不同作业方式及药剂配方对黑龙江省半干旱区水田草害的防控效果

马军韬 张国民 王永力 张丽艳 邓凌韦 高洪儒 肖明纲 赵北平任洋 宫秀杰 郑桂萍 刘丽华

（1 黑龙江省农业科学院生物技术研究所，哈尔滨150028；2 中国科学院北方粳稻分子育种联合研究中心，哈尔滨150028；3 黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所，哈尔滨150028；4 黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江 大庆163319）

黑龙江省是北方水稻生产大省，是国家重要的粮食生产基地，常年水稻种植面积400～450 万hm2[1]。黑龙江省半干旱区主要位于松嫩平原的西南部，总土地面积占全省的1/5 强。该区域属于中温带、半干旱大陆性季风气候，雨热同季，昼夜温差大，是典型的旱作农业区[2-3]。近几年来，受市场调节等因素影响，黑龙江省半干旱区内的水田面积不断攀升，而这些水田多数是近些年由旱田改造过来的，保水性偏差，漏水田占比较高，在给当地的生态环境造成较大压力的同时也使水田的草害问题日趋凸显。

目前，黑龙江省半干旱区水田杂草约有20 种，分为禾本科杂草、阔叶杂草、莎草科杂草和藻类杂草等4大类，一般可造成10%～20%的减产[4]。其中，稗草、泽泻、萤蔺、异型莎草和野慈姑等几种杂草发生最为普遍。目前，关于水田草害的防控以化学农药为主，研究较多[5-9]。张佩等[10]的研究表明，每667 m2施用10%氰氟草酯100 mL、20%氰氟草酯150 mL 和20%氰氟草酯300 mL，在药后保水4 d 的情况下，对6 叶以下的马唐、稗草等有较好的防效。张月等[11]的研究表明，2%双唑草腈GR 对双季水稻田杂草具有良好的防治效果，210、315 和420 g/hm2处理药后30 d、45 d 对禾本科杂草和阔叶类杂草的防效均在87%以上。但是，针对黑龙江省半干旱区水田的具体草害特点的研究并不多。罗宝君等[12]的研究表明，50%丙草胺乳油＋50%嘧苯胺磺隆水分散粒剂混用，总草防效达97.60%；水稻插秧前施用50% 丙草胺乳油封闭除草，插秧后施用5%嘧啶肟草醚乳油，总草防效达95.70% 。

植保无人机主要是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，2017 年以后在黑龙江省开始较大规模应用。相较于传统喷雾机，植保无人机具有作业效率高、成本低、安全性好及使用便利等优点，但也存在一定的瓶颈，如飞机成本高、电池续航能力差、负载能力差及匹配药剂少等[13-14]。目前，在水田方面，直播无人机主要应用于防病、防虫药剂的喷洒。翟宏伟[15]的研究表明，植保无人机喷洒枯草芽孢杆菌100 mL/667 m2对稻瘟病的防效为85.49%，明显好于电动喷雾器的防效（76.03%）。肖汉祥等[16]的研究表明，在水稻分蘖末期，植保无人机喷施纳米农药3 d、7 d、14 d 后对稻飞虱的防治效果分别为94.90%、97.45%和99.31%，效果较好。但是，植保无人机在应用潜力更巨大的草害防控方面应用却不多，这可能与植保无人机负载能力差、除草剂因稀释倍数不够易造成药害、对气象条件适应能力差、雾化施药对个别阶段稻苗生长不利等情况有一定关系。柏超等[17]的研究表明，应用植保无人机在单晚水直播稻田喷施除草剂防除杂草，其防除效果与担架式机动喷雾机相近，作业效率高，喷洒均匀，但受风力等环境因子影响较大。目前，在黑龙江省水田草害防控方面，应用植保无人机最多的时期是苗前封闭期，茎叶处理期、苗后封闭期应用偏少。

总体来看，关于水田杂草防除药剂和防除机械的研究均较多，但将二者结合研究的并不多，而针对某一特殊区域进行结合研究的则更少。有鉴于此，依据黑龙江省半干旱区的气候特点、草害类型及水田保水性偏差的现实，我们于2019 年选取药效发挥较快、安全性较好的封闭除草剂，结合不同作业方式，进行其草害的防控效果试验，并探讨了其对水稻产量的影响，以为有效解决生产问题提供更多的选择。

表1 水稻苗后封闭除草剂配方信息

表2 农户应用药剂信息 （/元/667 m2）

1 材料与方法

1.1 试验地点与喷药时间

泰来县大兴镇东方红村、五七屯：苗前封闭除草剂喷药时间为5 月14 日，苗后封闭除草剂喷药时间为6月9 日。查哈阳农场金光管理区示范园、海洋管理区：苗前封闭除草剂喷药时间为5 月8 日，苗后封闭除草剂喷药时间为6 月7 日。泰来县克利镇和查哈阳农场金光管理区15 连，不进行药效分析，只进行测产及肥料利用率测定。

