水稻田间杂草防除研究进展

袁小琴 赵军 先元华 陈其敏 周黎军

【摘  要】水稻是我国重要的粮食作物，随着中美贸易战和全球粮食出口紧缩的加剧，其高产稳产对粮食安全具有重要作用。随着现代科学技术的不断发展，为保障粮食产量，曾大量投入农药、化肥等，其中，在田间杂草的防除中，农田施用大量除草剂不仅引起环境和生态问题，同时对水稻品质等也存在潜在的危害，最终影响着人们的生命健康，还对我国未来的水稻生产带来了巨大的挑战。本文通过对水稻田杂草防除的水稻品种选择、耕作制度、药剂防除、化控等进行综述，根据目前对田间杂草防治措施存在的不足和新时代对绿色、环保农业所提出的要求，加强对稻田杂草生物学特性和发生规律的研究，实施综合防控技术，确保在水稻安全生产的前提下加强杂草防除，以保证我国水稻的安全和可持续生产。

【关键词】水稻;田间杂草;防除;研究进展

四川因地貌复杂，田块小而分散，农业基础条件薄弱，水稻栽种机械化程度不高，农作劳动强度大，种稻比较效益低。加之随着城镇化进程的加快，农村青壮劳动力向城市转移力度较大，稻田弃耕撂荒越来越严重，严重制约着本区域粮食生产能力。四川常年水稻种植面积约186万hm2，占粮食播种面积的30 %左右，产量占粮食总产的40 %以上。四川稻区杂草危害十分严重，据调查，稻田各类杂草有200余种，杂草种类主要分为禾本科杂草、阔叶杂草、莎草科杂草这3大类，其主要常见的为千金子、矮慈姑、稗草、牛毛毡、莎草、鸭舌草、阔叶草、异型莎草、千金子、空心莲子、水苋菜等;根据杂草的生活型主要分为一年生杂草与多年生杂草。据联合国粮农组织（FAO）估计，全世界每年因病虫草害损失约占粮食总产量的1/3，其中因病害损失10 %，虫害损失14 %，草害损失11 %。因此，加强水稻田间杂草防除前人重点在水稻品种选择、耕作制度、药剂防除、化控等方面做了大量的工作供我们参考和选择，以期在新时代农业发展过程中提供思路和指导。

1 抗杂草水稻品种的选育

自上世纪60年代以来，随着育种技术和基因技术的快速发展，农业科学工作者通过选育耐草甘膦、降解草甘膦和抗草铵膦的水稻品种，助力水稻杂草的防除。我国科学家从两面神菌属Janibactersp.和可变白蚁菌Isoptericolavariabilis中分别克隆到的抗草甘膦基因aroAJ.sp和I.variabilis-EPSPS并将其转入粳稻品种中花11和籼稻恢复系品种明恢86中，培育出了高抗草甘膦转基因水稻材料;这2个基因均为具有自主知识产权的新型基因，其中转I.variabilis-EPSPS基因水稻ZY21、ZY25和ZY29纯合家系可以耐受10倍商业推荐使用剂量的草甘膦处理，且主要农艺性状并未发生改变，将为我国具有独立知识产权的抗草甘膦转基因水稻以及其他农作物的发展提供参考。Fitzgibbon&Braymer等科学家发现，从假单胞菌中分离克隆到的igrA基因可以将草甘膦降解为肌氨酸和无机磷。Fartyaletal等科学家将突变的水稻EPSPS基因与igrA基因共同转入籼稻Swarna中，将2种不同作用机理的抗草甘膦基因聚合使用，培育出了高抗、低残留的转基因水稻。目前已经培育出多个具有应用价值的抗草铵膦转基因水稻新材料，如将bar基因转入多种两系或者三系恢复系水稻品种中，包括秀水04、D68、明恢63、E32、R187、R893等，以及旱稻297和旱稻502中。随着城镇化速度加快，劳动力资源短缺愈发加重，加之我国大部分地区地形地貌等条件的限制，水稻栽培方式的巨大变化给农业生产带来很大的困难。然而这些年由于转基因技术快速发展，其优势越来越明显，培育抗除草剂转基因水稻不但可以解决杂草危害的问题，同时，通过创制转抗除草剂基因恢复系或不育系可以提高杂交种纯度，方便机械化收种，简化制种程序，是顺应我国水稻种植方式转变的一种行之有效的方法，也是适应农业减肥、减药的需要[1]。

