6种除草剂对谷子的安全性和杂草防效

李秉华，刘小民，许 贤，赵铂锤，李卓霖

（1河北省农林科学院粮油作物研究所/河北省作物栽培生理与绿色生产重点试验室，石家庄 050035；2河北北方学院经济管理学院，河北 张家口 075000）

0 引言

谷子是中国重要的粮食作物和饲草作物，是国家现代农业产业技术体系的重要组成部分[1-2]，对保障国内粮食安全和改善人们膳食结构有重要意义[3]。谷子对大部分除草剂敏感，谷田缺乏安全、高效的除草剂，田间杂草主要依靠人工拔除，随着劳动力成本上升和人口老龄化加剧，谷田杂草的严重危害与落后的杂草防控技术之间的矛盾更加突出。从现有除草剂中筛选出对谷子安全的除草剂品种及其使用技术，是快速、经济地解决谷田缺乏除草剂难题的有效途径。

华北谷田的优势阔叶杂草有反枝苋、马齿苋、铁苋菜等，能造成谷子产量损失47.62%[4-5]。嗪草酮苗后茎叶处理能防除反枝苋、马齿苋等阔叶杂草，但对花生的安全性较低[6]。二氯异噁草酮是美国富美实公司开发的新型除草剂，主要通过根和幼苗吸收，不会向下或在叶片间传导，用于小麦、大麦、棉花和油菜等作物田防除阔叶杂草[7-8]。丙炔氟草胺土壤处理时对不同谷子品种的安全性表现出明显差异，株高受到明显抑制[9]。使用唑嘧磺草胺进行土壤处理后，田间覆盖萝卜和一年生黑麦草的生物量都受到了抑制[10]。砜吡草唑是一种新型异噁唑类除草剂，土壤处理对禾本科杂草和阔叶杂草均有较好的防效，但对花生的株高和产量有抑制作用[11]，可以在大豆播前或大豆子叶期用药[12]。特丁津属三氮苯类除草剂，土壤处理时对杂草的防效优于莠去津和扑草净[13]，具有杀草谱广、残留期短、使用时期灵活的优点，在国外得到广泛使用[14-15]。目前，缺乏这6种除草剂对谷子的安全性和苗后茎叶处理对杂草的防除效果的研究，造成除草剂使用的盲目性和安全隐患。本研究在室内对6种除草剂进行谷子安全性和除草效果试验，并对筛选到的除草剂进行田间小区试验，以期找到适于谷田使用的除草剂品种及其使用技术，为谷田杂草化学防控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料和器械

供试谷子品种为‘豫谷18’，由河北省农林科学院谷子研究所提供。阔叶杂草为反枝苋，2019年采于石家庄市堤上村。供试药剂均为市售，包括70%嗪草酮可湿性粉剂（锦毛虎，合肥星宇化学有限责任公司）、36%二氯异噁草酮悬浮剂（美国富美实公司）、50%丙炔氟草胺可湿性粉剂（速收，日本住友化学株式会社）、10%唑嘧磺草胺悬浮剂（辽宁海佳农化有限公司）、40%砜吡草唑悬浮剂（上海群力化工有限公司）、50%特丁津悬浮剂（中科荣威生物药业集团有限公司）。

1.2 室内生物测定试验

除草剂室内生物测定试验采用盆栽法[16]于2021年5月7日—6月11日在河北省农林科学院粮油作物研究所植物培养室进行，该部分包括3个独立的试验，分别是嗪草酮等6种除草剂土壤处理谷子、嗪草酮等6种除草剂茎叶处理谷子、嗪草酮等6种除草剂茎叶处理反枝苋。室温25℃，光照12 h/黑暗12 h。每花盆为1个处理，每处理4次重复，室内生物测定用药器械为3WP-2000型行走式喷雾塔（农业农村部南京农业机械化研究所制造），喷液量450 L/hm2。

1.2.1 除草剂土壤处理对谷子的安全性 在直径14 cm的花盆中先加入4/5的营养土，每花盆播入25粒均匀一致的‘豫谷18’种子，再覆盖1 cm营养土，置于有水的转运盒中，让水由下至上浸透土壤后静置1天，置于喷雾塔中按表1中苗前土壤处理的剂量分别用药（均为商品量，由农药标签推荐剂量确定，下同）。于施药后18天测定每盆植物的株数、株高和鲜重，计算谷子的致死率、鲜重抑制率、株高抑制率，如式(1)[17]。

