王玉灵,王爱华,胡冠芳,刘永刚,牛树君,赵 峰
(1.甘肃省农业科学院植物保护研究所,甘肃 兰州 730070;2.天水市农业科学研究所,甘肃 天水 741001)
灭草松属杂环类触杀型苗后除草剂,适用于马铃薯、小麦、玉米、胡麻等多种作物防除阔叶杂草和莎草科杂草,是截至目前为止在阔叶作物田防除阔叶杂草安全性最高的除草剂。灭草松商品制剂国内生产企业众多,剂型主要为25%水剂、480 g/L水剂和560 g/L 水剂,国外数家公司在中国登记的剂型为480 g/L 水剂。在实际应用中发现,不同企业生产的灭草松水剂,因其添加的助剂种类和含量不同,其稀释液对藜、油菜等疏水性植物茎叶的润湿效果差异很大,致其田间防效也存在显著差异。田间初步试验结果表明,此种情况可通过在灭草松药液中添加喷雾助剂而得到显著改善。有关喷雾助剂对除草剂的增效作用,国内外有诸多文献报道[1-10],其中基于喷雾助剂对除草剂的增效作用机理研究也有报道[2,4,6,8,9,11-17]。藜(Chenopodium album L.)为藜科(Chenopodiaceae)藜属(Chenopodium)一年生阔叶杂草,是甘肃省危害马铃薯的一种阔叶杂草优势种,课题组前期调查发现,其一般发生年份致马铃薯产量损失20%以上,重发年份减产60%以上。国内报道用于防除马铃薯田杂草的除草剂有双丁乐灵[18]、扑草净[19]、嗪草酮[20]、仲丁灵、二甲戊灵、丙炔氟草胺、敌草胺[21]、氟乐灵、甲草胺、乙草胺[22]、丁草胺、灭草松、高效氟吡甲禾灵、精吡氟禾草灵、精喹禾灵、二甲戊灵·乙草胺[23]、烯禾啶、异丙甲草胺、精异丙甲草胺[24]、嗪草酮·乙草胺[25]、乙草胺·异噁草松、丙炔噁草酮[26]、砜嘧磺隆[27]、扑草净·乙草胺、砜嘧磺隆·精喹禾灵·嗪草酮和二甲四氯钠盐+高效氟吡甲禾灵等[28,29]。刘巍等[30]通过研究480 g/L 灭草松AS 对马铃薯田一年生阔叶杂草的防效以及对马铃薯的安全性,筛选出了灭草松的最佳施用剂量。关于喷雾助剂对灭草松防除马铃薯田阔叶杂草藜的增强作用,国内外未见文献报道。鉴此,开展本研究,旨在为灭草松科学减量施用提供技术依据。
马铃薯为‘冀张薯12 号’;藜、猪殃殃[Galium aparine L.var.tenerum(Gren.et Godr.)Rchb.]、刺儿菜[Cirsium setosum(Willd.)MB.]、苣荬菜(Sonchus brachyotus DC.)、苦苣菜(S.oleraceus L.)、荠菜[Capsella bursa-pastoris(L.)Medic.]、细果角茴香(Hypecoum leptocarpum Hook.f.et Thoms.)、问荆(Equisetum arvense L.)、繁缕[Stelllaria media(L.)Cyr.]、宝盖草(Lamium amplexicaule L.)、卷茎蓼(Polygonum convolvlus L.)、尼泊尔蓼(P.nepalense Meisn.)、萹蓄(P.aviculare L.)、遏蓝菜(Thlaspi arvense L.)、鼬瓣花(Galeopsis bifida Boenn.)等阔叶杂草,2017、2018 年阔叶杂草总密度分别为167、213株/m2,藜分别占阔叶杂草总密度的82%、86%。
试验地位于定西市渭源县会川镇半阴坡村,属甘肃省中部高寒阴湿区,海拔2 300 m,黑土,pH 7.15、有机质41.6 g/kg、碱解氮166 mg/kg、有效磷31.5 mg/kg、速效钾174 mg/kg、全氮2.25 g/kg、全磷0.67 g/kg和全钾19.8 g/kg。年平均气温4℃,年降雨量650 mm,无霜期166 d。春季结合翻地整地按1 200 kg/hm2施用马铃薯专用肥(N 13%、P2O525%、K2O 10%,总养分≥48%,临沂翔龙化肥有限公司),2017 年5 月3 日、2018 年5 月6 日种薯切块播种,播种量均为2 250 kg/hm2。马铃薯全生育期不灌水、不追肥。2017 年9 月12 日、2018 年9月16日按小区单独收获马铃薯。
喷雾助剂不同添加比例设计列于表1,用自来水配成溶液,将疏水性植物藜、油菜(Brassica napus L.)和野燕麦(Avena fatua L.)叶片浸入溶液中,轻轻摇动,时间为3 s,叶片取出后用滤纸吸除多余溶液,以叶片正反面均匀润湿者为优,其比例即为最佳添加比例。