1.2 试验药剂及价格

水稻苗前封闭除草剂配方为34%丙·氧·噁草酮微乳剂（丙草胺15%、乙氧氟草醚12%、噁草酮7%，吉林金秋农药有限公司生产），使用剂量70 g/667m2，价格9.3 元/667 m2，所有试验地点均应用。

水稻苗后封闭除草剂配方有2 个，具体见表1。泰来县大兴镇五七屯由于苗情问题没有进行水稻苗后封闭，加喷了5%五氟磺草胺可分散油悬浮剂，价格16.5元/667 m2。

1.3 喷药方式及价格

水稻苗前封闭除草剂采取2 种喷药方式：一是植保无人机作业，价格4 元/667 m2；二是人工喷雾机作业，价格8 元/667 m2。水稻苗后封闭除草剂采取人工喷雾机作业，其目的是防止药液喷溅到秧苗上引起药害。

1.4 调查方式与指标

草害调查采用5 点取样与大区调查相结合方式，每点1 m2；调查指标包括杂草类型、株数、鲜质量等，调查时间为7 月11—13 日。水稻产量测定为取1 m2稻株，晾晒至安全水分后脱粒实测，4 次重复。

产量损失率测定：田间选取1 m2杂草为害稻株，进行测产（为害后产量）；选取1 m2没有草害的稻株，进行测产（对照产量）。产量损失率=（对照产量-为害后产量）/对照产量×100%。药剂防效提升率=（农户作业区杂草株数-试验区杂草株数）/ 农户防治田杂草株数×100%。

肥料利用率测定采用同田对比方式进行。肥料利用率=（处理区水稻吸收养分量-不施肥区水稻吸收养分量）/养分总施入量×100%。

1.5 农户应用药剂信息

农户用药具体信息见表2。泰来县大兴镇东方红村，为控制野慈姑，于7 月13 日进行了第1 次补除，喷施氯氟吡啶酯，价格26.0 元/667 m2；施药方式，植保无人机作业，价格4.0 元/667 m2。泰来县大兴镇五七屯，苗弱没有进行苗后封闭；第1 次补除，喷施五氟磺草胺，价格16.5 元/667 m2；为控制住野慈姑和稗草，于7月13 日进行了第2 次补除，喷施氯氟吡啶酯，价格26.0 元/667 m2；施药方式，人工喷雾机作业，价格8.0元/667 m2。

2 结果与分析

2.1 不同作业方式及药剂配方下水稻产量及产量损失率

从表3 可见，植保无人机作业区水稻产量介于581.67～600.00 kg/667 m2之间，平均为589.45 kg/667 m2；人工喷雾机作业区水稻产量介于575.00～600.00 kg/667 m2之间，平均为586.39 kg/667 m2；农户自主防控作业区水稻产量介于550.00～571.67 kg/667 m2之间，平均为563.33 kg/667 m2。使用配方1 的处理水稻产量介于575.00 ～593.33 kg/667 m2之间，平均为585.28 kg/667 m2；使用配方2 的处理水稻产量介于585.00～600.00 kg/667 m2之间，平均为593.75 kg/667 m2。此外，未发病区水稻产量介于586.67～600.00 kg/667 m2之间，平均为595.72 kg/667 m2。与农户自主防控作业区相比，植保无人机作业区平均增产4.64%，人工喷雾机作业区平均增产4.10%；使用配方1 的处理和使用配方2 的处理水稻均平均增产4.32%。

从表3 可见，植保无人机作业区产量平均损失率为1.05%，人工喷雾机作业区产量平均损失率为1.57%，农户自主防控作业区产量平均损失率为5.49%。使用配方1 的处理水稻产量损失率为0.89%～3.04%，平均1.91%；使用配方2 的处理水稻产量损失率为0.00～2.12%，平均0.85%。与农户自主防控作业区相比，植保无人机作业区和人工喷雾机作业区产量平均损失率分别下降4.44 个和3.92 个百分点。使用配方1 的处理和配方2 的处理水稻产量平均损失率分别下降3.58 个和4.64 个百分点。

