不同除草剂对寒地水稻穗部性状及产量和品质的影响

秦猛　刘丽华　康楷　翟玲侠　陈志波　孙维声　宫天明　刘昊　郑桂萍

摘要：【目的】探究不同种类、不同浓度除草剂对寒地水稻穗部性状、产量性状和稻米品质及稻田杂草防效的影响，为寒地水稻高产优质栽培及稻田除草剂筛选提供理论依据。【方法】开展寒地水稻品种龙粳31盆栽试验，设3种除草剂、9个处理[丁草胺EW 1500.0、2100.0和2700.0 mL/ha（EW1、EW2和EW3）;乙氧氟草醚EC 150.0、300.0和450.0 mL/ha（EC1、EC2和EC3）;雙环磺草酮SC 1800.0、2400.0和3000.0 mL/ha（SC1、SC2和SC3）]，以常规处理为对照（CK），测定分析各处理龙粳31成熟期的穗部性状、产量性状和稻米品质及对稻田杂草的防效。【结果】与CK相比，EW2和EW3处理有利于龙粳31一次和二次枝梗数积累，EC3处理有利于龙粳31一次枝梗稻谷结实率和千粒重增加;SC1和SC2处理龙粳31二次枝梗稻谷粒数、结实率和千粒重均较高。EC1处理龙粳31稻谷的产量最高（41.97 g/穴），较CK显著增加23.04%（P<0.05，下同），但稻米品质较差;SC1处理龙粳31的稻谷产量较高，为41.61 g/穴，显著高于EW3处理和CK;SC3处理可显著降低龙粳31稻米的垩白度和垩白粒率;EW2、EW3和EC2处理龙粳31稻米的蛋白和直链淀粉含量均显著低于CK;SC1处理龙粳31稻米的糙米率、精米率和整精米率显著提高，且食味评分最佳;杂草防效以SC1、SC2和SC3处理较高。【结论】施用150.0 mL/ha 24%乙氧氟草醚EC对龙粳31水稻的增产效果最佳，但其稻米品质较差;施用1800.0 mL/ha 25%双环磺草酮SC的龙粳31水稻增产效果较好，且可改善其穗部性状和稻米品质，对杂草的防效较高，施药的综合效果最佳。

关键词： 寒地水稻;除草剂;穗部性状;产量;品质;防效

中图分类号： S511.22;S482.4                      文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2021）01-0115-08

Abstract：【Objective】To explore the effects of different types and concentrations of herbicides on  panicle traits，yield and quality of rice and weed control in cold regions，and to provide theoretical basis for high yield and good quality of rice cultivation in cold region and the selection of herbicides. 【Method】The rice variety in cold region Longjing 31 was used as the test material，and the pot experiment was adopted，with three herbicides and ten treatments[butachlor EW 1500.0，2100.0 and 2700.0 mL/ha（EW1，EW2 and EW3）;oxyfluorfen EC 150.0，300.0，and 450.0 mL/ha（EC1，EC2 and EC3）;benzobicyclon SC 1800.0，2400.0，and 3000.0 mL/ha（SC1，SC2 and SC3）;control（CK）]，The panicle traits，yield traits and rice quality at mature stage and control effect of each herbicide on weeds in field were determined. 【Result】Compared with CK，EW2 and EW3 treatments were conducive to the accumulation of primary and secondary branches of Longjing 31，and EC3 treatment was conducive to the increase of seed setting rate and 1000-grain weight of primary branches of Longjing 31. The grain number，seed setting rate and 1000-grain weight of the secondary branches of Longjing 31 treated with SC1 and SC2 were higher. The yield of Longjing 31 treated with EC1 was the highest（41.97 g/hole），which was  significantly increased by 23.04% than that of CK（P<0.05，the same below），but the rice quality was poor. The yield of SC1 treatment was 41.61 g/hole，significantly higher than EW3 and CK treatment;SC3 treatment could significantly reduce the chalkiness and chalky grain rate of Longjing 31 rice. The protein and amylose contents of Longjing 31 rice treated with EW2，EW3 and EC2 were significantly lower than those of CK. The brown rice rate，milled rice rate and head rice rate of Longjing 31 rice were significantly increased by SC1 treatment，and the taste score was the best. The weed control effects of SC1，SC2 and SC3 were better. 【Conclusion】The application of 150.0 mL/ha 24% oxyfluorfen EC has the best effect on increasing the yield of Longjing 31 rice，but rice quality is poor. The application of 1800.0 mL/ha 25% benzobicyclon SC has a better effect on increasing the yield of Longjing 31 rice， and it can improve the panicle traits and rice quality. It has a higher control effect on weeds，and the comprehensive effect of pesticide application is the best.

