向德明,田明慧,张明发,陈前锋,张胜,陈明刚
(1湖南湘西州烟草公司烟叶生产技术中心,湖南吉首 416000;2湖南湘西州烟草公司永顺县分公司,湖南永顺 416700)
烤烟是卷烟工业的重要原料,分布在全国22个省(市、区),年种植规模90万hm2左右。湘西州地处武陵山区,年产优质烟叶2万t。湘西烤烟以旱地地膜覆盖方式栽培,主要分布在海拔500~800 m的区域。4月下旬—9 月中旬,尤其是5 月下旬揭膜后,烟地杂草大量发生,对烟叶高产优质的生长构成威胁。烟田杂草的治理已成为整个烟田管理系统的重要组成部分[1]。应用化学方法除草,具有减轻劳动强度、降低生产成本、简便易行、收效突出等特点[2],受到烟农普遍关注,很多省份开展了相关研究[3-7]。陈荣华等[8]发现烟草对除草剂敏感,如使用不当,时有药害发生;孙宏宇等[9]选用54种除草剂对苗期、大田团棵前期的烟株进行茎叶喷雾处理,证实除芳氧基苯氧基丙酸、环己烯酮等2类除草剂药害较轻外,其他均可引起烟草不同程度的药害。
由于各地生态条件和种植方式、耕作制度不一,烟地(田)杂草种群不尽相同,本项目组在借鉴前人研究的基础上,选用3 种在农业生产上应用比较广泛的除草剂,于2019 年在烤烟地开展田间药效试验,以期为当地烤烟生产减工降本、简约化栽培提供技术支持。
于烤烟旺长期至下部叶成熟采收初期,抽样调查不同轮作制度及人工除草条件下,烤烟旱地的杂草种类,并借助农田杂草图谱[10]和手机APP“花伴侣”进行识别。
试验安排在花垣县湘西生态金叶科技示范园内实施。海拔510 m,白云质灰岩发育土壤,旱地,前作生姜。
烤烟品种为‘云烟87’,集中专业化漂浮育苗;供试除草剂包括33%二甲戊灵EC(市购,推荐用量2250~4500 mL/hm2),25%砜嘧磺隆水分散粒剂(市购,推荐用量105 g/hm2),8.8%精喹禾灵EC(市购,推荐用量1050 mL/hm2)。
共10个大区处理(T),不设重复,面积50 m2/个,高垄单行地膜覆盖“井窖式”栽培。4 月19 日移栽烤烟,行距1.2 m,株距0.5 m。5 月19 日揭膜,除对照外,各处理均不进行人工除草,其他措施按《湘西自治州优质烤烟栽培技术规程》实施。
T1、T2、T3 分别为整地后起垄前施用二甲戊灵1500、2250、3000 mL/hm2;T4、T5、T6 分别为起垄后盖膜移栽前施施用二甲戊灵1500、2250、3000 mL/hm2;T7 为揭膜当天施用精喹禾灵525 mL/hm2;T8 为揭膜当天施用砜嘧磺隆52.5 g/hm2;T9 为揭膜当天施用精喹禾灵525 mL/hm2+砜嘧磺隆52.5 mg/hm2;T10(CK)为揭膜当天人工除草、培土后,喷雾清水。每个处理喷施表土药液量(CK为清水)450 L/hm2。
按YC/T 526—2005 烟草除草剂药害分级及调查方法[11],在烟苗移栽、揭膜培土后调查记载各处理的药害情况,以及烟株的生长发育时期。
共调查3 次。在烟苗移栽后30、60、90 天,每个处理随机调查3 个点,每点0.25 m2,记录单、双子叶杂草种类、株数,最后一次带根称量杂草鲜重,计算单、双子叶杂草的消长情况[式(1)]及防除效果[式(2)]。
在烟株打顶后第10 天,按YC/T 142—2010 烟草农艺性状调查测量方法,每个处理随机选择3个点,每点5株烟,测量株高、茎围、有效叶和倒数第9位叶的叶长、叶宽,计算叶面积[式(3)]及生长抑制率[式(4)]。
