3种土壤处理除草剂对小麦田菵草的防除效果

傅潇霞, 张旭娟, 魏有莹, 毛光锋, 王华英

[1.杭州市萧山区农(林)业技术推广中心,浙江杭州 310000; 2.杭州佳惠农业开发有限公司,浙江杭州 310000;3.杭州市萧山区农机水利技术推广中心,浙江杭州 310000]

近年来,轻型栽培技术的大力推广及除草剂的大量使用,导致小麦田杂草种群和群落结构发生演替[1-2]。以往少有发生的菵草(Beckmanniasyzigachne)近年来在长江流域稻茬麦区发生严重,已成为稻茬麦田最难防除杂草,对小麦生产造成了较大的影响[3-4]。麦田现有主要茎叶除草剂炔草酯、唑啉草酯、啶磺草胺和甲基二磺隆等因自身作用谱、杂草抗性或小麦安全性问题,对菵草防治效果一般,目前菵草防除主要采用小麦播后苗前封闭处理或“一封一杀”来解决。氟噻草胺(flufenacet)是德国拜耳公司开发的一个酰胺类除草剂,其主要通过抑制细胞分裂与生长而发挥作用,可防除小麦、玉米等作物田的各种一年生禾本科杂草及某些阔叶杂草,已在多个国家获得登记[5-7]。丙草胺(pretilachlor)也是一种酰胺类选择性芽前处理除草剂,通过杂草幼苗下胚轴、中胚轴吸收,药剂在体内干扰蛋白质合成,影响光合作用而使杂草死亡[8]。异丙隆(isoproturon)是取代脲类除草剂,主要用于小麦、大麦等作物田封闭或者茎叶处理防除单双子叶杂草[9-10]。氟噻草胺、丙草胺、异丙隆是目前长江中下游地区应用较广泛的播后苗前除草剂品种,对菵草均具有一定防效。为了进一步明确氟噻草胺、丙草胺、异丙隆对菵草封闭的除草效果及持效期,本研究通过温室盆栽试验和田间试验,比较氟噻草胺、丙草胺、异丙隆封闭处理对麦田菵草的防效及持效期,并初步探讨江浙地区麦田菵草对上述封闭药剂的抗药性水平,为该地区稻茬麦田菵草的防除提供技术指导,帮助农户更加科学地应用除草剂,延缓菵草种群抗药性的产生,提高稻茬麦田菵草的防除效果。

1 材料与方法

1.1 供试药剂

41%氟噻草胺悬浮剂(商品名为合禾净,由泸州东方农化有限公司生产)、500 g/L丙草胺乳油[商品名为瑞飞特,由先正达(苏州)作物保护有限公司生产]、50%异丙隆悬浮剂(由扬州市苏灵农药化工有限公司生产)。

1.2 温室盆栽试验

1.2.1 供试靶标 选择麦田难防杂草菵草为供试对象,菵草种群分别于2021年5月采集于浙江嘉兴、浙江杭州、江苏泰州、江苏宿迁等地,共计10个种群,采集地点及生境详见表1。

表1 供试菵草种群信息Table 1 Lists of B. syzigachne populations

1.2.2 培养条件 试验在塑料大棚温室中进行,温室内温度15～25 ℃,相对湿度60%～80%,光照为自然光源。采用盆钵底部渗灌方式保持适宜的土壤湿度。将供试杂草种子均匀撒播于土壤表面,覆上适量的过筛细土,播种后移入温室常规培养。

1.2.3 药剂处理 采用电动喷雾器[索逻植保机械(合肥)有限公司,喷嘴型号为03F110,扇形喷头,外形尺寸5 mm×12 mm,扇形角度为110°]均匀喷雾处理,喷雾压力0.2 MPa,兑水量 600 L/hm2,喷头距离盆钵土表高度50 cm。试验前校正喷液量,按照试验设计从低剂量到高剂量依次进行土壤喷雾处理,以清水作为空白对照。本试验共设16个处理:41%氟噻草胺悬浮剂分别设3.75、7.50、15.00、30.00、60.00 g a.i./hm2等5个处理,500 g/L丙草胺乳油分别设28.13、56.25、112.50、225.00、450.00 g a.i./hm2等5个处理;50%异丙隆悬浮剂分别设75、150、300、600、1 200 g a.i./hm2等5个处理,1个空白对照,每个处理3次重复。