Key words： rice in cold regions; herbicides; panicle traits; yield; quality; control effect

Foundation item：National Key Research and Development Program of China（2018YFD0300104）; Heilongjiang Natural Science Foundation（C2018048）;Heilongjiang Bayi Agricultural University Scientific Research Team Platform Support Project（TDJH201802）

0 引言

【研究意义】水稻（Oryza sativa L.）是重要的粮食作物之一，我国超过2/3的人口以大米为主食，农业生产上必须保持水稻产量持续增长和品质持续提高以确保粮食安全（辛良杰和李秀，2009;Cassman et al.，2013;王晓煜等，2016）。随着生活水平的不断提高，人们对水稻的要求已从数量逐渐转变为数量与品质兼顾，并对稻米风味和营养有了更高追求（Moe et al，2019;韦小珊等，2020）。稻田杂草与水稻既竞争地上光合资源，也竞争地下矿质营养，是影响水稻生长、产量和品质的重要因素之一（赵怀斌等，2017;刘亚光等，2020）。杂草防除已在大田作物中广泛应用，在水稻栽培中也发挥着关键性作用（Bera and Ghosh，2013;丁超等，2017;姚远等，2017;胡启国等，2019）。然而，除草剂的开放式经营、不合理使用及作物对除草剂不具有绝对耐性和抗性，容易导致作物在栽培过程中发生药害甚至减产（宋梁栋等，2017;徐田军等，2018;周文冠等，2018）。龙粳31作为黑龙江省主栽寒地水稻品种，随着种植年限的延长及除草剂的长期单一使用，其田间杂草的抗药性也逐渐增强，且特别容易滋生。因此，探讨不同种类、不同浓度除草剂对寒地水稻产量及品质的影响，对合理应用除草剂以提高寒地水稻产量和品质具有积极意义。【前人研究进展】田丰等（2010）研究发现，当60%丁草胺EC用量为1125.0和1500.0 mL/ha时，对稻田杂草的防除效果达89.32%～100.00%，且能促进水稻生长，提高水稻安全性。夏贤格等（2016）研究认为，施用有效成分为615.0～1845.0 g/ha的410.0 g/L丁草胺·五氟磺草胺懸浮剂能有效控制移栽稻田杂草生长，提高田间透光率和水稻养分积累量，增产效果显著。季卫东等（2006）研究发现，24%乙氧氟草醚EC对水稻田稗草、莎草和矮慈姑等主要杂草具有较好的防除效果，且水稻产量与对照无明显差异。赵怀斌等（2017）研究显示，低浓度24%乙氧氟草醚乳油处理对水稻产量影响较小，但剂量超过71.96 g/ha时会造成水稻大幅度减产。双环磺草酮具有杀草谱宽、持效期长、作用机制新颖及安全性高等特点，可应用于水稻田防除因长期单一使用某类除草剂而导致的抗ALS、ACCase和合成激素类抑制剂杂草的轮换药剂（毕亚玲等，2018）。黄薇（2017）研究认为，25%双环磺草酮SC对水稻移栽田阔叶杂草具有较理想的防除效果，产量较对照增加15.20%。郭文磊等（2019）研究表明，有效成分为90.0～240.0 g/ha的100.0 g/L氰氟草酯乳油和10%噁唑酰草胺乳油对4种禾本科杂草的总体防效均在90.00%以上，且对水稻安全，增产效果显著。张月等（2020）研究显示，双唑草腈与苄嘧磺隆和五氟磺草胺混用对水稻田杂草防效显著，对水稻生长安全，增产效果明显。周明等（2020）研究表明，施用灭草松、二氯喹啉酸、五氟磺草胺和氟酮磺草胺4种除草剂对水稻株高生长均有一定抑制作用，但不影响水稻拔节和抽穗。【本研究切入点】目前，关于除草剂对水稻影响的研究多集中在除草剂的筛选、杂草防效、药剂复配等方面，而有关不同种类、不同浓度除草剂对寒地水稻产量与品质影响的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】以寒地水稻品种龙粳31为试验材料，在移栽后5 d施用3种不同剂量的除草剂，探究不同除草剂处理对寒地水稻穗部性状、产量性状和稻米品质及稻田杂草防效的影响，为寒地水稻的高产优质栽培提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验地概况

