孙 斌,张志刚,张佳佳,王素平,海 飞,刘景文
(1河南农业职业学院,河南中牟 451450;2中牟县农业农村工作委员会,河南中牟 451450)
节节麦(Aegilops tauschiiCoss.),禾本科山羊草属,是世界公认的十大恶性杂草之一[1]。1955年河南省新乡地区首次发现,目前,节节麦主要分布在中国河北省、河南省、陕西省、山西省、山东省等小麦主产区,且蔓延之势迅速[2]。据鲁传涛等[3]调查河南省小麦田主要杂草有17种,包含禾本科杂草4种,其中禾本科杂草节节麦近年来发生逐步加重,成为麦田杂草防治的难点。节节麦在生长过程中可与小麦竞争生长资源,进而影响小麦的产量和质量[4]。当节节麦密度为50株/m2和200株/m2时,小麦分别减产19.12%和47.26%[5]。节节麦以种子进行繁殖扩散,节节麦分蘖能力极强且繁殖系数高,1粒种子平均可产生100~800粒种子[6]。因严重威胁到粮食生产与安全,2007年节节麦已先后被中国列入首次发布的《中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录》及2013年公布的第一批《国家重点管理外来物种名录》[7-8]。由于其与小麦亲缘关系较近,致使用于其化学防除的选择性除草剂种类极少[9]。已经使用的有:甲基二磺隆、二磺·甲碘隆、氟唑磺隆、炔草酯等。甲基二磺隆(世玛)属于磺酰脲类高效除草剂,主要通过植物的茎叶吸收,经韧皮部和木质部传导,少量通过土壤吸收,通过抑制乙酰乳酸合成酶而起作用,从而抑制细胞分裂,导致敏感植物死亡。小麦拔节后不能使用,否则易产生药害。二磺·甲碘隆(阔世玛)对麦田多种禾本科杂草如节节麦、早熟禾、日本看麦娘、多花黑麦草、硬草、菵草、蜡烛草、野燕麦等都有很好防效。对麦田常见阔叶草如播娘蒿、荠菜、猪秧秧、繁缕、牛繁缕等也有很好防效。内吸性好,小麦拔节后不能使用。氟唑磺隆属磺酰脲类内吸型除草剂,对雀麦、野燕麦和看麦娘等禾本科杂草有效,对多种双子叶杂草也有较高防效,其有效成分可被杂草的根茎叶吸收,通过控制杂草体内乙酰乳酸合成酶的活性,破坏杂草的正常生理代谢,发挥除草活性使杂草死亡。氟唑磺隆在小麦体内能很快代谢,对小麦安全性较高。8℃以下低温、干旱等不良天气下不宜施药。炔草酯属芳氧苯氧丙酸类除草剂,能有效抑制类酯的生物合成,土壤中很快降解。能防治小麦田鼠尾看麦娘、燕麦草、黑麦草、普通早熟禾、狗尾草等禾本科杂草。
有关除草剂对节节麦的防效研究,李秉华等[10]研究发现3%世玛OF对节节麦防效较好。70%彪虎WC、50%异丙隆WP和10%精嗯唑禾草灵EC对节节麦仅有轻微的抑制效果。时春喜等[11]研究AEFI30060 3OF(3%世玛油剂)及WG13A1 3.6WG(阔世玛)对麦田恶性杂草的防治结果表明,WG13A1 3.6WG对麦田杂草防除效果显著,其最佳用量为375~525 g/hm2。在小麦返青期,对节节麦防效达85%~95%。董庆文等[12]研究了甲基二磺隆与炔草酯对小麦田节节麦的防效状况、不同用量的影响。王雪影等[13]测定只有甲基二磺隆对恶性杂草节节麦有良好的防治效果。对节节麦有较好控制作用的药剂是甲基二磺隆,草龄越小防效越好,防治效果与草龄呈明显的负相关关系[14]。与啶磺草胺和氟唑磺隆比较,甲基二磺隆对禾本科杂草的防治谱最宽,前2种药剂对节节麦基本无效,但甲基二磺隆在干旱、低温等不良环境中使用时容易引起药害[15],添加保护剂可以降低药害的风险。甲基二磺隆对禾本科杂草有卓越的防治效果,但对阔叶杂草,尤其是草龄较大的阔叶杂草效果较差,因而使用时与其他药剂合理混配,提高对整体杂草的效果是扩大甲基二磺隆使用面积的有效手段,如阔世玛的效果好于世玛的效果[16]。
本研究选择对节节麦等禾本科杂草有效的二磺·甲碘隆、氟唑磺隆、炔草酯等在内的多种除草剂开展田间药效试验,用常量喷雾方法开展模拟田间飞防操作情况下二次重喷、四次重喷对小麦生长的影响,探讨飞防前提下有效药剂的安全使用范围,为植保无人机飞防提供参考,同时为植保专业化统防统治提供支持。
