衡阳地区直播稻田千金子的发生及综合防控策略

2021-01-03 20:19唐利平黄益国李小芳李倩雷利琴胡鑫李有志
作物研究 2021年4期
关键词:衡阳田块除草剂

唐利平,黄益国,李小芳,李倩,雷利琴,胡鑫,李有志

(1 衡阳市农业科学院,湖南衡阳 421001;2 湖南农业大学植物保护学院,长沙 410128)

衡阳市位于湖南省中南部,属亚热带季风气候,光照充足,雨热同期,适宜大面积水稻高产优质种植。衡阳地区水稻种植主要有移栽和直播两个模式。水稻直播可节省劳力,缓解劳动力季节性紧张矛盾,对实现水稻生产轻简化、专业化、规模化具有非常重要的意义[1]。然而水稻直播田杂草严重,防除难度大,成本高,成为制约直播水稻发展的关键因素。本文主要综述直播稻田千金子的发生特点与危害,探讨安全有效的综合防控技术,并对千金子的防控趋势进行展望,以期为直播田草害防治提供技术参考,促进直播水稻的高效发展。

1 直播田草害发生特点及杂草群落变化特征

1.1 衡阳地区直播稻田草害发生特点

衡阳地区直播水稻以湿直播为主。湿直播稻田播种时田间湿润,积水较少,透气透光性好,有利于旱生杂草的发生。苗期需建立水层,又有利于水生杂草的发生。因此湿直播稻田杂草群落以旱生和湿生杂草为主[2]。衡阳地区湿直播稻田杂草发生有三个特点:(1)杂草发生具有明显高峰。先是禾本科杂草(稗草、千金子)萌发,然后是阔叶杂草(矮慈姑、鸭舌草、水花生等)发生,接着是莎草科杂草(水沙草、异型沙草等)的萌发高峰。(2)杂草的种类非常多。不同田块杂草种类不尽相同,同一田块不同年份杂草发生也存在差异[3]。(3)杂草发生面积大。据调查,湿直播稻田杂草轻度危害的面积约占25.3%,中度危害面积约占27.7%,较严重危害面积约占23.6%,严重危害面积约占14.2%。

多数直播田杂草属于C4 型植物,光合效率高,生长速度快,吸收养分、水分能力强,与水稻竞争光照、养分、水分时占优势地位,导致水稻产量减少、品质降低。此外,直播田杂草还会引起病虫害的严重发生,进而影响水稻生长,形成恶性循环。

1.2 杂草群落变化特征

直播田中,杂草、恶性杂草或优势杂草组成不是固定不变的,其受除草技术、土壤耕翻方法、水肥管理、种植品种等农艺措施的影响而变化。次要杂草与主要杂草演替的发生一直存在于水稻的栽培过程。近年来,衡阳地区一些对常用水田除草剂不敏感的杂草种群有上升势头,危害越来越大,尤其是千金子逐渐成为了直播稻田的恶性杂草,严重影响水稻生长[4]。

2 千金子的生物学特性

2.1 千金子形态特征

千金子属禾本科一年生杂草。根须状,根系特别发达;秆丛生,直立,基部膝曲或倾斜,着土后节上易生不定根;叶鞘无毛,多短于节间,叶舌膜质,长0.1~0.2 cm,撕裂状,有小纤毛,叶片扁平或卷折,先端渐尖;圆锥花序长椭圆形,长10~30 cm,主枝和分枝均粗糙,分枝细长,小穗多带紫色;颖果,长圆形,长约0.1 cm;幼苗第1 片真叶长椭圆形,有7 条直出平行脉,叶舌膜质环状,顶端齿裂;叶鞘短,边缘白色膜质[5]。千金子在5 叶期前与稗草几乎一模一样,叶片光滑无毛,但在叶枕部有膜状叶舌,6 叶期后开始匍匐生长,茎节落地生根,并开始分枝,呈丛生状[6]。

千金子生物产量大。直播稻田千金子平均株高116.0 cm、平均总茎蘖数14.5 个、匍匐茎数2.3 个及匍匐茎分蘖数7.8 个,千金子穗长31.9 cm、穗分枝数60.2 个、每穗颍花数11 907.5 个,千粒质量68.1 mg[7]。萌发后40 d 千金子主茎分蘖达7.55个,40~100 d 总茎蘖数基本稳定,此后,因各茎节叶芽抽出穗子,总茎蘖数增加,达14.5 个[8]。衡阳地区千金子鲜质量在水稻抽穗期—灌浆期达高峰后下降。

