环洞庭湖双季稻区农药减量使用效果研究

成燕清,刘雪源,张宗泽,石年珍,唐 涛,彭孟军,李忠良,魏昌贵,刘学仙

(1湖南省植物保护研究所,长沙 410125;2湘阴县农业局,湖南湘阴 414600)

洞庭湖区是国内主要商品粮生产基地(双季稻区)。近年来,洞庭湖水污染日趋严重,而农业面源污染为主要原因之一。据调查,洞庭湖区 18个县(市)的耕地面积仅占湖南省 25.8%,而每年农药使用量却为全省总量的36.4%。部分农药通过水体、土壤和大气等渠道进入环境,对其造成了不同程度的污染,且已成为农业面源污染的一个主要来源[1～5]。因此,减少双季稻田农药的使用次数及数量是控制农田面源污染的关键措施之一。

在2007～ 2009年3年新药剂筛选试验和示范推广的基础上[6～8],通过多处理、多试验研究,筛选出对双季稻病虫害高效、低毒、低残留的农药。然后,根据早、晚稻全生育期病虫害发生的特点,制定出水稻全生育期应用各种不同农药组合的施用方案,再对其进行科学分析,合理整合高效、经济、安全的农药品种,形成双季稻农药精准减量技术,以期区内达到化学农药有效成分用量降低40%以上的目标,旨在为因农药使用而造成的农业面源污染问题提供治理对策。

1 试验材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验于 2010年在湖南省湘阴县白泥湖农科所基地稻田进行,成土母质为洞庭湖冲积物,土壤有机质含量为29.6 mg/kg,pH值为6.84。早稻品种为湘早籼24号,3月 26～ 28日播种,4月 25～ 27日抛秧或 5月 6日直播。晚稻品种为岳优 9113,6月 18～ 22日播种,7月17～ 21日抛秧。

1.2 农药减量施用方案设计

以常规农药品种为对照,比较使用剂量较低的新农药品种对水稻病虫的防治效果,从中筛选出高效、低毒及低残留的农药品种用于减量使用并设计出农药减量方案(表1),以形成稻田农药精准减量技术体系。

表1 双季稻农药减量施用方案试验设计Table 1 Experiment designs of pesticide reduction techniques(PRT)in double-cropping rice

1.3 施药时间、次数和方法

早稻整个生育期减量施药区共施药2次,即5月20日(防治二化螟和稻瘟病)、6月 15日(防治纹枯病);常规施药区共施药 3次,即 5月 20日 (防治二化螟)、6月15日(防治纹枯病和稻瘟病)、6月 25日 (防治稻飞虱和稻纵卷叶螟 )。

晚稻整个生育期减量施药区于 8月 15日(防治稻纵卷叶螟、稻飞虱和稻瘟病)、8月30日(防治稻纵卷叶螟、稻飞虱和纹枯病,兼治二化螟)、9月 20日(防治稻飞虱、稻纵卷叶螟和纹枯病)施药,共计3次。常规施药区于 8月 1日(防治稻纵卷叶螟)、8月 12日(防治稻纵卷叶螟、稻飞虱)、8月30日(防治稻飞虱、稻纵卷叶螟、纹枯病、稻瘟病,兼治二化螟)、9月20日(防治稻飞虱、稻纵卷叶螟和纹枯病)施药,共计 4次。

采用卫士牌(WS-16型)手动喷雾器均匀喷雾,早稻药液量第 1次为450 kg/hm2,其它为750 kg/hm2;晚稻药液量均为 675 kg/hm2。

1.4 调查方法

早稻:减量施药区和常规施药区各选 3丘田作为系统调查田(为便于调查而选择抛秧田,下同);5月 1日至 7月 5日,每隔 5 d查 1次(含药前基数调查)纹枯病、二化螟、稻纵卷叶螟(因发生轻、卷叶率低,故扩至百丛)、稻飞虱和主要捕食性天敌发生情况。调查方法为纹枯病从田间始见后定点调查百丛,其它则每丘田随机查5点,每点20丛,分别计算病蔸率、病株率、病情指数、危害丛率、枯鞘(心)株率、卷叶率、虫量和天敌种类及总数。