试验设在河南农业职业学院农业高新科技园区进行。土质为沙壤土,肥力条件中等,pH 6,有机质含量为0.87%,前茬作物为夏玉米。小麦于2017年10月15日播种。试验田按常规管理进行。
供试药剂分别为:3.6%二磺·甲碘隆可分散油悬浮剂(3.6%WDG)(德国拜耳公司);70%氟唑磺隆水分散粒剂(70%WDG)(江苏瑞邦农药厂有限公司);15%炔草酯可湿性粉剂(15%WP)(江苏长青农化股份有限公司)。
试验时,供试药剂均不加安全剂和增效剂。
以河南主栽小麦品种‘豫麦49’为主,田间管理与常年一致。试验按随机区组排列,小区面积为20 m2。各处理分别为:为飞机防治提供参考,每个药剂分别设置1个常规剂量,设置2倍量、4倍量,喷清水为空白对照。于2018年3月23日上午9:00施药,施药时杂草生育期为3~4叶期,小麦为返青期。茎叶喷雾施药,兑水量450 L/hm2,折合小区用药量。将配好的药液用HD-400型手动喷雾器对各处理区的杂草进行茎叶喷雾处理。
参照《农药田间药效试验准则》(一)除草剂防治麦类作物地杂草(GB/T 17980.41-2000)要求进行。药后目测调查各药剂对冬小麦的安全性,观察有无枯斑、黄化、畸形、死苗等药害症状。
小麦灌浆期测定旗叶叶绿素、N含量,使用浙江托普云农科技股份有限公司TYS-3N植物营养测定仪。小麦灌浆期测光合速率,使用美国PP Systems公司TPS-2光合作用测定仪测定。小麦收获时各小区分别收获,测定小区产量,计算增产率。杂草鲜重防效的计算见公式(1)。
然后试验结果应用DPS数据处理系统处理,用Duncan’s新复极差法比较药后不同时期各处理防效的差异显著性。
小麦灌浆期调查小麦叶锈病,各小区5点取样,每点10株小麦,调查旗叶的严重度(以每片叶上病斑面积占整个叶面积的百分率表示),计算病情指数。小麦病情严重度分级参照Roelfs等[17]的方法。分级方法:0级:无病;1级:病斑面积占整片面积的5%以下;3级:病斑面积占整片面积的6%~25%;5级:病斑面积占整片面积的26%~50%;7级:病斑面积占整片面积的51%~75%;9级:病斑面积占整片面积的76%以上。病情指数的计算见公式(2)。
不同除草剂处理水平对小麦品种‘豫麦49’灌浆期叶绿素有较大的影响。表1显示,供试除草剂在正常推荐剂量下,与对照相比对旗叶叶绿素含量的影响差异不显著。不管2倍剂量下还是4倍剂量下对旗叶叶绿素含量的影响差异都极显著。说明在供试药剂二次重喷和四次重喷均显著降低了旗叶叶绿素含量,但3.6%二磺·甲碘隆WDG(2倍)600 g/hm2和15%炔草酯WP(4倍)1600 g/hm2除外。
不同除草剂处理水平对小麦品种‘豫麦49’灌浆期旗叶N含量有较大的影响。表1显示,供试除草剂在正常推荐剂量下对旗叶N含量的影响差异较小。不管2倍剂量下还是4倍剂量下对旗叶N含量的影响差异都极显著(3.6%二磺·甲碘隆WDG(4倍)1200 g/hm2和70%氟唑磺隆WDG(4倍)200 g/hm2之间差异不显著)。说明在供试药剂2次重喷和4次重喷均显著降低了旗叶N含量,但3.6%二磺·甲碘隆WDG(2倍)600g/hm2和15%炔草酯WP(4倍)1600 g/hm2除外。
表1 不同除草剂处理水平对小麦品种‘豫麦49’灌浆期叶绿素和N含量的影响
图1显示的是除草剂处理对小麦品种‘豫麦49’灌浆末期光合速率的影响。灌浆期光合速率表现:正常推荐剂量下,与对照相比差异不显著;在加倍推荐剂量下,氟唑磺隆(2倍)>氟唑磺隆(4倍)>二磺·甲碘隆(2倍)>炔草酯(2倍)>二磺·甲碘隆(4倍)>炔草酯(4倍)。说明除草剂4倍处理对净光合速率的影响是较大的,显著降低了净光合速率。同时在小麦灌浆末期除草剂4倍处理比除草剂2倍处理明显降低不少。
图1 对‘豫麦49’灌浆期光合速率的影响
不同除草剂处理水平对小麦品种‘豫麦49’株高有较大的影响。表2显示,供试除草剂在正常推荐剂量下,与对照相比对株高的影响差异不显著。不管2倍剂量下还是4倍剂量下对株高的影响差异都极显著。说明施药后均不同程度地出现相应药害症状,植株明显矮化,甚至后期严重矮化;炔草酯(2倍)矮化相对较轻。
表2 对小麦品种‘豫麦49’株高的影响
