王 丽,付 伟,王莎莎
(1.长春市朝阳区农业技术推广总站,长春 130012;2.中国农药工业协会,北京 100026)
玉米作为第一大粮食作物,在我国占据重要地位。近年来杂草对玉米种植危害仍旧严重,杂草与玉米争水、争光、争肥料,影响玉米的生长[1]。我国东北地区是春玉米的重要产地,此地春玉米田中难防杂草种类繁多,发生密度大,发生时间较长,危害严重,可造成玉米减产达50%以上[2]。科学使用化学药剂防除杂草具有省时、高效、增产等特点,化学除草剂仍是防除玉米田杂草的重要手段[3]。随着我国农业的迅速发展,我国玉米田用农药登记数量也显著上升,对环境友好且低毒、高效、低残留的产品越来越多。农药登记是全球农药管理的重要手段,对农药登记数量等信息进行分析,是研究农药发展的重要途径[4]。笔者对中国农药信息网(http://www.chinapesticide.org.cn) 2022年6月25日以前我国春玉米田除草剂登记信息进行了较为系统的分析,并对东北地区的除草剂的使用情况、存在问题进行整理分析,对春玉米田用药提出一些建议。
根据对中国农药信息网农药登记信息进行统计,截至2022年6月25日,我国登记用于春玉米田的除草剂产品共计531个,其中单剂275个,混剂256个,分别占春玉米田除草剂总登记数的51.8%和48.2%,苗前土壤处理的药剂数量为376个,苗后茎叶处理的药剂数量为149个,分别占总数的28.1%和70.8%。
截至2022年6月25日,在登记用于玉米田的531个除草剂产品中,单剂有275个,涉及有效成分23种,登记数量最多的有效成分为莠去津,为98个。莠去津可广泛应用于玉米田除草,具有杀草谱广、持效期长等优点,在玉米体内,可被玉米酮酶分解成无毒的物质,对玉米安全性高,对杂草防效高,成本低,使用便捷[5]。其次是乙草胺、烟嘧磺隆,登记数量分别为83个和15个。登记的混剂涉及的有效成分有76种,登记数量最多的是异丙甲草胺·莠去津,为26个,异丙·莠去津悬浮剂能有效防除玉米田的稗草、藜,对苣荬菜、刺菜有一定的抑制作用且具有良好的安全性,其表现出的增产作用也十分明显[6]。其次是乙·莠·滴辛酯、硝磺·莠去津,登记数量分别为22个和17个。按有效成分进行登记数量的统计如图1。
图1 截至2022年6月25日我国春玉米田登记除草剂的主要有效成分
在有效期内,春玉米除草剂登记的剂型共有10种,登记数量最多的是乳油,计163个,占全部登记剂型产品数量的30.7%;其次是悬乳剂和悬浮剂,分别为103和95个,分别占除草剂总登记数19.4%和17.9% (图2)。登记数量较多的制剂为乙草胺乳油;含莠去津的制剂数量最多,有水分散粒剂、可湿性粉剂、悬浮剂等;莠去津悬浮剂,登记数量多,对杂草的防效高。
图2 我国春玉米田登记除草剂剂型类别占比
截至2022年6月25日,春玉米田除草剂登记企业共计202家,其中国内企业197家,国外企业2家,企业分布全国各地。其中山东省登记企业44家,是所有登记地区中登记企业最多的;其次是江苏省、黑龙江省、吉林省和河北省,登记企业数量分别是27、20、17、16家。然而,各省(市)登记次数的多少并不与所在省(市)登记企业数量多少一致。山东省44家公司,共累计登记139次,是所有登记地区中登记次数最多的。其次是辽宁省登记企业13家,登记数量为75次。吉林省的17家企业登记次数为69次。其中仅有7家登记企业的浙江省登记数量为24次(图3)。企业登记的春玉米田除草剂品种前12如表1。
图3 我国春玉米田除草剂登记企业分布
表1 企业重复登记的前12个春玉米田除草剂品种
