2甲·溴苯腈和苯磺隆混用对燕麦田阔叶杂草的防效

2021-01-17 00:57王丽玮段婧东保柱王莉花周洪友张笑宇
杂草学报 2021年3期
关键词:混用燕麦除草剂

王丽玮 段婧 东保柱 王莉花 周洪友 张笑宇

摘要:以燕科一号燕麦品种为试材,采用田间试验方式,选择3块试验地,对试验地的杂草进行调查,选用2甲·溴苯腈和苯磺隆2种除草剂,研究其混用后对燕麦的安全性及对杂草的防除效果。结果表明,武川毛黑沟燕麦试验田杂草主要有藜、卷茎蓼、苣荬菜等,藜是优势种群,密度为38株/m2;清水河王桂窑燕麦试验地的杂草种类主要有虎尾草、狗尾草及青蒿等,虎尾草是优势种群,密度为59株/m2;和林小林坝燕麦试验地的杂草种类主要有野稷、猪毛菜、狗尾草等,野稷和猪毛菜是优势种群,密度分别为48、62株/m2。2甲·溴苯腈和苯磺隆2种除草剂单用及混用对燕麦均安全,无药害,对燕麦产量和千粒重均无不良影响。各除草剂单用及混用处理对禾本科杂草无效。单独使用时2甲·溴苯腈对阔叶杂草的防效高于苯磺隆的防效;混用时,2甲·溴苯腈剂量选择750、1 050 mL/hm2、苯磺隆剂量为3.375~11.250 g/hm2时防效均较高,2甲·溴苯腈和苯磺隆剂量为750 mL/hm2+3.375 g/hm2时,防效高达97.5%。综上所述,燕麦田除草可使用2甲·溴苯腈 1 350~1 500 mL/hm2,或2甲·溴苯腈750 mL/hm2+3.375~11.250 g/hm2 苯磺隆混用,最佳混用剂量是 750 mL/hm2+3.375 g/hm2和750 mL/hm2+5.625 g/hm2。

关键词:燕麦;杂草;除草剂;2甲·溴苯腈;苯磺隆

中图分类号:S482.4  文献标志码:A  文章编号:1003-935X(2021)03-0074-09

Abstract:Taking Yanke No.1 as experimental materials,species and density of weeds were investigated and control effect were tested using herbicides of MCPA·bromoxynil combined with tribenuron-methyl in three experimental oat(Avena satiua L.) fields. Chenopodium album,Polygonum convolvulus and Sonchus brachyotus were main weeds in Maoheigou of Wuchuan County,and C. album was the dominant species with a density of 38 plants/m2. In Wangguiyao of Qingshuihe County,Chloris virgata Swartz.,Setaria viridis (L.) P. Beauv. and Artemisia carvifolia were the main weeds;C. virgata was the dominant species with a density of 59 plants/m2;Weeds in Xiaolinba of Helin County mainly included Panicum miliaceum L. var. ruderale,Salsola collina Pall.,and Setaria viridis (L.) P. Beauv.,the first two being dominant with densities of 48 plants/m2 and 62 plants/m2,respectively. The single and combined herbicides of MCPA·bromoxynil and tribenuron-methyl were selective and harmless to oats and did not affect its yield or 1 000 grain weight. The single and combined herbicides had no effect on Poaceae weeds. The efficacy of tribenuron-methyl was lower than that of MCPA·bromoxynil. Combining MCPA·bromoxynil at 750,1 050 mL/hm2 with tribenuron-methyl at 3.375~11.25 g/hm2 improved efficacy,reaching 97.5% when the dosage of MCPA·bromoxynil and tribenuron-methyl was 750 mL/hm2+3.375 g/hm2. MCPA·bromoxynil at 1 350~1 500 mL/hm2 or 750 mL/hm2 of MCPA·bromoxynil combined with 3.375~11.25 g/hm2 of tribenuron-methyl could be used for controlling weeds in oat fields. The best combined dosage was 750 mL/hm2+3.375 g/hm2,750 mL/hm2+5.625 g/hm2.

