27%环磺酮·特丁津可分散油悬浮剂对玉米田一年生杂草的防除效果及其安全性评价
2023-04-06郭双梅祁志尊黄冀南刘小民申贝贝郭鑫丽崔海燕王建平
郭双梅,祁志尊,黄冀南,刘小民,申贝贝,郭鑫丽,崔海燕,王建平*
(1.永清县自然资源和规划局,河北 永清 065600;2.河北省作物栽培生理与绿色生产重点试验室/ 河北省农林科学院粮油作物研究所,河北 石家庄 050035)
杂草是影响玉米产量的主要因素之一,每年因草害造成的产量损失达15%左右[1,2]。河北省玉米田优势杂草主要有马唐、牛筋草、狗尾草、反枝苋、铁苋菜等[3],玉米田常用除草剂有烟嘧磺隆、硝磺草酮、苯唑草酮、莠去津等单剂和一些混配制剂,每种除草剂的作用方式和杀草谱不同,均存在一定的优缺点[4~6]。随着除草剂当家品种烟嘧磺隆连续多年使用,其对马唐、反枝苋等杂草的防效出现了降低趋势,研究表明已有多种杂草对烟嘧磺隆产生了较高的抗药性,且该药剂对部分玉米品种有药害风险[7~9],给玉米田杂草防除带来了较大困难。
环磺酮为拜耳公司开发的苯甲酰环己二酮类除草剂,是重要的HPPD 抑制剂类除草剂,与同类除草剂相比,其活性较高、杀草谱广,主要用于玉米田多种禾本科杂草和部分阔叶杂草的防除,对部分抗性杂草有效,可延缓杂草抗药性的产生[10]。特丁津是一种选择性内吸传导型三氮苯类除草剂,可以经根部吸收,也可以从茎叶渗入植物体内,被输送到绿色叶片内抑制光合作用,致杂草死亡,对阔叶杂草的防效好于禾本科杂草,对杂草的防除效果和玉米的安全性均高于莠去津[11]。不同作用机理的除草剂复配后,可以扩大杀草谱,延缓杂草抗药性的产生。研究报道,环磺酮与特丁津复配对玉米田一年生杂草具有很好的防除效果[12]。但不同的地区和年份,气象条件和杂草种类等均存在一定差异。为了更好地评价环磺酮与特丁津复配剂对玉米田的除草效果及其安全性,2018 年和2019 年连续2 a 在石家庄市玉米田进行了27%环磺酮·特丁津可分散油悬浮剂不同用量处理对一年生杂草防除效果及其安全性评价试验,旨为该药剂推广和田间应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2018 年和2019 年连续2 a 在河北省农林科学院粮油作物研究所堤上试验站进行。基础土壤养分含量为有机质3.14%、碱解氮126.6 mg/kg、有效磷91.07 mg/kg、有效钾496.1 mg/kg,pH 值7.79。试验地前茬为休闲,2018 年6 月2 日、2019 年6 月3 日采用人工点播方式播种玉米,株距30 cm,行距50 cm。试验地地势平坦,杂草发生相对稳定,其中,禾本科杂草主要为马唐(Digitaria ciliaris)、牛筋草(Eleusine indica)和狗尾草〔Setaria viridis (L.)Beauv.〕,阔叶科杂草主要为反枝苋(Amaranthus retroflexus) 和铁苋菜(Acalypha australis L.)。
1.2 试验材料
玉米品种为郑单958。
试验除草剂为27%环磺酮·特丁津可分散油悬浮剂(简称“环磺酮·特丁津”,由山东奥坤作物科学股份有限公司生产);对照药剂为5%环磺酮可分散油悬浮剂(简称“环磺酮”,由山东奥坤作物科学股份有限公司生产)和50%特丁津悬浮剂(简称“特丁津”,由浙江中山化工集团股份有限公司生产)。施药器械为HD400 背负式喷雾器,8003EVS 扇形喷头,压力30 PSI,由新加坡利农私人有限公司生产。
1.3 试验方法