采用Microsoft Excel 2003进行统计分析。
共调查空闲—烤烟、生姜—烤烟、烤烟—烤烟等3种轮作条件下当季烤烟旱地杂草的种类,共有15科30种。其中双子叶杂草有12 科26 种占86.67%,分别是菊科的艾蒿、青蒿、鳢肠、狼把草、粘糊菜、苍耳、小飞蓬、马兰、野茼蒿、下田菊、刺儿菜、苣荬菜,蓼科的双模叶蓼、水蓼,锦葵科的心叶黄花稔,苋科的反枝苋,茄科的龙葵、小酸浆,鸭跖草科的竹节菜,大戟科的通奶草,荨麻科的石筋草,旋花科的田旋花,车前科的车前子,藜科的小藜,唇形科的风轮菜,天南星科的半夏;单子叶杂草有2科4种占13.33%,分别是禾本科的千金子、光头稗、无芒稗和莎草科的香附子。
不同轮作地双子叶杂草种类略有变化,而单子叶杂草种类一致。前作空闲地种类最多,共25 种;前作生姜地次之,共24种;前作烤烟地最少,共22种。刺儿菜、苣荬菜、小酸浆、风轮菜、半夏、香附子呈零星分布。艾蒿、鳢肠、苍耳、双模叶蓼、心叶黄花稔、千金子、光头稗是田间优势种群,生长密度大或分枝(分蘖)多,长势强,部分具有宿根性特点,是影响烤烟生长的主要防除对象。但香附子一般成团分布,是部分地块的优势种群。
T1、T2、T3用芽前处理剂二甲戊灵于起垄前4月6日施用,T4、T5、T6用芽前处理剂二甲戊灵于起垄后4月12日施用。4月29日调查发现,T1、T2、T3、T4处理的烟苗生长势弱、缓苗慢;T5、T6等2个处理的烟苗表现出新生叶丛生、皱缩、生长停止现象,参照烟草除草剂药害分级及调查方法判断,药害达到3 级程度。说明在此条件下施用二甲戊灵对烟苗的生长、发育不利,且随使用量的增大或移栽期的临近,药害现象越发突出。经调查当天即4 月29 日对T5、T6 进行重新换苗,后续观察T1、T2、T3、T4、T5、T6 等6 个处理的烟株均能正常进入各生长发育时期,说明二甲戊灵对烤烟生长发育的影响有一定的局限性。
T7、T8、T9 分别用芽后处理剂精喹禾灵、砜嘧磺隆、精喹禾灵+砜嘧磺隆于5 月19 日揭膜当天施用。从各阶段的田间长势看,这3个处理的烟株、烟叶均没有表现出明显可见的药害症状,生长发育正常。
2.3.1 各处理杂草的消长情况烟苗移栽后30、60、90天调查杂草消长情况,结果见表1。栽后30天T7、T8、T9、T10(CK)等4 个尚未经药剂或人工除草处理的杂草发生基数大,单、双子叶杂草株数合计达到79.04~92.00株/m2,平均87.75株/m2,并以双子叶杂草为主,是单子叶杂草的3.25~4.76倍;T1~T6等6个处理的单、双子叶杂草发生数量显著减少,平均只有16.89株/m2,不及对照的1/5。栽后60 天调查,单子叶杂草发生数量T4、T5、T6、T7、T8、T9呈零增长或降低趋势,其中尤以T7 降低幅度最大,达到243.00%,而T1、T2、T3、T10(CK)均呈增长趋势,其中T2 增长幅度最高达到406.06%;双子叶杂草发生数量T8、T9、T10(CK)呈减少趋势,其中T8、T9 降幅达75%以上,T5、T6、T7 呈小幅增长,而T1、T2、T3、T4 呈快速增长趋势,增幅介于108.25%~463.85%之间,平均达到238.07%。T2 的单、双子叶杂草发生数量均呈大幅度增长,与香附子、艾蒿多有关。
表1 除草剂对杂草消长的影响