晚稻:7月 31日至 10月 6日,每隔 4～ 6 d调查 1次。调查方法为:每丘田随机查 5点,每点5丛,分别计算稻纵卷叶螟卷叶率、公顷虫量及稻飞虱百丛虫量;危害定型后,查二化螟枯心(白穗)率及公顷虫量(因晚稻发生轻,故扩至 400丛);纹枯病调查方法同早稻。减量、常规施药区固定两丘田调查主要捕食性天敌,每丘田随机查5点,每点20丛,记录天敌种类及总数。

1.5 药效计算

虫口减退率(%)=[(药前虫量-药后虫量)/药前虫量 ]× 100;

枯心或白穗率(%)=(调查枯心或白穗数 /调查总株数 )× 100;

防治效果(%)=[(对照区枯心或白穗率-处理区枯心或白穗率)/对照区枯心或白穗率 ]×100;

卷叶率(%)=(卷叶数 /调查总叶数)× 100;

病株率(%)=(病株数 /调查总株数)× 100;

病情指数=[∑ (各级病株数×相对级别值)/(调查总数× 9)]× 100。

2 结果与分析

2.1 主要病虫害防效对比

2.1.1 二化螟

从表 2可知,早稻减量施药区药后 5～ 15 d对二化螟的防效为 85.7%～92.9%,优于同期常规施药区(74.4%～ 86.0%)。危害定型后(早稻 6月 10日,晚稻9月26日)的调查结果表明:前者的早、晚稻枯心率(白穗率)分别为 0.22%,0.29%,略低于后者(0.42%,0.32%),对早稻二化螟的防效减量施药区比后者约高10%,而二者对晚稻二化螟的防效差异较小。

表 2 早稻二化螟防效对比Table 2 Comparison on control effects on striped stem borer in early rice

2.1.2 稻纵卷叶螟

早稻期间稻纵卷叶螟、稻飞虱一、二代发生都很轻,田间最高虫量分别为808.0和257头 /百丛,故减量施药区对其未进行防治,上述两种害虫发生程度虽高于常规施药区,但皆因虫量不大,对水稻产量无不良影响。常规施药区于6月25日施药1次防治稻纵卷叶螟,药后 5～ 10 d虫口减退率、卷叶率分别为 66.7%～86.6%,0.31%～0.48%。

晚稻分蘖前期(8月15日前)减量施药区未防治稻纵卷叶螟,田间虫量和卷叶率都高于常规施药区。尔后,前者对稻纵卷叶螟的防效明显好于后者(表 3),即药后虫口减退率比后者高而卷叶率比后者低;最后 1次调查(9月 26日)结果表明,减量施药区虫量(5 100头 /hm2)明显低于常规施药区(10 350头 /hm2),前者卷叶率仅为 1.09%,亦低于后者(2.39%)。

表 3 晚稻稻纵卷叶螟防效对比Table3 Comparison on control effects on Rice Leafroller in late rice

2.1.3 稻飞虱

早稻常规施药区第1次药后第5 d(6月30日 )至第10 d(7月 5日)稻飞虱虫口减退率为 53.24%～75.93%,比减量施药区低 170～ 205头 /百丛,主要是减量施药区未施药防治。

晚稻减量施药区及常规施药区均用药 3次,对稻飞虱的防治效果整体较好(表4)。前者前两次防效比后者稍差些,减量施药区 1次药后第5 d(8月20日)、2次药后第 6 d(9月 10日)稻飞虱分别为 535.7,736.7头 /百丛,明显高于常规施药区(326.0,568.7头 /百丛);3次药后 6～ 11 d(9月26～31日)的调查结果表明,前者稻飞虱 (327.3～ 403.3头 /百丛)低于后者 (382.7～492.7头 /百丛 )。

2.1.4 纹枯病

田间调查表明,纹枯病发生中度危害且早稻明显轻于晚稻。早稻 (6月15日施药1次)、晚稻(8月30日、9月 20日各施药 1次)防治纹枯病后,减量施药区田间发病程度都能得以较好控制且各项指标(病丛率、病株率及病情指数)均低于常规施药区。早稻末次调查(7月 5日)发现前者病蔸率、病株率和病指分别为18.0%,21.36%和 5.27,比后者相应降低 3.0%,4.78%和1.57;晚稻纹枯病危害定型后(9月 26日)调查,减量施药区病蔸率、病株率和病指平均数分别为31.7%,13.94%和 3.83,比常规施药区相应减少12.6%,11.14%和 1.46(表 5)。