春玉米田除草剂施用方式包括苗前土壤处理和苗后茎叶喷雾。截至2022年6月25日,以苗前土壤处理为主要施药方式的登记除草剂有375个,占全部登记数量的70.6%;以苗后茎叶喷雾为主要施药方式的有149个,占全部登记数量的28.1% (图4和图5)。
图4 我国登记的春玉米田土壤处理用前12除草剂品种
图5 我国登记的春玉米田茎叶处理前12除草剂品种
玉米是黑龙江第一大粮食作物,在黑龙江大部分地区都有种植,是国家重要的粮食保障,种植面积总体呈现逐年增加[7]。黑龙江省近几年来在发展玉米特色经济,到2025年黑龙江全省的鲜食玉米种植面积预计将会增加到15.33万hm2。玉米田化学除草面积已近100%,利用除草剂并结合2次机械中耕的栽培方式,很大程度上缓解了劳动力的紧张,从而达到增产、省力的目的。然而缺乏正确合理的用药知识及技术,一味地追求“净地、无草”导致玉米产生隐性药害而减产。黑龙江地区玉米田常见杂草有,一年生禾本科杂草稗草、野黍、狗尾草、马唐;阔叶杂草藜、苍耳、本氏蓼和龙葵等。黑龙江地区玉米田常用苗前除草剂有乙草胺、莠去津、2,4-滴丁酯、噻吩磺隆等,据2018年调查,对于这几种品种农户使用比例依次递减。农户常用的除草剂混合组合为:乙草胺+莠去津+2,4-滴丁酯、乙草胺+噻吩磺隆+2,4-滴丁酯、乙草胺+莠去津和乙草胺+噻吩磺隆,其中使用超量农户超过半数,乙草胺使用超量农户占调查农户数量的95%,其他农药超量情况也均超过半数,绝大多数农户存在超量使用情况,甚至超过推荐剂量的30%以上。选择购买单剂现混和直接购买混剂的农户数量相当。
苗后除草剂主要包括:烟嘧磺隆、硝磺草酮和莠去津,它们被农户使用比例依次递减。常见的使用组合为:硝磺草酮+烟嘧磺隆+莠去津、莠去津+烟嘧磺隆和硝磺草酮+莠去津,超过78%的农户直接购买混剂,22%的农户购买单剂现混。与苗前除草剂相比,苗后除草剂超量使用有所减少,却仍旧存在超量严重的现象,最高使用剂量达到推荐剂量的1.5倍[8]。
东北中西部地区包括吉林省及内蒙古东部地区,该地区是我国春玉米主产区,玉米播种面积约为797.361万hm2。其中2021年吉林省粮食播种面积为572.13万hm2(8 581.95万亩),其中玉米播种面积为430万hm2(6 450万亩),占播种面积的75.61%[11]。东北中西部地区常用除草剂有乙草胺、莠去津、2,4-滴丁酯(异辛酯)、硝磺草酮、烟嘧磺隆等,在实际使用中,常将杀草谱不同的除草剂混合使用,以提高防效。苗前除草剂使用较多的混合组合为乙草胺+莠去津+2,4-滴丁酯,其次是乙草胺+莠去津和甲草胺+乙草胺+莠去津等。苗后使用较多的除草剂混合组合是烟嘧磺隆+莠去津,其次还有烟嘧磺隆+硝磺草酮+莠去津、烟嘧磺隆+硝磺草酮+2,4-滴异辛酯、烟嘧磺隆+莠去津等。
农户在使用时,存在严重超量问题,大量农户不清楚玉米田除草剂的用量,还有部分农户不清楚除草剂的类型、名称以及杀草谱。近年来,使用苗后除草剂的农户比使用苗前除草剂的农户有所增加,但超量用药现象仍旧严重[12]。
辽宁省是我国玉米的主要产区之一,玉米是辽宁省的第一大作物,玉米种植面积常年占大田作物种植面积的70%左右[15]。全年播种面积384.4万hm2,其中玉米播种面积271.3万hm2,占全年播种面积的77%[16]。主要种植城市为沈阳、铁岭、锦州、朝阳、阜新5个城市,沿海城市和南部城市,由于地理因素和环境因素,种植面积较少[17]。全年粮食总产量为2 192.4万t,其中玉米产量为1 662.8万t,占比76%。辽宁地区杂草种类繁多,杂草危害一直是玉米田管理的一个难题,尤其近年来杂草抗药性发展迅速,玉米田杂草防除更加困难[18]。