1.3.1 试验设计 试验共设8 个处理(表1),小区面积20 m2,随机区组排列,4 次重复。2018 年6 月20 日(玉米5 叶期,杂草2~4 叶期)、2019 年6 月21 日(玉米5 叶期,杂草3~5 叶期)进行茎叶喷雾施药,2 a 对水量均为450 kg/hm2;玉米其他管理措施同大田常规。
表1 不同处理的药剂名称及其用量Table 1 Herbicides and doses for different treatments
1.3.2 测定项目与方法
1.3.2.1 药害发生情况。分别在施药后的第7 天和第14 天,目测观察玉米和各种杂草的长势长相。将玉米生长情况与人工除草小区玉米进行比较,如观察到药害发生,记录药害症状和发生程度。
1.3.2.2 杂草防效。施药前当天调查空白对照区的杂草基数。分别于施药后第14 天和第28 天,每小区均随机选择3 个0.25 m2的样点,分草种调查杂草株数,最后一次加测鲜重。根据公式,计算杂草株防效和鲜重防效:
杂草株防效=(对照区杂草株数-处理区杂草株数)/对照区杂草株数×100%
杂草鲜重防效=(对照区杂草鲜重-处理区杂草鲜重)/对照区杂草鲜重×100%
1.3.2.3 玉米产量。玉米成熟时,每小区均选择12 m2采摘果穗,晾干脱粒后测定子粒重,计算理论产量。
1.3.3 数据统计分析 采用DPS 17.10 软件进行数据统计,采用邓肯氏新复极差(DMRT)法进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 27%环磺酮·特丁津可分散油悬浮剂处理对杂草生长的影响
目测结果显示,环磺酮·特丁津施药后第7 天,各剂量处理的禾本科杂草大部分叶片褪绿白化,部分叶片干枯,小龄杂草部分干枯死亡;阔叶杂草大部分褪绿白化,干枯死亡,杂草中毒程度随用药剂量的增加而加重,杂草死亡株数增多。施药后第14 天,禾本科杂草大部分干枯死亡,尤其是马唐和牛筋草,未死亡的马唐和牛筋草大部分生长抑制较重,狗尾草部分恢复生长;阔叶杂草基本干枯死亡。表明不同杂草对除草剂的敏感性存在差异,环磺酮·特丁津对阔叶杂草的防除效果优于禾本科杂草。
2.2 27%环磺酮·特丁津可分散油悬浮剂处理对玉米田杂草的防治效果
2.2.1 施药后第14 天的株防效 2 a 试验结果显示,环磺酮·特丁津施药后第14 天,不同用量处理的杂草总体株防效均较好(表2)。2018 年环磺酮·特丁津处理的杂草总体株防效为72.9%~91.8%,指标值均>2 个药剂对照,除T1处理外,其他3 个处理的指标值均明显较高。2019 年环磺酮·特丁津处理的杂草总体株防效为73.5%~94.5%,指标值除T1处理略<T5处理外,其他处理均>2 个药剂对照,其中,与T5处理相比,T3和T4处理的指标值明显较高;与T6处理相比,所有用量处理的指标值均明显较高。2 a 中,环磺酮·特丁津处理的杂草总体株防效均随用药量的增加而逐渐提高,但不同用量处理的指标值差异较大,其中,2018 年T4处理的指标值显著>T1处理,但二者均与其他2 个处理差异不显著;2019 年T4处理的指标值显著较高,其他3 个处理中相邻2 个用量处理的指标值差异均不显著。
表2 不同用量27%环磺酮·特丁津可分散油悬浮剂处理对施药后第14 天杂草株防效的影响Table 2 Plant control effects of different dosages of 27% cyclosulfurone terbutazine OD 14 days after application on weeds