在调查期内发现,二甲戊灵施用得早的处理(T1~T3)与施用得迟的处理(T4~T6)单、双子叶杂草发生数量均不及对照的50%,但前者的增长率显著高于后者,说明起垄后施药比起垄前施药更有利于控制杂草的生长危害,同时也可能与后者的垄面形成药剂保护层有关;揭膜当天定向施用芽后广谱性除草剂砜嘧磺隆(T8)比定向施用禾本科选择性除草剂精喹禾灵(T7)更能显著减退单、双子叶杂草的数量,后者对双子叶杂草基本无防控作用;砜嘧磺隆与精喹禾灵混合施用(T9),均可显著减退单、双子叶杂草的发生,但与砜嘧磺隆(T8)单独施用比,增效作用不突出;经揭膜当天人工除草后30 天观察,虽然T10(CK)的双子叶杂草发生株数略有减少,但单子叶杂草增长株数较多,两者之和达到101.2 株/m2,比除草前净增12 株/m2,说明人工除草对杂草的防控作用持效性较差,在烤烟揭膜后的旺长至成熟采收初期至少需要人工除草2次。
从烟苗移栽后90 天即7 月18 日测量杂草鲜重结果看,T10(CK)的单子叶杂草质量最高,其次是T2,再次为T1和T8,其他6个处理均较低;T7的双子叶杂草质量最高,其次是T10,而其他8个处理均不及对照的50%。按杂草的综合质量从高到低排序为T10(CK)>T7>T2>T1/T5>T3>T8>T6>T4>T9。
综上,T5、T6、T8、T9等4个处理表现较好,在烟苗移栽后30、60、90 天杂草的发生株数少,生物产量低,对烤烟生长影响小。
2.3.2 芽前处理的除草效果评价从表2 看出,芽前除草剂二甲戊灵具有较长的药效期,对当年生的单、双子叶杂草均有显著的防除效果,其中对前者的防效高于后者。随施药浓度的提高,对单子叶杂草的防效增强,而对双子叶杂草的防效差异不大。随施药后时期的延长,至药后73天(T1、T2、T3)和67天(T4、T5、T6)即6月
18 日调查发现,对单子叶杂草的株防效仍较高,均保持在78.57%以上水平,表明该药剂对单子叶杂草的有效控制期长达70天以上;而对双子叶杂草的株防效均降低,其中尤以T1、T2、T3、T4等4个处理降幅大,防效低于50%,表明该药剂对双子叶杂草的有效控制期不足70天。比较各阶段的株防效和鲜重防效,起垄后的处理效果优于起垄前的处理效果,其中以T4、T6 最优。T2、T5 的鲜重防效比邻近处理的低,主要是受香附子发生较多的影响,说明二甲戊灵对香附子的防控作用较差。
2.3.3 芽后处理的除草效果评价从表3 看出,精喹禾灵和砜嘧磺隆混合施用的T9,对单、双子叶杂草的防除效果要优于其单独施用的T7、T8,且持效期长达60天以上,能很好控制揭膜后烤烟大田期杂草的发生与危害;单独施用精喹禾灵(T7)对双子叶杂草无防效,而对禾本科杂草防效高,可考虑在前作为水稻的烟田单独施用;单独施用砜嘧磺隆(T8)总体效果要优于T7但不及T9,可选择在香附子等多年生杂草发生少的旱地施用。
2.4.1 对株高的影响从表4 看出,T1~T5 的烟株高度略低于对照(T10)及其他处理,表现出烟株的生长受到轻微地抑制,抑制率介于0.19%~1.75%之间;而T5、T6经换苗后,除T5 接近对照的高度外,而T6 高于对照,说明在烤烟缓苗期及早换苗,可缓解或解除除草剂的不利影响。T7、T8、T9处理的烟株高度均超过对照,增长率为0.25%~1.95%,对烟株长高安全。
表2 芽前除草剂二甲戊灵对杂草的防效%
表3 芽后除草剂精喹禾灵、砜嘧磺隆对杂草的防效%