试验于2019年在黑龙江八一农垦大学室外盆栽基地（东经119°23′，北纬26°10′，海拔143 m）进行，该地区属于温带季风气候，年日照时数2726 h，年均降水量427.50 mm，年均无霜期166 d。供试土壤肥力：有机质27.40 g/kg，碱解氮92.80 mg/kg，有效磷36.20 mg/kg，速效钾156.00 mg/kg，pH 7.20。

1. 2 试验材料

供试寒地水稻品种龙粳31由黑龙江省农业科学院佳木斯水稻研究所选育，适宜栽培区域为第三积温带上线，株高约92.0 cm，主茎11片叶，出苗至成熟生育日数约130 d，需≥10 ℃活动积温约2350 ℃。供试药剂为600.0 g/L丁草胺EW（山东乐邦化学品有限公司）、24%乙氧氟草醚EC（安徽佳田森农药化工有限公司）和25%双环磺草酮SC（日本史迪士生物科学株式会社）。

1. 3 试验方法

1. 3. 1 试验设计 每种除草剂均设低、中和高3个施药浓度，分别于水稻移栽后5 d施用。其中，25%双环磺草酮SC采用水面喷雾法施药，600.0 g/L丁草胺EW和24%乙氧氟草醚EC采用毒土法施药，以常规处理为对照（CK），共10个处理。采用盆栽试验，每盆78.0 kg土壤。盆规格为长80.0 cm×宽60.0 cm×高28.0 cm，每盆面积0.48 m2。每处理3盆，每盆移栽2行，每行插植8穴，共计16穴，每穴4苗。插秧规格为行距30.0 cm×穴距10.0 cm。4月19日播种，5月21日移栽，9月12日收获，生产管理模拟田间栽培措施。供试肥料包括普通尿素（N 46%）、重过磷酸钙（P2O5 43%）和硫酸钾（K2O 50%）;基肥分别施尿素、重过磷酸钙和硫酸钾4.97、6.70和3.46 g/盆;分蘖肥施尿素3.72 g/盆;促花肥施尿素1.24 g/盆;保花肥分别施尿素和硫酸钾2.48和2.30 g/盆。除草剂处理代码及用量详见表1。

1. 3. 2 测定项目及方法 穗部性状和产量性状测定：水稻成熟时选取有代表性的中等植株6穴，调查每穴穗数（取平均值），带回室内考察其穗部性状（包括一次和二次枝梗数，一次和二次枝梗的稻谷粒数、结实率、千粒重，取平均值）和产量性状（包括每穴穗数、穗粒数、结实率、千粒重和每穴产量，取平均值）。稻米品质测定：水稻收获后脱粒，摊晒后储存3个月，待理化性质稳定后，每处理称取3份，每份200.0 g，按《中国农业标准汇编—粮油作物卷》标准测定稻米品质。加工品质：采用FC-2K型实验砻谷机（日本YAMAMOTO公司）加工成糙米，计算糙米率;采用VP-32型实验碾米机（日本山本公司）加工成精米，计算精米率和整精米率。外观品质：采用ES-1000便携式品质分析仪（日本静冈机械株式会社）测定垩白粒率和垩白度。营养品质：采用FOSS Infratec 1241近红外谷物分析仪（瑞典福斯公司）测定稻米的蛋白含量和直链淀粉含量，采用米饭食味计（日本佐竹公司）测定米饭的食味评分。