1.3 大田试验

1.3.1 试验设计 试验设计4个处理,各除草剂产品均应用田间推荐剂量进行试验,41%氟噻草胺悬浮剂设150 g a.i./hm2,500 g/L丙草胺乳油设675 g a.i./hm2,50%异丙隆悬浮剂设 1 125 g a.i./hm2,另设空白对照,共计4个处理,每个处理3次重复,共12个小区,小区面积 24 m2,采用随机区组排列,喷液量450 kg/hm2。

1.3.2 试验方法 试验田设在浙江省杭州市萧山区戴村镇(30.001 767°N,120.195 917°E),试验地土壤类型为黏土,有机质含量2.5%,pH值为7.5。试验地杂草以菵草为主,局部有零星的看麦娘(Alopecurusaequalis)、繁缕(Stellariamedia)发生。小麦于2020年11月15日播种,品种为扬麦20号,机械撒播,播种量337.5 kg/hm2,施加翔燕复合肥(N、P、K含量为24%、18%、6%)277.5 kg/hm2,之后开沟覆土。出苗后,所有处理的小麦出苗整齐,长势正常,基本一致。2021年1月18日施加追肥“撒利农”掺混肥料(N、P、K含量为30%、0、5%)277.5～285.0 kg/hm2。试验于2020年11月17日10:00—12:00实施,播后苗前土壤喷雾处理,施药时天气晴朗,温度24 ℃,相对湿度76.9%,东南风2级。

1.4 数据调查与分析

1.4.1 温室数据调查与分析 定期观察记载供试杂草生长状态,于药后20、30、40、60 d目测调查杂草防除效果,最后1次调查的同时测定各处理杂草株数、地上部分鲜重,计算株防效和鲜重防效。采用DPS 7.05 统计分析软件进行“剂量-活性”回归分析,通过线性回归方程求供试药剂抑制杂草生长(鲜重)90%的有效剂量ED90。

根据抗性指数(resistance index,RI)判定抗性程度,RI=GR90(抗性种群)/GR90(敏感种群)。参考Beckie等的方法[11]将相对抗性倍数分为4个等级:RI<2表示敏感,2≤RI<5表示低水平抗性,5≤RI≤10表示中等水平抗性,RI>10表示高水平抗性。

1.4.2 田间数据调查与分析 采用绝对值调查法,于施药后30、60、90、120 d在每个小区随机选择5点,每点0.25 m2,对杂草株数进行抽样调查。同时,观察药剂对小麦的安全性,如有药害,需记录药害症状和发生程度。按照GB/T 17980.41—2000《农药田间药效试验准则(一) 除草剂防治麦类作物地杂草》规定的公式计算各处理株(鲜重)防效,防效数据采用DPS 7.05 统计分析软件Duncan’s新复极差法进行方差分析,比较不同处理间杂草防效的差异。

