不同化肥农药减施组合对水稻主要病虫害发生及产量的影响

张舒，赵华，吕亮，常向前，杨小林，杨利，卢殿友，陈明学

1.农业农村部华中作物有害生物综合治理重点实验室/农作物重大病虫草害可持续控制湖北省重点实验室/湖北省农业科学院植保土肥研究所，武汉430064；2.湖北省襄阳市南漳县农业技术推广中心，南漳 441500

化学肥料和农药是保障国家粮食安全和主要农产品有效供给不可替代的投入品[1]。化肥农药过量施用所带来的生态环境污染、农产品质量安全、耕地质量下降、生物多样性破坏、农产品生产成本持续升高等问题越来越凸显[2-4]，因此，开展新的栽培模式下化学肥料农药减施的关键技术研发、集成与推广应用，是当前水稻安全生产与绿色发展的途径。有研究证明化学肥料的过量使用会影响水稻病虫害的发生程度[5-6]，生物农药替代[7-10]与绿色助剂[11-13]可以实现化学农药的减量，但是有关肥药融合对病虫害及产量影响的研究较少。本研究拟通过对化学肥料的不同减施幅度与不同农药减量措施组合下水稻重大病虫害发生及产量进行比较分析，探索符合绿色发展理念的化肥农药“双减”可行技术。

1 材料与方法

1.1 供试农药

22%苄·乙WP，浙江天丰生物科学有限公司产品；20%氯虫苯甲酰胺EC，美国杜邦公司产品；25%吡蚜酮WP，安徽丰乐农化有限责任公司产品；8%井冈霉素AS，武汉科诺生物科技股份有限公司产品；75%三环唑WP，通州正大农药化工有限公司产品；63%激健(减量降残增产助剂)，四川蜀峰作物科学有限公司产品；180亿孢子/mL金龟子绿僵菌CQMa421OD，重庆聚立信生物工程有限公司产品；20%井·烯·三环唑WP，通州正大农药化工有限公司产品；25%井冈·枯芽菌AS，江苏省苏科农化有限责任公司产品；80%敌敌畏EC，湖北沙隆达股份有限公司产品。

1.2 供试肥料

45%复合肥(15-15-15)，湖北新洋丰肥业股份有限公司产品；17.1%碳酸氢铵，湖北新生源生物工程股份有限公司产品；46.4%尿素，湖北三宁化工股份有限公司产品；60%氯化钾，黑龙江倍丰农业生产资料集团有限公司产品；锌肥(大粒锌)，武汉高飞农业有限公司产品；硼肥(库亚硼)，阿道夫(武汉)作物营养有限公司产品；水稻专用硅肥，阿道夫(武汉)作物营养有限公司产品。

1.3 供试作物

供试作物为C两优华占中稻，种子购自北京金色农华种业科技股份有限公司。667 m2用种量1.25 kg，人工移栽。

1.4 防治对象

纹枯病Rhizoctoniasolani、稻曲病Ustilaginoideavirens、稻瘟病Phyriculariagrisea,二化螟Chilosuppressalis、稻飞虱(Nilaparvatalugens和Sogatellafurcifera)和稻纵卷叶螟Cnaphalocrocismedinalis。

1.5 试验安排

试验田设在南漳县清河区黄连树村，面积为8 500 m2，前茬为空闲。土壤为轻壤土，pH值6.8，有机质含量中等，土壤肥力中等。

1.6 处理与设计

按肥料与农药减量2个因子，肥料减量设减量10%(F1)、减量20%(F2)、减量30%(F3)共3个梯度方案，农药减量因子设常规防治(P1)、生物农药替代(P2)、绿色助剂减量(P3)共3个方案，组合成9个处理:F1P1、F1P2、F1P3、F2P1、F2P2、F2P3、F3P1、F3P2、F3P3，另设1个常量肥料、不进行药剂防治方案作为对照(CK)，共10个处理，每个处理面积825 m2。为方便施肥施药和水分管理，本试验按大区设计，处理之间作埂铺农膜，以防串水。调查时，每处理调查3个点，视为3次重复。

