不同剂量50%丙炔氟草胺对杂草防除效果及棉花产量和品质的影响

张博，董红强，曹飞，吴树，马亚杰，马艳，马小艳*

（1.塔里木大学农学院，新疆 阿拉尔 843300；2.中国农业科学院棉花研究所/ 棉花生物学国家重点实验室，河南 安阳 455000）

新疆棉田杂草防除的主要方式为化学除草剂土壤封闭处理。丙炔氟草胺（Flumioxazin）是以原卟啉原氧化酶 （Protoporphyrino-genoxidase, PPO）为主要作用靶标的N- 苯基酞酰亚胺类抑制剂[1-2]，是一种环酰亚胺类除草剂[3]。其作用机理为土层时差、位差机制，药剂被土壤颗粒吸附，在土层表面形成药膜，杂草幼苗接触药剂处理层后枯萎、白化坏死。丙炔氟草胺具有除草谱广、使用方法灵活、作用迅速、降解效果好等特点[4]，对转基因棉花与大豆田间的草甘膦抗性杂草有较好效果[5]。中国登记的在棉花田间使用的除草剂主要有二甲戊灵、氟乐灵、草甘膦、扑草净等，其中二甲戊灵使用量居新疆棉田除草剂第1 位，而丙炔氟草胺单剂于2018 年首次登记应用于棉田[6]，用于棉花田间杂草防除的时间较短。

田间不同农作物对除草剂的敏感程度各异，而除草剂剂量越高对棉花出苗、生长等的抑制作用越明显，严重时导致死苗和不出苗。赵冰梅等[7]对棉田施用丙炔氟草胺与二甲戊灵混剂的研究发现，在持续多雨低温自然环境下，或者在高剂量处理条件下，丙炔氟草胺对棉花出苗与生长发育有一定风险。王林等[8]研究表明，持续低温多雨条件下，丙炔氟草胺与二甲戊灵混用产生严重药害。吴仁海等[9]调查结果表明，丙炔氟草胺对棉花具有一定的药害风险，对棉花的GR10（鲜物质质量抑制率10%所需要的剂量）为74.2 g·hm－2（有效成分用量，下同），低于田间推荐剂量的2 倍量，存在药害风险。目前对丙炔氟草胺的研究主要集中在丙炔氟草胺与二甲戊灵混配使用以及药效方面。因此，拟通过田间药效试验，比较丙炔氟草胺与二甲戊灵单独使用对田间常见阔叶杂草和禾本科杂草的防除效果（防效），分析施用丙炔氟草胺对棉花产量和品质的影响，以期筛选出对南疆棉田杂草防效好且对棉花安全的丙炔氟草胺使用剂量，旨在为丙炔氟草胺的安全使用和新疆棉田杂草的化学防除提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种：早中熟陆地棉品种新陆中37 号，由新疆塔里木河种业股份有限公司提供。

供试药剂为2 种播前土壤封闭处理除草剂：50%（有效成分质量分数，下同）丙炔氟草胺可湿性粉剂（wettable powder,WP），登记证号：PD237-98，由日本住友化学株式会社生产；330 g·L－1二甲戊灵乳油（emulsifiable concentrate,EC），登记证号：PD20081785，由江苏龙灯化学有限公司生产。

1.2 试验地概况

试验地设在新疆生产建设兵团第一师十二团26 连，前茬作物为棉花，地势平坦，砂壤地，有机质平均含量为4.08%，肥力水平中等。2020 年4 月11日进行棉花精量直播，1 膜6 行，宽窄行行距配置（66 cm＋10 cm），株距10 cm，正常中耕、施肥、灌溉。

1.3 试验设计

试验共设置7 个处理，见表1。其中：处理1～4使用50%丙炔氟草胺WP，分别为低剂量、中剂量、高剂量、超高剂量处理；处理5 使用对照药剂330 g·L－1二甲戊灵EC，另设人工除草及清水对照处理，人工除草每10 d 进行1 次，人工拔除出苗孔处或穿透地膜的杂草，每个处理4 次重复，小区面积为33 m2，小区排列参照《农药田间药效试验准则（二）第128 部分：除草剂防治棉花田杂草》（GB/T 17980.128－2004）[10]要求进行完全随机排列，施药器械为电动喷雾器3WBD-16B（浙江省台州市路桥区农意喷雾器厂生产），扇形喷头，喷速为1.21 L·min－1。喷雾量为900 L·hm－2，药液喷雾均匀，不漏喷或重复喷施。施药时间为棉花播种前2 d（4 月9 日），一次性施药。施药当日天气为阴转多云，最高温度为26 ℃，最低温度为13 ℃，平均温度为16.7 ℃。