表4 各处理对烤烟农艺性状的影响
2.4.2 对茎围的影响从表4 看出,只有T7 比对照略粗,T6 与对照一样,而T4、T5、T8、T9 等4 个处理比对照略细,但T1、T2、T3更纤细,抑制率高达12.5%以上,可能与起垄后二甲戊灵在土壤中形成立体分布有关。
2.4.3 对有效叶片数的影响从表5 看出,所有经药剂处理的烤烟有效叶片数量均比对照少,减少幅度为0.39%~7.87%。其中T1~T4处理比对照T10减少1~1.4片叶,减少率超过5%,对烟叶产量构成一定影响;而其他5 个处理仅比对照减少0.39%~4.10%,其中T7、T8、T9等3个处理的有效叶片数接近对照,对烤烟的产量影响小。
2.4.4 对中部叶面积的影响从表5看出,T1、T2、T3处理烤烟中部定位叶的面积比对照略小,而其他6 个处理比对照略大至大,增幅为0~16.11%。其中T4、T5、T6的增幅超过了10%。
综上,T5、T6、T7、T8、T9 处理的农艺性状与对照T10接近,部分指标超过了对照,对烤烟生长发育基本无不良影响。
湘西旱作烟地杂草发生种类不多,只有15 科30种,但以双子叶杂草为主,单子叶杂草为辅。艾蒿、鳢肠、苍耳、双模叶蓼、心叶黄花稔、千金子、光头稗等7种杂草是优势种群,是影响烤烟生长的主要防除对象。香附子在部分烟地发生量较大,也值得重视。
芽前除草剂二甲戊灵对移栽初期的烟苗具有明显的药害,对烟株的生长发育具有明显的抑制作用,且对多年生杂草如艾蒿、香附子的防除效果差,作为除草剂在烤烟生产上应谨慎施用。
砜嘧磺隆是广谱性芽后除草剂,在烤烟揭膜后定向喷施于垄面垄沟,一次施用,能有效防除烤烟大田期除香附子以外的单、双子叶杂草,且对烟株的生长发育影响小,在旱作烟地可选择施用,但需注意控制施药浓度和时期,不得喷雾到烟株上。
精喹禾灵是禾本科杂草选择性芽后除草剂,对单子叶杂草防效好且持效期长,而对双子叶杂草无防效,对烤烟生长发育比较安全。生产上,可选择在以禾本科杂草为主、前作为水稻的烟田施用,但也需控制施药浓度和注意施用时期及方法。
本试验中,T9 的综合防效要优于其他处理,且对烤烟生长发育基本无不良影响,但与T8比较增效作用不突出,从节约成本等考虑不提倡应用。
烤烟对二甲戊灵较敏感。在烟苗移栽后至缓苗期内一旦发现有药害,可通过及时换苗缓解或解除药害的影响。
在烟叶栽培管理上,人工除草劳动强度大,效率低(333.5 m2/(人·天)左右),而且除草一次并不能很好地控制杂草的发生与危害,需加强对化学除草的研究与示范引导。
目前,国内烟草栽培上推荐使用的只有45%二甲戊灵微囊悬浮剂(推荐用量2100~2250 mL/hm2)、25%砜嘧磺隆水分散粒剂(推荐用量75~150 g/hm2)、50%敌草胺水分散粒剂或可湿性粉剂、72%异丙甲草胺EC、40%仲灵·异噁松EC、50%仲灵·异噁松EC 等[12-13]少数几种芽前或芽后广谱性除草剂,未见有对单子叶杂草进行选择性除草的除草剂品种,是稻-烟连作或轮作区以重点防除单子叶杂草为主的烤烟栽培上的一项技术缺失。
本项目组选择33%二甲戊灵EC、25%砜嘧磺隆水分散粒剂、8.8%精喹禾灵EC(推荐用量1050 mL/hm2)3种除草剂,在旱地烤烟栽培上开展化学除草试验,检验其除草效果及对烤烟生长发育的安全性。试验表明,前2种除草剂对一年生杂草均有较高的防除效果,而对多年生杂草如艾蒿、香附子等的防效差;后一种除草剂对一年生禾本科杂草有较高的防除效果,而对双子叶杂草和香附子无防效。
