除草剂减量施用对麦田杂草的防治效果及对叶绿素SPAD值的影响

高海峰,白微微,张 航,杨安沛,范贵强,方 辉,刘恩良,李广阔

(1. 新疆农业科学院 植物保护研究所/农业部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室/农业部库尔勒作物有害生物科学观测实验站,乌鲁木齐 830091；2. 新疆农业科学院 粮食作物研究所，乌鲁木齐 830091)

刘恩良，男，副研究员，研究方向为小麦及甘薯栽培育种。E-mail:liuenliang_513@163.com

杂草作为麦田最主要的有害生物之一，通过与小麦竞争光照、水分、营养物质和生存空间，并传播病虫害，是造成小麦减产的主要因素之一[1-2]。新疆小麦常年种植面积约96.2万hm2，其中小麦受杂草危害面积超过16.7万hm2[3]，因此有效控制杂草危害是新疆提高小麦产量的关键措施。目前，麦田杂草防治主要依靠化学防除，人工拔除较少。但随着广大种植户过度依赖化学农药、施药不及时及加大剂量使用除草剂，造成杂草抗药性上升，除草剂药害频发[4-6]。

除草剂的使用对目标作物本身也是一种胁迫因子，部分除草剂的使用会显著降低作物叶片的光合作用，使叶片同化物输出受阻[7]。已有研究表明叶片光合作用的强弱与叶绿素含量呈显著正相关[8]，喷施除草剂会对叶绿素含量产生重要影响。王正贵等[9]发现麦田使用苯磺隆、使它隆、异丙隆、骠马、绿麦隆等5种除草剂后，均导致小麦叶片叶绿素SPAD值下降，且异丙隆倍量处理抑制率最大，达27%；娄国强等[10]报道苯磺隆、苄嘧磺隆对部分小麦品种叶绿素含量影响较大；党建友等[11]发现使用2，4-D丁酯降低小麦灌浆期旗叶的叶绿素SPAD值；钱兰娟等[12]报道宁麦16喷施炔草酯后叶绿素含量下降68.58%；王鑫等[13]发现二甲四氯能显著影响罂粟的叶绿素相对含量；刘阳等[14]报道二甲四氯对水稻叶绿素含量的影响；刘欢等[15]报道不同浓度除草剂显著影响燕麦的光合特性。叶绿素SPAD值是代表叶绿素相对含量的一个重要指标，可用SPAD-502叶绿素测定仪进行测定。目前叶绿素SPAD值已广泛用于小麦生长发育和产量形成上[16-18]。因此，本研究在探讨化学除草剂减施后对麦田杂草的防除效果的同时，研究除草剂减量喷施后小麦叶片叶绿素SPAD值的变化特征，以期从叶绿素变化等方面研究除草剂对小麦生长的安全性，为除草剂减施提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试小麦品种为‘新冬20号’，其原品系代号为‘87-5108’(后审定定名为‘冀麦37号’)，是新疆农业科学院粮食作物研究所从河北省农业科学院引进品系，于1995年经新疆农作物品种审定委员会审定通过并命名为‘新冬20号’。

供试药剂：28%唑草·苯磺隆可湿性粉剂(天津市华宇农药有限公司)；36%唑草·苯磺隆可湿性粉剂(苏州富美实植物保护剂有限公司)；10%苯磺隆可湿性粉剂(江苏长青农化股份有限公司)；7%双氟·炔草酯可分散油悬浮剂(山东省青岛农冠农药有限责任公司)； 5%(唑啉草酯+炔草酯)乳油(先正达中国有限公司)。

1.2 试验条件

试验在泽普县种子公司脱绒厂冬小麦试验田进行，试验田土壤肥力较好。冬小麦于2015-10-16播种，除草剂施药时间是2016-03-27，施药时小麦处于返青起身期。小麦试验田间主要杂草由硬草(SclerochloakengianaTzvel.)、播娘蒿(DescurainiasophiaL.Schur)、扁蓄(PolygonumaviculareL.)和灰绿藜(ChenopodiumglaucumL.)组成。使用3 WBS-16型喷雾器，二次稀释配药，药液量为450 kg/hm2。

1.3 试验设计

试验共8个处理(表1)，3次重复，小区随机区组排列，小区面积35 m2，小区间设保护行。

1.4 试验方法

1.4.1 杂草调查 施用前调查杂草种类及数量，每小区固定调查3点，每点调查0.25 m2。分别于施药后7 d、15 d目测观察对小麦生长的影响。施药后第30 d调查每小区的杂草株数，计算株防效，施药后45 d调查统计杂草的数量并称量其鲜质量，计算株防效和鲜质量防效。数据以“平均 数±标准误”表示。

