化学农药减量化措施对水稻病虫草害发生及产量的影响*

易 军, 符慧娟, 李星月, 朱从桦, 李其勇, 张 鸿

化学农药减量化措施对水稻病虫草害发生及产量的影响*

易 军1, 符慧娟1, 李星月1, 朱从桦3, 李其勇1, 张 鸿2**

(1. 四川省农业科学院植物保护研究所/农业部西南作物有害生物综合治理重点实验室 成都 610066; 2. 四川省农业科学院 成都 610066; 3. 四川省农业科学院作物研究所 成都 610066)

为研究化学农药减量下不同栽培管理措施对水稻田间病虫草害发生及水稻干物质生产及产量的影响, 进一步明确减少化学农药施用与水稻产量的关系, 采用裂区试验设计, 主区因素为2种杂草防治方式[浅旋耕作+常规除草剂用量(浅耕)、深耕耕作+减少30%除草剂用量(深耕)], 副区因素为2种病虫防治方式[常规病虫害药剂用量(常规防治)、植物激活蛋白+减少30%病虫害药剂用量(喷施激活蛋白)], 副副区因素为秧苗处理方式(未带药移栽、带药移栽), 分析测定了田间病虫草害发生、水稻干物质积累与转运、产量及构成因素等指标。结果表明: 深耕下, 分蘖期和灌浆期田间杂草株数和鲜重较浅耕显著降低, 螟虫引起的植株白穗率也明显较浅耕低。浅耕方式下水稻植株带药移栽或喷施激活蛋白后叶瘟病发生情况明显降低。在水稻干物质生产方面, 病虫防治方式和杂草防治方式显著或极显著影响茎鞘干物质积累, 且显著或极显著影响茎鞘干物质输出量、输出率和转化率; 杂草方式、秧苗处理和病虫防治3种方式的互作显著影响茎鞘干物质输出率和转化率; 喷施激活蛋白后, 齐穗期水稻植株的茎鞘干物质量增加4.0%~19.4%; 深耕下, 成熟期水稻植株的茎鞘干物质量平均增加7.1%, 但在齐穗至成熟阶段的茎鞘干物质输出和转化相对较小。相关性分析表明水稻产量与分蘖期和灌浆期杂草发生情况和叶瘟发生呈显著或极显著负相关。此外, 在深耕、带药移栽或喷施植物激活蛋白方式下, 减少30%的病虫草害药剂用量后水稻产量没有显著变化。表明通过深耕、带药移栽或喷施植物激活蛋白等病虫草害防治方式, 能有效减少水稻的化学农药用量, 实现水稻稳产增效。

水稻; 病虫草害; 农药减量; 深耕; 植物激活蛋白; 产量

水稻()是四川盆地的主要粮食作物之一, 然而四川盆地地区高温高湿, 导致水稻生长季节病虫草害常年发生[1-2]。据国家统计年鉴显示, 2010—2018年四川省农作物病虫害防治农药年均使用量为5.86万t, 比2000—2009年增长1.7%。过量的农药施用和不合理的防治措施导致药剂利用效率不高, 同时还带来了土壤板结、酸化、农药残留毒性、病虫抗(耐)药性上升、次要害虫大发生、环境污染和生态平衡破坏等一系列问题, 从而严重影响水稻的产量和品质安全以及农业生态环境安全[3-4]。病虫草害是影响水稻产量的重要因素之一。因此在稳产增产的前提下, 发展化肥农药替代技术, 促进传统化学防治向现代绿色防控的转变, 减少生产中化学农药的投入, 实现水稻产量与品质安全和农业生态环境保护相协调的可持续发展具有重要意义。