二甲戊灵又名除芽通、除草通、施田补,属于二硝基苯胺类除草剂,其作用机制为破坏杂草种子的胚芽鞘、抑制杂草细胞的有丝分裂[14],对一年生禾本科杂草和多种一年生阔叶杂草具有很好的防除效果[15],这与本试验的研究结果一致。二甲戊灵在烟草栽培上主要用于化学抑芽和烟田杂草防除[12]。相振波等[16]在烤烟现蕾初期进行烟株杯淋法和空白地喷撒法试验,发现二甲戊灵在烟叶和土壤中消解较快,施药后35天消解率均达90%以上;徐玮等[17]在烤烟移栽前6天用33%二甲戊灵EC2.25、3.75 L/hm2喷施垄面及垄沟,发现3.75 L/hm2的处理对烟草的药害指数高达45.52;孙宏宇等[9]用二甲戊灵喷雾团棵前期的烟地,第31天观测烟株生长受到抑制;白万明等[3]用2250 mL/hm2在烟苗移栽前1天喷雾垄面,发现对杂草有较好的防效,但对烟株生长抑制作用较强。本试验发现,在烟苗移栽前用33%二甲戊灵EC 1500、2250、3000 mL/hm2喷雾起垄前或起垄后的烟地,该药剂早期会延长烟苗的缓苗期或直接导致烟苗畸形,后期会抑制烟株长高、烟茎长粗、有效叶数减少、叶片面积降低,在烤烟生产上应谨慎施用。但在缓苗期通过换苗处理后,烟苗能正常生长发育,部分农艺性状甚至超过了对照,这可能是打破了药剂的封闭层,可及时缓解或解除药害的影响。
砜嘧磺隆又名宝成,是一种磺酰脲类芽后除草剂,通过抑制植物体内的乙酰乳酸合成酶,阻止支链氨基酸合成,抑制细胞分裂[18],用量低,杀草谱广,可广泛用于稻田、大豆田、玉米田、麦类作物田、油菜田等,已成为世界上最大的一类除草剂[19-20]。范洁群等[21]在玉米3~4叶期茎叶喷雾1次25%砜嘧磺隆WG 22.5 g/hm2和33.75 g/hm2,发现其在土壤中的半衰期为9.5 天,对收获的玉米籽粒和土壤环境安全性较高;罗金香等[5]发现在烟草旺长期用75 g/hm2兑水450 L喷施,对杂草防效高且对烟草安全;张树明[22]施用15、18.75、22.5、37.5 g a.i./hm2,在杂草2~4叶期加防护罩定向喷雾,发现对烟草的生长均无不良影响。本试验在烟苗旺长初期,施用52.5 g/hm2定向喷雾于垄面垄沟,外观看对烤烟生长发育无明显药害影响,经打顶10天后测定农艺性状发现烟株的茎围、有效叶片数量比对照分别降低1.14%和1.85%,有差异但不显著,如使用不当可能潜在一定的不良影响。
精喹禾灵是芳氧羧酸类除草剂,通过抑制细胞脂肪酸的合成,从而使杂草枯萎死亡,主要用于防除马铃薯、大豆、甜菜、花生、向日葵等作物田的一年生和多年生禾本科杂草[23-24]。该药剂在烟草栽培上研究报道少见。罗金香等[5]用5%精喹禾灵EC750 mL/hm2在烤烟旺长期喷雾,药后15、30天发现对烟草不安全,主要是影响烟株长高、叶片伸长与加宽以及有效叶数;文志强等[25]在烟田施用5%精喹禾灵EC+48%灭草松水剂,施药后30 天对杂草鲜质量防效达到92.90%。本试验施用8.8%精喹禾灵EC525 mL/hm2,在烤烟旺长初期定向喷雾烟地,药后67天测量烟株农艺性状,发现株高、茎围、中部叶面积均超过对照,而有效叶片数量仅比对照减少0.39%,表现对烤烟安全。两者结论相反,且前者的有效成分用量比后者低,还有待进一步试验观察。