2.2 千金子对环境条件要求

千金子萌发温度较高,适宜温度为20 ℃左右,属于阳性杂草。具有萌发高峰,直播田第一个萌发高峰在播后10~20 d,第二个萌发高峰在播后25~40 d。同时,千金子生长发育需总积温较低,生育期较水稻短,第一个萌发高峰的千金子生育期为60~70 d,第二个萌发高峰的千金子生育期仅为30~40 d[9]。

千金子在土壤湿度较低的旱地生长快,危害重,以田间持水量20%~30%最适宜,长期淹水的田块危害轻。直播田打田整地较粗放,前期淹水落沉时间短,田块不平整,凸露的地方千金子密度高,且在中后期断水会导致千金子发生严重。另外,在正常水分管理条件下,直播田千金子发生程度比移栽田严重[10]。

千金子的生育期同水稻的生育期高度重合且早熟于水稻。水稻成熟时,大部分千金子种子已成熟并散落,在土壤中形成了杂草种子库。直播田千金子的危害程度受其种子库丰欠程度影响较大[4]。往年千金子发生严重的田块,下一年千金子大发生的概率大;相反,往年千金子发生轻的田块,下一年千金子大发生的概率小。

2.3 千金子对除草剂的反应

千金子对一般稻田除草剂不敏感,导致千金子由直播田的次要杂草种群演变为主要杂草种群。衡阳地区种植户对千金子的危害认识不够,使用最多的直播田除草剂大多为对千金子无效的五氟磺草胺及双草醚等,相当于对杂草产生了定向选择,使千金子被选择成为优势种群[11]。

3 千金子的发生与危害

千金子较耐干旱,耐盐碱,在世界各主要水稻产区均有发生,在我国主要分布于长江流域及其以南各省份,以排水良好的沙质壤土发生较多。衡阳地区水稻种植区域沙质壤土占多,土壤保水能力较差,为千金子的发生提供了有利条件。近年来,随着水稻直播技术的快速推广和除草剂的大量使用,千金子在衡阳地区迅速蔓延,严重威胁水稻安全生产[12]。

(1)造成水稻弱苗。千金子出苗时间基本与直播稻同步,因此水稻苗期时,千金子与水稻争水争肥。相比而言,千金子光合作用效率更高,吸收水分和养分能力更强,导致水稻水分和养分不足,影响生长。

(2)影响水稻的有效穗数。千金子导致直播稻产量锐减的原因在于田间千金子密度高、分蘖能力强,使得田间透光率及稻田中可供利用的水肥降低[13]。研究表明,千金子密度为4 株/m2时,水稻的有效穗数会降低0.3%;15 株/m2时,水稻的有效穗数会降低16.6%;50 株/m2时,水稻的有效穗数会降低69.4%。

(3)降低稻谷千粒质量。千金子繁殖能力强、成株率高、植株高大,且与水稻共生期长,引起水稻后期早衰,灌浆时营养物质供应不足且营养物资运输受阻。吴尚等研究发现,稻谷千粒质量随千金子的密度增加而逐渐降低,直播田中的千金子为21株/m2时,稻谷千粒质量下降11.99%左右[14]。

4 千金子的综合防控策略

直播田千金子的防除必须贯彻“预防为主,综合防治”的方针,采取综合防控措施,实施农业防治与化学防治相结合,适当利用微生物治草、以草治草以及他感物质治草等生物防治方法[15]。

4.1 农业防治

(1)合理翻耕。千金子多发稻田应采取秋翻整地措施将千金子种子深埋,使其由于缺氧而不能萌发,降低千金子在直播稻田中的发生量。董立尧[16]研究表明,千金子在土壤所处深度越深出苗率越低,千金子在土表萌发出苗率高达94%,而在4 cm 以下土层千金子几乎不能正常出苗。通过合理翻耕减少有活力的千金子种子数量,破坏其赖以安全越冬生存的土壤库环境,以达到控制杂草的目的。

(2)合理淹水。稻田灌水对千金子的防除效果很明显。水资源丰富的稻田,在千金子出草高峰期或低龄幼苗期,可通过泡田抑制千金子和其他杂草的萌发和生长。有研究表明,在千金子1.5 叶期和2.5 叶期保持3~5 cm 的水层,其防效可达100%。灌水时间的选择尤为重要,随着水层建立时间的推迟,对千金子的抑制作用逐渐减弱[17]。千金子萌发后4~6 d 建立水层是抑制千金子出苗的最佳时间。

