野慈姑球茎发生规律及其化学控制技术研究

赵长山，吕晓曦，周鹏达，范冰冰

（东北农业大学农学院，哈尔滨 150030）

我国是世界最大水稻生产国，黑龙江省作为重要水稻生产基地，确保水稻高产稳产对我国粮食安全具有重要意义。稻田杂草是影响水稻产量重要因素之一[1]。野慈姑（Sagittaria trifolia L.）别名狭叶慈姑、三脚剪、水芋、驴耳菜，泽泻科慈姑属，为慈姑变种，多年生水生或沼生草本[2]，已成为东三省稻田主要杂草危害之一[3]。野慈姑适应性较强，危害各生育期水稻生长。柴永山研究表明，野慈姑是水稻分蘖盛期杂草危害之一[4]。王长方等研究表明不同密度野慈姑使水稻减产2.94%～23.53%[5]。目前防除水稻田杂草主要以农业防除和化学防除为主。农业防除主要通过耕作措施和调节水层达到防除目的，水稻插秧前整地后，灌足水泡田，未附着土层野慈姑球茎漂浮在水面上，借助风力作用，田埂边球茎数量较多，打捞水面和水边野慈姑球茎，可减少野慈姑发生基数[6]。化学防除方面，磺酰脲类水稻田除草剂苄嘧磺隆、吡嘧磺隆对水田杂草防治效果显著[7-8]。随应用年限增多，两者对野慈姑防效逐渐降低[9]，防除效果仍不理想，芮静等研究认为野慈姑已对磺酰脲类除草剂苄嘧磺隆和吡嘧磺隆产生抗药性[10]。触杀性除草剂排草丹茎叶处理对野慈姑防除效果较好，但无法有效破坏其地下部分营养繁殖器官。

国内对野慈姑化学防除效果研究多为地上部分植株受害情况。黄家祥等试验表明，水稻返青后采用毒土法施用15%吡嘧磺隆·22.5%莎稗磷可湿性粉剂，对野慈姑株高及鲜重抑制效果较好[11]。沈会生等研究表明，在水稻移栽日施用20%稻乐宁和10%水星（吡嘧磺隆）对野慈姑防效较好[12]。国内对野慈姑营养繁殖器官防除效果报道较少。

本文探讨野慈姑营养繁殖器官球茎产生、发育、成熟及再生繁殖能力等营养繁殖规律，研究野慈姑地上部植株和地下部球茎防除效果，明确化学防除技术对野慈姑球茎次年发生影响，为有效防除野慈姑提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试材料

野慈姑球茎：2016年春季采自黑龙省绥化市庆安县水稻田。

野慈姑种子：2015年采自黑龙江省绥化市庆安县水稻田。

1.1.2 供试除草剂

本试验选用9种除草剂，药剂名称、剂型、生产厂家及施用剂量、施用方法等信息见表1。

表1 供试除草剂基本信息Table1 Information of tested herbicides

1.2 试验方法

1.2.1 球茎繁殖规律

于东北农业大学农学院室外盆栽场。将野慈姑球茎和种子于2016年5月18日分别播种在塑料桶内（桶高30 cm，直径32 cm）。每盆播种球茎6株，出苗后每盆留长势相似3株。球茎播种深度5 cm，种子播种深度1 cm。球茎繁殖野慈姑于播后40 d开始第1次调查，种子繁殖野慈姑于播后65 d开始第1次调查，两种繁殖方式分别每隔5 d调查1次。记录野慈姑叶片数、抽薹数、地下根状茎数、根状茎节鞘数及新生球茎数量、尺寸等。2016年9月15日最后1次调查，每次调查重复3次。

1.2.2 除草剂对球茎抑制

将采集野慈姑球茎播于塑料桶中（桶高30 cm，直径32 cm），播深5 cm，每桶播种5粒球茎。

土壤处理除草剂采用粗滴撒施方法，结合水稻田间第2次封闭处理时间及野慈姑生长状态，在野慈姑叶片刚出水层时施药。施用除草剂有噁草酮、苄嘧磺隆、五氟磺草胺、丙嗪嘧磺隆。茎叶于施药前1 d撤水，施药后1 d覆水，施用除草剂为2-甲-4-氯钠盐、氯氟吡啶酯、灭草松、嘧肟·丙草胺和2-甲·灭草松。各除草剂均采用常规用药量处理野慈姑，分别设清水处理为空白对照。共12个处理，每个处理重复3次。施药后分别于7、14、28和42 d记录野慈姑受药症状，施药后45d调查杂草株高防效和鲜重防效，并于9月15日调查所有处理地下部分，确定新球茎产生情况，将新球茎重新播种，研究次年发生情况。

