不同配方生物控草有机肥的田间除草效果评价

李祖任，李定华，徐中山，王立峰，彭迪，周小毛，柏连阳

（1. 湖南省农业科学院，湖南省农业生物技术研究所，湖南 长沙 410125；2.杂草生物学及安全防控湖南省重点实验室，湖南 长沙 410125；3.长沙碧野生态农业科技有限公司,湖南 长沙 410000）

生物除草剂是指利用自然界中的生物(包括微生物、植物和动物)或其组织、代谢物工业化生产的用于除草的生物制剂[1-2]。利用生物防除杂草已有近200 a的历史。迄今为止，约有100种不同的侵染生物种被研究用于防治约80种有经济意义的杂草。在已被研究的候选生物防治有机体中，相对集中于以下几个属:盘孢菌属（Colletotrichum）有18种，镰孢菌属（Fusarium）13种，链格孢菌属（Alternaria）12种和尾孢菌属（Cercospora）8种；总共有41个属的真菌已经或正在被考虑作为生物除草剂的候选[3-5]。目前，已经报道的能够产生具有除草活性化感物质的植物有2 000多种、涉及到30个科[6-8]。其中，111种植物的化感物质能够被用在43种作物田和11类非耕地中防除78种目标杂草。这些化感物质主要是一些有机酸、酚类、生物碱、类固醇、单宁、类萜、甾类化合物和醌等[9-11]。很多植物的化感物质或次生代谢物能够影响植物的萌发、生长及发育、密度和分布，是研发生物除草剂的重要库源之一。

生物控草有机肥在生物除草领域中是一个全新的探索和突破，它既能有化学除草剂和化学肥料所具有的主要性能，同时又有化学除草剂和化肥所不具有的优势，即在整个生态系统中不会对环境造成新的污染。我国物质资源丰富，发展生物控草有机肥具有充足的资源。目前，对生物控草有机肥研究与开发报道很少[12]。开展生物控草有机肥的研究有可能开创利用天然植物资源开发除草剂和肥料的途径，推动新型生物控草有机肥的研究与应用，保障粮食安全，减少环境污染，具有十分显著的科学意义和实用价值。在前期研究的基础上，为进一步验证水稻有机生物控草肥（F4）在防控稻田杂草上的效果，加快生物控草技术的发研进程，在海南省三亚市崖城镇进行了不同配方控草肥的加速试验[13]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在海南省三亚市崖城镇城东村五组陈学刚的责任田中进行，试验田面积1 134 m2，该水田位于东径 109°03′05″，北纬 18°18′52″。试验肥料为自主开发研制的有机生物控草肥F3、F4。试验田供试品种为湖南省农科院提供的香优32，于1月26日播种，2月22日移栽，插秧密度为20 cm×25 cm。

1.2 试验方法

试验采用顺序排列方法，5个处理3次重复，各处理设计如下：处理1，无肥区；处理2，分别用A、B料75、25 kg/667m2（F4低量）；处理3，用A、B料各50 kg/667m2（F4中量）；处理4，用A、B料25、75 kg/667m2（F4高量）；处理5：控草肥（F3）320 kg/667m2。

肥料施用方法：有机生物控草肥F3、 F4在水稻移栽返青后（5 d）2月27日施用，施肥前先灌水4～5 cm，再将肥料F3、 F4混合后均匀撒施在水田表层，各小区均做到2周内肥水不外流，4周内不缺水。

试验田小区面积6.7 m×3 m＝20 m2。试验田小区四周做小田埂并用地膜覆盖，各小区灌溉水实行单排单灌。

1.3 记载项目

试验期间进行3次杂草调查，测定并计算1 m2内杂草的种类和数量。控草肥施用第二天起连续15 d测定各小区的电导率。水稻前期苗势生长情况及分孽率。

1.4 数据分析

按公式（1）、（2）计算株防效：

试验数据采用Excel软件进行计算处理，采用DPSv6.5数据处理系统对防效进行邓肯氏新复极差法差异显著性测验。

2 结果与分析

2.1 不同配方处理对水田杂草的防除效果

调查发现该耕地主要发生的杂草种类为：稗草（Echinochloa crusgalli）、光头稗（E.colonum）、狗牙根（Cynodon dactylon）、牛筋草（Eleusine indica）等禾本科杂草，异型莎草（Cyperus difformis）、水虱草（Fimbristylis miliacea）等莎草科杂草，旋花科田旋花（Convolvulus arvensis）、柳叶菜科毛草龙（Ludwigia octovalvis）、玄参科泥花草（Lindernia antipoda）等阔叶杂草。

