姬振蒙,任荣荣,沈业松,朱 丽,殷 敏,李亚芳,孙扣忠
(盐城市新洋农业试验站,江苏盐城 224049)
小麦作为我国第3 大粮食作物,其产量关系到国计民生。截至2021年底,我国小麦种植面积达到2.35 亿hm。影响小麦产量的因素很多,除品种、栽培技术等因素以外,麦田杂草的发生与危害是制约小麦生产的主要因素之一。采取化学防除,能够有效控制麦田杂草灾害的发生,但是随着除草剂被多次重复使用,杂草抗药性逐渐显现。解决小麦田杂草抗药性是进行化学防除亟需解决的问题,目前,探索原有除草剂新的适用作物是解决杂草抗药性的途径之一。丙草胺是由诺华公司(现先正达公司)于20 世纪50年代开发的氯乙酰胺类除草剂,常被用于水稻田防除稗草(Echinochloa crusgalli)、千金子(Leptochloa chinensis)、牛毛毡(Eleocharis yokoscensis)和丁香蓼(Ludwigia prostrata)等多种杂草,在多年应用中鲜有小麦田登记记录。2008年12 月先正达公司首次获批将500 g/L 丙草胺乳油登记于冬小麦田,采用土壤处理方式防除1年生杂草。徐志高等研究表明,500 g/L 丙草胺乳油施用浓度为1 500 mL/hm进行苗前土壤处理,对小麦生长安全。然而,关于丙草胺对于小麦萌发以及幼苗生长特性的研究却相对较少。丙草胺作为麦田苗前除草剂,探究其对小麦萌发以及幼苗生长的影响,无疑非常重要。
盐城市位于江苏沿海中部,属于亚热带向暖温带过渡地带,且海洋性暖湿季风气候明显。盐城市主栽小麦品种分为白麦和红麦2 类,共30 多种。现选取白麦(淮麦44、淮麦66)和红麦(扬麦34、扬麦35)各2 种,采用小杯法探究不同浓度丙草胺对这4个小麦品种种子萌发及幼苗生长的影响,以此评价不同小麦品种对丙草胺的耐受性,为丙草胺在盐城市冬小麦田苗前施用提供参考。
小麦品种:扬麦34 和扬麦35,由江苏里下河地区农业科学研究所提供;淮麦44 和淮麦66,由江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所提供。试验药剂:500 g/L 丙草胺乳油,市售。
参照500 g/L 丙草胺乳油登记使用量,结合在冬小麦田实际生产中的使用剂量情况,设置5个质量浓度梯度:3、30、300、3 000、30 000 mg/L,分别记为T、T、T、T、T。以等量蒸馏水为空白对照(CK)。随机排列,3 次重复,每处理10 粒种子。
1.3.1 种子预处理。挑选大小一致、饱满的种子,用清水冲洗干净后,分别放入0.1%的高锰酸钾溶液中浸泡30 min,后用蒸馏水冲洗3 次,洗净备用。
1.3.2 发芽试验。参照小杯法试验操作步骤,在室内进行4个小麦品种的种子萌发试验。使用移液枪吸取4 mL 配制好的药液分别放入210 mL 的一次性杯子中,药液摇匀后于杯底放入2 张滤纸片。分别将10 粒小麦种子种沟朝下均匀平放到杯中,后用保鲜膜封口以保证培养过程的湿润环境;最后将装有种子的烧杯放入温度为25℃、湿度为80%的智能人工培养箱中培养。
参照李维庆的方法,从第1 粒种子萌发开始,每天观察记录种子发芽情况,记录主根长、苗长,试验结束后计算发芽率、发芽势、发芽指数及根长、苗长、鲜质量抑制率。
发芽率(G)=(72 h 内正常萌发的种子数/供试种子总数)×100%;
发芽势(E)=(前48 h 内正常萌发的种子数/供试种子总数)×100%;
发芽指数(I)=∑(G/D);
活力指数=I×S;
P=(C-T)/C。式中:G为第t 天种子的发芽数;D为相应的发芽时间;S 为幼苗生长势(等同于幼苗平均苗长);P 表示根长、苗长或鲜质量抑制率;C 表示对照组小麦根长、苗长、根鲜质量或苗鲜质量;T 表示处理组小麦根长、苗长、根鲜质量或苗鲜质量。
采用Excel 2010 统计并计算小麦发芽势、发芽率以及发芽指数,采用SPSS 24.0 比较单个小麦品种在不同浓度丙草胺作用下的差异显著性。
从表1 可以看出,T、T、T处理扬麦34、扬麦35 和淮麦44 的发芽率与对照差异无统计学意义。T处理4个小麦品种的发芽率均有所降低,扬麦34、扬麦35 和淮麦44 仍高于70%,而淮麦66 比对照降低79.17 百分点。T处理则完全抑制4个小麦品种种子的萌发。
表1 不同浓度丙草胺对4个小麦品种种子萌发的影响