植物激活蛋白作为新型的生物农药和常用的植物免疫诱抗剂之一, 为控制农作物病虫害提供了新的思路和途径[5-6]。植物激活蛋白通过诱导植物信号传导来激活植物自身的防御系统和生长系统, 显著提高植物体内与抗病相关的酶活性, 从而降低植物病虫害发生[7-9]。带药移栽也是较为常用的水稻生长前期病虫害预防措施之一, 廖永林等[10]研究发现带药移栽后能有效控制水稻分蘖期白背飞虱()和褐飞虱()的发生, 且持效期达33 d。此外, 耕作方式对田间杂草分布存在显著影响, Chauhan等[11]发现耕作深度越深, 杂草幼苗萌发的数量越少。深耕耕作方式还能提高农田土壤的酶活性和养分有效性[12-14]。水稻病虫草害发生和产量受到田间耕作方式、化学农药类型和用量等因素的影响, 而同时在结合耕作方式、植物激活蛋白施用和带药移栽等病虫草害防治方式下, 探究化学农药用量对水稻产量形成的影响鲜见报道, 限制了不同防治措施配套使用的推广。因此, 本文通过研究深耕、激活蛋白施用和带药移栽与不同病虫草药剂用量配合处理的方式对田间病虫草害发生及水稻干物质积累和分配以及产量和产量构成的影响, 以期为稻田绿色防治方式的选择提供理论基础与实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2019年4—10月在四川省农业科学院广汉市西高水稻试验示范基地(104°18¢E, 31°05¢N)进行, 前茬为冬小麦()。试验地处四川盆地中亚热带湿润气候区, 夏季高温多雨; 二化螟()、稻飞虱(白背飞虱和褐飞虱)、稻瘟病、稻曲病、纹枯病等为该地区主要病虫害, 当地病虫草害防治主要以化学方式防治为主。

1.2 试验设计

供试水稻品种为‘天优湘99’, 三系杂交籼稻, 全生育期149 d左右。

试验采用三因素裂区设计, 主区为杂草防治方式[W1, 浅旋+常规除草剂用量(浅耕); W2, 深耕+70%常规除草剂用量(深耕)], 副区为病虫防治方式(D1, 常规病虫药剂用药量; D2, 70%病虫药剂用药量+植物激活蛋白喷施), 副副区为秧苗处理方式(S1, 未带药移栽; S2, 带药移栽), 共计8个处理(表1), 每处理重复3次, 共计24个小区, 小区面积为81 m2。小区之间用PVC隔板隔开防止串水串肥。各小区独立排灌。

4月18日播种, 水育苗。5月22日按试验处理进行耕地和除草剂喷施, 浅旋(12~15 cm)或深耕(25~27 cm), 常规除草剂用量为787.5 mL×hm-2二甲-氯氟吡乳油剂(含70%二甲四氯异辛酯+15%氯氟吡氧乙酸异辛酯)和630 g×hm−225%氰氟草酯水乳剂。5月23日移栽, 起苗前对带药移栽秧苗苗床喷施600 g×hm−2三环唑(75%可湿性粉剂)和225 g×hm−2康宽(20%氯虫苯甲酰胺)。移栽时秧苗叶龄均为4叶一心, 栽插规格为30 cm´20 cm, 每穴两苗。移栽7 d后, 各小区均施入N-P2O5-K2O为25-5-10的缓释肥600 kg×hm−2, 并按试验处理喷施15 g×hm−2植物激活蛋白(大丽轮枝菌激活蛋白VdAL)。7月25日喷施福戈、爱苗和井冈霉素等防病虫药剂, 常规防病虫药剂用量为80.0 g×hm−2福戈水分散粒剂(含20%氯虫苯甲酰胺+20%噻虫嗪)、187.5 mL×hm−2爱苗乳油剂(含15%苯醚甲环唑+15%丙环唑)和1 312.5 g×hm−2井岗霉素水剂(含4%井冈霉素A)。7月30日, 各小区均追施氯化钾(含60%的K2O)112.5 kg×hm−2和过磷酸钙(含12.5%的P2O5)37.5 kg×hm−2。9月21日收获。

表1 不同处理病虫草害防治栽培管理方式

1.3 测定项目与方法

1.3.1 杂草生长情况调查

在水稻分蘖盛期和灌浆期, 参照刁春友等[15]方法, 在各小区内5点取样。每点调查0.5 m´0.5 m内的杂草发生情况, 即各小区莎草科(Cyperaceae)[如异型莎草()、牛毛毡()等]、阔叶[野慈姑()、眼子菜()、鸭舌草()、雨久花()等]和禾本科(Gramineae)[稗草()、千金子()等]等杂草的单位面积株数和鲜重。