从表1可以看出，水稻移栽后17 d、施用控草肥12 d（3月11日）第1次调查杂草生长情况。无肥区（CK）1 m2平均有狗牙根1株、稗草2株、莎草6.3株、阔叶草3.63株；而施用不同配方有机生物控草肥的处理2、3、4、5狗牙根分别是0.50、0.44、0.47和0.67株；稗草分别是0.67、0.33、0.17和0.53株；莎草和阔叶草均为0。处理2、3、4、5对狗牙根的株防效率分别达到了50%、53.3%、53.3%和33.3%；对稗草的株防效率分别达到了66.65%、83.35%、91.65%和73.35%；对莎草和阔叶草的株防效率都达到了100%。

水稻移栽后27 d、施用控草肥22 d（3月21日）第2次调查杂草生长情况，无肥区（CK）1 m2有狗牙根1.67株、稗草3.50株、莎草14.84株、阔叶草4.16株；而施用不同配方有机生物控草肥的处理2、3、4、5狗牙根分别是0.67、0.67、0.16和0.16株；稗草分别是1.84、0.84、0和0.88株；莎草和阔叶草均为0。处理2、3、4、5对狗牙根的株防效率分别达到了60%、60%、90%和90%；对稗草的株防效率分别达到了47.57%、76.14%、100%和76.14%；对莎草和阔叶草的株防效率都达到了100%。

水稻移栽后34 d、施用控草肥29 d（3月27日）第3次调查杂草生长情况，无肥区（CK）1 m2有狗牙根3.33株、稗草7株、莎草22株、阔叶草2株。而施用不同配方有机生物控草肥的处理2、3、4、5狗牙根分别是1.33、1.33、0.33和1株；稗草分别5.33、1.33、0.33和2株；莎草只有处理2为0.33株，其余处理均为0；阔叶草均为0。2、3、4、5小区对狗牙根的株防效率分别达到了60%、60%、90%和70%；对稗草的株防效率分别达到了23.86%、81%、95.3%和71.4%；对莎草株防效率除处理2达到98.5%，其余处理均达到100%，阔叶草的株防效率都达到了100%。

有机生物控草肥F4（高、中、低量）和F3对水稻田狗牙根、稗草、莎草和阔叶草等一年生杂草均有优良的防效，其中以F4（高量）控草效果更优。通过对各处理之间的数据分析可以看出，F4高量的株防效率明显高于F4低、中量和F3。第一次杂草调查F4高量对稗草的株防效率达到了91.65%，分别高于F4低、中量和F3 25%、8.3%和18.3%。第二次杂草调查F4高量对稗草的株防效率达到了100%，分别高于F4低、中量和F3 54.43%、23.86%和 23.56%。第三次杂草调查F4高量对稗草的株防效率达到了95.3%，分别高于F4低、中量和F3 71.44%、14.3%和23.9%。总体防除效果：处理4＞处理3＞处理5＞处理2。

通过对杂草鲜重的测定，从表2可以看出，施用控草肥后29 d，4种处理对莎草和阔叶草鲜重防效都达到100%，对两类杂草防除效果明显。对狗牙根的防除效果4种处理差异较大，处理4药效达到100%，处理5、处理2和3药效果相对较差。对稗草的防除效果差异较大，处理4药效达93%，处理3和5超过65%，处理2药效则略低，仅为18%。4种处理对禾本科杂草防除效果，处理4效果最好，达94%。F3代的处理5防除杂草效果优于F4代的处理2，但仍差于处理4和3。处理2为半计量的处理，其药效有较大幅度的降低，可知处理2的防除作用已经失去效果。处理3、4和5的药效并未见其下降，说明它们仍能起作用，药效时间长。总体防除效果：处理4＞处理3＞处理5＞处理2。

表1 不同配方处理有机生物控草肥对水田杂草株数防效

表2 不同配方处理有机控草肥施用后29 d对水田杂草的鲜重防效

2.2 不同配方处理对灌溉水电导率的影响

根据对不同配方处理田间灌溉水电导率测定数据的分析，其灌溉水的电导率有明显差别。从图1可以看出，首先是施用控草肥处理的灌溉水电导率明显高于空白对照（CK），其中以处理5（F3）的数值最高。施肥第二天即2月28日田间水变黑，电导率达到最高值。由此说明，电导率越高田间水溶液的离子浓度就高，这就有利于对田间杂草进行封杀。施肥后15 d电导率还明显高于空白（CK）处理。其次是施用控草肥后所形成的黑色腐泥层对杂草的生长的也有一定的影响，不利于杂草根系的生长。据对稗草的观察，稗草出苗后4 d根系开始变黄，5 d开始枯萎，10 d后根系变黑死亡。