株防效= [1-(对照区药前杂草株数×处理区药后杂草株数)/(对照区杂草株数×处理区杂草株数)]×100%

鲜质量防效=(空白对照区杂草鲜质量-处理区杂草鲜质量)/空白对照区杂草鲜质量×100%

表1 试验设计Table 1 Experiment design

1.4.2 叶绿素含量(SPAD值)测定 于除草剂施用后1 d、3 d、5 d、7 d、30 d、45 d，采用日本生产的SPAD-502叶绿素测定仪进行测定，从旗叶基部到尖端测3点取平均值，每小区测10片旗叶。

1.5 数据处理

使用IBM SPSS Statistics 22对数据进行方差分析，并采用Duncan’s新复极差法进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 药剂处理对冬小麦的安全性

施药后7 d、15 d对小麦的观察表明，供试药剂处理区小麦与清水对照区小麦在株高、叶片大小、叶色等方面均无差异。表明，供试药剂在试验浓度下对小麦生长安全，无不良影响。

2.2 不同药剂处理对冬小麦田杂草的防治效果

2.2.1 药后30 d株防效 药后30 d调查结果表明(表2)，除草剂减施对麦田1 a生杂草播娘蒿和扁蓄均具有一定的效果，其防效分别为 72.12%～99.09%和29.44%～67.45%，其中处理2(减施33.33%)对播娘蒿和扁蓄的防效最好，与处理5(农户剂量)、处理6(农户剂量)和处理7(增施33.33%)的株防效之间无显著性差异；除草剂减施对麦田1 a生杂草灰绿藜具有较好的防效，其中处理2(减施33.33%)、处理3(减施 60.00%)和处理4(减施60.00%)对灰绿藜的株防效分别为91.99%、91.68%和97.92%，与处理5(农户剂量)、处理6(农户剂量)和处理7(增施33.33%)的株防效之间无显著性差异；处理1(减施25.00%)和处理4(减施60.00%)对麦田1 a生杂草硬草具有较好的防效，其防效分别为 92.25%和83.94%。

表2 不同处理药后30 d的防治效果Table 2 Broadleaf and grassy weeds after 30 days

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

Note:Different lowercase letters in the same column indicate significant difference(P<0.05),The same below.

2.2.2 药后45 d防效 药后45 d调查结果表明(表3)，除草剂减施对麦田1 a生杂草播娘蒿的株防效为72.12%～99.09%，鲜质量防效为 98.81%～100.00%，其中处理2(减施 33.33%)对播娘蒿的株防效和鲜质量防效均最好，与处理5(农户剂量)、处理6(农户剂量)和处理7(增施33.33%)的株防效之间无显著性差异；除草剂减施对麦田1 a生杂草扁蓄的株防效相对较差，防效为54.39%～72.80%，但对扁蓄的鲜质量防效较好，防效为94.49%～97.56%，与处理5(农户剂量)、处理6(农户剂量)和处理7(增施 33.33%)的鲜质量防效之间无显著性差异；处理2(减施 33.33%)、处理3(减施60.00%)和处理4(减施 60.00%)对灰绿藜的株防效和鲜质量防效均较好，防效分别为91.72%～100.00%和 98.78%～100.00%，与处理5(农户剂量)、处理6(农户剂量)和处理7(增施33.33%)的鲜质量防效之间无显著性差异；处理1(减施25.00%)和处理4(减施60.00%)对麦田1 a生杂草硬草的株防效和鲜质量防效较好，防效均在97.30%以上。

表3 不同处理药后45 d的防治效果Table 3 Broadleaf and grassy weeds after 45 days

2.2.3 不同药剂处理对阔叶杂草的防治效果 药后30 d调查结果表明(表4)，除草剂减施对麦田1 a生阔叶杂草的株防效为67.77%～ 85.10%，其中处理2(减施33.33%)的株防效最好，为85.10%，与处理5(农户剂量)、处理6(农户剂量)和处理7(增施33.33%)的株防效之间无显著性差异。药后45 d调查结果表明(表4)，除草剂减施对麦田1 a生阔叶杂草的株防效相对较好，株防效为78.13%～88.07%，但对麦田1 a生阔叶杂草的鲜质量防效较好，防效均在 98.54%以上，与处理5(农户剂量)、处理6(农户剂量)和处理7(增施33.33%)的鲜质量防效之间无显著性差异。