2 化学药剂对杂草的防除

化学除草能有效防治稻田杂草的再生长，减少田间杂草对水稻生长的竞争，为水稻后期干物质的积累与转运提供有利条件。嘧草醚（pyriminobac-methyl）作为内吸传导型乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂，能够有效抑制乙酰乳酸合成酶活性和干扰支链氨基酸合成代谢，从而最终导致杂草死亡，对稻田稗草和小龄千金子有较好的防治效果。五氟磺草胺（penoxsulam）通过抑制乙酰乳酸合成酶活性最终导致杂草死亡，高效广谱，能够有效防除阔叶类、莎草科及稗草等杂草[2]。前人也在48 %灭草松水剂、46 %二甲·灭草松水剂、10 %吡嘧磺隆可湿性粉剂和66 %吡嘧磺隆·丁草胺·西草净油分散制剂对水稻田杂草的防除进行了试验，均达到防除杂草率94.3 %。但由于长时间使用单一药剂进行杂草防除，各类杂草对当前使用药剂的抗性越来越强，导致药剂防效不够理想，且混合使用除草剂可减少土壤残留量。因此，采用不同药剂组合全程防治直播稻田杂草药效示范试验，30%丙草胺EC80 mL+36 %异噁草松CS20 mL组合最佳，达到99.02 %的防除效果。苄嘧丙草胺复配剂、丙草胺与丙嗪嘧磺隆混配机插同步喷施对水稻安全，但丙草胺与双唑草腈混配机插同步喷施能降低水稻分蘖。随灌溉水施用双唑草腈对水稻安全，但杂草防效受田块平整性限制，均一性差。插秧后15 d，各处理杂草株防效均大于95 %。为最大限度地避免杂草产生耐药性，将药剂交替轮换使用，如旱直播药剂土壤封闭可选用48 %仲丁灵1125～1200 mL/hm2或90 %禾草丹1050～1500 mL/hm2湿润封闭，也可在水稻种子萌发后用30 %扫氟特900～1050 mL/hm2等交替轮换进行。

3 耕作制度对杂草的防除

直播方式、耕作制度、肥水管理等栽培管理措施对稻田杂草发生及水稻产量具有显著影响。不同直播方式下稻田雜草种类差异不明显，其杂草种类主要有稗草、雀舌草和牛筋草等禾本科杂草及鸭跖草、鸭舌草、马齿苋和水竹叶等阔叶类杂草;但不同直播方式下稻田杂草的优势种群差异明显，旱直播稻田以稗草为优势种群，占总杂草比例的48.60 %～54.17 %，而湿直播和水直播稻田均以鸭舌草为优势种群，分别占总杂草的43.00 %～46.44 %、36.00 %～38.66 %。不同直播方式下稻田杂草数量差异显著，供试品种的稻田杂草数量排序均为旱直播<湿直播<水直播，旱直播杂草数量比湿直播、水直播分别降低3.44%～6.71%、40.92%～42.89%，且旱直播稻田杂草干物质量也均低于湿直播和水直播。与湿直播、水直播方式相比，旱直播提高了供试品种的出苗率、有效穗数及结实率，并显著增加了水稻产量，因此，采用旱直播方式可减少稻田杂草发生，提高早籼稻产量。不同的灌溉方式也将影响水稻田的杂草产量及密度。间歇灌溉稻田各生育期杂草密度平均降低27.8%;优势杂草种类虽与淹灌基本一致，但阔叶类杂草矮慈姑重要值降低9.76%，单子叶杂草浮萍重要值降低65.38%;间歇灌溉稻田以旱生杂草生长为主，总体各生育期旱生杂草群落密度增加277.51%，水生杂草群落密度降低81.44%，而淹灌稻田以水生杂草为主。间歇灌溉提高了稻田杂草多样性，有效地抑制了优势种杂草生长，有利于改善稻田生态保护。长期不同施肥处理小区，杂草密度为施氮磷肥>不施肥>仅施氮肥>施氮钾肥>均衡施肥，土壤养分的盈亏决定了田面杂草密度和优势种群，氮磷亏缺导致杂草群落多样性高于氮磷钾均衡施肥，且土壤氮含量对杂草群落的影响最显著。

