李涛 袁国徽 钱振官 范洁群
摘要 为了明确浙沪小麦田杂草发生情况及优势杂草控制技术,采用唐氏五级目测法和随机取样計数法相结合的方法,对上海和浙江的116块冬小麦田杂草进行了抽样调查,同时采用盆栽试验和田间小区试验测定了7种除草剂对主要危害杂草的防效。结果表明,浙沪冬小麦田共调查到杂草43种,隶属于14科,其中菊科杂草种类最多,有10种,其次是禾本科杂草9种,再次是石竹科杂草5种。杂草群落组成以禾本科杂草为主,优势杂草为日本看麦娘Alopecurus japonicus Steud.、菵草Beckmannia syzigachne (Steud.) Fern.、棒头草Polypogon fugax Nees ex Steud.、硬草Sclerochloa dura (L.) Beauv.、早熟禾Poa annua L.、鹅肠菜Myosoton aquaticum (L.) Moench、救荒野豌豆Vicia sativa L.、猪殃殃Galium spurium L.和小藜Chenopodium ficifolium Smith。室内除草活性及田间药效试验结果表明,日本看麦娘可用15%炔草酯WP、5%唑啉草酯EC、30 g/L甲基二磺隆OD和4%啶磺草胺OD防除;菵草优先选择15%炔草酯WP和5%唑啉草酯EC进行防除;棒头草选择15%炔草酯WP、5%唑啉草酯EC和69 g/L精噁唑禾草灵EW进行防除;硬草优先选择15%炔草酯WP、5%唑啉草酯EC、30 g/L甲基二磺隆OD和69 g/L精噁唑禾草灵EW进行防除;早熟禾选择30 g/L甲基二磺隆OD、4%啶磺草胺OD和50%异丙隆WP进行防除;野燕麦优先选择15%炔草酯WP、5%唑啉草酯EC和69 g/L精噁唑禾草灵EW进行防除。
关键词 杂草防除;小麦;杂草群落;优势杂草;除草剂
中图分类号: S451.221
文献标识码: B
DOI: 10.16688/j.zwbh.2021111
Abstract Weed investigation,pot experiments and field trials were conducted to determine the weed occurrence and control techniques of major weeds in wheat fields. The results showed that there were 43 weed species in winter wheat fields in Zhejiang and Shanghai, belonging to 14 families. Among them, the species of Asteraceae weeds is the largest with 10 species, followed by Poaceae weeds with nine species, and Caryophyllaceae weeds with five species. The composition of the weed community was dominated by Poaceae weeds, and the major weeds were Alopecurus japonicus Steud., Beckmannia syzigachne (Steud.) Fern., Polypogon fugax Nees ex Steud., Sclerochloa dura (L.) Beauv., Poa annua L., Myosoton aquaticum (L.) Moench, Vicia sativa L., Galium spurium L.and Chenopodium ficifolium Smith. Green house and field experiments showed that clodinafop-propargyl 15% WP, pinoxaden 5% EC, mesosulfuron-methyl 30 g/L OD, and pyroxsulam 4% OD had excellent control efficacy on A.japonicas, clodinafop-propargyl 15% WP and pinoxaden 5% EC showed excellent control efficacy on B.syzigachne, clodinafop-propargyl 15% WP, pinoxaden 5% EC and fenoxaprop-P-ethyl 69 g/L EW could be selected for the control of P.fugax, clodinafop-propargyl 15% WP, pinoxaden 5% EC, mesosulfuron-methyl 30 g/L OD and fenoxaprop-P-ethyl 69 g/L EW were preferentially used for the control of S.dura, mesosulfuron-methyl 30 g/L OD, pyroxsulam 4% OD and isoproturon 50% WP showed good control efficacy on P.annua, and clodinafop-propargyl 15% WP, pinoxaden 5% EC, and fenoxaprop-P-ethyl 69 g/L EW could be used to control A.fatua in wheat fields.