不同除草剂处理水平对小麦品种‘豫麦49’灌浆期旗叶叶锈病病情指数有较大的影响。表3显示,供试除草剂在正常推荐剂量下,与对照相比对旗叶叶锈病病情指数的影响差异不显著。在推荐剂量2倍剂量处理下和推荐剂量4倍剂量处理下对灌浆期旗叶叶锈病病情指数的影响差异都极显著。说明除草剂的倍量使用加重了小麦叶锈病的发生。
表3 不同除草剂处理水平对小麦叶锈病病情指数的影响
表4显示几种除草剂处理对‘豫麦49’小麦品种产量的影响。在推荐剂量2倍剂量处理下,3.6%二磺·甲碘隆(2倍)600 g/hm2和70%氟唑磺隆(4倍)100 g/hm2处理提高了小麦产量,而二者的4倍剂量处理均较对照显著降低了小麦产量。说明在供试药剂作用下,2倍剂量处理有增产作用。
表4 不同除草剂处理水平对小麦品种‘豫麦49’产量的影响
节节麦已成为小麦田主要恶性杂草之一,成为麦田杂草防治的难点。当前不管是冬前防除还是冬后防除,都无法彻底清除,再加上冬前气候变化多端,防治最佳窗口期稍纵即逝。因此,返青至拔节前喷药防控是最后一道防线。
防治节节麦除草剂对小麦生长的影响研究,陈传权等[18]研究发现一种除草剂对不同的麦类品种在出苗数、百株苗分蘖数、百株苗鲜重的抑制率有差异,不同的除草剂对一个麦类品种也产生不同的抑制率,产量也不同。说明在田间使用被试药剂时,偶尔个别地方重喷对小麦的负面影响不大,但不宜连续重喷。王克功等[19]试验后发现不同小麦品种植株对世玛和阔世玛的敏感性(小麦苗期植株鲜质量的抑制率)存在差异。周小刚等[20]试验发现阔世玛3.6%WG对四川省不同类型的小麦品种的株高有所抑制;对同一品种,高剂量处理均比低剂量处理的株高抑制率高。许贤等[21]采用温室盆栽法,测定啶磺草胺、氟唑磺隆、精唑禾草灵、甲基二磺隆、炔草酸和异丙隆对节节麦和雀麦株高和鲜重有抑制作用。
本试验表明,供试除草剂二磺·甲碘隆(阔世玛)在2倍剂量和4倍剂量下对小麦品种‘豫麦49’旗叶叶绿素含量、N含量的影响差异都极显著。说明供试药剂2次重喷和4次重喷均显著降低了旗叶叶绿素含量和N含量,但3.6%二磺·甲碘隆WDG(2倍)600 g/hm2和15%炔草酯WP(4倍)1600 g/hm2不降反升,说明二处理对生长有刺激作用。同时,测定灌浆末期光合速率,除草剂4倍处理比除草剂2倍处理明显降低不少,目前还没有这方面的报道。2倍剂量和4倍剂量下对株高的影响差异都极显著。说明施药后均不同程度地出现相应药害症状,植株明显矮化,甚至后期严重矮化;炔草酯(2倍)矮化相对较轻。
不同除草剂处理水平对小麦品种‘豫麦49’灌浆期旗叶叶锈病病情指数有较大的影响。供试除草剂在正常推荐剂量下与对照相比差异不显著。推荐剂量2倍和4倍剂量处理下对灌浆期旗叶叶锈病病情指数的影响差异极显著,加重了小麦叶锈病的发生。
王克功等[22]研究发现世玛、阔世玛小麦拔节初期施药会显著影响小麦产量的提高,施药后小麦产量较对照分别增产17.6%和17.3%。时春喜等[11]研究阔世玛对麦田杂草防除效果显著,其最佳用量为375~525 g/hm2。在小麦返青期,对节节麦防效达85%~95%。收获时阔世玛防除杂草后使小麦的增产幅度在16.27%~25.48%。据邵小明等[23]研究,麦田杂草的发生可降低小麦的产量,减少有效穗数,并影响小麦秸秆的生物量。据陈彦伟[24]调查,杂草密度8~15株/m2时,作物减产3%~5%,20~35株/m2时作物减产7%~14.1%,50株/m2以上时减产可达25%~40%。本试验表明,对‘豫麦49’小麦品种产量的影响,二磺·甲碘隆(2倍)、氟唑磺隆(2倍)处理均明显提高了小麦产量,分别为5766.70 kg/hm2、5629.50 kg/hm2,而二磺·甲碘隆(4倍)、氟唑磺隆(4倍)喷施均比对照显著降低了小麦产量。试验中对‘豫麦49’小麦品种产量的影响表现,推荐剂量及倍量下产量有促进作用,而当浓度大幅提高时,产量均明显下降。
目前,随着家庭农场、农业专业合作社和无人机飞防队伍的增多以及各地统防统治工作的推进,相当多的地区已开始利用小型植保无人机喷雾开展防治作物病虫害,深圳大疆公司等已开始在小麦上进行除草剂试验,本研究对植保无人机防治具有一定的参考价值。