表3 不同作业方式及药剂配方下水稻产量及产量损失率分析

表4 不同作业方式及药剂配方下各试验地点草害调查及防效提升率

表5 不同作业方式及药剂配方的成本投入分析 （/元/667 m2）

表6 不同作业方式及药剂配方的肥料利用率

2.2 不同试验地点草害防控效果

从杂草类型及数量来看，仅调查到野慈姑和稗草的分布，侧面说明该区域目前杂草种群相对单一，利于重点防控。同时，从农户自主防控作业区的杂草数量来看，明显分为3 个层次，查哈阳农场海洋管理区和金光管理区示范园杂草数量最少，泰来县大兴镇五七屯居中，泰来县大兴镇东方红村最多（表4）。这除了说明农户自主防控不到位外，也可能说明不同试验点草害的确存在差异，需要根据现实情况在配方上做出调整。

从防控效果来看，与农户自主防控作业区相比，植保无人机作业区防效提升率介于12.50%～100.00%之间，平均提升68.61%；人工喷雾机作业区防效提升率介于11.11%～100.00%之间，平均提升71.29%。配方1的处理防效提升率介于11.11%～50.00%之间，平均提升26.04%；使用配方2 的处理防效提升率均为100.00%，平均提升100.00%；泰来县大兴镇五七屯的防效提升率介于96.89 ～100.00%之间，平均提升98.84%（表4）。此外，试验区内水稻生长正常，无药害现象出现。

2.3 不同作业方式及药剂配方的成本投入分析

从表5 可见，与农户自主防控作业区相比，植保无人机作业区的药剂成本投入介于20.50～50.60 元/667 m2，节本1.40～34.00 元/667 m2，平均节本14.83 元/667 m2；喷药方式成本投入12.00～24.00 元/667 m2，节本0.00～12.00 元/667 m2，平均节本6.00 元/667 m2；总成本投入介于32.50～62.60 元/667 m2，节本3.80～46.00 元/667 m2，平均节本20.83 元/667 m2。其中，泰来县大兴镇五七屯节本最多，查哈阳农场海洋管理区节本最少。

2.4 不同作业方式及药剂配方对肥料利用率的影响

数据（表6）显示，本试验条件下，水稻对N 肥、P 肥和K 肥的吸收量和利用率均有所提高。与农户自主防控作业区相比，在查哈阳农场金光管理区15 连和泰来县克利镇的植保无人机作业区，N 肥利用率分别为34.55%和35.44%，较对照分别提高2.11 个和2.55 个百分点；P 肥利用率分别为21.80%和22.40%，较对照分别提高1.20 个和1.40 个百分点；K 肥利用率分别为44.40%和43.07%，较对照分别提高1.87 个和1.60 个百分点；总肥料利用率分别提高5.18 个和5.55 个百分点。上述情况的出现，可能与机械化综合防控技术除草效果较好，使水稻在农田生态系统的竞争中处于一个相对优势的地位，植株生长更加健壮，从而促进了营养元素的吸收。

3 讨论

从产量结果分析，2019 年水稻单产偏低，这可能与前期活动积温不足、多雨寡照等异常天气有较大关系。此外，查哈阳农场海洋管理区试验点后期被水淹，对水稻产量和药剂的后期防效均造成一定不利影响。从不同配方对产量的影响来看，配方1 和配方2 处理平均增幅相同，但配方2 的产量损失率明显更低，侧面说明配方2 的效果更好。

从防控效果分析，查哈阳农场金光管理区示范园的数据，将植保无人机作业方式和配方1 的防效都拉低了。其原因有2 点：植保无人机作业当天风力较大且风向不定，无人机稳定性不够，为防止药剂喷溅到别的田块内造成药害，植保无人机作业时离池埂边缘较远，可能药剂喷洒较少，也不够均匀；试验地点为漏水田，水层仅能保持3～4 d，即使后期补水，药剂形成的药膜也被破坏，影响封闭效果，这一点从传统喷雾机作业区、农户自主防控区除草效果均不理想也可得到佐证。此外，两种作业方式相比，貌似人工喷雾机的防效提升率平均值较高，效果较好，实则不然，如去除查哈阳农场金光管理区示范园的非正常状态数据，则植保无人机作业区防效提升率平均值为82.64%，传统喷雾机作业区防效提升率平均值为76.62%；两组数据均处于较高水平，说明试验药剂应用合理的同时也说明植保无人机的喷洒效果略胜一筹。

从成本投入角度分析，作业方式上，植保无人机作业价格更便宜；药剂配方上，配方2 虽效果较好，但其价格偏高，更适用于草害偏重地区，而对某些草害偏轻地区也可以选用一些价格相对较低的药剂进行防控，从而实现防效与经济收益的兼顾。从肥料利用率角度分析，配方1 更有利于K 肥利用率的提高，配方2 更有利于N 肥和P 肥利用率的提高，总肥料利用率也是配方2 更高，但二者间差别并不显著。