究主要比较了几种选择性除草剂和灭生性除草剂在棉花不同生育时期单独应用或顺序应用对影响机采的恶性杂草的阶段性防治效果和全生育期累积防治效果，以期为机采棉田的杂草防除和管理提供技术储备。

1 材料与方法

1.1 试验地点及供试品种

2013、2014年于河北省河间市瀛洲镇国欣科技园西区（38°28′N，116°04′E）进行试验，2016 年于河间市城关镇五街大队农田（38°24′N，116°05′E）进行试验。当地影响棉花机械采收的恶性杂草种类包括藜、反枝苋、铁苋菜（Acalypha australisL.）、龙葵、苘麻、田旋花（Convolvulus arvensisL.）、裂叶牵牛、打碗花（Calystegia hederaceaWall.）和鹅绒藤（Cynanchum chinenseR.Br.）。

试验地土壤基础肥力见表1。2013、2014年供试棉花品种为国欣棉3号，2016年供试棉花品种为欣试17。

1.2 供试除草剂

本试验共使用了7种除草剂（表2），除草甘膦异丙铵盐（以下简称“草甘膦”）为灭生性除草剂外，其余均为选择性除草剂。三氟啶磺隆钠盐以下简称三氟啶磺隆。

表1 试验地土壤基础肥力

表2 供试除草剂

1.3 试验设计

每年所有处理播前采用33%（质量分数，下同）二甲戊灵EC（河北国欣诺农生物技术有限公司，有效成分用量1 500.0 g·hm－2）和72%异丙甲草胺EC（山东海而三利生物化工有限公司，有效成分用量750.0 g·hm－2）混土，防除对象为一年生禾本科杂草和部分小粒种子的阔叶类杂草，其中对禾本科杂草的防除效果优于阔叶杂草[7-8]。

本研究试验设计的总体思路是在有效防除普通杂草的基础上重点考虑采用茎叶处理剂防除影响棉花机采的恶性杂草，以喷施清水为第一对照（CK1），以人工除草为第二对照（CK2）。除 CK2 外，其他处理不进行中耕。

2013年采用随机区组设计，重复3次。4月28日播种，行距90cm，株距12.4cm，种植密度为9.00×104株·hm－2，5 行区，行长 5.3 m，小区面积 24 m2。分别在蕾期、初花期和花铃期单次应用表3所示除草剂。部分供试除草剂及应用时间的确定依据如下：蕾期应用三氟啶磺隆比较安全[9]，且苗蕾期杂草以阔叶类为主（播前二甲戊灵混土可较好防治前期的禾本科杂草），符合三氟啶磺隆的杀草谱；棉田在初花期常因降雨呈现单、双子叶杂草共存的局面，应用嘧硫草醚对单、双子叶杂草防效均较好，且嘧硫草醚对棉花安全性较高[10]。

2014年采用裂区设计，3次重复。密度为主区，包括 6.75×104和 11.25×104株·hm－22个水平，除草剂处理为副区。4月25日播种，行距90cm，2个密度的株距分别为16.5和9.8cm，6行区，行长7.2 m，小区面积39 m2。处理详见表4。设计依据如下：播前二甲戊灵混土对苗期阔叶类恶性杂草（藜、反枝苋、铁苋菜、龙葵、苘麻）的防效不佳，因此苗期（5～6叶期）主要应用防除阔叶类杂草的选择性除草剂和灭生性除草剂草甘膦；盛花期常因降水量大导致棉田禾本科和阔叶类杂草共存，因此选择杀草谱不同的除草剂混用或使用灭生性除草剂；花铃期棉株对灭生性除草剂的抵抗力进一步加强，因此采用灭生性除草剂草甘膦与选择性触杀型除草剂乙氧氟草醚混施；吐絮期只使用灭生性除草剂草甘膦，目的是彻底防除影响机采的恶性杂草。