糙米率（%）=糙米质量/稻谷质量×100

精米率（%）=精米质量/稻谷质量×100

整精米率（%）=精米率×（100-碎米率）/100

杂草防效测定：施药后15和30 d调查盆砵内杂草株数，施药后45 d调查盆砵内杂草株数并称重，计算杂草株防效和鲜重防效。

株防效（%）=（处理区杂草株数-对照区杂草株数）/对照区杂草株数×100

鲜重防效（%）=（处理区杂草鲜重-对照区杂草鲜重）/对照区杂草鲜重×100

1. 4 统计分析

试验数据采用Excel 2010进行整理，以SPSS 17.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2. 1 不同除草剂处理对龙粳31水稻穗部性状的影响

由表2可知，在一次枝梗方面，不同除草剂处理龙粳31的一次枝梗数总体上表现为600.0 g/L丁草胺EW处理>25%双环磺草酮SC处理>24%乙氧氟草醚EC处理，但各除草剂处理与CK间均无显著差异（P>0.05，下同）;各除草剂处理龙粳31一次枝梗的稻谷粒数均多于CK，且除EC2和SC3处理外均显著多于CK（P<0.05，下同），尤其以EW2处理最多，较CK增加5.68%;除EW1处理外，其他除草剂处理龙粳31一次枝梗稻谷的结实率与CK均无显著差异，而EW1处理显著低于CK和其他除草劑处理;EC1处理龙粳31一次枝梗稻谷的千粒重显著小于EC3处理，明显小于EC2处理，而EC3处理稻谷的千粒重在所有处理中最大，说明施用高浓度（450.0 mL/ha）24%乙氧氟草醚较施用低浓度24%乙氧氟草醚EC及1500.0～2700.0 mL/ha 600.0 g/L丁草胺EW和1800.0～3000.0 mL/ha 25%双环磺草酮SC更有利于提高龙粳31一次枝梗稻谷的千粒重。可见，施用600.0 g/L丁草胺EW 2100.0和2700.0 mL/ha对增加龙粳31水稻一次枝梗数和稻谷粒数的效果均较佳，施用24%乙氧氟草醚EC 450.0 mL/ha对提高其一次枝梗稻谷的结实率和千粒重效果均最佳。

从表2还可看出，在二次枝梗方面，各除草剂处理龙粳31的二次枝梗数均显著多于CK，其中EW2处理的二次枝梗数最多，且显著多于EW3、SC3和EC处理及CK，明显多于EW1、SC1和SC2处理;各除草剂处理龙粳31二次枝梗的稻谷粒数均多于CK，其中SC2处理的最多，且显著多于CK和SC3处理，明显多于SC1及其他除草剂处理;除EW1处理外，其他除草剂处理龙粳31二次枝梗稻谷的结实率均较CK显著提高，其中SC3处理最高，且显著高于EW1处理;在所有处理中，EC3处理龙粳31二次枝梗稻谷的千粒重最大，明显大于SC1和SC2处理，显著大于CK、EC1、EC2及其他除草剂处理，说明施用高浓度（450.0 mL/ha）24%乙氧氟草醚EC较施用低浓度24%乙氧氟草醚EC及1500.0～2700.0 mL/ha 600.0 g/L丁草胺EW和1800.0～3000.0 mL/ha 25%双环磺草酮SC更有利于提高龙粳31二次枝梗稻谷的千粒重。可见，施用600.0 g/L丁草胺EW 2100.0 mL/ha最有利于增加龙粳31水稻的二枝梗数，施用25%双环磺草酮SC对提高其稻谷粒数和结实率的效果均较好，而施用24%乙氧氟草醚EC对提高其二次枝梗稻谷的千粒重效果较佳，尤其以施用450 mL/ha的效果更佳。