表1 除草剂用药时期和药量 g/hm2

1.2.2 除草剂茎叶处理对谷子的安全性和杂草的防效植物的培养方法与1.2.1一致，每花盆分别播入25粒均匀一致的‘豫谷18’或反枝苋种子，试材生长至2叶时每盆定苗10株，置于喷雾塔中按表1中茎叶处理的剂量用药。于施药后18天测定每盆植物的株数、株高和鲜重，计算谷子的致死率、鲜重抑制率、株高抑制率（计算公式同上），和杂草的株数防效、鲜重防效和株高抑制率，如式(2)～(3)。

1.3 田间特丁津茎叶处理对杂草的防效和谷子的安全性

田间小区试验地位于河北省马庄村，2021年6月28日播种，谷子品种为‘豫谷18’，行距40 cm，人工条播，播种量7.5 kg/hm2。设置50%特丁津悬浮剂1500和1800 g/hm2、空白对照、人工除草4个处理，每处理4次重复，田间小区随机区组排列，小区面积为20 m2。7月13日用药，田间阔叶杂草有马齿苋、铁苋菜、反枝苋，用药时谷子和杂草叶龄均为3叶，喷药器械为HD400背负式喷雾器，喷液量450 L/hm2，扇形喷头，压力206 kPa。7月13日、8月13日将人工除草处理的杂草全部人工拔除，同期人工拔除其他处理的禾本科杂草。药后30天每小区测定1 m2杂草的种类和地上部鲜重，计算杂草鲜重防效[式(2)]；10月1日收获整个小区的谷子，脱粒后测定小区产量。

1.4 调查内容和数据分析

数据计算的百分数结果经反正弦转换后，使用SPSS对室内生物测定结果和田间小区的产量进行单因素随机区组方差分析，显著性测定方法为Duncan’s；对田间小区试验中特丁津对杂草防除效果的结果进行独立样本T检验，置信区间为95%。

2 结果与分析

2.1 室内生物测定除草剂对谷子的安全性和杂草防效

2.1.1 除草剂播后苗前处理对谷子的安全性 对谷子播后苗前使用嗪草酮等6种除草剂后，‘豫谷18’幼苗的株高和鲜重均受到显著抑制，部分谷苗死亡（表2）。嗪草酮、二氯异噁草酮、丙炔氟草胺、唑嘧磺草胺、砜吡草唑对谷子的株高和鲜重均有强抑制作用，其中丙炔氟草胺、砜吡草唑对谷子的株高抑制率、鲜重抑制率和致死率均超过50%，嗪草酮、二氯异噁草酮、唑嘧磺草胺对谷子的株高抑制率和鲜重抑制率也超过50%。其中50%丙炔氟草胺可湿性粉剂225 g/hm2对谷子的致死率最高，达94.34%；砜吡草唑对谷子的鲜重抑制率和株高抑制率最高，均超过了98%；特丁津1500、1800 g/hm2对谷子的株高抑制率、鲜重抑制率和致死率为10%～40%，低于其他所有试验的除草剂。

2.1.2 除草剂茎叶处理对谷子的安全性 嗪草酮、砜吡草唑对谷子茎叶处理后，谷子的生长受到较大程度的抑制，鲜重抑制率超过40%，与其他各处理比较差异显著（表3）。二氯异噁草酮、唑嘧磺草胺、特丁津各剂量下谷子的致死率均低于5%，其中特丁津各剂量对谷子株高和鲜重的影响均低于5%，没有死苗现象。从表2～3可以看出，相同剂量下，各除草剂苗后茎叶处理对谷子生长的影响均低于播后苗前土壤处理。

表2 6种除草剂播后苗前处理对‘豫谷18’生长的影响

表3 6种除草剂茎叶处理对‘豫谷18’生长的影响

2.1.3 除草剂茎叶处理对反枝苋的防效 除草剂苗后茎叶处理2叶期反枝苋，嗪草酮、特丁津对反枝苋的株高抑制率、株数防效、鲜重防效均超过85%，显著高于其他各处理，表明其有茎叶处理防除阔叶杂草的潜力。二氯异噁草酮、丙炔氟草胺、唑嘧磺草胺、砜吡草唑各剂量下对反枝苋的株高抑制率、株数防效和鲜重防效均低于60%，表明这4种除草剂茎叶处理杂草的防效较低，应避免在杂草苗后使用（表4）。

表4 6种除草剂茎叶处理对反枝苋的防效

2.2 田间特丁津茎叶处理对杂草的防效和谷子的安全性

2.2.1 田间特丁津茎叶处理对杂草的防效 特丁津药后30天，50%特丁津悬浮剂1500 g/hm2对谷田阔叶杂草马齿苋、铁苋菜、反枝苋的鲜重防效分别为91.56%、94.80%、93.52%，50%特丁津悬浮剂1800 g/hm2对杂草的防效分别为98.09%、96.63%、95.73%，50%特丁津悬浮剂1500、1800 g/hm2对阔叶杂草的合计鲜重防效分别为93.46%和95.84%。T检验结果表明，50%特丁津悬浮剂1500、1800 g/hm2之间对杂草的防效差异均不显著（图1）。