1.7 肥药施用方法

1)肥料施用。每667 m2大量元素肥料正常用量(kg)为N 12、P2O56、K2O 9,补充微量元素肥料大粒锌400 g、库亚硼400 g、水稻专用硅肥800 g；氮肥运筹方式釆取分次施用和氮肥后移，氮肥采用5-3-2的方式(底肥50%,分蘖肥30%于插秧后7～11 d施入，穗肥20%于幼穗分化5～6期时施)；50% N、67% K、100% P、100% Zn、100% B按不同处理的减量标准作底肥施用；30% N、100% Si按不同处理的减量标准配合除草剂作返青分蘖肥施用。20% N、33% K按不同处理的减量标准作穗肥施用。

2)农药施用。依据2018年病虫情报，结合试验田病虫草害具体发生情况，确定防治对象及防治时期，以下方案中提及的农药剂量均为每667 m2制剂用量。①杂草：于6月7日用22%苄·乙WP 25.5 g拌尿素及硅肥撒施。②病虫害:第1次集中于7月21日喷药，防治2代二化螟、稻飞虱、纹枯病、稻瘟病、稻曲病。常规防治方案(P1)：7月21日用20%氯虫苯甲酰胺EC 10 mL+25%吡蚜酮WP 20 g+8%井冈霉素AS 100 g+75%三环唑WP 30 g集中防治；生物农药替代方案(P2)：7月17日用180亿孢子/mL金龟子绿僵菌CQMa421 OD 40 mL提前防治稻飞虱和稻纵卷叶螟，7月21日用20%氯虫苯甲酰胺EC 7 mL+25%吡蚜酮WP 14 g+8%井冈霉素AS 70 g+75%三环唑WP 21 g+25%井冈·枯芽菌AS 100 mL集中再防治；绿色助剂减量方案(P3):7月21日用20%氯虫苯甲酰胺EC 7 mL+25%吡蚜酮WP 14 g+8%井冈霉素AS 70 g+75%三环唑WP 21 g+63%激健(减量助剂)15 mL集中防治。第2次集中于8月7日喷药，防治稻瘟病、稻曲病、稻飞虱、稻纵卷叶螟。常规防治方案(P1):8月7日用20%井·烯·三环唑WP 100 g+25%吡蚜酮WP 20 g集中防治；生物农药替代方案(P2):8月1日用180亿孢子/mL金龟子绿僵菌CQMa421 OD 40 mL提前防治稻飞虱和稻纵卷叶螟，8月7日用20%井·烯·三环唑WP 70 g+25%吡蚜酮WP14 g+25%井冈·枯芽菌AS 100 mL集中再防治；绿色助剂减量方案(P3)：8月7日用20%井·烯·三环唑WP 70 g+25%吡蚜酮WP 14 g+63%激健减量助剂15 mL集中防治。第3次集中于8月21日喷药，防治4代稻飞虱。常规防治方案(P1)，8月21日用80%敌敌畏EC 250 mL防治；生物农药替代方案(P2)，8月15日用180亿孢子/mL金龟子绿僵菌OFK 40 mL提前防治稻飞虱，8月21日用80%敌敌畏EC 175 mL再防治；绿色助剂减量方案(P3)，8月21日80%敌敌畏EC 175 mL+63%激健减量助剂15 mL防治。

1.8 田间管理

每667 m2用45%洋丰牌复合肥(N、P、K含量为15-15-15)40 kg作底肥,返青后每667 m2追施尿素8 kg作分蘖肥，7月中旬末每667 m2用氯化钾5 kg、尿素5 kg作穗肥。全生育期施纯氮12 kg、五氧化二磷6 kg、氧化钾9 kg，N、P、K比为1∶0.5∶0.75。5月13日浸种催芽,5月16日播种，播种时各处理间作20 cm高田埂以防窜水。6月6日移栽，株行距20.0 cm×13.3 cm，全生育期除按方案施用杀菌剂，不再施用任何其他杀菌剂，草害及虫害防治和其他农事操作同常规。

1.9 施药时间及方法

共3次集中用药。第1次在水稻分蘖末期(7月21日)，第2次在孕穗破口前(8月7日)，第3次在齐穗期(8月21日)，生物农药提前4～6 d用药。施药时间均选择在下午16:00左右进行，若施药后12 h内遇雨天，翌日补施。施药时用塑料隔离，以防止不同药剂间交叉污染。