2.3 不同配方施肥处理对水稻前期苗势生长及分蘖期的影响

从表3可以看出，不同配方施肥处理对水稻前期苗势生长和分蘖期有一定的影响，其中以处理5的苗势生长最好，3月3日苗数达到5.87万苗/667m2，比其他各处理多0.27万～0.54万苗/667m2。到3月18日苗数达到18.4万苗/667m2，比其他各处理多4.27万～5.87万苗/667m2。分蘖期也比各处理快2～5 d，生长势好。这是因为处理5施用有机生物控草肥320 kg/667m2，而其他各处理只施用有机生物控草肥100 kg/667m2。由此说明，F4高量虽然控草效果好，但由于用量少，禾苗生长势不好，不利于高产稳产。为了保证F4既能高产又能控草，建议在施用一定量的有机肥作基肥的前提下，再用F4 100 kg/667m2作控草追肥。

图1 不同配方处理的田间灌溉水电导率

表3 不同施肥处理对水稻前期苗势生长及分孽期的影响

3 讨 论

综上所述，（1）无论是F3代和F4代，对莎草科杂草和阔叶杂草的防除效果均为100%，可确定有机控草肥对这两大类杂草防除效果最理想。（2）两代有机控草肥对禾本科杂草防除效果相对较差，并且4种处理效果各异。处理4显著优于其他处理，处理2效果最差。（3）综合株数防效和鲜重防效，4种处理对农田杂草防除效果从高到低的顺序为：处理4＞处理3≥处理5＞处理2。

纵观整个试验过程，F3代和F4代有机控草肥具有分解快、药效时间长、杀草谱广、肥力大的特点。有机肥从2月27日施用，到3月1日，3 d形成了具有除草效果的黑色腐污泥层。30 d后，除处理2外，其他的3个处理防除效果仍超过70%，处理4超过95%，可知该有机控草肥药效时间较长。与普通肥相比两代有机控草肥具有的突出特点是杀草谱广、肥力大。

观察有机控草肥的防除杂草过程，推测黑色腐污泥的形成是有机控草肥直接杀灭杂草的重要原因。微生物和田间藻类分解施用的有机肥，形成了此黑色腐污泥。海南试验的前期研究发现：腐污泥层中的化感物质和微生物次生代谢产物具有除草活性，黑色层能遮光亦能抑制杂草，腐泥层渗透压脱水影响杂草生长[14]。在此次海南试验，进一步印证了前期控草原理。在这次海南试验中还发现：（1）大量藻类存在，其能分解有机物，次生代谢产物是否也具有除草和植物相克作用，有待研究。（2）部分杂草在腐泥层中生长一定时间后，根系腐烂，杂草彻底死亡，漂浮于水面。这证明腐泥层作用的灭草的主要位点在杂草的根系。（3）对莎草科和阔叶杂草防除效果达100%，为何出现这样的现象有待研究。海南地区杂草种类，海南本地土壤情况，海南海岛气候等原因都可能导致这种情况。（4）初期浅水管理是一个值得重视的原因，水覆盖对杂草的生长有重大的影响，与相邻山东省农业科学院试验田（未浅灌）对比明显。利用移栽初期浅水管理防除杂草已有研究[15-16]。

此次海南试验完成了验证有机控草肥施用效果的目的，但仍存在一定的不足：施用效果存在地域差异，除草效果可比性不强。海南省由于其特殊的海岛气候，存在的杂草种类与湖南地区存在较大差异。试验点主要是田旋花、毛草龙和泥花草等阔叶杂草，而湖南地区水田杂草以野慈姑（Sagittaria trifolia）、鸭舌草（Monochoria vaginalis）和凤眼莲（Eichhornia crassipes）为主[17-18]。

试验结果表明，有机生物控草肥F4高量对水稻杂草的防控效果显著高于F4低、中量和F3。相对有机生物控草肥F3在用量上减少了220 kg/667m2，株防效率提高了21.92%，鲜重防效提高了14.33%，并且能省工省时，减轻劳动强度。综上所述，有机生物控草肥F4高量推广前景更好。

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