Key words:Avena satiua L.;weed;herbicide;MCPA·bromoxynil;tribenuron-methyl

燕麥(Auena satiua L.) 属一年生禾本科植物,是一种粮饲兼用作物,耐寒及耐贫瘠能力强,膳食纤维含量丰富,被用作保健食品[1-2]。2012年燕麦在全球的种植面积约1 200万hm2,总产量约 1 962.3万 t[3]。俄罗斯是全球燕麦最大的生产国,其播种面积约占全球总播种面积的17.2%,加拿大、美国、澳大利亚等国家的燕麦播种面积仅次于俄罗斯,我国目前的年播种面积约66.67万 hm2[4],主要集中在较冷凉的地区,如内蒙古、山西、河北等[5]。

农田草害是粮食减产的重要因素,全球农田杂草使农作物平均减产9.7%,粮食作物减產达10.4%,导致全球农业损失高达950亿美元/年[6]。在我国,杂草的危害面积已达4 000多万hm2,每年造成粮食产量约降低10%,高达1 750万t/年[7]。据报道,田间的杂草密度超过50株/m2时可使麦类作物减产25%~40%[8]。随着燕麦种植面积的不断扩大,杂草问题也日益突出。燕麦田杂草是影响燕麦产量的重要因素。在西部、北部地区,4月底到5月初,杂草开始出苗,多是旱生杂草,生长期间下雨杂草种子就会随时萌发。头茬杂草如果不防除,会和燕麦争夺水、肥、光能和生长空间,它们根系庞大,吸取水肥能力极强,严重影响燕麦的生长,降低产量和影响品质。有时在燕麦接近成熟期,控草能力减弱,如果再遇到较多的雨水,行间杂草会快速生长,对产量影响不大,主要影响收割,会使大量的杂草种子混入燕麦籽粒里。有的地区燕麦田杂草群落庞大,杂草种类多,整体危害较重。有的地区由于多年连作及使用除草剂等因素,杂草群落发生变化,优势杂草危害严重。

杂草防除方法包括人工法、物理法、生物法和化学法等[9]。其中化学方法除草范围广、效果稳定、省时省工成本低[10]。在过去的几十年里,化学除草剂很大程度上取代了人类、动物和机械,为全球农业做出了重大贡献[11]。2012年,我国除草剂的总生产量比2011年增加了40.2%,我国农田化学除草剂施用面积从1985年的867万hm2上升到2000年的6 700万hm2,约占全国种植面积的40%以上[12]。但随着除草剂大量单一使用,药害、残留、环境污染、杂草抗药性的产生等问题也随之而来。除草剂混用,即将2种或2种以上的除草剂混合在一起使用。混用选取药剂量是原药剂的 1/3~1/2,且选择除草机制、除草范围及降解机制等不同的除草剂进行混用,能扩大杀草谱,降低用药量,提高防效,延长施药适期,减少药害和土壤残留,延迟抗药性的产生。除草剂混用表现为增效、加成和拮抗作用。混用后除草效果大于各药剂单用效果之和为增效,等于单剂之和为加成,低于各单剂的单用效果之和为拮抗,表现为增效和加成均可替代单一除草剂使用[13]。除草剂混用是减量使用的主要措施。

目前,在燕麦种植区,有的农户不采取任何除草措施,造成大量减产。危害严重时采用人工除草的方式,但是成本过高。有的地区也使用2,4-D丁酯[14]和苯磺隆[15]等化学除草剂,2,4-D丁酯使用不当,易产生药害,长期使用苯磺隆易使杂草产生抗药性。因此,本试验选用2甲·溴苯腈(商品名为立清)和苯磺隆2种除草剂,研究其单用和混用后对燕麦的安全性及除草防效,为燕麦田提供切实可行的除草剂减量施药技术。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验点设在内蒙古自治区武川县毛黑沟村、清水河县王桂窑村、和林县小林坝村。武川县位于内蒙古自治区中部,海拔约1 640 m,以山地和丘陵为主,多为沙壤土或轻壤土,土壤疏松,结构性差,有机质与全氮含量较低;年平均气温为 3.5 ℃,年平均降水量约340 mm,主要集中在7—8月,全年日照时数为2 966.1 h。清水河位于内蒙古自治区中部,属典型的温带大陆性季风气候,四季分明,雨量集中,年平均降水量为413.8 mm,历年平均日照时数为2 914.3 h;耕地土壤类型以栗钙土为主,质地较细,有机质含量较低。和林县位于内蒙古自治区中部,多数是黄土地貌,沟壑纵横,土壤母质疏松,有机质含量低,土壤肥力较弱;气候属于中温带半干旱大陆性季风气候,年平均气温约为5.6 ℃,年平均降水量为 417.57 mm,主要集中在6—8月。

试验于2012年进行,武川县毛黑沟村5月22日种植,9月5日收获;清水河县王桂窑村5月28日种植,9月3日收获;和林县小林坝村5月18日种植,8月28日收获。在各试验点种植燕麦,施用10 kg二胺做底肥,在燕麦的整个生育期均不施用任何肥料。种植燕麦行距为15 cm。