2. 2 不同除草剂处理对龙粳31水稻产量及产量构成因素的影响

由表3可知，在产量性状方面，龙粳31的每穴穗数随着600.0 g/L丁草胺EW施用浓度的提高呈明显减少趋势，其中EW1处理的每穴穗数最多，且显著多于CK、EW2和EW3处理，但与EC1、EC2、EC3、SC1、SC2和SC3处理差异不显著;EW1、EW2和EW3处理的穗粒数均在90.00粒以上，其中EW2处理的穗粒数最多，且显著多于EC1、EC2和SC3处理，明显多于CK和其余除草剂处理，说明施用600.0 g/L丁草胺EW 2100.0 mL/ha对促进龙粳31穗粒数提高的作用最佳;SC1、SC2和SC3处理的结实率均高于92.00%，与CK相当，但总体上优于EW1、EW2、EW3、EC1、EC2和EC3处理，说明施用25%双环磺草酮SC对促进龙粳31结实率提高的作用优于施用600.0 g/L丁草胺EW和24%乙氧氟草醚EC;EC1、EC2和EC3处理的千粒重均较高，其中EC3处理最高，且显著高于CK、EW1、EW2和EW3处理，明显高于其余除草剂处理，说明施用24%乙氧氟草醚EC较有利于提高龙粳31的千粒重;各除草剂处理的每穴产量均高于CK，其中EC1处理的每穴产量最高，为41.97 g，显著高于CK 23.04%，SC1和SC2的每穴产量较高（分别为41.61和41.85 g），与EC1处理差异不显著，但显著高于CK。综上所述，施用1500.0和2100.0 mL/ha 600.0 g/L丁草胺EW龙粳31水稻的穗数和穗粒数均较佳，施用1800.0和2400.0 mL/ha 25%双环磺草酮SC的龙粳31具有较高的结实率，施用450.0和150.0 mL/ha 24%乙氧氟草醚EC龙粳31的千粒重和每穴产量均较高。

2. 3 不同除草剂处理对龙粳31稻米品质的影响

2. 3. 1 对加工品质的影响 由表4可知，各除草剂处理均可提高龙粳31稻米的加工品质。其中SC3处理的糙米率最高，较CK显著提高2.14%，也显著高于除EC1和SC2处理外的其他除草剂处理;EC2、SC1和SC2处理的精米率分别较CK显著提高2.47%、3.34%和5.35%，其中SC2处理还显著高于除SC1处理外的其余除草剂处理;SC2处理的整精米率最高，且显著高于CK、EW1、EW2、EW3和SC1处理，明显高于其余除草剂处理。可见，施用25%双环磺草酮SC对提高龙粳31稻米加工品质的效果均较佳，尤其以施用25%双环磺草酮SC 2400.0 mL/ha的效果更佳。

2. 3. 2 对外观品质的影响 由表5可知，各除草剂处理龙粳31稻米的垩白粒率和垩白度均明显低于CK。其中，SC3处理的垩白粒率最低，且显著低于CK和EW2处理，明显低于其余除草剂处理;EW1、SC2和SC3处理的垩白度均较CK显著降低，尤其以SC3处理最低。可见，施用25%双环磺草酮SC对提高龙粳31稻米外观品质的效果均较佳，尤其以施用25%双环磺草酮SC 3000.0 mL/ha的效果更佳。

2. 3. 3 对营养品质和食味评分的影响 由表6可知，所有除草剂处理龍粳31稻米的直链淀粉含量均明显低于CK，其中EW2、EW3、EC2和SC3处理显著低于CK;SC1、SC2和SC3处理龙粳31的蛋白含量均显著高于CK，EC1、EC3和EW1处理与CK相当，EW2、EW3和EC5处理较CK显著降低;食味评分总体上表现为600.0 g/L丁草胺EW处理>25%双环磺草酮SC处理>24%乙氧氟草醚EC处理，其中SC1处理稻米的食味评分最高，达75.95分，较CK显著提高3.04%。可见，施用1800.0 mL/ha 25%双环磺草酮SC可显著提高龙粳31稻米的直链淀粉含量和改善其食味。

2. 3. 4 对稻田杂草的防效 由表7可知，各除草剂处理对龙粳31稻田杂草的防效均随着施用浓度的提高而提高。其中，施药后15 d，EC3处理的株防效最高，为91.54%，且显著高于EW1、EW2、EW3和SC1处理;施药后30 d，SC3处理的株防效最高，为96.67%，且显著高于 EW1、EW2、EC1、EC2和SC1处理;施药后45 d，除SC2和SC3处理外，其他除草剂处理的株防效均较施药后30 d降低，且明显低于SC2和SC3处理;SC1、SC2和SC3处理的鲜重防效也明显高于其他除草剂处理，尤其以SC3处理最高，达99.78%。可见，总体上以25%双环磺草酮SC对龙粳31稻田杂草防效的持续性较佳。