表 4 晚稻稻飞虱防效对比Table 4 Comparison on control effects on rice planthopper in late rice

表 5 早、晚稻纹枯病防效对比Table 5 Comparison on control effects on sheath blight in early and late rice

2.1.5 主要捕食性天敌

早稻(5月20日前)、晚稻(8月15日前)未施药前,减量施药区和常规施药区主要捕食性天敌种类(蜘蛛、黑肩绿盲蝽、隐翅虫、宽黾蝽、瓢虫、虎甲及步甲等)与数量相差不大(表6),但施药后减量施药区对主要捕食性天敌种群动态的影响小于常规施药区,主要表现为其数量降幅较小且种群恢复速率较快,说明前者所用药剂对天敌杀伤比后者小。此外,两处理区内黑肩绿盲蝽、隐翅虫、宽黾蝽、瓢虫、虎甲及步甲等的影响差异较小,而对蜘蛛种群动态影响的差异较为明显,可能与不同种类天敌对所用农药品种的敏感程度相关。

表 6 早、晚稻田主要捕食性天敌的种群动态(头 /百丛)Table6 Population dynamics of predatory natural enemies in the paddy field of early and late rice

2.2 农药用量及效益分析

根据双季稻农药减量施药方案统计,早、晚稻减量喷施区农药用量分别为475.50,864.75g/hm2,比常规施药区(2 272.50,2 971.50g/hm2)相应减少79.08%,70.90%,全年合计前者农药用量比后者降低74.44%。

减量施药区使用所有药剂大多为效果好、价格高的进口农药,因此在施药次数相同的前提下,购药成本明显高于常规施药区。由于前者对双季稻主要病虫害的防效大多好于后者,因此其增产效果明显高于后者,早、晚稻较后者增产 0.12～ 0.20 t/hm2,增效 90.0～291.0元 /hm2,全年累计增产 0.32 t/hm2,增效 381.0元 /hm2(表 7)。

表7 经济效益对比Table 7 Comparison on economic benefit of PRT compared with NT

3 结论与讨论

农药制造商与经销商出于追求利润的目的,往往诱导农民超出病虫防治的需求多用农药甚至滥用农药,易导致农业面源污染。在保证防效的前提下,根据作物病虫草害的发生情况合理选择、使用农药可大幅减少农药用量。减少农药使用量,便相应降低了其对农业环境及农产品的污染风险。

刘见平等[9]、唐涛等[10]针对超级杂交中稻主要病虫害发生量大、危害严重的特点,开展了一系列药剂防治技术研究,并形成了一套有效防控超级杂交中稻主要病虫的药剂防治新技术。研究表明药剂防治新技术比常规施药技术减少农药用量 42.38%～89.42%,同时增产增效明显。

本研究基于洞庭湖区双季稻病虫害的发生特点,构建了农药减量使用技术体系。试验结果显示:减量施药区农药用量比常规施药区降低了 70.90%～79.08%,增产 0.12～ 0.20 t/hm2,增效 90.0～ 291.0元/hm2。

环洞庭湖区双季稻田天敌资源尤其是蜘蛛群落的物种和数量非常丰富,是其主要害虫自然控制的主要生物因子[11]。有研究表明,三唑磷、杀虫双、阿维菌素等农药对稻田主要捕食性天敌群落的丰盛度与多样性存在不同程度的影响[12～14]。因此,选择有效控制水稻病虫害而对天敌群落稳定性高、杀伤小的药剂,对于稻田生态系统的可持续发展尤为关键。本研究发现减量施药技术采用的农药组合对蜘蛛、黑肩绿盲蝽及瓢虫等主要捕食性天敌的种群动态影响小于常规施药技术,表明该技术更有利于保护天敌和优化稻田生态系统。

农药减量施药技术所选农药的成本相对较高,势必暂时增加了农民的购药成本,尽管种稻经济效益较常规施药技术略有增加,但这种长期投资不易为大部分农民所理解与接受,因此开展水稻病虫草害的专业化防治可能是解决以上疑虑的主要措施[15,16]。

综上所述,减量施药区比常规施药区农药用量总体减少,降低了田间农药残留和环境污染,有效保护了天敌资源。此外,应用该技术可提高病虫防治效果,增加稻谷产量及种稻效益,可进一步示范和推广。

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