1.2 供试材料

供试燕麦品种为燕科一号。供试除草剂详细信息见表1。

1.3 试验处理与设计

试验设14个用药处理(表2),即3个浓度的苯磺隆处理、3个浓度的2甲·溴苯腈处理、2种除草剂不同浓度混用的8个处理,以人工除草和不除草作对照,每个处理重复3次。试验小区面积是21 m2,小区按完全随机区组排列,外设保护行。

1.4 施药时间与方法

于燕麦苗3~4叶期(杂草基本出齐),按表2中的用药量和450 kg/hm2的用水量,再加入几滴洗洁精,混匀后茎叶喷雾处理。

1.5 调查内容与方法

1.5.1 燕麦田杂草种类和密度调查 于2012年5月25—28日,在内蒙古自治区武川县毛黑沟村、清水河县王桂窑村、和林县小林坝村,采用普遍调查法对试验田杂草种类进行调查,采取随机抽样的方法,随机抽取5个样点,每个1 m2,调查杂草的密度。杂草密度=某种杂草株数/样点面积。

1.5.2 除草剂2甲·溴苯腈和苯磺隆混用对燕麦田杂草的防效及其对燕麦的安全性分析 施药后观察燕麦苗生长情况,分析除草剂对燕麦的安全性。分别于施药后20 d或28 d调查杂草株数,45 d左右调查杂草株数和鲜重,并分别计算株数防效和鲜重防效。采用样方取样法进行调查,每个小区取样1 m2,分4点取样,每点0.25 m2,注意要从小区中间且杂草分布较为均匀的地方取样。燕麦收获时测定产量和千粒重。株数防效和鲜重防效的计算公式如下:

株数防效=(不除草对照区杂草株数-处理区杂草数)/不除草对照区杂草株数×100%。

鲜重防效=(不除草对照区杂草鲜重-处理区杂草鲜重)/不除草对照区杂草鲜重×100%。

2 结果与分析

2.1 试验地杂草种类

武川试验地的杂草种类主要有藜、卷茎蓼、苣荬菜、田旋花、打碗花、野稷、虎尾草、狗尾草等,其中藜是主要的优势种群,危害较重,密度为 38株/m2。

清水河试验地的杂草种类主要有虎尾草、狗尾草、马唐、早熟禾、藜、青蒿、刺藜、牻牛儿苗、打碗花、苣荬菜、苍耳、田旋花、扁蓄、蒺藜、米口袋、地锦、刺儿菜等,其中虎尾草是优势种群,密度为59株/m2。

和林试验地的杂草种类主要有狗尾草、野稷、虎尾草、猪毛菜,藜、刺藜、打碗花、苦菜、苍耳、田旋花、刺儿菜、野西瓜苗等,其中野稷和猪毛菜是优势种群,密度分别为48、62株/m2。

2.2 安全性与除草效果

2.2.1 除草剂对燕麦的安全性 经观察发现,3个试验点使用除草剂后,无论是单用还是混用各处理对燕麦幼苗均安全,没有药害,燕麦幼苗没有任何受害症状,和对照均无不同。

2.2.2 除草剂对燕麦田杂草防治效果及对产量的影响

2.2.2.1 武川毛黑沟燕麦田试验结果 武川毛黑沟燕麦田试验结果(表4)显示,除草剂2甲·溴苯腈、苯磺隆及其混用后对禾本科杂草均无效,对阔叶草均有不同程度的防效。施药后20 d调查结果显示,苯磺隆随着使用浓度的增大防效也增加,但是都低于2甲·溴苯腈的防效,在使用剂量为27 g/hm2时,防效最高,为82.2%,但低于2甲·溴苯腈1 350 mL/hm2的防效(90.1%)。2甲·溴苯腈3个剂量的防效均在90%左右。2种除草剂混用后,2甲·溴苯腈混用剂量选择750 mL/hm2时和苯磺隆的各剂量处理防效均大于2种除草剂单独使用的防效,混用剂量为750 mL/hm2+3.375 g/hm2 时,防效最大,达97.5%;随着2甲·溴苯腈的混用量降低,如600、450 mL/hm2,防效也降低。说明混用后的防效2甲·溴苯腈起主要作用,最佳混用剂量为750 mL/hm2+3.375 g/hm2。施药后48 d,施用单剂2甲·溴苯腈随其浓度的增大,对阔叶杂草的防效也有所升高,尤其是对藜的防效较好,其余处理对杂草的防治效果较低。各处理的产量和千粒重与对照相比均没有显著差异,说明各除草剂处理对燕麦的产量和籽粒的饱满程度没有影响。