(3)合理轮作。合理轮作换茬可减少直播田千金子的发生。旱地作物与水稻轮作可改变土壤的理化性质,创造不利于杂草生长的田间小气候,使千金子受土壤团粒结构、环境湿度等因素制约而不能正常生长,达到经济有效地控制杂草的目的[14]。合理轮作使杂草群落发生演替,可在一定程度上避免千金子上升为优势杂草。

4.2 化学防治

化学防除是目前衡阳地区直播稻田杂草防控技术的核心,高效简便的化学防控技术被广泛应用于各区域的千金子防治。目前靠单一除草剂或复配剂一次处理很难有效防除千金子灾情,应积极采取“一封二杀三补”的防治措施[18],同时搞好田间水分管理,注意施药时间,发挥除草剂的最佳防除效果。

“封”是指在水稻播后出苗前进行土壤封闭处理。在整田播种、放跑马水后1~3 d 稻芽未露白时用药,可以选择33%二甲戊灵乳油(水稻专用型)或者30%苄嘧磺隆·丙草胺可湿性粉剂,每公顷用量分别为3 000 mL 和450 g,兑水450~900 kg 均匀喷雾,田间保持湿润,厢面无明显积水。施药后7~10 d 尽量减少大水漫灌。土壤封闭是稻田化学防除千金子的有效、经济、省力、安全的措施,通过播后苗前土壤封闭处理,可控制第一个出草高峰的发生。

“杀”是指在未封闭除草或者封闭除草效果差的直播稻田选择特定除草剂进行茎叶处理。千金子萌发后,可选择的茎叶处理剂较少,一般选用氰氟草酯、噁唑酰草胺、精噁唑禾草灵、双环磺草酮及其复配剂喷雾。其中,精噁唑禾草灵对水稻的安全性差,只能在水稻5~6 叶期使用,应严格控制剂量。对于播种时千金子已经大量萌发的田块,需充分利用氰氟草酯在水稻任何时期都安全的特点,在水稻1 叶1 心期后立即用药防除[19]。茎叶喷雾处理需要保证杂草充分接触药液,从而达到较好的除草效果。药后24 h 回水,水层3~5 cm。各地调查发现,防治千金子时,如果回水不及时会导致千金子大量繁殖。同时,千金子的叶片窄且挺直,不易粘附药液,为提高防效,应采用高浓度、细喷雾,可加入优质农用有机硅提高防效。

“补”为针对经前两次处理后还残留的大龄千金子而采用的防治方法。此时,水稻基本已到拔节孕穗期,可选用10%氰氟草酯乳油或者10%精噁·氰氟乳油定向喷雾,见草打药,千金子严重的田块多喷,千金子零散发生的田块少喷,没有的地方不喷。

4.3 生物防治

直播田千金子的生物防治技术还处于研究阶段,距应用推广还有一定距离。董立尧等[20]发现,扬麦158 和扬麦10 号两个小麦品种收获后的残株水提取液能抑制千金子的萌发。刘苏闽等[21]发现油菜对千金子具有化感抑制作用。2019—2020 年,笔者在衡阳市衡南县三塘镇调查发现,稻油轮作水稻田千金子发生程度明显低于双季稻区和大豆水稻轮作田。同时,以草治草和微生物治草也越来越受到关注,如何更好地利用并应用于大田生产已成为广大科研人员面临的新兴课题。

5 展望

直播田千金子对水稻生产危害很大,如何解决千金子对直播稻田的危害,成了种植户和科研人员面临的重要问题。目前国内对千金子的防控重点是研究化学除草剂防除,但过度依赖势必会引起农药残留、环境污染等问题,同时,长期连续使用也会引起千金子抗药性的产生。农业防治受田间管理水平和气候因子影响,虽有优势,也有一定局限性。

以后需加强杂草群落特征研究,利用杂草之间的抑制作用,实现以草治草,将千金子的危害控制在经济阈值之下。另外,利用化感除草和开发天然除草剂为稻田杂草治理提供了新方向。随着生物技术的发展,利用他感及其潜能物质抑制千金子萌发已取得重要研究进展,如从千金子病叶上分离的平脐蠕孢属真菌对千金子幼苗有一定的致病活性,有可能开发成天然除草剂[17]。最后,抗除草剂水稻品种的选育为千金子防控提供了新思路。

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