Key words weed control;wheat;weed community;dominant weed;herbicideF1684D04-843B-4E09-9908-8F37A251DDA8
小麦是我国第三大粮食作物,常年种植面积稳定在2 000万hm2以上,仅次于玉米和水稻[1-3]。杂草与小麦竞争光照、空间和养分,影响小麦产量和品质,是制约小麦生产的重要生物因子。我国每年因杂草危害造成小麦减产15%左右,年损失40亿kg[4-5]。小麦田杂草种类繁多,据报道,河北省冬小麦田杂草有61种[6],山东省小麦田杂草有69种[7],湖北省冬小麦田杂草有39种[8]。杂草发生受地理环境、气候条件、种植制度、耕作方式以及除草剂使用等多方面因素的影响[9-10],上海、浙江地处长江中下游冬麦区,20世纪80年代,长江中下游冬麦田优势杂草以阔叶类杂草为主,禾本科杂草相对较少[11]。谢国雄等1997年-1999年调查了杭州市麦田杂草,共有56种[12]。何翠娟等1999年-2000年调查了上海市麦田杂草,共有39种,田间草相以禾本科杂草为主[13]。自此以来,浙沪麦区已有近20年的时间没有系统地开展过杂草发生情况调查,杂草基础数据较为缺乏。耕作和栽培制度的变化、除草剂使用、频繁调种以及机械跨区作业等因素都会导致小麦田草相发生明显的变化[14]。及时了解小麦田杂草种类、群落结构和危害情况对于制定科学、合理的杂草防除策略至关重要。
杂草防除是小麦生产中的重要环节,直接影响着小麦生产安全和可持续发展[15]。化学除草因具有高效、经济、省工等优点,是当前应用最为广泛的杂草治理技术[16]。2015年以来,农业农村部组织开展了化肥农药使用量零增长行动。2016年,我国除草剂销售额19.72亿美元,占农药销售额的40.9%,超过杀虫剂和杀菌剂,位居首位[17]。减少除草剂用量就可以减少农药的用量,除草剂减量增效是实现农药使用量零增长目标的核心内容之一。小麦是上海、浙江的主要春粮作物,杂草防除主要依赖于除草剂。笔者前期调研发现,浙沪麦区杂草化学防除存在使用的除草剂品种单一、选药不对症以及缺乏对不同作用机制除草剂的合理交替使用等问题。事实上,随着除草剂工业的发展,小麦田新除草剂品种较多(如唑啉草酯、甲基二磺隆、啶磺草胺、氟唑磺隆、炔草酯等),且各具特点[18]。本研究针对小麦田优势杂草,及时开展新型、高效除草剂的评价筛选,掌握药剂特点及应用技术,提升科学选药技术水平,减少除草剂用量。
因此,本研究的主要目标是:(1)通过调查明确浙沪小麦田杂草种类、群落结构及危害情况,为制定科学的杂草防控方案提供依据;(2)采用室内盆栽试验和田间小区试验,评价当前小麦田常用除草剂对优势杂草的除草活性及田间药效,为小麦生产的科学选药和对症下药提供技术参考。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试药剂:15%炔草酯(clodinafop-propargyl)可湿性粉剂(WP)、5%唑啉草酯(pinoxaden)乳油(EC)、70%氟唑磺隆(flucarbazone-sodium)水分散粒剂(WG)、30 g/L甲基二磺隆(mesosulfuron-methyl)可分散油悬浮剂(OD)、69 g/L精噁唑禾草灵(fenoxaprop-P-ethyl)水乳剂(EW)、50%异丙隆(isoproturon)可湿性粉剂(WP)、4%啶磺草胺(pyroxsulam)可分散油悬浮剂(OD),除草剂均从市场购买获得。
供试杂草:菵草Beckmannia syzigachne (Steud.) Fern.、日本看麦娘Alopecurus japonicas Steud.、棒头草Polypogon fugax Nees ex Steud.、硬草Sclerochloa dura (L.) Beauv.、早熟禾Poa annua L.、野燕麦Avena fatua L.,种子于2019年4月采自上海市浦东新区小麦田,种子采集后置于阴凉处风干,然后装袋并保存在4℃的冰箱中备用。
1.2 试验方法
1.2.1 浙沪小麦田杂草调查