2 结果与分析

2.1 温室试验结果

本试验结果(表2)表明,41%氟噻草胺悬浮剂在30 g a.i./hm2剂量(田间推荐剂量0.2倍)处理下,药后20～60 d对10个种群菵草的平均目测抑制率分别为96.5%、95.7%、96.2%、93.9%,株防效和鲜重防效分别为96.9%、99.1%,防效较高;500 g/L丙草胺乳油在450 g a.i./hm2剂量(田间推荐剂量0.67倍)处理下的平均目测防效分别为99.5%、99.2%、98.2%、97.0%,株防效和鲜重防效分别为98.7%、99.0%,防效较高;异丙隆在1 200 g a.i./hm2剂量(田间推荐剂量1.07倍)处理下的平均目测防效分别为60.7%、82.3%、79.4%、64.8%,株防效和鲜重防效分别为68.2%、69.4%,防效中等。可见,41%氟噻草胺悬浮剂在田间推荐剂量0.2倍剂量下对不同种群菵草表现出较高的活性,500 g/L丙草胺乳油在田间推荐剂量0.67倍剂量下表现出较高的活性,50%异丙隆悬浮剂在田间推荐剂量1.07倍剂量处理下对菵草表现出中等活性。41%氟噻草胺悬浮剂土壤封闭处理对菵草活性最高,500 g/L丙草胺乳油次之,50%异丙隆悬浮剂最低。

表2 供试药剂药后不同时间对不同种群菵草的株防效和鲜重防效的影响Table 2 Influence of herbicides on plant control effect and fresh weight control effect in B. syzigachne populations at different times after spraying

对比各药剂药后不同时间的杂草防效,41%氟噻草胺悬浮剂15～60 g a.i./hm2剂量下,药后20 d开始发挥药效,药后60 d仍然保持较好的杂草防效;500 g/L丙草胺乳油112.50～450.00 g a.i./hm2剂量下,药后20 d开始发挥药效,药后60 d时前面2个低剂量处理的杂草防效下降明显;50%异丙隆悬浮剂在 1 200 g a.i./hm2剂量下,药后20 d开始抑制杂草生长,药后30 d杂草防效达最高值,药后40、60 d防效开始持续下降。可见,41%氟噻草胺悬浮剂土壤封闭处理对菵草药效持效期最长,500 g/L丙草胺乳油次之,50%异丙隆悬浮剂最短。

由表3可知,药后60 d,41%氟噻草胺悬浮剂对10个不同菵草种群的ED90值为26.0～36.0 g a.i./hm2,500 g/L丙草胺乳油的ED90值为254.3～489.9 g a.i./hm2,异丙隆的ED90值为 1 163.5～4 401.7 g a.i./hm2。以氟噻草胺、丙草胺和异丙隆田间推荐剂量(150、675、1 125 g a.i./hm2)为对比,氟噻草胺对10个菵草种群的室内有效剂量为0.17～0.24倍推荐剂量,500 g/L丙草胺乳油对菵草的有效剂量为0.37～0.73倍推荐剂量,而50%异丙隆悬浮剂对菵草的有效剂量为1.03～3.91倍推荐剂量。可见,氟噻草胺对不同种群菵草的活性最高,其次为500 g/L丙草胺乳油,50%异丙隆悬浮剂较差。以氟噻草胺、丙草胺、异丙隆对10个不同种群菵草的ED90值最低的种群为敏感种群,通过计算不同种群的抗性指数来评价各药剂的相对敏感性,结果表明,药后 60 d,氟噻草胺的抗性指数RI为1.0～1.3,丙草胺为1.0～1.7,异丙隆为1.0～2.8。可见,10种菵草种群对氟噻草胺、丙草胺均比较敏感,对这2种药剂无抗药性;有部分菵草种群对异丙隆表现低抗,多数菵草种群对异丙隆敏感,说明菵草种群对异丙隆已有抗性发展趋势。

表3 供试药剂药后60 d对不同种群菵草的ED90值分析结果Table 3 ED90 value of B. syzigachne populations under different treatment after 60 days

2.2 田间试验结果

2.2.1 除草效果 由表4可知,药后30～120 d,41%氟噻草胺悬浮剂、500 g/L丙草胺乳油、50%异丙隆悬浮剂对菵草防效分别为82.3%～87.8%、66.4%～85.5%、36.1%～76.5%。药后30、60 d,41%氟噻草胺悬浮剂和500 g/L丙草胺乳油对菵草的防效基本相当,均显著优于异丙隆。药后90、120 d,41%氟噻草胺悬浮剂对菵草防效显著优于500 g/L丙草胺乳油,500 g/L丙草胺乳油优于异丙隆。可见,41%氟噻草胺悬浮剂土壤封闭处理对菵草效果最好,500 g/L丙草胺乳油次之,50%异丙隆悬浮剂最差。