1.3 统计分析

采用DPS 3.01软件分析数据并作显著性检验，Duncan氏新复极差法作多重比较。

2 结果与分析

2.1 野慈姑球茎繁殖规律

2.1.1 球茎繁殖野慈姑生长发育规律

2.1.1.1 地上部生长发育特点

球茎繁殖野慈姑在6月初开始出苗，7月25日左右株高达最大值55.9 cm。叶片按沉水叶-漂浮叶-挺水叶顺序依次生长，与何军艇等研究结果一致[21]。7月10日，沉水叶片数最多，可达6片·株-1，之后逐渐减少；野慈姑挺水叶片在6月25日～8月5日，由3.67片·株-1增至8.33片·株-1，8月5日～8月25日，稳定在8.33～8.50片·株-1，8月25日后略有下降，其原因为部分叶片枯萎腐烂，9月15日降至7.63片·株-1，野慈姑挺水叶最多可达13片·株-1；6月25日～6月30日，挺水叶片数为4片时，开始出现绿色小抽薹，绿色抽薹出现5 d后即7月初开花，7月中旬达开花盛期，抽薹数在6月25日～8月25日由0.25个·株-1增至2.67个·株-1，至9月15日抽薹数稳定在2.50～2.67个·株-1，抽薹数最多可达6个·株-1（见图1）。8月20日开始有种子成熟自行落下。

2.1.1.2 地下部生长发育特点

7月25日根长达最大值59.2 cm。6月末，野慈姑长至3～4片挺水叶，花挺尚未长出，地下开始出现根状茎。新球茎最早出现在7月25日，此时野慈姑地上部分有6片挺水叶，2个抽薹。此后至8月25日，野慈姑新球茎个数从0.25个·株-1缓慢增至0.67个·株-1，8月25日～9月5日为新球茎结球盛期，新球茎个数由0.67个·株-1增至3.25个·株-1，9月5日～9月15日球茎个数为3.05～3.33个·株-1（见图1）。单株野慈姑最多可结5个球茎。7月25日～9月5日，花挺数为2～3个、挺水叶为7～8片叶时，野慈姑植株根状茎末端膨大为球茎时期，大部分新球茎生长在根状茎3～5节鞘处。新球茎最大横截直径0.1～1.4 cm。

野慈姑整个生长阶段，当抽薹数≥2个·株-1时，地下部分存在发生新球茎可能，随抽薹数增加野慈姑结新球茎概率增加，地上部有5～6个抽薹时，野慈姑出现新球茎概率在80%以上；当挺水叶片数≥3片·株-1时，地下部分存在发生新球茎可能，野慈姑生长新球茎概率随挺水叶片数增长呈先升后降趋势，其中挺水叶片数9片叶时，野慈姑生长新球茎概率最高为80%（见图2）。进入9月后大部分野慈姑均生长新球茎且数量增多。

图1 野慈姑挺水叶片、抽薹和球茎发生规律Fig.1 Occurrence law of the arrow type leaf,bolting,new corms of Sagittaria trifolia L.

图2 野慈姑抽薹数、挺水叶片数与发生新球相关关系Fig.2 Relationship between bolting number,arrow type leaf number and probability of occurrence of new corms of Sagittaria trifolia L.

2.1.2 种子繁殖野慈姑生长发育规律

2.1.2.1 地上部生长发育特点

种子繁殖野慈姑在6月底出苗，少量种子延迟至7月中旬。野慈姑8月15日株高达最大值32.9 cm。挺水叶片7月20日～8月15日，由2.17片·株-1增至6.33片·株-1，8月15日～9月10日，挺水叶片数6.14～6.40片·株-1。挺水叶片最多可达7片·株-1，首次出现在8月10日。沉水叶片最多可达6片·株-1，第1次出现在7月20日。8月5日野慈姑出现第1个抽薹，此时挺水叶片数为3～5片，沉水叶为3片，抽薹数在8月5日～8月25日由0.33个·株-1增至1.45个·株-1，之后趋于稳定（见图3），单株野慈姑抽薹数最多可达3个。抽薹出现10 d后即8月15日见开花。8月末达开花盛期。9月中旬小部分种子成熟落下。

2.1.2.2 地下部生长发育特点

种子繁殖野慈姑在7月30日根长达最大值38.7 cm。7月25日出现根状茎，此时野慈姑地上部分未长出花挺，3片挺水叶，3～4片沉水叶。新球茎最早出现在8月25日，为0.09个·株-1，此后每株野慈姑新生球茎数快速增加至9月10日，为4.00个·株-1（见图3）。