表3 2013年各处理除草剂应用时间和有效成分用量

表4 2014年各处理除草剂应用时间和有效成分用量 g·hm－2

2016年采用随机区组设计（表5），3次重复。4月30日播种，行距90cm，株距12.4cm，种植密度9×104株·hm－2，8行区，行长 11.7 m，小区面积 84 m2。主要目的是在2014年的基础上减少前中期灭生性除草剂的使用，在苗期和花铃期应用嘧硫草醚、三氟啶磺隆、精喹禾灵等杀草谱互为补充的选择性除草剂，在吐絮期则主要对灭生性除草剂草甘膦和选择性除草剂乙氧氟草醚进行比较。

表5 2016年各处理除草剂应用时间和有效成分用量 g·hm－2

施药器械为16L背负式手动喷雾器（3WBS-16，广丰塑业有限公司，浙江省台州市），选用扇形喷头，在喷施草甘膦时特别注意雾滴不要飘移到棉株。

1.4 调查及取样方法

2013年，于施药前选取大小均匀、长势一致的恶性杂草进行标记，每小区每种杂草标记10株，于处理后40 d时调查未死亡的标记杂草数目。2014年，于9月20日（棉花收获前2周）调查各小区影响机采的恶性杂草种类和数目。这2年株防效（EZ1）采用相同的计算公式：EZ1= （NCK－NT）/NCK×100%.式中，NCK为清水对照小区杂草数，NT为处理小区杂草数。

2016年，于处理前在各小区挂牌标记行间株高≥15cm的恶性杂草并计数，苗期和花铃期于处理后30 d调查未死亡的标记杂草数目，吐絮期于处理后20 d（10月9日，收获前1周）调查。2016年株防效（EZ2）计算公式：EZ2=（N0－N1）/N0×100%.式中，N0为处理前杂草数，N1为处理后杂草数。

1.5 数据计算与统计分析

数据采用Microsoft Excel进行整理，用SPSS 21.0（IBM，2012）一般线性模型进行方差分析，用Duncan’s法进行多重比较。

2 结果与分析

不同年份田间杂草种类和数目虽有不同，但总体从5月中下旬开始陆续出苗，6月初到7月上旬随降水增加和温度升高快速增长，7月中旬至8月下旬维持稳定或缓慢下降，进入9月份后大部分杂草的数量因自然衰老逐渐减少。

2.1 不同时期应用除草剂的阶段性防除效果

2.1.1 苗蕾期株防效。如表6所示，苗蕾期应用三氟啶磺隆（2013年与高效吡氟甲禾灵混用）对藜、反枝苋、苘麻、田旋花、打碗花的防效较好，药后30～40 d的株防效可达100%；对铁苋菜、裂叶牵牛和鹅绒藤的防效居中，同期株防效在60%～95%；对龙葵的防效最差，同期株防效仅为25%～40%。嘧硫草醚可有效防除龙葵，药后30 d的株防效达到100%；对反枝苋、苘麻、打碗花的防效也较好，药后30 d株防效为97%～100%；对裂叶牵牛的防效居中，对藜、铁苋菜和鹅绒藤的防效较差。药后40 d草甘膦对几种恶性杂草的株防效均达到100%。

表6 苗蕾期应用不同除草剂对机采棉田恶性杂草的株防效 %

2.1.2 初花期株防效。初花期应用嘧硫草醚和草甘膦的防效均下降。药后40d嘧硫草醚仅对苘麻和田旋花的株防效可达100%，对藜、反枝苋、铁苋菜、龙葵和裂叶牵牛的株防效均低于80%（表7）。草甘膦对藜、反枝苋、苘麻、龙葵和田旋花的防效超过90%（药后40d），对铁苋菜和裂叶牵牛的防效低于90%。

表7 2013年初花期应用不同除草剂对机采棉田恶性杂草的株防效 %

2.1.3 花铃期株防效。花铃期应用嘧硫草醚（与精喹禾灵混用）和三氟啶磺隆这2种选择性除草剂仅对裂叶牵牛和打碗花的防效较好，药后30 d的株防效接近或达到100%；对藜、反枝苋、铁苋菜、龙葵、苘麻和鹅绒藤的同期防效则很少超过90%（表8）。同为选择性除草剂的乙氧氟草醚和灭生性除草剂草甘膦的防效相对较好，药后40 d对藜、反枝苋、铁苋菜、龙葵、苘麻的防效均可达100%，但对裂叶牵牛的防效较差（表8）。