2018年-2019年4月,对上海市浦东区、金山区、奉贤区、青浦区、海丰农场以及浙江省嘉兴市、杭州市、宁波市等小麦主要种植区开展杂草调查,共调查116块田。调查采用唐氏五级目测法[19]和随机取样计数法相结合的方法,以自然田块为单位,选择有代表性的田块,每块田面积3 333.3~10 000 m2不等,每块田调查20个点,每个点面积1 m2,记录样方内杂草种类、数量以及杂草群落结构,并根据唐氏五级目测法估算不同杂草种类的危害等级,分级标准见表1。
相对高度:某种杂草植株高度与小麦植株高度的比值。
相对盖度:某种杂草投影面积与小麦投影面积的比值。
相对多度:某种杂草密度与小麦密度的比值。
危害等级(A):A5=最严重危害,A4=严重危害,A3=中度危害,A2=轻度危害,A1=有出现但不构成危害。
1.2.2 不同除草剂对小麦田主要危害杂草的室内除草活性试验
1.2.2.1 试材培养
在直径10 cm,高8 cm的黑色塑料盆钵内装入6 cm深的消毒细土,然后放入装有水的塑料托盘中,让水逐渐渗入,待土吸足水分,每盆分别定量播种日本看麦娘、菵草、棒头草、硬草或早熟禾种子20~50粒,根据种子大小覆土0.2~0.5 cm,然后置于温室内培养,温度10~15℃,相对湿度60%~75%,待杂草长至3~4叶期进行喷药处理。喷药前间去弱小苗,每盆定苗至10株。
1.2.2.2 试验设计及喷药方法
选择小麦田常用除草剂品种开展评价试验,各除草剂参照其标签推荐剂量范围设置低、高两个供试剂量,另设清水对照处理,每个处理重复4次,详细设计见表2。喷药工具为北京农业信息技术研究中心生产的ASS-4型自动控制喷雾台,扇形喷头,喷雾压力275 kPa,喷液量450 L/hm2。将供试盆钵放置在喷雾台上,调整喷头与盆钵顶部的距离为50 cm,按照試验设计的剂量喷雾。喷药后不定期观察并记录杂草受害症状,如生长抑制、失绿、畸形等。喷药后30 d取样并称量杂草地上部鲜重,按下列公式计算鲜重抑制率。F1684D04-843B-4E09-9908-8F37A251DDA8
E = [(WCK - Wt)/WCK]×100%;
式中:E为鲜重抑制率;WCK为对照组杂草地上部鲜重;Wt为施药组杂草地上部鲜重。
1.2.3 不同除草剂防除小麦田主要危害杂草田间药效试验
田间药效试验在上海市农业科学院庄行综合试验站进行。试验田地势平坦,土质为黄泥头,有机质含量2.1%,pH 7.1。供试除草剂同表2,供试剂量为表2中各供试除草剂的高剂量,另设人工除草和清水对照处理,小区面积20 m2,每个处理重复4次,随机区组排列。小麦品种为‘扬麦11。试验田主要杂草为菵草、日本看麦娘、棒头草和早熟禾。施药时小麦和杂草3~5叶期。施药工具为新加坡利农私人有限公司生产的HD 400背负式 15 L 喷雾器,单个扇形喷头,压力1 kgf/cm2,喷液量450 L/hm2。施药后不定期观察并记录杂草和小麦的受害症状,如生长抑制、失绿、畸形等。施药后60 d每个小区随机取样调查4个样方,每个样方0.25 m2,分种类称量杂草地上部鲜重,按上述公式 计算鲜重抑制率。小麦成熟后,每个小区实收测产,并折算为公顷产量。
1.3 数据处理
试验所得数据利用IBM SPSS Statistics 22.0(Statistics Package for Social Science)for Windows统计软件,采用Duncan氏新复极差法,在0.05水平进行差异显著性检验。
2 结果与分析
2.1 浙沪小麦田杂草发生情况
本次共调查到杂草43种,隶属于14科。其中菊科杂草种类最多,有10种,其次是禾本科杂草,有9种,再次是石竹科杂草,有5种。对小麦生长影响较大的主要是禾本科杂草,包括日本看麦娘、菵草、棒头草、硬草、看麦娘、早熟禾和野燕麦;阔叶类杂草中,对小麦生长影响相对较大的是救荒野豌豆Vicia sativa L.、鵝肠菜Myosoton aquaticum (L.) Moench、猪殃殃Galium spurium L.和小藜Chenopodium ficifolium Smith。杂草群落组成以禾本科杂草为主,主要杂草群落包括看麦娘属+菵草+猪殃殃+小藜、看麦娘属+早熟禾+救荒野豌豆+猪殃殃、菵草+救荒野豌豆+鹅肠菜、硬草+鹅肠菜+小藜、棒头草+看麦娘属+阿拉伯婆婆纳Veronica persica Poir.+鹅肠菜5种类型。综合考虑杂草发生频率、田间密度和危害等级,确定日本看麦娘、菵草、棒头草、硬草、早熟禾、鹅肠菜、救荒野豌豆、猪殃殃、小藜为当前浙沪稻茬冬小麦田优势杂草。杂草种类及危害等级见表3。