表1 喷雾助剂添加比例设计Table 1 Addition ratio of spray adjuvants and dosage design
供试除草剂、喷雾助剂与剂量(制剂用量,下同)、添加比例设计列于表2。另设人工除草和空白对照。小区面积30 m2,4次重复,随机区组排列。
表2 供试除草剂、喷雾助剂与剂量、添加比例设计Table 2 Tested herbicide,spray adjuvants and dosage,and addition ratio design
2017年6月12日、2018年6月20日在马铃薯4~6叶期、藜等阔叶杂草6~8叶期施药。施药器械为卫士牌WS-18D型背负式电动喷雾器(双圆锥雾喷头,山东卫士植保机械有限公司生产),灭草松及其药液添加喷雾助剂均按675 L/hm2兑水,根据小区面积折算成每小区用药量、用水量和喷雾助剂用量,对马铃薯和藜等阔叶杂草进行茎叶均匀喷雾处理。
1.6.1 对马铃薯的安全性调查
施药后第1、3、7、10和15 d目测各处理对马铃薯有无药害及药害症状,如植株茎秆扭曲畸形、顶稍下垂、枯死、生长迟缓、生长点坏死,叶片变黄、白化、药斑、叶尖叶缘干枯、叶片干枯等主要症状类型,并记录恢复正常生长时间。马铃薯收获时取样测产评价药害对产量的影响。
1.6.2 除草效果调查
施药后1~10 d不定期调查藜中毒症状;药后15 d每小区按对角线3点取样,每点1 m2,调查藜株数,并拔出称其地上部鲜重。
1.6.3 产量调查
马铃薯收获时每小区按对角线3点取样,每点3 m2,将马铃薯全部挖出并称其重量,折合成公顷产量,与人工除草和空白对照(CK)比较计算增(减)产率。
1.7.1 株防效和鲜重防效
用SPSS 19.0统计软件对防效和产量数据进行差异显著性分析。
株防效(%)=(对照区杂草株数-处理区杂草株数)/对照区杂草株数×100;
鲜重防效(%)=(对照区杂草鲜重-处理区杂草鲜重)/对照区杂草鲜重×100。
1.7.2 药效增强指数
参照王金信等[31]提出的药效增强指数(Enhancement index,简称EI),用于评价喷雾助剂对除草剂药效增强作用的参数指标,其计算公式如下:
株防效增强指数=[(除草剂+喷雾助剂)株防效-除草剂株防效]/除草剂株防效×100;
鲜重防效增强指数=[(除草剂+喷雾助剂)鲜重防效-除草剂鲜重防效]/除草剂鲜重防效×100。
药效增强指数愈高,药效增强作用愈强,指数≥100,表明具有显著的增强作用。
表3 表明,烷基多糖苷(APG0810)、甲酯化植物油(GY-Tmax)、有机硅(OS)、脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)和十二烷基二甲基甜菜碱(DDB)的最佳添加比例分别为0.1%、0.2%、0.1%、0.025%和0.05%,田间试验喷雾助剂之添加比例即以此为依据。
表3 喷雾助剂最佳添加比例的筛选Table 3 Screening for optimal addition ratio of spray adjuvants
安全性调查结果表明,480 g/L 灭草松AS 在3 150~4 500 mL/hm2剂量下以及各剂量药液添加5种喷雾助剂,对‘冀张薯12号’具轻微药害,表现为叶色稍变黄,部分叶片叶尖叶缘有少量不规则大小不一的干枯斑,剂量越高药害越重,高剂量及高剂量+喷雾助剂可致全叶干枯,生长受抑制,10~15 d后方可恢复正常生长。测产结果表明(表4、5),480 g/L灭草松AS 在3 150、3 600 mL/hm2低剂量下,虽药害很轻但防效很差,马铃薯产量与空白对照(CK)比较表现为一定程度的减产,减产率在1.47%~5.00%;在4 050 和4 500 mL/hm2高剂量下,虽药害相对较重但防效相对较高,马铃薯产量与CK 比较表现为一定程度的增产,增产率在2.53%~6.43%;灭草松不同剂量药液添加喷雾助剂由于防效显著提高均表现出显著的增产效果。据此分析,影响马铃薯产量的主控因素是防效高低而非药害相对轻重,使用灭草松防除马铃薯田杂草可在生产中推广应用。
表4 灭草松添加喷雾助剂对马铃薯产量的影响(2017渭源县会川镇)Table 4 Effects of Bentazone with spray adjuvants on potato yield(Huichuan Town,Weiyuan County,2017)