表1 试验处理

1.4 调查内容与方法

1.4.1杂草防除效果调查。杂草调查采取随机取样法，每小区随机选择3 个样方，每样方1 m×1 m，分别于药后30 d（5 月9 日）、药后45 d（5 月24 日）和药后70 d（6 月18 日）调查杂草的种类和数量，同时，观察各处理区棉花生长情况以便明确药剂的安全性。根据调查结果计算杂草株防效（Ep），计算公式：Ep＝（NCK－NT）/NCK×100。式中，NCK为空白对照区杂草株数，NT为除草处理区残存杂草株数。施药后70 d 调查杂草数量的同时称量杂草地上部鲜物质质量，计算鲜物质质量防效（E），计算公式：E（%）＝（C－T）/C×100。式中，C为空白对照区杂草鲜物质质量，T为除草处理区杂草鲜物质质量。

1.4.2棉花产量及纤维品质调查。在棉花采收期（10 月12 日），调查各小区棉花的株数，每小区随机选取中间2 行10 株棉花，逐株调查大铃数（直径在2 cm 以上的棉铃）、小铃数（直径小于2 cm 的棉铃）和吐絮铃数，其中单株有效铃数＝吐絮铃数＋大铃数＋小铃数/3；10 月20 日，各小区随机采收50 个棉铃晒干轧花称量，计算铃重（g）。从每小区获得的棉纤维中随机抽取约100 g 样品，由农业农村部棉花品质监督检验测试中心进行纤维品质分析，包括纤维上半部平均长度、长度整齐度指数、马克隆值、断裂伸长率和断裂比强度5 个指标。

理论籽棉产量（Y）计算公式：Y（kg·hm－2）＝（N/A×104）×B×W×10－3×0.85，其中N为小区株数，A为小区面积，B为单株有效铃数，W为铃重。

1.5 数据处理

采用Microsoft Office Excel 2016 进行数据处理与作图，用SPSS 19.0 统计分析软件对调查结果进行分析。采用Shapiro-Wilk 检测对数据进行正态性检测，若数据为非正态分布，则采用平方根反正弦进行数据转换，以满足方差齐性要求；采用方差分析及邓肯多重范围检验评价不同剂量除草剂处理对棉田杂草的防除效果及对棉花产量和品质的影响。

2 结果与分析

2.1 不同剂量丙炔氟草胺WP 对棉田杂草株防效的影响

试验期间，田间优势杂草为稗草、反枝苋、龙葵，另有灰绿藜、狗尾草零星分布，杂草总体分布均匀。

不同剂量处理的丙炔氟草胺WP 施药70 d内，未发现土壤封闭除草剂处理对棉花产生不良影响。即使在超高施用剂量150 g·hm－2下也未发生药害，说明使用适量丙炔氟草胺WP 进行棉田土壤封闭防除杂草是安全的。

施药后30 d，除丙炔氟草胺WP 低剂量45 g·hm－2处理对稗草、反枝苋的防效显著低于二甲戊灵外，丙炔氟草胺WP 各剂量处理对龙葵、其他阔叶杂草和一年生杂草（狗尾草）的防效均显著优于二甲戊灵EC 处理和人工除草处理区，丙炔氟草胺WP 低剂量处理对龙葵的防效即可达87.5%，而二甲戊灵EC 推荐剂量742.5 g·hm－2处理对龙葵的防效仅为37.5%（表2）。人工防除杂草效果较差，处理后30 d 新生杂草较多。

表2 施药后30 d 各处理对棉田杂草的株防效

从施药后45 d 的株防效（表3）来看，二甲戊灵EC 处理对稗草和反枝苋的防效达到96.6%和92.0%，但对龙葵、其他阔叶杂草及一年生杂草的防效较差，仅为33.3%、55.2%和62.5%。丙炔氟草胺WP 低剂量处理对稗草的防效虽然显著低于其他3个剂量处理和二甲戊灵EC 处理，但是仍能达到82.8%，显著优于人工除草处理。丙炔氟草胺WP 对反枝苋的防效略优于二甲戊灵EC，但是试验剂量范围内差异不显著。与二甲戊灵EC 相比，丙炔氟草胺WP 对龙葵及其他阔叶杂草的防效优势显著，低剂量处理对龙葵的防效即可达到92.9%。