3 讨论

应用除草剂已成为现代农业生产中的重要技术措施之一。已有研究认为，除草剂对水稻成穗率影响较小，但降低施用量可增加有效穗数和产量（雷凯等，2020）;通过调控小麦光合特性和灌浆进程可提高其千粒重和籽粒产量（党建友等，2007）。本研究结果表明，寒地水稻品种龙粳31施用2100.0和2700.0 mL/ha 600.0 g/L丁草胺EW后其一次枝梗数和稻谷粒数均较多，施用450.0 mL/ha 24%乙氧氟草醚有利于增加其一次枝梗稻谷的结实率和千粒重，施用2400.0和3000.0 mL/ha 25%双环磺草酮SC龙粳31二次枝梗的稻谷粒数和结实率较高;施用1500.0和2100.0 mL/ha 600.0 g/L丁草胺EW龙粳31的每穴穗数和穗粒数均较多，施用1800.0和2400.0 mL/ha 25%双环磺草酮SC的结实率较高，施用450.0和150.0 mL/ha 24%乙氧氟草醚EC的千粒重和每穴产量均较高。孙永健等（2018）研究发现，除草剂在控制旱直播稻田杂草的基础上，可促使水稻穗数和总颖花数显著增加，以保障较高的结实率和千粒重，进而提高水稻产量。本研究中，施用3种除草剂的龙粳31水稻产量均明显高于CK，其中施用150.0 mL/ha 24%乙氧氟草醚EC的产量最高（较CK显著提高23.04%），主要通过影响穗数和千粒重来实现，与周通等（2016）、毕亚玲等（2020）研究指出除草剂在去除杂草的同时通过间接增加水稻穗数和穗重进而增加产量，增产率达10.98%～25.72%的结果一致。

冉生斌（2012）研究表明，大麦田间施用除草剂后增产效果显著，品质明显提高。丁超等（2017）研究表明，除草剂处理后，高粱子粒的蛋白、脂肪、淀粉和单宁含量等均有所提高。党建友等（2008）研究显示，除草剂处理可改善小麦品质，使籽粒中蛋白含量等指标显著提高。本研究中，施用1800.0 mL/ha 25%双环磺草酮SC有利于改善龙粳31的稻米品质，降低其直链淀粉含量、垩白度和垩白粒率，提高稻米的精米率、糙米率、整精米率和蛋白含量，稻米食味评分显著提升，可能与除杂草后水稻植株可从土壤中吸收更多营养物质有关。但影响稻米品质的因素较多，有待进一步探究。

株防效和鲜重防效是比较除草剂除草效果的重要指标（黄启鹏等，2019）。涂爱萍等（2015）研究认为，施用适量除草剂可有效防除稻田杂草，且综合密度防效和综合鲜重防效分别达88.09%～98.91%和88.06%～98.31%。本研究结果表明，25%双环磺草酮SC对龙粳31稻田杂草具有较好的综合防治效果且防治效果随着施用浓度的提高而升高，而施用2400.0和3000.0 mL/ha 25%双环磺草酮SC后45 d龙粳31稻田杂草的防效未发生下降，表明25%双环磺草酮SC具有药效持续时间较长的特点，与齐萌等（2014）得出的25%双环磺草酮SC对水稻田杂草防效持效性较高，并对水稻安全的研究结果一致。本研究仅对龙粳31进行小面积盆栽试验，今后应开展大范围的除草剂除草效果与安全性研究，以进一步明确不同除草剂对寒地水稻产量和品质的作用机理及对后茬作物的影响。

4 结论

不同种类、不同浓度除草剂对寒地水稻品种龙粳31穗部性状、产量性状和稻米品质及田间杂草防效的影响存在差异。其中，施用150.0 mL/ha 24%乙氧氟草醚EC对其增产效果最佳，但其稻米品质较差;施用1800.0 mL/ha 25%双环磺草酮SC对其增产效果较好，且可改善其穗部性状和稻米品质，对杂草的防效较高，施药的综合效果最佳。

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（責任编辑 思利华）