表4 供试药剂对小麦田菵草不同处理时间株防效的影响Table 4 Influence of herbicides on plant control effect of B. syzigachne in wheat fields at different times after spraying

41%氟噻草胺悬浮剂、500 g/L丙草胺乳油和50%异丙隆悬浮剂对菵草药后不同时间封闭效果对比图(图1)显示,41%氟噻草胺悬浮剂在药后30～120 d均保持80%以上的防效;500 g/L丙草胺乳油在药后30～60 d有较好的杂草防效,药后90 d杂草防效开始下降,药后120 d杂草防效已经较差;50%异丙隆悬浮剂药后30 d开始发挥药效,药后60 d达到最高值,药后90 d杂草防效明显下降,药后120 d杂草防效差。可见,氟噻草胺土壤封闭处理对菵草封闭药效持效期最长,500 g/L丙草胺乳油次之,50%异丙隆悬浮剂最短。

2.2.2 小麦安全性 施药后30～120 d进行田间目测观察,各试验药剂处理小区小麦生长正常,株高、叶色等未出现异常表现,说明各试验药剂播后苗前土壤封闭处理对小麦生长发育无不良影响,对小麦安全性好。

3 结论与讨论

杂草群落演替是当前我国农田杂草防控中面临的突出问题[12]。近年来,菵草在稻茬麦区的危害日益严重。由于农村劳动力不足等原因,当前江浙沪稻茬麦区主要采用免耕和少耕的轻型栽培模式,导致小麦田菵草危害逐年上升[13-14]。因菵草在稻茬麦田有1个冬前出草主峰和1个春后出草次峰,冬前出草主峰的出草量约占全年出草总量的92.7%。因此,冬前封闭处理能有效降低杂草基数,对控制菵草的主要危害有显著作用[15],但如果封闭药剂持效期短,冬后出苗的菵草仍能形成一定危害,所以麦田菵草的防除需要防效高、持效期长的封闭除草剂。

本研究结果表明,在温室条件下,从杂草防效来看,41%氟噻草胺悬浮剂在田间推荐剂量 0.17～0.24倍剂量下对不同种群菵草表现出较高的防效,500 g/L丙草胺乳油在田间推荐剂量 0.37～0.73倍剂量下表现出较高的防效,50%异丙隆悬浮剂在田间推荐剂量1.03～3.91倍剂量处理下表现出中等防效;从持效期来看,氟噻草胺土壤封闭处理对菵草防效持效期最长,500 g/L丙草胺乳油次之,异丙隆最短;从抗性水平来看,未发现抗氟噻草胺、丙草胺的菵草种群,菵草对这2种药剂无抗药性;有部分菵草种群对异丙隆表现低抗,多数菵草种群对异丙隆敏感,说明麦田菵草种群对异丙隆有一定的抗性发展趋势,但是具体的抗性风险水平仍需要进一步评估。田间药效试验结果表明,41%氟噻草胺悬浮剂、500 g/L丙草胺乳油、50%异丙隆悬浮剂对菵草的杂草防效及持效期与温室结果基本一致。土壤封闭除草剂药效的发挥受土壤墒情、有机质含量、pH值以及施药技术等多种因素影响[16-18],在不同地区、不同年份、不同气候条件下,不同类型除草剂药效均会有一定的差异,为更好地验证试验结果的科学性和合理性,可以通过不同地域的田间试验来验证本研究结果。

综上所述,在稻茬麦田以菵草为主或菵草危害较重的田块,建议采用氟噻草胺或氟噻草胺复配剂进行土壤封闭处理,可有效防除稻茬麦田菵草等禾本科杂草,且持效期达90～120 d。