表3 施药后45 d 各处理对棉田杂草的株防效

从施药后70 d 的株防效（表4）来看，丙炔氟草胺WP 的持效期较长，低剂量处理对一年生杂草的防效仍可达到87.7%；而二甲戊灵EC 除对稗草和反枝苋的防效较好外，对龙葵、其他阔叶杂草和一年生杂草的防效均显著低于丙炔氟草胺处理和人工除草处理。

表4 施药后70 d 各处理对棉田杂草的株防效

2.2 不同剂量丙炔氟草胺WP 对棉田杂草鲜物质质量防效的影响

从杂草鲜物质质量防效（表5）来看，丙炔氟草胺WP 对阔叶杂草的防效优于对禾本科杂草的防效，且对阔叶杂草的防效显著优于二甲戊灵EC，与人工除草处理对杂草的防效相当。

表5 施药后70 d 各处理对棉田杂草的鲜物质质量防效

2.3 不同剂量丙炔氟草胺WP 对棉花产量及品质的影响

由表6 可以看出，试验剂量范围内，丙炔氟草胺WP 各剂量处理的小区平均棉花株数与二甲戊灵EC 处理的棉花株数相当，差异不显著，但均显著低于人工除草和清水对照处理。然而，丙炔氟草胺WP 处理的棉花单株有效铃数略高于二甲戊灵EC 处理和人工除草处理，显著高于清水对照；除草剂处理和人工除草的棉花铃重无显著差异，而清水对照的棉花铃重和有效铃数显著降低，从而导致其籽棉产量的下降。丙炔氟草胺WP 处理的籽棉产量略高于二甲戊灵EC 处理，但差异不显著。

表6 各处理下棉花产量及其构成因素的比较

通过比较各药剂处理与人工除草、清水对照处理，发现喷施除草剂对棉花上半部平均长度、长度整齐度指数、断裂比强度、马克隆值和断裂伸长率均无显著影响（表7）。

表7 各处理下棉花纤维品质的比较

3 讨论与结论

目前，新疆棉花生产均在播种前使用土壤封闭除草剂防除杂草，间接提高棉花产量及品质[11]。南疆棉田多使用二甲戊灵等二硝基苯胺类除草剂，这类除草剂对禾本科杂草防效理想，但是对以龙葵为优势种群（恶性杂草）的棉田杂草防效较差。

本研究使用50%丙炔氟草胺WP 在棉花播前进行土壤封闭处理，可有效防治南疆棉田杂草，尤其是对阔叶杂草的防效优于二甲戊灵EC，且持效期长；在试验剂量范围内，药后70 d 对阔叶杂草的株防效和鲜物质质量防效表现为丙炔氟草胺WP＞人工除草＞二甲戊灵EC，这与赵冰梅等[12]的研究结果一致，滴灌施用丙炔氟草胺WP 30～75 g·hm－2，对3 叶1 心以上的棉花生长安全，对龙葵、灰绿藜、藜等一年生阔叶杂草有较好的封杀作用，且防效随施药剂量的增加而升高，随杂草草龄的增长而降低。谭金妮等[13]研究发现丙炔氟草胺对棉田常见阔叶杂草有较好防效，对马齿苋、反枝苋、藜、小藜和鳢肠的鲜物质质量防效均高于90%，对野油菜、苣荬菜、小飞蓬、龙葵、马唐、牛筋草等的鲜物质质量防效高于80%；还发现丙炔氟草胺对棉田4 种常见阔叶杂草马齿苋、反枝苋、龙葵和藜的除草活性均显著高于二甲戊灵EC；并对部分禾本科杂草有一定防效，且其与二甲戊灵的杀草谱互补。这与本研究使用不同剂量丙炔氟草胺WP 对棉田阔叶杂草鲜物质质量防效高于86.6%相一致。而韩冰等[14]通过使用330 g·L－1二甲戊灵EC、300 g·L－1丙炔氟草胺悬浮剂、815 g·L－1乙草胺EC、360 g·L－1仲丁灵悬浮剂和960 g·L－1精异丙甲草胺EC对马齿苋、反枝苋、牛筋草和马唐等进行杂草防除，发现这些化学除草剂在推荐剂量范围内使用对棉花安全，同时由于降低了杂草对棉花的竞争作用，因此对棉花均有不同程度的增产效果。这与本研究化学除草和人工除草棉花产量均高于清水对照一致，并且对棉花品质无影响。

综上所述，丙炔氟草胺WP 防治新疆南疆棉田杂草时建议使用剂量为45.0～90.0 g·hm－2。同时，丙炔氟草胺WP 可作为二甲戊灵EC 的替换药剂，在不同年份轮换使用二者，可延缓或防止棉田杂草抗药性的产生。