2.2 不同除草剂对小麦田主要危害杂草的室内除草活性
2.2.1 对日本看麦娘的除草活性
喷药后30 d调查,炔草酯、唑啉草酯、甲基二磺隆和啶磺草胺对日本看麦娘具有较好的除草活性,鲜重抑制率均大于95%。精噁唑禾草灵、氟唑磺隆和异丙隆对日本看麦娘的活性一般,69 g/L精噁唑禾草灵EW 62.1~82.8 g/hm2、70%氟唑磺隆WG 31.5~42 g/hm2和50%异丙隆WP 1 125~1 500 g/hm2对日本看麦娘的鲜重抑制率分别为80.26%~83.56%、73.16%~82.55%和73.27%~81.26%(表4)。
2.2.2 对菵草的除草活性
试验结果表明,炔草酯和唑啉草酯对菵草的除草活性最高,其次是啶磺草胺和异丙隆,而甲基二磺隆、精噁唑禾草灵和氟唑磺隆对菵草的活性相对较差。喷药后30 d调查,15%炔草酯WP和5%唑啉草酯EC各供试剂量对菵草的鲜重抑制率均为100%。4%啶磺草胺OD 12~15 g/hm2和50%异丙隆WP 1 125~1 500 g/hm2对菵草的鲜重抑制率分别为83.26%~90.28%和82.24%~90.69%。30 g/L甲基二磺隆OD 9~13.5 g/hm2、69 g/L精噁唑禾草灵EW 62.1~82.8 g/hm2和70%氟唑磺隆WG 31.5~42 g/hm2对菵草的鲜重抑制率均不足80%(表4)。
2.2.3 对棒头草的除草活性
喷药后30 d调查,炔草酯、唑啉草酯和精噁唑禾草灵对棒头草具有较好的除草活性,各供试剂量对棒头草的鲜重抑制率均大于90%。除此外,其他供试除草剂对棒头草的活性均较差,鲜重抑制率均不足30%(表4)。
2.2.4 对硬草的除草活性
试验结果表明,炔草酯、唑啉草酯、甲基二磺隆和精噁唑禾草灵对硬草的除草活性最高,其次是啶磺草胺和异丙隆,氟唑磺隆对硬草的活性很差。喷药后30 d调查,15%炔草酯WP、5%唑啉草酯EC、30 g/L甲基二磺隆OD和69 g/L精噁唑禾草灵EW各供试剂量对硬草的鲜重抑制率均大于90%。4%啶磺草胺OD 12~15 g/hm2和50%异丙隆WP 1 125~1 500 g/hm2对硬草的鲜重抑制率分别为75.86%~82.68%和65.24%~70.32%。70%氟唑磺隆WG 31.5~42 g/hm2对硬草的鲜重抑制率不足30%(表4)。
2.2.5 对野燕麦的除草活性
试验结果表明,炔草酯、唑啉草酯和精噁唑禾草灵对野燕麦活性最高,其次是甲基二磺隆、啶磺草胺和氟唑磺隆,异丙隆对野燕麦活性很差。喷药后30 d 调查,15%炔草酯WP、5%唑啉草酯EC和69 g/L 精噁唑禾草灵EW各供试剂量对野燕麦的鲜重抑制率均大于95%。30 g/L甲基二磺隆OD 9~13.5 g/hm2、4%啶磺草胺OD 12~15 g/hm2和70%氟唑磺隆WG 31.5~42 g/hm2对野燕麦的鲜重抑制率分别为85.34%~88.98%、84.47%~85.31%和81.56%~86.24%。50%异丙隆WP 1 125~1 500 g/hm2对野燕麦的鲜重抑制率不足30%(表4)。F1684D04-843B-4E09-9908-8F37A251DDA8
2.2.6 对早熟禾的除草活性
调查结果表明,甲基二磺隆、啶磺草胺和异丙隆对早熟禾具有较好的除草活性,除此外,其他供试除草剂对早熟禾的活性很差。喷药后30 d调查,30 g/L甲基二磺隆OD 9~13.5 g/hm2、4%啶磺草胺OD 12~15 g/hm2和50%异丙隆WP 1 125~1 500 g/hm2对早熟禾的鲜重抑制率分别为96.28%~97.22%、96.25%~98.78%和85.24%~90.18%。15%炔草酯WP、5%唑啉草酯EC、69 g/L精噁唑禾草灵EW和70%氟唑磺隆WG各供试剂量对早熟禾的鲜重抑制率均不足30%(表4)。
2.3 不同除草剂防除小麦田主要危害杂草的田间药效
2.3.1 药剂的作用速度和安全性