1.3.2 病虫害发生调查

参照刁春友等[15]方法, 在各调查区内5点取样, 每点调查相邻的10穴水稻植株, 按试验进度分别在水稻分蘖末期和黄熟期调查稻瘟病(叶瘟和穗颈瘟)的发病率和病情指数; 在黄熟期调查稻曲病的病穗率和病粒率, 以及螟虫危害定型后植株的白穗数。

1.3.3 干物质测定

分别于齐穗期和成熟期, 每小区按照平均分蘖数选取有代表性植株3穴, 分成叶片、茎鞘和穗等部分装袋, 于105 ℃下杀青30 min, 再经80 ℃烘干至恒重, 称重后计算各处理植株的干物质积累与分配情况。

1.3.4 产量和产量构成

于成熟期每小区按平均穗数取样法取9穴代表性植株, 调查各处理植株的有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒重等产量构成指标; 选取15 m2进行人工脱粒, 按标准含水量13.5%计算单位面积产量。

1.3.5 数据计算

叶瘟或穗颈瘟发病率(%)=[发病株(叶、穗)数/调查总株(叶、穗)数]´100 (1)

叶瘟或穗颈瘟病情指数=[(各级发病数´各级代表值)/(调查总株数´5)]´100 (2)

稻曲病病穗率(%)=(病穗数总穗数/调查总穗数)´100 (3)

稻曲病病粒率(%)=(病粒数总粒数/调查总粒数)´100 (4)

整白穗率(%)=(整穗白穗数/调查总穗数)´100 (5)

部分白穗率(%)=(部分穗白穗数/调查总穗数)´100 (6)

叶片(茎鞘)干物质输出量(t×hm−2)=齐穗期叶片(茎鞘)干重-成熟期叶片(茎鞘)干重 (7)

叶片(茎鞘)干物质输出率(%)=[叶片(茎鞘)干物质输出量/齐穗期叶片(茎鞘)干重]´100 (8)

叶片(茎鞘)干物质转化率(%)=[叶片(茎鞘)干物质输出量/(成熟期穗干重-齐穗期穗干重)]´100 (9)

1.4 统计分析

运用Microsoft Excel和Origin 9.0进行数据整理和图表制作, 采用SPSS 22.0软件分析数据, LSD法进行样本平均数的差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 防治方式对杂草发生的影响

从表2可以看出, 在分蘖期, 深耕和除草剂减量处理下, 田间杂草株数和鲜重较浅耕和常规用量处理显著减少, 莎草科、阔叶和禾本科杂草平均株数分别较浅耕和常规用量处理低69.6%、67.3%和96.4%; 在杂草鲜重方面, 平均鲜重较浅耕和常规用量处理分别低85.2%、86.0%和98.4%; 深耕和除草剂减量处理下田间基本未见禾本科杂草。在灌浆期, 深耕和除草剂减量处理下, 田间的莎草科和阔叶杂草平均株数分别较浅耕和常规用量处理降低58.8%和65.6%; 杂草平均鲜重较浅耕和常规用量处理分别低74.6%和96.4%; 另外, 各处理田间均鲜见禾本科杂草。说明深耕下除草剂减量处理可减少分蘖期和灌浆期水稻田间的莎草科、阔叶和禾本科杂草发生, 从而有利于水稻生长发育。

2.2 防治方式对病虫害发生的影响

如图1所示, 在不同病虫害防治处理下, 水稻叶瘟的发病率和病情指数以及螟虫造成的白穗率差异显著。在深耕方式下, 水稻植株的叶瘟发病率和病情指数较浅旋耕方式分别降低11.7%~ 45.1%和18.9%~43.7%; 带药移栽处理下, 水稻植株的叶瘟发病率和病情指数也明显较低, 分别较未带药移栽处理低18.2%~30.2%和13.9%~ 33.3%。T1处理的叶瘟发病率和病情指数最高, 较最低的T6处理分别高1.2倍和1.1倍。穗颈瘟发病情况以T8处理发病最轻。在稻曲病造成的病穗率和病粒率方面, 常规病虫药剂用量处理较喷施激活蛋白和减药30%处理分别平均减少57.1%和79.4%。其中, T4处理的稻曲病病穗率和病粒率最高, 分别达9.3%和0.2%。在螟虫造成的白穗率方面, 深耕处理下水稻植株的平均整白穗率较浅旋耕处理低72.3%, 而植株的平均部分白穗率较浅旋耕处理高1.9倍; 其中T4处理的整白穗率最高, 较整白穗率最低的T7处理高35.0倍; 此外, T5处理的部分白穗率最高。综上表明, 深耕和带药移栽均有利于减少水稻叶瘟的发生, 同时深耕的耕作方式还有利于降低由螟虫造成的植株白穗率; 而在孕穗期减施30%的药剂用量不利于稻曲病的防治。