从对不同草种的防效看,不同用量的环磺酮·特丁津处理均表现为对阔叶杂草的防效明显好于禾本科杂草,与2 个药剂对照对阔叶杂草的防效明显好于禾本科杂草结果一致。
2.2.2 施药后第28 天的株防效和鲜重防效 2018 年、2019 年环磺酮处理的杂草总体株防效分别为69.7%和69.8%,鲜重总体防效分别为94.3%和81.1%;特丁津处理的杂草总体株防效分别为55.6%和47.9%,鲜重总体防效分别为85.0%和54.2%(表3 和4)。且2 种对照药剂均对阔叶杂草的防效明显好于禾本科杂草,其中,环磺酮处理对马唐和牛筋草的防效好于特丁津,对马唐防效理想,对牛筋草防效一般,对狗尾草防效偏差。
表3 不同用量27%环磺酮·特丁津可分散油悬浮剂处理对施药后第28 天杂草株防效的影响Table 3 Plant control effects of different dosages of 27% cyclosulfurone terbutazine OD 28 days after application on weeds
2 a 试验结果显示,环磺酮·特丁津施药后第28天,相同用量处理的杂草总体株防效与施药后第14 天相比普遍降低。2018 年环磺酮·特丁津处理的杂草总体株防效为67.2%~87.9%,鲜重防效为93.7%~98.7%,指标值除T1处理略<T5处理外,其他处理均>2 个药剂对照,其中,与T5处理相比,除T4处理明显较高外,其他处理的指标值差异均不显著;与T6处理相比,所有用量处理的指标值均明显较高。2019 年环磺酮·特丁津处理的杂草总体株防效为73.9%~87.6%,鲜重防效为80.4%~94.5%,除T1处理的鲜重防效略<T5处理外,其他处理的指标值均>2 个药剂对照,其中,与T5处理相比,除T1处理外,其他3 个处理的指标值均明显较高;与T6处理相比,所有用量处理的指标值均明显较高。2 a 中,环磺酮·特丁津处理的杂草总体株防效和鲜重防效均随用药量的增加而逐渐提高,但不同用量处理的指标值差异较大。2018 年T4处理的杂草总体株防效显著较高,其他3 个处理差异均不显著;鲜重防效与T3处理差异不显著,但显著>其他2 个处理,而T1、T2和T3处理三者差异均不显著。2019 年T4处理的杂草总体株防效显著较高,其他3 个处理中相邻2 个用量处理的指标值差异均不显著;鲜重防效不同用量处理的差异均达到了显著水平。可以看出,环磺酮·特丁津低剂量处理对杂草的总体防除效果与环磺酮单剂处理相近,但明显高于特丁津单剂处理。表明单剂环磺酮对马唐防效理想,单剂特丁津对阔叶杂草防效理想,二者复配能扩大杀草谱、提高防效。
从环磺酮·特丁津不同用量处理对禾本科各杂草的鲜重防效看,2018 年T1处理对牛筋草鲜重防效(86.8%)较好,对马唐防效(79.6%)一般,对狗尾草防效(60.2%) 偏差;其他3 个处理均对马唐(94.1%~98.9%) 和牛筋草(92.0%~99.4%) 防效理想,对狗尾草防效(60.2%~77.4%)偏差。2019 年T1处理对禾本科杂草鲜重防效(45.7%~69.8%)均偏差,尤其是狗尾草;T2处理对马唐鲜重防效(84.9%)较好,对牛筋草防效(78.9%) 稍差,对狗尾草防效(59.8%) 偏差;其他2 个处理均对马唐鲜重防效(90.7%~96.1%)理想,对牛筋草鲜重防效(87.5%~89.9%)较好,对狗尾草鲜重防效(70.4%~85.8%)偏差。表明药剂处理对不同年份的杂草防效存在一定差异,与各种杂草比例等不同有关。