1.10 调查记载

7月21日(药前)、7月31日(药后10 d，第3代稻飞虱)和8月29日(第3次药后8 d，第4代稻飞虱)调查稻飞虱危害；8月6日调查稻纵卷叶螟危害；8月29日调查二化螟危害；9月8日调查纹枯病、稻瘟病、稻曲病发生情况。9月9日和9月20日分别进行理论产量和实际产量测定。

二化螟、稻纵卷叶螟和稻飞虱的调查方法及计算公式参照GB/T 17980.1—2000、GB/T 17980.2—2000和GB/T 17980.4—2000执行；稻瘟病和纹枯病的调查方法、分级标准及危害率计算公式分别参照GB/T 17980.19—2000和GB/T 17980.20—2000执行。稻曲病调查方法、分级标准及危害率计算参照NY/T 1464.54—2014执行。

理论测产按通用方法进行。实际产量收获时测定，每处理实收1 m2，单收单脱单晒，折合单位面积实际产量。

1.11 数据处理方法

利用DPS、Excel统计软件对试验结果进行studentt测验和完全随机设计两因素有重复的试验模块进行统计分析，比较各处理间的差异性。

2 结果与分析

2.1 对水稻主要害虫发生的影响

将9个不同化肥农药减施组合处理水稻稻飞虱、稻纵卷叶螟和二化螟的危害率与CK进行studentt检测，结果列于表1,结果显示：3代稻飞虱百蔸虫量F1P1、F2P1与CK间差异显著，其他各处理CK间没有显著性差异；4代稻飞虱百蔸虫量F1P1和F3P1与CK间差异极显著，F2P1和F3P2与CK间差异显著，其他各处理与CK间没有显著性差异；稻纵卷叶螟卷叶率、二化螟白穗率和百株虫量与CK比较均没有显著性差异。

表1 不同化肥农药减施组合水稻主要虫害的发生情况 Table 1 Occurrence of major pests of rice in different fertilizer and pesticide reduction combinations

将减肥和减药两因素对水稻稻飞虱、稻纵卷叶螟和二化螟的影响进行完全随机区组设计的统计分析，结果列于表2。结果显示，3代稻飞虱减肥(F)与减药(P)互作的各处理间无显著差异，减药处理(P)对3代稻飞虱的影响达显著差异(P<0.01)，而减肥处理(F)对3代稻飞虱的影响不明显；在减药因素中，P1、P2、P3相互之间达极显著差异。4代稻飞虱减肥(F)与减药(P)互作的各处理间无显著差异，减药处理(P)对4代稻飞虱的影响达极显著差异，而减肥处理(F)对4代稻飞虱的影响达显著差异；在减肥因素中，F1与F2、F2与F3之间差异不显著，F1与F3之间差异极显著，在减药因素中，P1、P2、P3相互之间达极显著差异。稻纵卷叶螟减肥(F)与减药(P)互作的各处理间无显著差异，减肥处理(F)对稻纵卷叶螟的影响达显著差异，而减药处理(P)对稻纵卷叶螟的影响不明显；在减肥因素中，F1和F2之间没有显著差异，二者均与F3差异显著。二化螟(百蔸虫量)F因素间、P因素间、F×P之间各处理均无显著差异。

表2 肥药因素对水稻主要害虫的影响 Table 2 Effects of fertilizer and pesticide factors on main rice pests

2.2 对水稻主要病害的影响

将9个不同肥药减施组合处理水稻纹枯病、稻瘟病和稻曲病的病情指数与CK进行studentt检测，结果列于表3。结果显示，F1P3、F2P2、F2P3和F3P3组合纹枯病病情指数与CK间差异显著，其他各处理CK间没有显著差异；稻瘟病和稻曲病各处理与CK比较均没有显著性差异。

将减肥和减药两因素对水稻纹枯病、稻瘟病和稻曲病影响进行完全随机区组设计的统计分析，结果列于表4。从表4可以看出，纹枯病随着肥料减幅增加及减药幅度变小，病情有减轻趋势。在减肥(F)因素中，F1与F2间病情指数无显著性差异，二者均极显著高于F3；在减药(P)因素中，P2与P3间病情指数无显著性差异，二者均极显著高于P1。稻瘟病和稻曲病F因素、P因素之间各处理均无显著性差异。

表3 不同化肥农药减施组合水稻主要病害的发生情况 Table 3 Occurrence of major diseases of rice in different fertilizer and pesticide reduction combinations

表4 肥药因素对水稻主要病害的影响 Table 4 The significant differences of fertilizer and pesticide factors on the main diseases of rice