2.3 防治方式对水稻干物质积累与转运的影响

在水稻齐穗期, 病虫防治显著影响茎鞘干物质量(表3)。喷施激活蛋白和病虫药剂减量30%处理下, 水稻植株的茎鞘干物质量较常规药剂用量处理高4.0%~19.4%。其中, T3处理的茎鞘干物质量最高, 较最低的T6处理显著高35.3%。在成熟期, 杂草防治方式显著影响茎鞘的干物质量。深耕和减少30%除草剂用量下, 水稻植株的茎鞘干物质量较常规除草剂用量处理平均高7.1%。其中, T6处理的茎鞘干物质量最高, 较最低的T2处理显著高20.4%。而在各防治方式处理下, 齐穗期和成熟期水稻叶和穗的干物质量间均没有显著差异。

表2 不同防治方式对田间杂草株数和鲜重的影响

T1-T8处理描述见表1。同列不同小写字母表示同一生育期不同防治方式处理间在<0.05水平差异显著。*和**分别表示在<0.05和<0.01水平差异显著。The meanings of T1-T8 are shown in the table 1. Different lowercase letters indicate significant differences at<0.05 level among different control methods at the same growth stage. * and ** mean significant differences at<0.05 and<0.01 levels, respectively.

由表4可知, 病虫防治与秧苗处理方式互作显著影响叶片干物质输出和转化; 在常规病虫害防治情况下, 未带药移栽处理植株叶片的干物质输出量、输出率和转化率明显较高, 平均高33.6%、15.9%和30.7%; 而在喷施激活蛋白和减少30%病虫药剂用量的防治方法中, 带药移栽处理植株叶片的干物质输出量、输出率和转化率较未带药移栽处理分别高20.9%、17.1%和30.8%。杂草防治方式和病虫防治方式均显著或极显著影响茎鞘干物质的输出量、输出率和转化率; 杂草防治、病虫防治与秧苗处理方式三者互作显著影响茎鞘干物质的输出率和转化率。深耕和减少30%除草剂用量处理下, 植株的茎鞘干物质的输出量、输出率和转化率较浅耕和常规除草剂用量的杂草防治方法平均分别降低24.7%、20.5%和24.8%;喷施激活蛋白和减少30%病虫药剂用量的处理, 植株的平均茎鞘干物质的输出量、输出率和转化率较常规病虫药剂用量处理分别高40.8%、25.9%和51.2%。其中, T3处理的茎鞘干物质输出量、输出率和转化率最高, 较最低的T6处理分别高2.0倍、1.2倍和2.1倍; 另外, T8处理的茎鞘干物质输出量、输出率和转化率也较高, 但与T3处理间没有显著差异。以上结果表明不同的病虫草害防治方式主要通过影响水稻茎鞘的干物质输出和转化来影响水稻成熟期的干物质积累。喷施激活蛋白和减少30%病虫药剂用量的情况下, 水稻植株在齐穗期的茎鞘干物质量较大, 且齐穗期至成熟期的茎鞘干物质输出和转化也较高。深耕和减少30%除草剂用量的处理下, 水稻植株在成熟期的茎鞘干物质量较大, 但在齐穗期至成熟期的茎鞘干物质输出和转化相对较小。

图1 不同防治方式下稻田病虫害发生情况

T1-T8处理描述见表1。不同小写字母表示在同一病虫害指标下不同防治方式处理间在<0.05水平差异显著。The meanings of T1-T8 are shown in the table 1. Different lowercase letters indicate significant differences at<0.05 level among different control methods for the same index of disease or pest.