2.2.2.2 清水河王桂窑燕麦田试验结果 清水河王桂窑燕麦田施药后28、48 d调查结果(表5)显示,2甲·溴苯腈、苯磺隆及其混用对禾本科草均无效,对阔叶草均有不同程度的防效。苯磺隆单用随着使用浓度的增大防效增加,但都低于 2甲·溴苯腈的防效。2甲·溴苯腈剂量选择750、1 050 mL/hm2时混用各苯磺隆剂量处理防效均较高,施药后48 d,混用剂量为750 mL/hm2+3.375 g/hm2 和1 050 mL/hm2+6.750 g/hm2时防效较高,均为87.0%。说明混用剂量中2甲·溴苯腈用量较大时,防效较好,混用后防效2甲·溴苯腈起主要作用。产量结果显示,苯磺隆单剂为22.5 g/hm2 时,燕麦产量最低,为1 067.2 kg/hm2,但和人工除草对照的产量不存在显著差异。各处理千粒重和人工除草对照均不存在显著差异。说明各除草剂处理对燕麦的产量和籽粒的饱满程度没有影响。

2.2.2.3 和林燕麦田试验结果 和林小林坝燕麦田施药后28、48 d结果(表6)表明,除草剂单剂和混剂都只对阔叶草有效,单用2甲·溴苯腈防效高于苯磺隆的防效,2甲·溴苯腈剂量为750、1 050 mL/hm2 时混用苯磺隆的各处理防效较高,2次调查结果均显示二者混用剂量为 750 mL/hm2+5.625 g/hm2时,株数防效和鲜重防效都较高,分别为77.8%、77.0%、78.5%。

3 个试验点所得结果一致。单用2甲·溴苯腈比单用苯磺隆防效好,选用2甲·溴苯腈750、1 050 mL/hm2 时混用各苯磺隆的处理防效均较高。

3 结论与讨论

迄今为止,我国尚未有针对燕麦田注册的除草剂,燕麦田除草剂选择主要参照小麦田,而燕麦与小麦和其他麦类作物对除草剂的敏感性存在差异。燕麦对除草剂的反应不同于大麦等作物,经常造成一定程度的药害[16]。因此,燕麦田使用除草剂要经过严格的试验,不能简单套用其他麦类作物田除草剂。笔者所在课题组前期经过多年的研究,证明了2甲·溴苯腈和苯磺隆对燕麦均安全[17],在本试验中也得出2種除草剂单用和混用对燕麦均安全没有药害。王盼忠等发现较高浓度的2甲·溴苯腈对杂草的防效可达97.3%,且不会对燕麦造成伤害[18]。路战远等利用辛酰溴苯腈和苯磺隆等5种除草剂防除燕麦田杂草时,燕麦植株长势正常,未出现药害症状[19]。另外,刘欢也报道了在燕麦田使用2甲·溴苯腈和苯磺隆这2种除草剂安全[12],本研究的结论与之一致。也有一些燕麦田使用其他除草剂的报道,如崔荟萍利用仲丁灵、金都尔和使它隆 3 种除草剂防除燕麦田杂草时发现,用药30 d后3种除草剂对燕麦田杂草均有显著的防效,金都尔和使它隆2种除草剂在15、30 d的株防效及30 d的鲜重防效都高于仲丁灵[20]。袁卉馥等利用75%苯磺隆水分散粒剂对燕麦田进行除草试验时发现,施药30 d后对阔叶杂草的平均株防效为87.1%,鲜重防效为934%[21]。严大禹等在筛选燕麦田除草剂时,发现除草剂仲丁灵、丙炔氟草胺、苯嘧磺草胺、2,4-滴丁酯和硝磺草酮均会对裸燕麦产生药害, 生长后期药害症状基本消失,除仲丁灵外,其他除草剂对杂草防效均高于80%[22]。总之,燕麦田使用除草剂要注重其安全性和高效性。