2.1.4 吐絮期株防效。吐絮期应用乙氧氟草醚对反枝苋、铁苋菜和鹅绒藤的药后20 d防效达到或接近100%；对藜和龙葵的同期防效较低，为72.2%～81.9%（表9）。草甘膦对藜、反枝苋、铁苋菜、龙葵和鹅绒藤的药后20 d防效均达到100%（表9）。

表8 花铃期应用不同除草剂对机采棉田恶性杂草的株防效 %

表9 2016年吐絮期应用不同除草剂对机采棉田恶性杂草的阶段性株防效 %

2.2 棉花生长季连续使用不同除草剂在收获前对机采棉田恶性杂草的累积防除效果

如上所述，在棉花不同生育时期应用不同种类的除草剂对几种恶性杂草的防效不一，但在不同时期连续使用后的累积防效较好。除2014年的5个处理（编号分别为1、2、3、6、7）在收获前对龙葵的株防效未达到95%以外，2014和2016年各处理在收获前对本研究调查的9种恶性杂草的株防效大部分达到100%，个别在95%～100%（表10）。因2014年棉花种植密度（主区）对杂草发生和株防效无显著影响，与除草剂处理（副区）的互作也不显著，故略去了对密度效应的分析。

3 讨论

当前，我国棉田杂草化学防治以播前土壤处理为主，用于苗后茎叶处理的除草剂种类相对较少，且以防除禾本科杂草的除草剂品种为主。而本研究的影响棉花机械采收的9种恶性杂草均为阔叶类杂草，且笔者重点关注了采收前除草剂的防效，因此在种类不多的防治棉田阔叶类杂草的茎叶处理剂中考察了选择性除草剂嘧硫草醚、三氟啶磺隆、乙氧氟草醚及灭生性除草剂草甘膦的防效。此外，通过播前二甲戊灵和异丙甲草胺混土、苗期和花铃期将吡氟氯禾灵或高效吡氟甲禾灵、精喹禾灵与嘧硫草醚、三氟啶磺隆混用等措施兼顾试验地禾本科杂草的防治。

嘧硫草醚和三氟啶磺隆分别为嘧啶水杨酸类和磺酰脲类除草剂，二者均为乙酰乳酸合成酶抑制剂，通过阻止支链氨基酸的合成达到防除敏感杂草的目的[11-12]，对棉花相对比较安全。乙氧氟草醚为原卟啉原氧化酶抑制剂，借助光照发挥除草活性[13]。该除草剂作为土壤处理剂的报道较多[14-17]，作为茎叶处理剂的报道很少，可能是因为乙氧氟草醚在苗期作为茎叶处理剂使用对棉花的安全性较差[18]。为了避免乙氧氟草醚产生药害，笔者主要在生育中后期（花铃期、吐絮期）应用乙氧氟草醚。

苗蕾期应用选择性除草剂嘧硫草醚和三氟啶磺隆对大部分影响机采的恶性杂草的防效较好，且二者的杀草谱可以互补[19]，如嘧硫草醚对龙葵防效较好而对藜的防效较差，三氟啶磺隆则相反。苗期应用灭生性除草剂草甘膦对恶性杂草的防效都比较好。

嘧硫草醚和三氟啶磺隆在花铃期对恶性杂草的防效下降，可能与杂草龄期较大耐药性增加有关。乙氧氟草醚在花铃期的杀草活性较强，对除裂叶牵牛外的其他恶性杂草的防效均比较好。草甘膦在花铃期的防效也较苗期下降，尤其是对裂叶牵牛；但将嘧硫草醚或三氟啶磺隆与精喹禾灵混用（2016年）可以较好防除裂叶牵牛。

