植物生长调节剂与磺酰脲类除草剂混用对防除麦田杂草的协同增效作用

巨亚雯, 陈亚丽, 徐 蓬, 付佑胜

(江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所,江苏淮安 223001)

农田杂草是作物生产中重要的有害生物,与作物争光、争水、争肥,传播病虫害,从而导致作物产量和品质降低。近年来,由于农村劳动力减少、轻简化栽培技术推广、杂草群落演替、除草剂长期单一使用、杂草抗药性水平上升等原因,农田杂草发生面积连年扩大,年均超过0.93亿hm2,且田间发生密度越来越高,危害持续加重,严重威胁我国农业生产安全[1-2]。

2019年,笔者所在课题组开展了不同浓度的植物生长调节剂对菵草种子萌发、幼苗生长影响的试验,筛选出对菵草种子萌发有调控效应的植物生长调节剂以及适宜的处理浓度。结果表明,芸薹素内酯按照一定浓度浸种处理对菵草种子的发芽率和发芽势具有显著影响,S-诱抗素在一定浓度(≤600 mg/L)下浸种处理具有抑制菵草萌发的作用[7]。

为进一步验证上述2种调节剂与麦田除草剂混用后对杂草防控效果是否有影响,开展了磺酰脲类小麦田除草剂与不同剂量的芸薹素和诱抗素桶混后喷雾防控小麦田杂草的温室试验与田间试验,观察小麦安全性,调查其对麦田禾本科杂草的防效,分析这2种调节剂与乙酰乳酸合成酶(ALS)麦田除草剂桶混喷雾对杂草防控效果的影响,为减少麦田除草剂用量、治理抗性杂草提供一个新思路。

1 材料与方法

1.1 材料

小麦品种为淮麦44,江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所作物中心提供;供试药剂:3%甲基二磺隆可分散油悬浮剂(OD),德国拜耳作物科学有限公司;7.5%啶磺草胺水分散粒剂(WG),美国陶氏益农公司;70%氟唑磺隆WG,江苏富田农化有限公司;0.01%芸薹素水剂(AS),浙江世佳科技股份有限公司;0.1%S-诱抗素AS,四川省兰月科技有限公司。

1.2 试验设计

1.2.1 温室试验 温室位于江苏省淮安市农业科学院科研创新基地(33°31′30″N,119°1′18″ E)。2021年3月初将定量的杂草日本看麦娘、看麦娘分别种植于直径为9 cm装有营养土的花盆中,种植后覆土,定期浇水。待幼苗生长至2～3叶期,间苗后选择长势一致的幼苗,按照试验设计剂量,使用喷雾器在操作室内进行药剂处理。共设定15个药剂处理和1个清水空白对照(CK)(表1),每个处理重复4次,温室内共种植看麦娘、日本看麦娘和小麦各64盆。30 d后调查记录供试药剂对杂草的防除效果、对作物的安全性及生长情况的影响。

表1 试验处理设计Table 1 Experimental treatment design

1.2.2 大田试验 试验田位于淮安市农业科学院国家稻麦科研育种创新基地,小麦于2020年11月23日采用机器带状种肥一体化条播,其中小麦播量25 kg,复合肥(N、P、K含量均为15%)30 kg,此后不再进行任何农事操作。试验前对田间禾本科杂草调查发现,禾本科杂草有日本看麦娘,看麦娘、菵草,其中日本看麦娘占比超过70%,杂草密度>100株/m2;阔叶草以繁缕为主,占总草的比例<10%。

按照除草剂+调节剂的处理,共设定15个处理和1个对照(CK)(表1),每个处理4次重复,大田试验共64个小区,每个小区面积 10 m2,各小区采用随机区组排列。2020年3月21日下午开始施药,此时禾本科杂草3～5叶期,阔叶草无分蘖,小麦处于拔节初期。土壤类型为壤土,pH值为7.21,有机质含量20.50 g/kg,有效磷含量 14.30 mg/kg,速效钾含量60.00 mg/kg。施药前 3 d 及施药当天为晴天,西南风风速为0.67 m/s,温度为17.6 ℃,湿度为58%。采用市下(SeeSa)SX-MD16E-2L电动喷雾器,配置扇形喷头,根据本地用药习惯,喷液量设为225 L/hm2。