2.3 对水稻产量的影响

将9个不同肥药减施组合处理的理论和实测产量与CK进行studentt检测，结果列于表5。由表5可知，不同肥药组合处理的理论产量为535.7～625.2 kg/667 m2，对照处理的理论产量为620.6 kg/667 m2，不同肥药组合处理除F3P1、F3P3处理产量显著低于CK外，其他组合处理与CK比较均没有显著性差异。不同肥药组合处理的实测产量介于513.9～590.6 kg/667 m2，对照处理的实测产量为575.5 kg/667 m2，不同肥药组合处理除F2P2、F3P1、F3P2和F3P3处理产量显著低于CK外，其他组合处理与CK均没有显著性差异。总的来讲，减肥30%对水稻产量有显著影响。

表5 不同化肥农药减施组合的产量测定 Table 5 Yield measurement of different fertilizer and pesticide combinations with reduced application

将减肥和减药两因素对水稻产量影响进行完全随机区组设计的统计分析，结果列于表6。从表6可以看出，F1与F2之间理论和产量均没有显著性差异，二者均极显著高于F3产量，且F3理论和实测产量均低于CK，说明减肥幅度在20%以内较为合适。P2、P3与P1理论产量分别相差2.1、13.7 kg，实测产量分别相差14.1、8.2 kg，方差分析结果显示P1、P2与P3之间理论产量和实测产量均没有显著性差异，说明2种减量的植保措施可以作为农药减量的技术措施。

表6 肥药因素对产量的影响 Table 6 Influence of fertilizer and pesticide factors on yield

3 讨 论

本试验研究了人工移栽模式下不同化肥农药减量组合对水稻主要病虫害发生及产量的影响，结果表明，减肥有减轻病虫发生程度的趋势，减药有加重病害发生程度的趋势。减肥10%～30%时纹枯病的病情指数由19.99降低至17.96，生物农药替代化学农药(P2)和绿色助剂减量(P3)分别比常规化学防治(P1)的病情指数增加2.51、3.25，方差分析结果表明单独减肥或减药影响水稻纹枯病的发生。就稻瘟病和稻曲病而言，虽然不同减肥水平和不同植保方案下稻瘟病和稻曲病的病情指数有一定差异，但方差分析结果显示减肥减药不同处理间没有显著性差异，可见不同减肥减药处理对稻曲病和稻瘟病没有显著影响。从对水稻主要害虫的危害率分析可见，单独减肥或减药可显著影响稻飞虱、稻纵卷叶螟发生程度，但对二化螟发生程度无显著影响。减肥10%～20%时对水稻产量没有影响，减肥30%时对水稻产量有明显影响；3个植保方案之间产量没有显著性差异。综上分析，减肥20%以内，采用生物农药替代化学农药和绿色助剂减药措施基本上能达到控制水稻主要病虫害发生而不减产的目的，在生产上是可行的。

肥料和农药是水稻生产必不可少的农用化学品，是水稻增产增收的主要贡献者，但是肥料和农药的过量使用，也会带来污染环境、土壤板结、影响生物多样性等问题。王会福等[14]研究了肥药双减运筹对单季稻病虫害发生和产量的影响，通过控肥+生态调控措施，稻纵卷叶螟百丛虫苞比对照少1.3～1.6个,稻飞虱百丛虫量比对照少3.7～5.4头,纹枯病病指比对照低0.18～0.26,稻曲病病指比对照低0.08～0.13，理论和实割产量分别比对照增538.5～967.5 kg/hm2和505.5～924.0 kg/hm2,增产率达5.9%～10.8%。成晓松等[15]研究水稻氮肥后移加保蛛控虫技术，在减少氮肥28.71%和农药28.71%的情况下，通过氮化肥后移和蜘蛛控虱，纹枯病穴发病率控制在5%以下，蛛虱比一直控制在1∶3以内，示范区比对照区增产166.5 kg/hm2。探索水稻稳产情况下的减肥减药融合技术，是实现减量控害、粮食安全和绿色发展的根本出路。

本研究探索了化学肥料减施幅度和2种化学农药替代技术组合对水稻主要病虫害和产量的影响，但仅限人工移栽栽培模式下，其他耕作栽培模式下病虫害发生和肥水管理会有差异，其影响有待进一步研究。