由于苗期和花铃期的连续防治，2016年苘麻、田旋花、裂叶牵牛和打碗花在吐絮期已全部死亡。吐絮期应用草甘膦可有效防除剩余的藜、反枝苋、铁苋菜、龙葵和鹅绒藤这5种恶性杂草；乙氧氟草醚对反枝苋、铁苋菜和鹅绒藤的防效较好，但对藜和龙葵的防效不佳。

综上可见，在本试验条件下，反枝苋、田旋花和打碗花这几种影响机采的恶性杂草相对容易防治，而龙葵、铁苋菜、藜、裂叶牵牛和鹅绒藤相对难防治。此外，田间观察和产量结果（未给出）表明，本研究各处理对棉花未产生明显药害，对产量也无显著影响（与人工除草相比）。

本研究2014年和2016年在不同生育时期进行了连续防治，虽然收获前对影响机采的恶性杂草的累积株防效均可超过95%（2014年几个处理对龙葵的防效除外），但考虑到不同除草剂对棉花的安全性、经济效益及对非恶性杂草的防除，推荐黄河流域棉区机采棉田的化学除草策略如下：①采用二甲戊灵、氟乐灵等进行播前混土或播后苗前封闭；②苗蕾期应用嘧硫草醚或三氟啶磺隆，二者混用有可能扩大杀草谱，且降低三氟啶磺隆的用量；③苗蕾期如果禾本科杂草发生量大，可将精喹禾灵等芳氧苯氧丙酸类除草剂与嘧硫草醚和三氟啶磺隆混用，但要注意不要桶混，以先喷施芳氧苯氧丙酸类除草剂为宜；④花铃期应用选择性除草剂乙氧氟草醚或灭生性除草剂草甘膦，如果禾本科杂草危害严重，可将精喹禾灵等与乙氧氟草醚混用，以先喷施芳氧苯氧丙酸类除草剂为宜；⑤吐絮期应用草甘膦。上述除草剂除三氟啶磺隆外，应用成本在40～150元·hm－2（根据相关农药公司的零售价计算），未来随着三氟啶磺隆专利保护到期和生产厂家的增多，成本预期也会大幅下降，应用其化学除草的经济效益有望与人工除草相当或超过人工除草。此外，需要注意草甘膦长期使用带来的杂草抗药性问题[20]。

表10 不同时期连续应用各种除草剂在收获前对影响棉花机采的恶性杂草的株防效 %

本研究存在以下不足，一是3年的试验设计不一致，在一定程度上影响年度间结果的可比性；二是对田间杂草种类和数量未进行人工干预，试验小区间的杂草种类和基数不同，有的杂草基数甚至为0，这也会影响对除草剂药效的评价；三是防效计算方法不一致，2013和2014年采用相对株防效，2016年采用一般株防效，且缺失质量防效的数据。以后的研究宜采用校正株防效和质量防效来评价除草剂的药效[21]。

4 结论

在本试验条件下，影响棉花机械采收的恶性杂草中，苘麻、反枝苋、田旋花和打碗花相对容易防治，龙葵、铁苋菜、藜、裂叶牵牛和鹅绒藤的防治难度相对较大。在采用二甲戊灵播前混土防除的基础上，在苗蕾期、花铃期、吐絮期顺序应用嘧硫草醚或/和三氟啶磺隆、乙氧氟草醚或草甘膦、草甘膦，可有效防治黄河流域棉区影响棉花机采的恶性杂草。如果禾本科杂草危害严重，可在前中期防治时加入精喹禾灵等芳氧苯氧丙酸类除草剂，但注意不要桶混，以先喷施芳氧苯氧丙酸类除草剂、2～3 d后喷施阔叶类杂草除草剂为宜。

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Chemical Control of Weeds Seriously Impacting the Mechanical Harvesting of Cotton in the North of the Yellow River Valley of China

Huang Jian,Jiang Jianxun,Du Mingwei,Tian Xiaoli*,Li Zhaohu