图1 特丁津对谷田阔叶杂草的鲜重防效

2.2.2 田间特丁津茎叶处理对谷子产量的影响 50%特丁津悬浮剂1500和1800 g/hm2、空白对照、人工除草的小区谷子平均产量分别为8.43、8.45、5.96、8.55 kg/20 m2，50%特丁津悬浮剂1500、1800 g/hm2处理较空白对照分别增产41.40%、41.82%，较人工除草处理产量分别减少1.40%、1.11%。方差分析结果表明，处理之间差异显著(P=0.000)而重复之间差异不显著(P=0.144)；多重比较结果表明，50%特丁津悬浮剂1500和1800 g/hm2、人工除草之间的小区平均产量差异不显著，分别与空白对照的产量差异显著（图2），表明特丁津在1500、1800 g/hm2剂量下对谷子安全。

图2 特丁津对谷子产量的影响

3 结论

播后苗前使用嗪草酮、二氯异噁草酮、丙炔氟草胺、唑嘧磺草胺、砜吡草唑、特丁津，和嗪草酮、砜吡草唑、丙炔氟草胺苗后茎叶喷雾对谷子的药害重；二氯异噁草酮、丙炔氟草胺、唑嘧磺草胺、砜吡草唑苗后茎叶喷雾对杂草的防效不理想，嗪草酮、特丁津则活性较高。苗后茎叶喷雾使用50%特丁津悬浮剂1500～1800 g/hm2对谷子安全，对田间阔叶杂草的鲜重防效达90%以上，有在谷田推广使用的潜力。

4 讨论

杂草严重危害谷子生产，化学除草目前仍然是农业最经济、有效的杂草防控技术[18]，然而研发1个新农药化合物的平均成本达2.86亿美元，从产品的首次合成到首次上市所需的平均时间达11.3年。谷子种植面积较小、区域性强，从现有的除草剂中筛选适于谷子田使用的除草剂品种是解决谷田缺乏除草剂的有效途径[19]。明确不同除草剂对谷子的安全性和对杂草的防除效果，可为研究谷田安全、高效的杂草防控技术提供重要依据。嗪草酮等6种除草剂主要在作物播后苗前进行土壤处理，对一年生阔叶杂草有好的防除效果，但是改变用药时期会影响其安全性和除草活性[20-21]。

本研究结果表明，相同剂量除草剂在不同用药时期对谷子的安全性和除草效果有明显差异，苗前土壤处理对谷子生长的抑制程度和杂草防效均高于茎叶处理；由于作用机理的差异，不同除草剂之间的药效表现差异明显。在播后苗前使用嗪草酮等6种除草剂对谷子的株高和鲜重均有明显抑制作用，表明这6种除草剂在播后苗前用药对谷子的安全性都较低，在谷田应避免在播后苗前使用。相同用药剂量下，这6种除草剂在谷子苗后2叶期茎叶用药，对谷子生长的影响均小于播后苗前，二氯异噁草酮、唑嘧磺草胺和特丁津对谷子生长的抑制作用较弱，但嗪草酮、砜吡草唑、丙炔氟草胺对谷子的鲜重仍然有较强的抑制作用。二氯异噁草酮、丙炔氟草胺、唑嘧磺草胺、砜吡草唑对2叶期反枝苋进行茎叶处理后，对杂草的防效较低，明显低于其土壤处理时对反枝苋的防效[22-23]，表明这4种除草剂不适于在杂草出苗后作为茎叶处理剂使用。嗪草酮和特丁津对反枝苋进行苗后茎叶处理，防除效果均高于90%，与其土壤处理时对杂草的除草活性相近[6,11,13]，如果能够保证对作物安全，则可选择使用这2种除草剂在苗后茎叶用药。田间小区试验结果也表明，特丁津对谷田常见阔叶杂草有好的防除效果，对谷子有除草增产的效果。根据室内生测试验和田间小区试验的结果，特丁津作为苗后茎叶处理剂有防除谷田阔叶杂草的应用前景。

本研究明确了6种除草剂对‘豫谷18’的安全性和反枝苋的防效，确定了特丁津在谷田的使用技术，但不同生态区种植的谷子品种和杂草种类不同[24-25]，而谷子品种和杂草种类之间对除草剂的敏感性有一定差异[26-28]，因此还需进行更多谷子品种和杂草种类的试验。