施药后不定期目测观察结果表明,各供试除草剂对杂草的作用速度较慢,施药后15~20 d杂草才表现出中毒症状,具体表现为杂草叶片褪绿、发红。施药后30~45 d,敏感杂草开始枯黄死亡。各供试除草剂及剂量对供试小麦品种‘扬麦11生长安全,试验期间未见小麦产生药害症状。小麦成熟后测产结果表明,各供试除草剂及剂量处理区小麦产量均显著优于清水对照处理,炔草酯、唑啉草酯、甲基二磺隆和啶磺草胺处理区小麦产量与人工除草处理之间没有显著差异(表5)。
2.3.2 除草效果
施药后60 d取样调查结果表明,15%炔草酯WP 67.5 g/hm2和5%唑啉草酯EC 60 g/hm2对日本看麦娘、菵草和棒头草防效优异,鲜重抑制率均大于90%,对早熟禾几乎无效;30 g/L甲基二磺隆OD 13.5 g/hm2和4%啶磺草胺OD 15 g/hm2对日本看麦娘和早熟禾具有较好的防效,鲜重抑制率均大于90%,对菵草防效一般,鲜重抑制率均不足85%,对棒头草几乎无效;69 g/L精噁唑禾草灵EW 82.8 g/hm2、70%氟唑磺隆WG 42 g/hm2和50%异丙隆WP 1 500 g/hm2对日本看麦娘和菵草均有一定的防效,但不足以有效控制其危害,鲜重抑制率仅80%左右;69 g/L精噁唑禾草灵EW 82.8 g/hm2对棒头草的鲜重抑制率大于90%,对早熟禾几乎无效;70%氟唑磺隆WG 42 g/hm2对棒头草和早熟禾几乎无效;50%异丙隆WP 1 500 g/hm2对早熟禾有一定的防效,鲜重抑制率约80%左右(表5)。
3 讨论
麦田杂草发生受地理环境、气候条件、种植制度、耕作方式以及除草剂使用等多方面因素的影响[14],开展小麦田草害调查是制定科学防除策略的前提。上海、浙江地处长江中下游冬麦区,主要种植制度为一年两熟,以小麦复种水稻为主。本次共调查到小麦田杂草14科43种,其中菊科杂草10种,禾本科杂草9种,石竹科杂草5种。田间杂草群落组成以禾本科杂草为主,包括看麦娘属、菵草、棒头草、硬草和早熟禾。杂草群落演替是当前我国农田杂草防控中面临的突出问题[20]。20世纪80年代,长江中下游小麦田优势杂草为看麦娘属、鹅肠菜、雀舌草、阿拉伯婆婆纳,救荒野豌豆、猪殃殃等[11]。兩者比较可知,杂草群落结构已经发生了明显的变化,这对小麦田杂草治理提出了新的挑战。
看麦娘属、菵草、棒头草、硬草和早熟禾是当前浙沪稻茬小麦田主要危害杂草。针对主要危害杂草开展高效除草剂评价筛选是实现科学选药和对症下药的关键。炔草酯、唑啉草酯、甲基二磺隆、精噁唑禾草灵、啶磺草胺、氟唑磺隆和异丙隆是当前小麦田应用最为广泛的苗后茎叶处理除草剂品种[18]。室内除草活性及田间药效调查结果表明,上述除草剂所能控制的敏感杂草种类不尽相同。15%炔草酯WP和5%唑啉草酯EC对日本看麦娘、菵草、棒头草、硬草和野燕麦防效优异,但对早熟禾效果差;30 g/L 甲基二磺隆OD、4%啶磺草胺OD和50%异丙隆WP对早熟禾具有较好的防效,但对棒头草效果差;69 g/L精噁唑禾草灵EW对棒头草效果好,但对早熟禾效果差。田间试验结果与室内除草活性测定结果基本一致。精噁唑禾草灵、氟唑磺隆和异丙隆处理的小麦产量显著低于人工除草,这可能与上述药剂对小麦田主要杂草的整体防效较差有关。
浙沪麦区小麦种植方式以稻茬免耕撒播为主,受水稻秸秆还田量大的影响,小麦田使用土壤封闭除草剂的效果并不理想,杂草防除主要依赖于苗后茎叶处理除草剂。笔者前期调研发现,浙沪麦区除草剂使用品种较为单一,主要以炔草酯和精噁唑禾草灵为主,缺乏对不同作用机制除草剂的交替使用。本研究表明,15%炔草酯WP和69 g/L精噁唑禾草灵EW对早熟禾的防效很差,不适合用于以早熟禾为优势杂草种群的小麦田。69 g/L精噁唑禾草灵EW对日本看麦娘和菵草的活性一般,对于以日本看麦娘和菵草为优势种群的小麦田,应及时选择更高效的除草剂品种进行替代。本研究结果可为浙沪小麦田杂草防除以及除草剂的合理交替使用提供技术参考,提升科学选药技术水平,减少除草剂用量。
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(责任编辑:田 喆)F1684D04-843B-4E09-9908-8F37A251DDA8