2甲·溴苯腈是一种麦田苗后茎叶处理除草剂,有效成分包括辛酰溴苯腈和2甲4氯异辛酯。它被杂草茎叶吸收后可在其体内进行有限的传导,通过抑制光合作用的各个过程,特别是光合作用的希尔反应,使植物组织迅速坏死,从而达到杀草目的,气温较高时会加速叶片枯死,属于茎叶处理触杀型除草剂。它施药适期长,分蘖期到拔节前均可施用,主要用于防除田间一年生阔叶杂草。2009年谷雪菲对燕麦田除草剂进行筛选时,发现2甲·溴苯腈对阔叶杂草有较好的防除效果,药后20 d和 50 d 的株防效分别为64.03%和62.89%[17]。宋旭东利用除草剂防除燕麦田杂草时发现,中、高浓度的2甲·溴苯腈不仅防效高而且持效期长,药后15、30、45 d的株防效分别为80.00%、90.33%,9200%、9900%和85.33%、92.67%[23]。魏学贞等发现用1 500~1 875 mL/hm2 2 400 g/L 2甲4氯·溴苯腈乳油防除小麦田间杂草,防效高于90%[24]。

苯磺隆是一种磺酰脲类除草剂,属于内吸传导型除草剂,杂草通过根和叶吸收后转移到体内,抑制乙酰乳酸合成酶(ALS)的活性,影响支链氨基酸的生物合成,阻止细胞分裂,最后杂草叶片褪绿变黄,心叶坏死,直至整株枯死,以达到除草目的。苯磺隆经麦类作物吸收后会快速转化成无害物质,对作物的生长不会造成影响,在麦类作物2叶期至拔节期均可使用,防除阔叶杂草。一般情况下,苯磺隆在喷药后60 d已经分解,不会有农药残留[25],但是作用位点单一,易于产生抗药性。Powles等发现持续大量使用三嗪类除草剂,可以使杂草的抗药性基因psbA发生突变,导致杂草抗除草剂能力迅速进化[11]。Xu等在河北、山东、河南、山西、陕西、江苏等省的163个播娘蒿种群中,发现95个(58.3%)种群对苯磺隆产生了抗性[26]。Hada等用苯磺隆防除小麦田间杂草时发现茼蒿的干重会高于未处理,这也说明杂草对苯磺隆产生了抗性[27]。

除草剂混用可以扩大杀草谱,提高除草效果,降低成本,降低残留残毒,延缓抗性杂草产生[28]。浑之英等将防除阔叶草和禾本科草的除草剂苯磺隆与麦极混合使用,对禾本科杂草日本看麦娘和阔叶杂草播娘蒿、藜等的防除效果为99.8%~1000%,且对小麦不产生药害[29]。本试验中,2甲·溴苯腈和苯磺隆2种除草剂除草机制不同,除草范围不同,虽然都是防除阔叶草的除草剂,但混用后能扩大阔叶草杀草谱;2种除草剂混用后,用药量可以减少1/3~1/2,而且除草效果增加了,2甲·溴苯腈选用一半的剂量(750 mL/hm2),比单独使用2种除草剂的防效有所增加,且降低了一半的成本,因为2甲·溴苯腈较贵,苯磺隆便宜;由于2种除草剂的降解机制不同,用药量降低后,易于降解,降低残留残毒;减少了使用量,降低了除草剂的选择压,也能延緩抗性杂草产生。

几个试验点的结果均显示,各处理对禾本科草无效,主要由于2种除草剂均为防除阔叶草的除草剂,本试验也验证了这个结论。试验中,第2次调查,不除草对照的阔叶杂草株数也明显减少。在武川试验地,第1次调查阔草株数为67.3株/m2,第2次只有3.7株/m2,导致防效较小,调查结果无规律,是由于对照区的杂草密度较小。

试验中,清水河和和林各处理防效都偏低,主要原因可能是因为清水河试验地在喷药6 h内遇雨,茎叶处理除草剂在喷施后6 h内遇雨要重喷;和林试验地防效偏低的主要原因是施药较晚,杂草苗较大。在施药时间的选择上,2种药剂施药时间都很长,因此,在田间尽可能等第一茬杂草出苗后使用,但也要考虑草苗的大小,太大了会降低除草效果。随着除草剂使用量的增加,农药残留、环境污染等问题备受关注,人们的研究方向正在向绿色防控转变,除草剂混用是减量使用除草剂很好的措施,另外从增加作物覆盖度的角度出发,使用除草剂的同时结合农业、生态、机械和生物等其他措施,尽量减少化学除草剂的使用量是燕麦除草的目标。

2甲·溴苯腈、苯磺隆及其混用对燕麦均安全,对禾本科杂草无效,只防除阔叶杂草。单剂2甲·溴苯腈的防效较高,苯磺隆防效较低。2甲·溴苯腈剂量为750、1 050 mL/hm2时混用苯磺隆3.375~11.250 g/hm2防效较高,最佳混用剂量是 750 mL/hm2+3.375 g/hm2和750 mL/hm2+5.625 g/hm2。各处理对燕麦产量和千粒重均无不良影响。

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