1.3 调查方法

采用绝对值调查与估计值调查相结合的方式调查看麦娘和日本看麦娘防效。具体在药剂处理后3、7、21 d采用估计值调查法,其中3～7 d为速效性调查,调查杂草生长抑制、失绿、畸形、枯斑等受害占比情况,采用下列分级标准进行调查:1级,无草;2级,相当于空白对照的杂草的0～2.5%;3级,相当于空白对照的杂草的2.6%～5%;4级,相当于空白对照的杂草的5.1%～10%;5级,相当于空白对照的杂草的10.1%～15%;6级,相当于空白对照的杂草的15.1%～25%;7级,相当于空白对照的杂草的25.1%～35%;8级,相当于空白对照的杂草的35.1%～67.5%;9级,相当于空白对照的杂草的67.6%～100%;药后30 d在每个小区随机选取4个点,每点0.25 m2进行抽样调查,测定每种杂草植株数(或分蘖数)和鲜重[8]。

1.4 安全性调查

按药害分级方法给每个处理定级打分:1级,作物生长正常,无任何受害症状;2级,作物轻微药害,药害少于10%;3级,作物中等药害,以后能恢复,不影响产量;4级,作物药害较重,难恢复,造成减产;5级,作物药害严重,不能恢复,造成明显减产或绝产[8]。

1.5 数据处理与分析

根据调查结果,按照下面公式计算杂草株防效和鲜重防效。

株(鲜重)防效=(C-T)/T×100%。

其中:C为对照区杂草株数(鲜重);T为处理区杂草株数(鲜重)。

对试验数据和图表采用Excel处理,对14 d内杂草的变化情况以及生长调节剂和除草剂混用后的速效性影响进行分析,并借助DPS软件的Ducan’s法对同一除草剂的不同组合30 d鲜重防效和株防效进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 温室条件下不同处理30 d株防效结果

由表2可知,药后30 d,采用3%甲基二磺隆OD 20 mL/667 m2、7.5%啶磺草胺WG 12.5 mL/667 m2、70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2处理与添加0.01%芸薹素5、10 mL/667 m2或S-诱抗素30、60 mL/667 m2处理间的防效均存在显著性差异;其中,7.5%啶磺草胺WG 12.5 mL/667 m2添加0.01%芸薹素5、10 mL/667 m2与7.5%啶磺草胺WG添加0.1%S-诱抗素AS 30、60 mL/667 m2的4个处理防效较好,均在80%～95%之间,氟唑磺隆处理效果较差。各药剂组合处理后的小麦均生长正常。

表2 温室条件下不同处理药后30 d的除草效果Table 2 Weed control of different combinations in the greenhouse after 30 days

2.2 大田条件下不同处理对杂草的株防效

由表3、表4可知,施药后3 d各处理对禾本科杂草的防效均为9级;施药后7 d,3%甲基二磺隆OD和7.5%啶磺草胺WG各处理区的日本看麦娘叶片明显发黄,70%氟唑磺隆WG的各处理区日本看麦娘并无明显变化;通过抽取日本看麦娘心叶检查生长点,发现生长点明显发黄,易拔出,这表明日本看麦娘已中毒。施药后21 d,3%甲基二磺隆OD 20 mL/667 m2+0.01%芸薹素AS 10 mL/667 m2、7.5%啶磺草胺WG 12.5 g/667 m2+0.1%S-诱抗素AS 60 mL/667 m2处理对日本看麦娘的防治效果最佳,防效均为4～5级,对禾本科杂草防效达90%以上;采用70%氟唑磺隆WG的各处理对看麦娘防效为8～9级,但通过田间检查发现看麦娘叶片部分发黄,其中添加芸薹素或S-诱抗素的4个处理效果均优于单剂的处理效果。

表3 不同处理药后21 d对杂草的株防效(目测法)Table 3 Weed plant control of different combinations (visual inspection method) after 21 days

表4 不同处理药后30、45 d对杂草的防控效果Table 4 Weed control of different combinations after 30 days and 45 days

施药后30 d,7.5%啶磺草胺WG 12.5 g/667 m2+0.01%芸薹素AS 10 mL/667 m2处理对麦田禾本科杂草防控效果最佳,株防效和鲜重防效分别是96.23%和97.73%,70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2+0.01%芸薹素AS 5 mL/667 m2处理效果最差,分别为60.05%和70.37%;对比单剂的增效结果来看,氟唑磺隆+芸薹素或S-诱抗素处理的增效最明显,其中70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2+0.1%S-诱抗素AS 60 mL/667 m2处理的增效最明显,其株防效和鲜重防效分别比单剂处理增效135.79%和87.63%。45 d的株防效和鲜重防效结果显示,7.5%啶磺草胺WG 12.5 g/667 m2+0.1%S-诱抗素AS 60 mL/667 m2处理对麦田禾本科杂草防控效果最佳,株防效和鲜重防效分别是90.44%和92.95%,70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2+0.01%芸薹素AS 5 mL/667 m2处理的防效最差,为46.28%和59.34%;对比单剂的增效结果来看,氟唑磺隆+S-诱抗素处理的增效最明显,其中70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2+0.1%S-诱抗素AS 60 mL/667 m2处理的增效最明显,其株防效和鲜重防效分别比单剂处理增效100.57%和74.17%。