表4 不同处理对阔叶杂草的防治效果Table 4 Different treatments on broad leaf weeds

2.3 除草剂对小麦叶绿素含量(SPAD)的影响

药后1 d调查结果表明(表5)，除草剂减施后小麦旗叶叶绿素SPAD值为48.49～51.31，与处理5(农户剂量)、处理6(农户剂量)、处理7(增施33.33%)和处理8(空白对照)的叶绿素SPAD之间无显著性差异。药后3 d调查结果表明(表5)，施用除草剂后小麦旗叶叶绿素SPAD值均显著低于或低于处理8(空白对照)的叶绿素SPAD。处理3(减施60.00%)小麦旗叶叶绿素SPAD值为49.13，显著高于处理6(农户剂量)和处理7(增施33.33%)的叶绿素SPAD，高于处理5(农户剂量)的叶绿素SPAD；处理1(减施25.00%)、处理2(减施33.33%)和处理4(减施60.00%)小麦旗叶叶绿素SPAD值为46.26～48.37，显著高于或高于处理7(增施33.33%)的叶绿素SPAD，与处理6(农户剂量)的叶绿素SPAD之间无显著性差异。药后5 d调查结果表明(表5)，施用除草剂后小麦旗叶叶绿素SPAD值均显著低于或低于处理8(空白对照)的叶绿素SPAD。处理1(减施25.00%)、处理3(减施60.00%)和处理4(减施60.00%)小麦旗叶叶绿素SPAD值为51.07～52.17，显著高于处理6(农户剂量)和处理7(增施33.33%)的叶绿素SPAD，高于处理5(农户剂量)的叶绿素SPAD。药后7 d调查结果表明(表5)，施用除草剂后小麦旗叶叶绿素SPAD值均显著低于或低于处理8(空白对照)的叶绿素SPAD。处理3(减施60.00%)小麦旗叶叶绿素SPAD值为50.37，显著高于处理7(增施 33.33%)的叶绿素SPAD。处理1(减施 25.00%)、处理2(减施33.33%)和处理4(减施60.00%)小麦旗叶叶绿素SPAD值为48.93～49.11，与处理5(农户剂量)、处理6(农户剂量)、处理7(增施33.33%)的叶绿素SPAD之间无显著性差异。药后30 d和35 d调查结果表明(表5)，除草剂减施小麦旗叶叶绿素SPAD值分别为 53.98～55.35和55.94～57.62，与处理5(农户剂量)、处理6(农户剂量)、处理7(增施33.33%)和处理8(空白对照)的叶绿素SPAD之间无显著性差异。

表5 除草剂不同处理对小麦旗叶SPAD值的影响Table 5 SPAD of flag leaf of winter wheat under treatments of different herbicides

3 结论与讨论

为推进农业发展方式转变，有效控制农药使用量，农业农村部制定《到2020年农药使用量零增长行动方案》[19]。近年来，除草剂的产量和使用量增长率远高于杀虫剂和杀菌剂，且未来有望占到农药市场70%以上的份额[20]。大量使用除草剂，造成杂草抗药性上升，除草剂药害频发[4-6]。因此除草剂减施是实现农药零增长的重要研究 内容。

张锦伟等[20]和李广阔等[21]报道苯磺隆减量施用仍对播娘蒿具有较好的防效。本研究中10%苯磺隆WP在减施60.00%剂量下对麦田杂草播娘蒿仍具有较好的防效，其株防效和鲜质量防效分别为84.64%和99.44%，但其对扁蓄的株防效较差，仅为56.66%，但对扁蓄的鲜质量防效较好，防效为95.18%，表明10%苯磺隆WP可在南疆冬麦田减量施用。7%双氟·炔草酯OD 63.00 g/hm2处理(减施25.00%)和28%唑草·苯磺隆WP 16.80 g/hm2处理(减施33.33%)对麦田阔叶杂草具有较好的防效，其鲜质量防效分别为98.54%和98.68%。

除草剂的使用对目标作物本身也是一种胁迫因子。本研究表明，施用除草剂3 d、5 d、7 d，小麦旗叶叶绿素SPAD值均显著低于或低于处理8(空白对照)的叶绿素SPAD。而光合作用的强弱与叶绿素含量呈显著正相关，这与已报道的部分除草剂的使用会显著降低作物叶片光合作用的结论相一致[7]。本研究发现，施用除草剂后，小麦叶片叶绿素SPAD值呈现先下降再上升的趋势，最后恢复到与空白对照叶绿素SPAD值一致的水平。药后3 d、5 d、7 d，28%唑草·苯磺隆WP 33.60 g/hm2处理(增施33.33%)小麦叶片叶绿素SPAD值显著低于7%双氟·炔草酯OD 63.00 g/hm2处理(减施25.00%)、10%苯磺隆WP 9.00 g/hm2处理(减施60.00%)和清水对照(CK)的叶绿素SPAD值，低于其他处理的叶绿素SPAD值，这表明除草剂用量越大，施用浓度越高，小麦叶片叶绿素SPAD值降低越多，进而影响到小麦的光合作用，从而影响小麦的产量。

喷施除草剂28%唑草·苯磺隆WP 16.80 g/hm2(减施33.33%)、25.20 g/hm2(农户剂量)、33.60 g/hm2(增施33.33%)后，利用SPAD-502叶绿素仪对3个处理的小麦旗叶叶绿素相对含量进行测定，发现小麦旗叶叶绿素SPAD值与除草剂浓度呈负相关，因此，在除草剂减施剂量筛选过程中，可利用叶绿素SPAD值进行协助评价，同时结合对小麦的安全性和杂草的防效进行综合评价，以便快速、准确地筛选出适合当地推广应用的除草剂，为小麦除草剂减量使用提供理论依据。