表5 灭草松添加喷雾助剂对马铃薯产量的影响(2018渭源县会川镇)Table 5 Effects of Bentazone with spray adjuvants on potato yield(Huichuan Town,Weiyuan County,2018)
2.3.1 2017年试验结果
2017年试验结果表明(表6),480 g/L灭草松AS在3 150,3 600,4 050和4 500 mL/hm2剂量下苗期茎叶喷雾,药后15 d对马铃薯田阔叶杂草藜的株防效仅分别为6.02%、6.93%、8.76%和10.58%,鲜重防 效 仅 分 别 为15.22%、17.12%、21.30% 和24.19%。但在上述剂量药液中添加喷雾助剂APG0810 0.1%喷液量的株防效分别提高至97.08%、98.66%、100%和100%,鲜重防效分别提高至98.29%、99.19%、100%和100%;添加GY-Tmax 0.2%喷液量的株防效分别提高至96.47%、98.42%、100%和100%,鲜重防效分别提高至97.61%、99.10%、100%和100%;添加OS 0.1%喷液量的株防效分别提高至97.39%、99.39%、100%和100%,鲜重防效分别提高至98.59%、99.73%、100%和100%。显见,在灭草松药液中添加喷雾助剂APG0810或GY-Tmax、OS,极显著提高了其对藜的防效。
表6 灭草松添加喷雾助剂对马铃薯田阔叶杂草藜的防效和增强作用(2017渭源县会川镇)Table 6 Control effects and enhancement of Bentazone with spray adjuvants on broadleaf weed Chenopodium album in potato field (Huichuan Town,Weiyuan County,2017)
2.3.2 2018年试验结果
2018年除草效果调查结果表明(表7),480 g/L灭草松AS在3 150,3 600,4 050和4 500 mL/hm2剂量下苗期茎叶喷雾,药后15 d对马铃薯田阔叶杂草藜的株防效仅分别为11.12%、14.17%、16.86%和20.69%,鲜重防效仅分别为13.95%、17.21%、21.63%和26.33%。但在上述剂量药液中添加喷雾助剂FMEE 0.025%喷液量的株防效分别提高至95.02%、97.32%、98.47%和100%,鲜重防效分别提高至96.42%、98.33%、99.21%和100%;添加DDB 0.05%喷液量的株防效分别提高至96.17%、98.08%、99.23%和100%,鲜重防效分别提高至97.63%、98.83%、99.72%和100%。显见,在灭草松药液中添加喷雾助剂FMEE或DDB,极显著提高了其对藜的防效。
表7 灭草松添加喷雾助剂对马铃薯田阔叶杂草藜的防效和增强作用(2018渭源县会川镇)Table 7 Control effects and enhancement of Bentazone with spray adjuvants on broadleaf weed Chenopodium album in potato field(Huichuan Town,Weiyuan County,2018)
2.4.1 2017年试验结果
2017年试验结果表明(表6),480 g/L灭草松AS在3 150~4 500 mL/hm2剂量下苗期茎叶喷雾对藜防效极低,药后15 d的株防效仅在6.02%~10.58%,鲜重防效仅在15.22%~24.19%,但在药液中添加喷雾助剂APG0810 0.1%或GY-Tmax 0.2%、OS 0.1%喷液量,防效得到极显著提高,株防效可达96.47%~100%,株防效增强指数达845.18~1 517.77;鲜重防效可达97.61%~100%,鲜重防效增强指数达313.39~547.77。株防效和鲜重防效的增强指数远大于100,表明在灭草松药液中添加喷雾助剂APG0810或GY-Tmax、OS,对其防除藜具有显著的增强作用,总体表现为剂量越低增强作用越显著。
2.4.2 2018年试验结果