综合2 a 试验结果,环磺酮·特丁津364.5 ~405.0 g/hm2处理下对玉米田一年生阔叶杂草防效理想,对马唐和牛筋草防效较好,对狗尾草防效偏差。但不同年份下对禾本科杂草的防效存在差异,其中2019 年对杂草的株数防效好于2018 年,鲜重防效则相反,这可能与用药时天气状况、杂草叶龄以及杂草比例等差异有关。2018 年用药时杂草叶龄2~4 叶期,空白对照区杂草平均密度为152.7 株/m2,其中马唐占13.5%、牛筋草占35.2%、狗尾草占10.9%;2019 年用药时杂草叶龄3~5 叶期,空白对照区杂草平均密度为259.0 株/m2,其中马唐占14.2%、牛筋草占55.0%、狗尾草占12.6%。
表4 不同用量27%环磺酮·特丁津可分散油悬浮剂处理对施药后第28 天杂草鲜重防效的影响Talbe 4 Weight control effects of different dosages of 27% cyclosulfurone terbutazine OD 28 days after application on weeds
2.3 27%环磺酮·特丁津可分散油悬浮剂处理对玉米的安全性
2 a 目测结果均显示,环磺酮·特丁津施药后第7天,各剂量处理的玉米均有轻微的药害症状,主要表现为部分玉米株着药叶片有失绿白化斑,新生叶片正常,玉米药害呈随用药剂量增加而加重的趋势;第14 天,玉米叶片轻微的失绿症状基本消失;最终,不同用量处理的玉米产量均与人工除草处理差异不显著,但均显著>空白对照处理(表5)。可以看出,环磺酮·特丁津在玉米苗后采用茎叶处理施药,对玉米安全。
表5 不同用量27%环磺酮·特丁津可分散油悬浮剂处理对玉米产量的影响Table 5 Effects of different dosages of 27% tembotrione·terbuthylazine OD on maize yield
3 结果与讨论
27%环磺酮·特丁津可分散油悬浮剂在玉米5 叶期、杂草2~5 叶期施药,用量为364.5~405.0 g/hm2时均对一年生杂草马唐、牛筋草、反枝苋和铁苋菜具有很好的防除效果,对狗尾草防效偏差。每种除草剂都有其作用方式和杀草谱,茎叶除草剂的最大特点是可根据杂草的发生情况有针对性地选择合适的除草剂,如果田间狗尾草较多,可选择对狗尾草防效较好的烟嘧磺隆、苯唑草酮单剂或混配制剂,以提高对狗尾草的防除效果[4~6]。本研究进行了2 a,但相同用药量处理在不同年度对杂草防效存在一定差异,可能与不同年份的气候条件、施药时杂草叶龄、田间杂草比例等不同有一定关系。2018 年施药时杂草叶龄偏小,对禾本科杂草的鲜重防效好,这与李香菊等[13]“杂草叶龄越小,硝草酮效果越好”的研究结果一致。环磺酮是在硝磺草酮结构基础上优化得到的,而硝磺草酮在玉米上常有药害症状表现[14,15]。为了增加环磺酮对玉米的安全性,通常与安全剂双苯噁唑酸配伍使用[10]。本试验中,27%环磺酮·特丁津可分散油悬浮剂对玉米有轻微的药害,与胡尊纪等[12]和鞠国栋等[16]的研究结果不一致,可能与药剂本身有无添加安全剂有关。
杂草抗药性发展迅速,玉米田杂草抗性风险逐渐增大,已有研究表明玉米田多种杂草已对烟嘧磺隆产生了抗药性[6~8]。不同作用机理的除草剂复配后,可以扩大杀草谱,延缓杂草抗药性的产生。为了更好地推广环磺酮与特丁津的复配剂,延缓杂草抗药性的产生,需要在不同的条件下进行药剂的玉米田除草效果以及玉米安全性的田间试验评价,验证试验结果的科学性与合理性,为大面积推广应用提供数据支持。