表3 不同防治方式对水稻干物质积累的影响

T1-T8处理描述见表1。同列不同小写字母表示不同防治方式处理间在<0.05水平差异显著。*和**分别表示在<0.05和<0.01水平差异显著。The meanings of T1-T8 are shown in the table 1. Different lowercases letters indicate significant differences at<0.05 level among different control methods. * and ** mean significant differences at<0.05 and<0.01 levels, respectively.

表4 不同防治方式对水稻叶和茎鞘干物质输出和转化的影响

T1-T8处理描述见表1。同列不同小写字母表示不同防治方式处理间在<0.05水平差异显著。*和**分别表示在<0.05和<0.01水平差异显著。The meanings of T1-T8 are shown in the table 1. Different lowercase letters indicate significant differences at<0.05 level among different control methods. * and ** mean significant differences at<0.05 and<0.01 levels, respectively.

2.4 防治方式对产量和产量构成的影响

从表5可以看出, 杂草防治方式以及杂草防治与病虫防治方式互作均显著影响植株的有效穗数; 杂草防治与秧苗处理方式互作显著影响植株的每穗粒数; 而各处理方式及其互作对水稻植株的结实率、千粒重和产量没有显著影响。在有效穗数方面, T6处理最高; 除T8处理外, 深耕的杂草防治处理较浅旋耕的杂草防治处理下植株的有效穗数高0.5%~12.3%。在每穗粒数方面, T1和T8处理均较高。各处理间在结实率、千粒重和产量方面没有显著差异。说明在减少30%的化学农药用量时, 并没有显著影响水稻产量。此外, 从表6可以看出, 水稻植株的产量与病虫害发生、杂草发生及叶瘟发病情况等呈极显著或显著负相关。

表5 不同防治方式对水稻产量和产量构成的影响

T1-T8处理描述见表1。同列不同小写字母表示不同防治方式处理间在<0.05水平差异显著。*和**分别表示在<0.05和<0.01水平差异显著。The meanings of T1-T8 are shown in the table 1. Different lowercase letters indicate significant differences at<0.05 level among different control methods. * and ** mean significant differences at<0.05 and<0.01 levels, respectively.

表6 稻田病虫草害发生与水稻产量和产量构成因素的相关性

*和**分别表示在<0.05和<0.01水平显著相关。* and ** mean significant correlation at<0.05 and<0.01 levels, respectively.

3 讨论

3.1 防治方式对田间病虫草害发生的影响

化学农药的施用是控制水稻田间病虫草害和保障粮食安全的重要手段之一。然而, 长期以来不合理地使用化学农药也带来了一系列问题[16-17]。因此合理有效利用化学农药来控制病虫草害尤为重要。羊绍武等[18]研究发现, 不同类型的药剂及用量对水稻植株的主要病虫害如稻飞虱、稻纵卷叶螟()和稻曲病等防治存在明显差异, 分蘖初期喷施化学药剂能有效降低稻飞虱数量。带药移栽则是防治生育前期田间病虫害发生的有效措施之一, 对控制稻田蓟马()、飞虱、二化螟等前期虫害, 以及对黑条矮缩病、条纹叶枯病等水稻病毒性病害有较好的预防作用[19]。本研究也发现带药移栽后, 水稻植株在分蘖期的稻瘟病发病率降低18.2%~30.2%。