(续表)
不同浓度丙草胺均在一定程度上降低了扬麦34、扬麦35、淮麦44、淮麦66 的发芽势。由表1 可知,T处理4个小麦品种的发芽势与对照相比差异均无统计学意义;T处理扬麦34、扬麦35、淮麦44发芽势与对照相当,而淮麦66 比对照降低33.33 百分点;T处理扬麦34、扬麦35 和淮麦44 发芽势与对照差异不大,而淮麦66 降低最为明显,仅为41.67%;T处理4个小麦品种均与对照差异有统计学意义,发芽势显著降低;T处理4个小麦品种则均未萌发。
从表1 可以看出,T、T、T处理扬麦34、扬麦35 的发芽指数与对照差异无统计学意义,而淮麦44、淮麦66 与对照相比有明显降低,并且随着丙草胺浓度的升高,发芽指数显著降低。T处理扬麦34、扬麦35 发芽指数分别为15.00、14.06,而淮麦44、淮麦66 分别为7.64、7.11,从该浓度下可以看出扬麦34、扬麦35 的萌发态势优于淮麦44、淮麦66。当处理浓度增加到T、T时,4个小麦品种的发芽指数均明显降低。
活力指数越大说明种子活力越高。由表1 可以看出,丙草胺对于小麦种子活力具有降低作用,且随着浓度的升高种子活力降低显著。CK 处理下扬麦34、扬麦35、淮麦44、淮麦66 的种子活力分别为105.07、97.88、120.37、81.00;T处理各品种活力指数与对照相比均略有降低;T处理4个小麦品种活力指数均有明显下降,且在该浓度下扬麦34、扬麦35、淮麦44 明显高于淮麦66;T处理丙草胺对4个小麦品种的活力指数均有较高的抑制,种子活力均显著低于对照,该浓度下扬麦34、扬麦35 略高于淮麦44、淮麦66;T、T处理下小麦种子则基本失去活力。
由表2 可以看出,随着丙草胺浓度的升高,其对4个小麦品种的根长、苗长、根鲜质量、苗鲜质量的抑制都呈上升趋势。T处理丙草胺对淮麦44、淮麦66 根长和根鲜质量的抑制比扬麦34、扬麦35 更为明显,在该浓度下扬麦34、扬麦35 的苗鲜质量抑制率与对照差异并无统计学意义,而丙草胺对淮麦44、淮麦66 却有明显的抑制作用。T、T处理4个小麦品种的根长、苗长以及鲜质量的抑制率均有明显升高。T处理丙草胺对4个小麦品种生物量指标抑制率均在50%以上,严重影响小麦幼苗的生长。T处理淮麦44 的根长抑制率为97.01%,淮麦66、扬麦34 和扬麦35 的根长抑制率均为100.00%;丙草胺对各品种苗长的抑制均在80%以上,对苗鲜质量的抑制也较为显著。综上表明,丙草胺对4个小麦品种幼苗生长均有明显的抑制作用。
表2 不同浓度丙草胺对4个小麦品种幼苗生物量的影响
(续表)
萌发是小麦生命周期中一个非常重要而又容易受到伤害的阶段,对于植株形态建立及后期的生长发育起着决定性的作用。小麦发芽率高、发芽势强,预示着出苗快而整齐,发芽指数在一定程度上可以反映小麦品种的发芽速度或发芽整齐度。本研究表明:1)不同品种的小麦对丙草胺的耐药性表现不同。扬麦34、扬麦35 和淮麦44 在300 mg/L 丙草胺处理后依然能保持较高的发芽率,而在该浓度下淮麦66 的发芽率仅为66.67%,但是4个小麦品种的活力指数均明显降低,种子活力指数扬麦34>扬麦35>淮麦44>淮麦66。在300 mg/L 丙草胺处理下,分别比较4个小麦品种的发芽率、发芽势、发芽指数以及种子活力指数,可以发现扬麦34、扬麦35 具有更高的耐药性。2)丙草胺对小麦幼苗期各生物量均有抑制作用,且随着药剂浓度的升高抑制作用明显增强。处理浓度为3 000、30 000 mg/L 时,对于苗长和苗鲜质量的抑制均达到85%以上,各品种根长和根鲜质量抑制差异没有统计学意义。采用小杯法既可以观察小麦在不同浓度丙草胺处理下萌发的态势,又能记录小麦萌发后幼苗生长状况。从本研究的结果来看,丙草胺控制在300 mg/L 对扬麦34、扬麦35 萌发的影响较小,但是该浓度下丙草胺对小麦幼苗生长的抑制较为显著。在田间施用时,丙草胺并非直接与小麦接触,而是在土壤上形成一层药膜以达到除草效果,崔冬梅等的研究表明,900~1 500 mL/hm的丙草胺对小麦出苗未表现出不良影响。
小杯法研究表明,扬麦34、扬麦35 对丙草胺的耐药性更高,但是丙草胺浓度大于300 mg/L 时会对小麦幼苗产生抑制作用,在实际生产中应尽量避免小麦幼苗与丙草胺直接接触。因此,丙草胺在麦田苗前施用不宜过晚,以避免产生药害。