2018年试验结果表明(表7),480 g/L灭草松AS在3 150~4 500 mL/hm2剂量下苗期茎叶喷雾对藜防效很低,药后15 d 的株防效仅在11.12%~20.69%,鲜重防效仅在13.95%~26.33%,但在药液中添加喷雾助剂FMEE 0.025%或DDB 0.05%喷液量,防效得到极显著提高,株防效可达95.02%~100%,株防效增强指数达383.33~764.84;鲜重防效可达96.42%~100%,鲜重防效增强指数达279.80~599.86。株防效和鲜重防效的增强指数远大于100,表明在灭草松药液中添加喷雾助剂FMEE或DDB,对其防除藜具有显著的增强作用,总体表现为剂量越低增强作用越显著。
依据田间防效、药效增强指数和用药成本3方面综合评价,灭草松药液添加喷雾助剂可以降低30%的用药量,其最佳组合为:电动喷雾器双圆锥雾喷头+用水量675 L/hm2+480 g/L 灭草松AS 3 150 mL/hm2+喷雾助剂APG0810 0.1%或GY-Tmax 0.2%、OS 0.1%、FMEE 0.025%、DDB 0.05%喷液量。
综合比较2017 和2018 年的测产结果(表4、5),灭草松不同剂量药液添加5 种喷雾助剂,马铃薯产量与CK 比较表现为大幅度增产,产量在53 500~60 945 kg/hm2,增产率在49.04%~69.37%;而与人工除草比较则表现为一定程度的减产,减产率在2.71%~7.80%。
藜为藜科(Chenopodiaceae)藜属(Chenopodium)一年生阔叶杂草,是危害马铃薯等多种农作物的难以根除的恶性杂草,其叶片表面密布蜡粉,润湿效果差的灭草松等除草剂之药液在其叶片表面极难润湿铺展,致使不同企业生产的灭草松对藜的田间防效存在极大差异。润湿效果差的灭草松药液不加喷雾助剂对藜的防效很低,既错过了藜的防除适期,又造成灭草松的浪费,加大了生产成本。本研究以灭草松为研究对象,其润湿效果差,旨在探明灭草松药液添加喷雾助剂对防除马铃薯田阔叶杂草藜的增强作用。结果表明:480 g/L 灭草松AS 在3 150~4 500 mL/hm2剂量下苗期茎叶喷雾对藜防效很低,药后15 d的株防效和鲜重防效均在26.33%以下,但在其药液中添加喷雾助剂APG0810 0.1%或GY-Tmax 0.2%、OS 0.1%、FMEE 0.025%、DDB 0.05%喷液量,株防效和鲜重防效均得到极显著提高,可达95.02%~100%,株防效和鲜重防效的增强指数达279.80~1 517.77。按照药效增强指数的高低评价,灭草松药液添加喷雾助剂对其防除藜具有显著的增强作用,总体表现为剂量越低增强作用越显著。依据田间防效、增强作用和用药成本3方面综合评价,灭草松药液添加喷雾助剂可以降低30%的用药量,其最佳组合为:电动喷雾器双圆锥雾喷头+用水量675 L/hm2+480 g/L 灭草松AS 3 150 mL/hm2+喷雾助剂APG0810 0.1%或GY-Tmax 0.2%、OS 0.1%、FMEE 0.025%、DDB 0.05%喷液量。
本研究确定的喷雾助剂最佳添加比例,是以藜、油菜和野燕麦等疏水性杂草的叶片为测试靶标,通过观察不同添加比例的润湿效果,从润湿效果和成本2方面综合评价而获得。
2017~2018 年马铃薯平均产量按60 350 kg/hm2计算,施用灭草松+喷雾助剂与人工除草比较马铃薯平均减产2 728 kg/hm2,马铃薯价格按0.80 元/kg计算,经济损失2 182.20元/hm2。灭草松+喷雾助剂+施药用工投入420元/hm2,经济损失按生产成本计算,施用除草剂实际投入2 182.20 元/hm2+420 元/hm2=2 602.20 元/hm2。人工除草用工投入3 600 元/hm2。比较显见,施用除草剂+喷雾助剂较人工除草可挽回经济损失3 600 元/hm2-2 602.20 元/hm2=997.80元/hm2。鉴此,马铃薯苗期施用灭草松+喷雾助剂防除杂草是一项经济有效可行的技术措施,可大面积推广应用。
基于不同企业生产的灭草松水剂,因其添加的助剂种类和含量不同,对藜、油菜等阔叶杂草的田间防效存在很大差异,因此在使用灭草松防除马铃薯等农作物田阔叶杂草藜、油菜时,预先要用藜、油菜叶片开展润湿性试验,按推荐剂量配制药液,若药液的润湿效果良好,则施药时无须添加喷雾助剂;若润湿效果很差或无润湿效果,则必须添加喷雾助剂,做到有的放矢,如此方能发挥灭草松的最佳除草效果,减少不必要的浪费和经济损失。