9月后每株野慈姑均长出新球茎，个数明显增多，最多可达6个·株-1。新球茎最大横截直径0.1～0.6 cm，在种子繁殖野慈姑整个生长阶段，即使未长出抽薹，仍可能发生新球茎，概率为10.34%，且发生新球茎概率随抽薹数增加而增加，抽薹数为3时，概率最大为66.67%；当挺水叶片数为3片·株-1时，发生新球茎概率为16.67%，明显低于挺水叶片为4～7片·株-1时，当挺水叶为4片·株-1时，发生新球茎概率与5片·株-1时接近，分别为44.44%、42.86%，当每株6～7片挺水叶片时，发生新球茎概率接近，分别为55.56%、57.14%。

图3 野慈姑挺水叶片、抽薹和新球茎与时间关系Fig.3 Relationship between the arrow type leaf,bolting,new corms and time of Sagittaria trifolia L.

图4 野慈姑抽薹数、挺水叶片数与发生新球茎相关关系Fig.4 Relationship between bolting number,arrow type leaf number and probability of occurrence of new corms of Sagittaria trifolia L.

2.2 化学防除技术对野慈姑球茎抑制作用

2.2.1 土壤处理防除效果

五氟磺草胺处理下野慈姑当年结球茎数最少，为0.38个·株-1，与丙嗪嘧磺隆处理0.43个·株-1差异不显著。噁草酮处理野慈姑当年结球茎数为0.97个·株-1。苄嘧磺隆处理野慈姑当年结球茎数最多，为2.77个·株-1，与对照差异不显著。观察次年球茎出苗率可知，丙嗪嘧磺隆处理出苗率最低为51.00%，与其他除草剂处理存在显著性差异，五氟磺草胺处理和噁草酮处理分别为68.00%、68.50%，两者间明显差异，苄嘧磺隆出苗率最高为91.00%，与对照差异不显著（见表2）。

苄嘧磺隆处理14和28 d均轻微抑制野慈姑生长，42 d后抑制程度减轻，出现再生现象；噁草酮处理14、28和42 d后野慈姑均生长缓慢，与对照野慈姑相比，植株矮化，叶面积减少，整株长势较弱；丙嗪嘧磺隆处理14和28 d后大部分野慈姑停止生长，叶片呈黄色，小部分叶片红褐色，42 d后未出现再生现象；五氟磺草胺处理14 d，野慈姑生长受抑制，生长点失绿，28和42 d后部分野慈姑死亡。由表2可知，不同除草剂对野慈姑地上部分植株整体防效顺序依次为五氟磺草胺＞丙嗪嘧磺隆＞噁草酮＞苄嘧磺隆。株高防效：五氟磺草胺与丙嗪嘧磺隆差异不显著，但两者显著高于噁草酮和苄嘧磺隆处理；鲜重防效：五氟磺草胺为91.09%，显著高于丙嗪嘧磺隆处理81.90%，而丙嗪嘧磺隆处理则依次显著高于噁草酮处理72.86%、苄嘧磺隆处理36.41%。

表2 4种土壤处理除草剂对野慈姑防除效果Table2 Plant control effect of 4 soil-applied herbicides on Sagittaria trifolia L.

2.2.2 茎叶处理防除效果

结合当年各处理新球茎发生情况及次年球茎出苗率可知，除草剂对野慈姑营养繁殖器官抑制作用依次为氯氟吡啶酯＞2-甲-4-氯钠盐＞2-甲·灭草松＞嘧肟·丙草胺＞灭草松。氯氟吡啶酯处理野慈姑当年所结新球茎颜色为乳黄色，其他处理新球茎颜色与对照相同，为紫色。

当年新球茎发生个数：氯氟吡啶酯处理当年新球茎发生数量最少，为0.39个·株-1，显著低于其他各除草剂和对照处理。灭草松处理当年新球茎发生数量最多，为2.61个·株-1，显著高于其他各除草剂处理。2-甲-4-氯钠盐处理0.66个·株-1与2-甲·灭草松处理1.00个·株-1间差异不显著，而与嘧肟·丙草胺处理1.27个·株-1和灭草松处理2.61个·株-1及对照均差异显著。嘧肟·丙草胺处理与2-甲·灭草松处理结果相近，差异不显著，与灭草松处理及对照差异显著。

次年出苗数：氯氟吡啶酯处理次年球茎出苗率为15.09%，显著低于其他各处理及对照。灭草松处理的86.45%显著高于其他各除草剂处理，且与对照差异显著。2-甲·灭草松处理和嘧肟·丙草胺处理结果分别为67.64%、65.83%，差异不显著，与灭草松处理差异显著。