植物激活蛋白通过诱导和激活植物体内的抗病基因增强植株的抗病能力, 调节植物自身的免疫系统和生长系统, 从而增强作物抵御病虫侵害和不良环境影响, 并促进生长发育[20]。赵利辉等[7]研究表明, 水稻幼苗喷施激活蛋白后, 植株的抗病相关基因和等转录水平显著提高, 叶片苯丙氨酸解氨酶和-1,3-葡聚糖酶等活性均有明显增加, 叶片病斑数量也显著降低。王炳楠等[21]发现从大丽轮枝菌()中分离得到的蛋白激发子可以明显提高植株的苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶和过氧化物酶的活性, 同时诱导抗性相关基因的表达, 从而提高植株的抗逆能力。在本研究中, 常规浅旋耕作下水稻植株喷施大丽轮枝菌激活蛋白后叶瘟发生率明显下降。袁肖寒等[22]研究表明, 新型真菌源植物激活蛋白可以通过诱导水稻植株体内的防御酶过氧化物酶、多酚氧化酶和超氧化物歧化酶活性, 从而提高水稻对稻瘟病的抗性。此外喷施激活蛋白后, 减少30%的病虫害药剂用量并不会显著增加穗颈瘟发生, 表明植物激活蛋白的施用在一定程度上有利于提高水稻植株的抗病性, 从而达到减少化控药剂用量的目的; 但喷施激活蛋白后, 减少病虫害药剂用量并不利于减少稻曲病的发生。近年来, 稻曲病已成为水稻的主要真菌性病害之一, 因此筛选高效的药剂, 并探索相应的绿色防控措施对稻曲病的防治显得尤为重要。

稻田的耕作方式通过影响土壤的物理性状和杂草种子在土壤中的垂直分布情况等进而影响杂草生长[23]。Chhokar等[24]研究表明, 水田翻耕处理较免耕和浅耕等方式田间的杂草干物质量更低, 水稻产量更高。本研究结果表明, 田间杂草在深耕栽培下发生情况明显减少; 其中, 深耕处理下分蘖期田间的莎草科、阔叶和禾本科杂草平均株数分别较浅耕处理低69.6%、67.3%和96.4%; 同时深耕也有利于减少除草剂用量。这与Yenish等[25]和张亚萍[26]的研究结果基本一致。螟虫一直是我国水稻生产上的常发性害虫, 其幼虫可钻入水稻茎秆, 造成枯心苗、枯穗或白穗。本研究发现, 深耕能有效降低水稻白穗率; 同时在叶瘟发病率方面, 深耕处理也明显较轻。表明通过深耕的耕作方式有利于将杂草种子、稻瘟病菌和螟虫虫源等深翻至土壤深处, 从而减少病虫草害的发生。

3.2 防治方式对水稻干物质积累和产量的影响

适宜的耕作和防治方式能有效调控水稻的干物质生产, 而水稻干物质的积累与分配尤其是抽穗至成熟阶段干物质的积累量与水稻的产量密切相关[4,27-28]。杂草作为影响水稻产量的重要因素之一, 可以造成水稻减产10%~20%[29-30]。胡尊艳[31]研究表明杂草对水稻干物质积累有显著影响, 而喷施除草剂后, 水稻的干物质积累量显著增加。本研究结果表明杂草防治显著影响齐穗期和成熟期茎鞘干物质量, 进而显著影响茎鞘干物质输出和转化。而产量与分蘖期和灌浆期田间的杂草发生也呈显著或极显著负相关。

薛高峰等[32]通过外源接种白叶枯病菌(pv.)后发现水稻植株的根系和地上部干物重显著降低。唐力琼等[33]研究也表明, 稻瘟病菌毒素显著抑制‘冈优725’植株的各器官干物质积累量, 并显著降低各器官干物质输出率和转化率, 从而导致水稻减产。陈敬等[34]发现外源接种稻瘟病菌孢子后, 水稻植株的结实率和千粒重显著降低。本研究中病虫防治方式显著影响水稻茎鞘干物质积累与转运, 同时叶瘟的发生与产量呈显著负相关, 稻曲病发生与结实率也呈现显著负相关。此外, 通过深耕和植物激活蛋白喷施等方式, 减少30%的除草剂和病虫害药剂的施用, 各处理间在产量表现上并没有显著差异; 表明通过合理应用深耕、带药移栽和植物激活蛋白等田间耕作及防治方式有利于实现减少病虫害药剂施用以及水稻的稳产, 同时对稻田有害生物绿色防控等方面也起到了一定促进作用。