施药后30 d,3%甲基二磺隆OD 20 mL/667 m2处理与其添加0.01%芸薹素5、10 mL/667 m2或S-诱抗素30、60 mL/667 m2处理间在株防效和鲜重防效均存在极显著性差异;但是,7.5%啶磺草胺WG 12.5 g/667 m2添加0.01%芸薹素5、10 mL/667 m2与0.1%S-诱抗素AS 30、60 mL/667 m2的4个处理间无显著性差异;70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2单剂与70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2添加0.01%芸薹素AS 5、10 mL/667 m2和添加0.1%S-诱抗素AS 30、60 mL/667 m2的处理间均存在极显著性差异,而同一调节剂的处理间并无显著性差异。施药后 45 d,各单剂处理株防效和鲜重防效与添加0.01%芸薹素及0.1%S-诱抗素处理间均存在极显著性差异;其中7.5%啶磺草胺WG 12.5 g/667 m2添加0.01%芸薹素5、10 mL/667 m2与0.1%S-诱抗素AS 30、60 mL/667 m2的4个处理间无显著性差异;70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2单剂与70%氟唑磺隆5 g/667 m2添加0.01%芸薹素AS 5、10 mL/667 m2及0.1%S-诱抗素AS 30、60 mL/667 m2处理间均存在极显著性差异,而同一调节剂处理间并无显著性差异。

3 结论与讨论

S-诱抗素是植物内源生长调节物质之一,具有调节植物生长的作用,主要用于提高作物产量、改善作物品种、提高农产品质量[9-10]。彭俊等研究发现,赤霉素+38%苄嘧·唑草酮可湿性粉剂0.152 g a.i./L混用提高了除草剂的药效,减少了除草剂的使用量,对藨草有更好的防治作用,且生长调节剂的使用有助于棉花生长,同时也减少了除草剂对棉花带来的药害[11]。本试验结果表明,添加S-诱抗素在一定范围内提高ALS类麦田除草剂氟唑磺隆和甲基二磺隆对麦田禾本科杂草的防除效果,其影响效果可能与麦田杂草对除草剂的抗性水平有一定的关系。毕亚玲研究发现,日本看麦娘对甲基二磺隆易产生抗性[12];安徽、江苏、河南等省稻茬麦田日本看麦娘对甲基二磺隆的敏感性明显下降,主要表现为田间施用剂量明显上升,但防治效果并不好[13-15];本试验中3%甲基二磺隆OD 20 g/667 m2处理对杂草的株防效、鲜重防效分别为61.34%、69.37%。以上结果表明,在日本看麦娘对ALS类除草剂有抗性的区域选择每15 L水桶混S-诱抗素30～60 mL/667 m2,均有明显的增效作用,可有效提高ALS类除草剂对麦田禾本科杂草的效果。

芸薹素内酯是20世纪70年代美国农业科学家新发现的一种植物生长调节剂,具有显著的活性[16],主要用于促根、促长、促实,增强作物抗逆性[17]。研究发现,芸薹素内酯可完全消除低剂量36%二磺·甲磺隆水分散粒剂的药害,使高剂量36%二磺·甲磺隆水分散粒剂的药害指数显著下降 11.5%[18]。崔东亮等发现,硝磺草酮和烟嘧磺隆分别与芸薹素内酯混用,不仅能提高对杂草的防效,而且能够促进玉米生长[19]。卢政茂等综合分析发现,二氯喹啉酸与芸薹素内酯混用能够提高对稗草的防效,植物生长调节剂与除草剂混用是减轻作物药害和提高除草效果的一个有效途径[20]。本研究表明,在ALS类麦田除草剂甲基二磺隆、氟唑磺隆对日本看麦娘抗性或防效下降的区域,选择每15 L水混0.01%芸薹素AS 5～10 mL/667 m2,可显著提高对麦田禾本科杂草的防除效果;而日本看麦娘对啶磺草胺药剂敏感区域,可以通过桶混0.01%芸薹素AS降低作物的药害,同时具有一定的增效作用,提升该类药剂对杂草的防除效果,延长药剂的使用寿命。

综上所述,采用S-诱抗素和芸薹素与ALS类麦田除草剂混用可提高除草剂的药效,减少除草剂的使用量。芸薹素和S-诱抗素作为一种内源激素与麦田ALS类除草剂桶混后增效的机制以及作用方式尚需进一步的研究,研究其增效机制,有助于开发新的除草剂助剂,为杂草抗性治理提供一个新的研究方向。