灭草松处理药效反应迅速，施用7 d后野慈姑叶片大面积失水、萎蔫、枯黄、卷曲，但未着药茎秆和新叶无明显症状；嘧肟·丙草胺处理施用7、14 d后，野慈姑部分叶片呈黄色，长势较弱；2-甲·灭草松处理施用7 d后，野慈姑叶片倒伏，14 d后，大部分野慈姑死亡；2-甲-4-氯钠盐处理7 d后，野慈姑叶片大面积倒伏漂浮于水面，大部分植株死亡；氯氟吡啶酯处理7 d后，野慈姑根基部腐烂，几乎全部死亡。

由表3可知，株高防效：氯氟吡啶酯对野慈姑株高防效最佳，为99.95%，与2-甲-4-氯钠盐处理97.76%差异不显著，2-甲-4-氯钠盐与2-甲·灭草松96.06%差异不显著，而2-甲-4-氯钠盐处理与嘧肟·丙草胺处理79.64%和灭草松处理81.10%差异显著；鲜重防效：氯氟吡啶酯、2-甲-4-氯钠盐、2甲·灭草松处理对野慈姑鲜重防效分别为99.00%、98.09%、97.16%，三者间差异不显著，但三者与嘧肟·丙草胺处理79.99%和灭草松处理82.77%差异显著。

表3 5种茎叶处理除草剂对野慈姑防除效果Table3 Plant control effect of 5 post-emergence herbicides on Sagittaria trifolia L.

3 讨论

本研究表明抽薹数、挺水叶片数与新球茎发生规律与王长方等[5]、芮静[10]研究结果一致。在球茎繁殖野慈姑有3～4片挺水叶，花挺尚未长出时，地下开始出现根状茎。本研究大部分球茎繁殖野慈姑发生新球茎数2～4个，单株野慈姑最多可结5个球茎，大部分种子繁殖野慈姑发生新球茎个数1～2个，与何军艇研究结果[13]一致，但本文种子繁殖野慈姑最多可发生6个新球茎，目前尚未见报道。

本试验中苄嘧磺隆除草剂对野慈姑地上部植株和地下部球茎防效均不理想，可能与野慈姑对其产生较高抗性有关。稻田主要应用磺酰脲类除草剂防除野慈姑。连续多年使用同一作用机理除草剂，加速抗性杂草发生[14-16]，应注意除草剂轮换、交替使用并改进栽培管理方式，开发不同作用机理稻田除草剂[17-19]。

本研究采用室外盆栽方法，与田间真实环境存在差异，田间野慈姑长势优于试验盆栽植株，同期观察田间野慈姑，植株株高较高，叶面积较大，但地上部分抽薹与地下部根状茎和新球茎发生时间差异不显著。土壤处理对野慈姑地上部分防除效果普遍低于茎叶处理，但除苄嘧磺隆以外其他除草剂对当年新球茎发生抑制效果较好。

本试验中2-甲-4-氯钠盐和氯氟吡啶酯均为激素类除草剂，两者对野慈姑球茎次年出苗抑制作用是否为打破球茎越冬机制，有待进一步研究。本试验结果表明，在土壤处理除草剂中丙嗪嘧磺隆对野慈姑当年结球数控制效果不佳，但次年野慈姑球茎出苗率最低，原因可能为施用丙嗪嘧磺隆虽未有效控制新球茎形成，但破坏新球茎再生能力，其机理尚待后续试验深入研究。

4 结论

a.球茎繁殖野慈姑6月初出苗，球茎发生持续时间较长，7月下旬开始接球，但结球茎盛期在8月中旬至9月中上旬。当抽薹数为6个·株-1时，发生新球茎概率最大83.00%。大部分野慈姑每株发生新球茎约为2～4个，单株野慈姑最多可结5个球茎。8月20日开始有种子成熟自行落下。

b.种子繁殖野慈姑在6月底出苗，有少量种子可延迟至7月中旬出苗。结球盛期在8月末～9月中上旬，当抽薹数为3个·株-1时，发生新球茎概率最大为66.70%。大部分野慈姑每株发生新球茎约1～2个，最多可达6个·株-1。9月中旬小部分种子成熟落下。

c.土壤处理对当年野慈姑球茎抑制效果最好为五氟磺草胺，对次年球茎出苗控制效果最好为丙嗪嘧磺隆。茎叶处理对野慈姑球茎抑制作用顺序依次为氯氟吡啶酯＞2-甲-4-氯钠盐＞2-甲·灭草松＞嘧肟·丙草胺＞灭草松。

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