4 结论

深耕方式下, 减少30%的除草剂用量后, 分蘖期和灌浆期的田间莎草科、阔叶和禾本科杂草数量和鲜重较浅旋耕方式显著降低; 且深耕方式下, 叶瘟的发病率和发病指数以及由螟虫导致的白穗率等较浅旋耕方式低, 而成熟期茎鞘干物质量较浅旋耕方式高, 表明深耕较浅旋耕更有利于减少水稻病虫草害发生、提高水稻产量。带药移栽后, 水稻分蘖期叶瘟发病轻; 喷施激活蛋白后, 茎鞘的干物质输出和转化明显升高, 减少30%的孕穗期病虫害药剂用量后, 穗颈瘟发生并未显著增加, 但不利于稻曲病防治。综上表明, 通过深耕、带药移栽和植物激活蛋白喷施等方式, 可以减少病虫草害等化学药剂的施用量, 并保持水稻的稳产。

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The effects of chemical pesticide reduction on the occurrence of diseases, pests, weeds and rice yield*

YI Jun1, FU Huijuan1, LI Xingyue1, ZHU Conghua3, LI Qiyong1, ZHANG Hong2**

(1. Institute of Plant Protection, Sichuan Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Integrated Pest Management on Crops in Southwest, Ministry of Agriculture, Chengdu 610066, China; 2. Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Chengdu 610066, China; 3. Crop Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Chengdu 610066, China)

A split-field test was conducted to explore how chemical pesticide reduction affects rice yield. Two weed control methods (shallow rotary tillage with conventional herbicide amounts and deep tillage with 30% less herbicide; main factor), two disease and pest control methods (conventional insecticide and fungicide amounts and plant activator protein application with 30% less insecticide and fungicide; sub-plot factor), and two seedling treatment methods (transplanting with and without pesticides; split-split plot factor) were used to investigate rice diseases, pests, weeds, and dry matter production. The results showed that deep tillage significantly decreased the weed numbers and weight compared to the shallow rotary tillage, and the white panicle rate (caused by the borer) was also significantly lowered. Rice plant leaf blast was significantly reduced by using conventional shallow rotary tillage after transplantation with pesticides or the spraying of plant activator protein. Both the weed control methods and the disease and pest control methods had significant effects on the stem sheath dry matter accumulation, and stem sheath dry matter transformation. The interactions between the weed control methods, disease and pest control methods, and seedling treatment methodssignificantly affected the stem sheath exportation and dry matter transformation. After the plant activator protein application, the stem sheath dry matter increased by 4.0% to 19.4% at the full heading stage. When deep tillage was used, the stem sheath dry matter increased by an average of 7.1%. However, the stem sheath exportation and dry matter transformation decreased from the full heading to maturity stages.Correlation analysis showed that the rice yield was significantly negatively correlated with weeds (tillering and grain-filling stages) and leaf blast (tillering stage). No effect on the rice yield was observed when strategies such as deep tillage, transplantation with pesticides, or the spraying of plant activator protein were employed with 30% less pesticide. These results suggest that the chemical pesticide amount could be reduced during planting by using control methods such as deep tillage, transplantation with pesticides, or the spraying of plant activator protein, and that the rice yield would remain stable.

Rice; Disease, pest and weed; Pesticide reduction; Deep tillage; Plant activator protein; Yield

S471

10.13930/j.cnki.cjea.200297

易军, 符慧娟, 李星月, 朱从桦, 李其勇, 张鸿. 化学农药减量化措施对水稻病虫草害发生及产量的影响[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2020, 28(12): 1913-1923

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* 四川省财政创新能力提升工程专项(2016GYSH-013)、公益性行业(农业)科研专项经费(201503127)、四川省农业科学院前沿学科研究基金(2019QYXK027)和成都市科技计划项目(019-GH02-00083-HZ)资助

张鸿, 主要从事作物栽培与绿色生产技术研究。E-mail: zhh503@163.com

易军, 主要从事水稻栽培生理研究。E-mail: donnyj123@163.com

2020-04-20

2020-08-13

* This research was supported by the Special Fund for Financial Innovation Ability Promotion of Sichuan Province (2016GYSH-013), the Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest of China (201503127), the Research Fund for Frontier Subjects of Sichuan Academy of Agricultural Sciences (2019QYXK027) and the Science and Technology Program of Chengdu (019-GH02-00083-HZ).

, E-mail: zhh503@163.com

Apr. 20, 2020;

Aug. 13, 2020