4 生态综合系统对杂草的防除

水稻的化感抗（耐）杂草是水稻植株向环境释放化学物质从而抑制或影响周围杂草生长的作用，以化感作用控制有害生物是利用植物体的自身防御或抗逆能力，是一种资源节约、环境友好的杂草生物防治方法。作物产生的这些化感物质在体内大多以无活性的糖苷形式存在，通过根系释放的化感物质与土壤生物和非生物因子发生一系列作用，并以有效浓度迁移到达杂草根系从而发生抑制作用。迄今为止已发现报道的水稻的化感抗性物质主要有3类，分别为酚酸类、萜类和固醇类。这3类化合物均为植物次生代谢产物，不仅与生物抗性（抗病虫草害）有关，而且与非生物抗性（抗旱、耐冷等）也密切相关。过去，人们一直努力将杂草从农业生态系统中清除出去，但近年来，保护农业生产区域中杂草等野生植物的多样性，以及发挥其在维持生态平衡中的作用逐渐为人们所重视。其中，稻鸭共作农作系统就是一个典型的维护生态系统案例，是指在稻田中放入一定数量的鸭子，鸭子全天候在稻田吃掉杂草、害虫和水生小动物，并通过在稻田中不断地游走觅食、排泄粪肥、浑水耘田，达到控虫防病、中耕除草等作用。通过稻鸭共作系统最大限度发挥稻田在时空上的优势，补充常规稻田存在的不足，形成物质和能量的多级利用，提高生态系统的稳定性，从而高效利用资源，实现结构和功能的相互协调，最终提高了稻田生态系统的生产能力。不仅能多收入养鸭，还能减少对农药化肥的投入，同时该生态系统具有显著的增产能力。

5 综合杂草防除技术

为满足绿色、生态、环保等可持续农业发展需要，在以下几个方面深入发力，一是采用稻旱轮作的种植制度。由于不同作物的田间杂草种群有差异，使用除草剂的作用机理不同，稻旱轮作有利于药剂效用的充分发挥。同时，清洁稻田周边杂草，可以田间杂草种子基数。二是积极引导科学使用。有关农技服务、科研院所应当积极开展稻田杂草防治技术系统研究，强化对零售商和稻农的技术培训，引导科学合理使用除草剂，为农药减施提供强有力的技术支撑。三是加强农民和新型经营主体培训，避免滥用、乱用除草药剂，根据田间水稻的生育需求、杂草发生规律、除草剂特性和天气状况，合理选择施药时期，选用高效、精准的施药机械，配备扇形喷头，确保施药质量。四是积极推广新型综合防治技术，如集成创新了以“宜直播品种选择、最宜高产播期播量、高效平衡施氮、杂草综合防控”为核心的水稻直播高产高效技术体系，较好地解决了直播稻田倒伏、杂草防控等关键技术问题，且降低了种稻用工量，减少了化肥施用量，提高了生产效率和种植效益。

综上可知，根据目前对田间杂草防治研究措施存在的不足和新时代对绿色、环保等可持续农业所提出的新要求，加强对稻田杂草生物学特性和发生规律的研究，确保在水稻安全生产的前提下加强杂草防除，实施综合防控技术，以保證我国水稻的安全和可持续生产，是四川水稻长足发展的重要途径。

参考文献：

[1]温莉娴，周菲，邹玉兰. 抗除草剂转基因水稻的研究进展[J]. 植物保护学报，2018，45（05）：954-960.

[2]吴希宝，庄治国，宋化稳，等. 嘧草醚与五氟磺草胺复配的联合除草作用及田间防除效果[J]. 农药，2021，60（06）：446-449+454.

[3]曾强，易峰，张平. 不同药剂组合及施用方式对水稻田间杂草的防除效果初探[J]. 上海农业科技，2021，（03）：126-127.

基金项目：

宜宾职业技术学院科研项目（编号：ybzysc18-32）资助。