辽宁省玉米田杂草防除主要以化学农药为主,经过调查,农药制剂折百用量中,除草剂用量最大、费用高。目前来说,辽宁省玉米田农药总使用量逐年递减,符合国家“减施增效”的策略,也保障了农户的利益,但除草剂在辽宁省玉米田用药中,一直占据90%左右的份额,且有连年递增趋势。近年来,使用量最大的农药为莠去津,其次是乙草胺、烟嘧磺隆、硝磺草酮、2,4-滴异辛酯。据2019年统计发现,莠去津用量达到2 090.70 g/hm2,乙草胺1 417.05 g/hm2、烟嘧磺隆1 039.95 g/hm2、硝磺草酮748.95 g/hm2、2,4-滴异辛酯232.20 g/hm2。不同农户施药量有差距,进行规模化种植的农户用药量往往低于小种植户,但施药次数未见明显差异,2018年平均施药次数为1次,2019年增加至1.47次,规模化种植者通常受过正规植保知识的培训,施用时首先考虑的是农药品种和安全性[19]。
黑龙江省使用除草剂存在的主要问题是,农户根据是否会产生药害作为标准决定使用剂量,并未按照科学的应用剂量,加之东北地区春季易旱,素来有“十年九春旱”的说法,因缺水导致的除草效果差,故农户加大使用剂量,或施药1次效果不好,再补施1次,盲目地加大使用药量,使得杂草抗性增强,导致残留除草剂在土壤富集,引起后茬作物药害严重。另外,化学除草机械化普及高,但多为自制的机械,如自制喷雾机械,喷头不标准、压力不稳等问题较多,这不仅造成除草剂的浪费,除草剂利用率低,因喷雾不均匀造成影响玉米生长发育不同步,减产等也有所发生[8]。除此之外,自然环境也成为挑战,2020年发生洪涝、3次台风,2021年干旱对作物都造成了影响。全球变暖也带来了有利和不利的双重影响,也影响了除草剂发挥作用。气温升高导致玉米种植期提前,生长周期缩短,一定程度上避免了早春玉米生长困难,温度上升影响降雨,对玉米的生长条件不利[9]。育种技术创新不足,也成为阻碍玉米种植产业的重要问题,也包括育种单位体系繁多,与同行联络技术交流少等[10]。
对于除草剂的使用,应多推广苗后除草剂,通过引导农户使用苗后除草剂,可减少用药次数和用药量。此外,应加强施药技术宣传和培训,提高除草剂的利用效率[8]。应注重创新技术的开发,完善育种团队建设。收集优良种子资源,不断改良实践,促进玉米种植的快速且稳定的发展[10]。
东北中西部地区使用除草剂主要存在的问题有农户无法精准选药,农户对除草剂的类型、用量、杀草谱并不了解,造成选药、施用不当,常出现除草效果不好、杂草难除,引起2次施药。如乙草胺对禾本科杂草活性强,但对苍耳、铁苋菜等阔叶杂草效果略差,对苘麻无效;嗪草酮对苘麻无效,且对土壤有机含量要求严格;2,4-滴丁酯使用时容易造成登记作物和邻近作物药害。现在除草剂药害频发,杂草种群变化快,难治理杂草数量增加,面临的问题还是不容小觑。长春市苗后除草剂的施用期不好把握,农户常在看见杂草后,决定施用,常常错过最佳施药时期0。施药机械、使用技术,也是导致施药量多药效不高的原因[13]。过量施药导致杂草出现抗药性,为了防除这些抗性杂草进一步加大施药量或增加施药次数,对玉米隐性残留高,破坏土地环境。
为达到东北中西部地区正确使用除草剂,应提高农户对农药的认知,加强科学用药技术的培训。内蒙古地区,推广苗后除草,可减少用药量并减少用药次数。通过播后苗前土壤封闭处理结合茎叶处理,定期更换轮作、轮换除草剂减少杂草及抗性杂草数量。通过优化除草剂配方,减少长残留除草剂用量,明确苗后施药关键时期,升级施药器械,广泛地开展技术培训等,推广示范绿色防控杂草[12]。
由于农民对农药科学认知不到位,对农药的科学使用方式、用药量、药剂是否对症以及药剂的正确施用时间没有一个清楚的了解,因此存在用药过量、药不对症、错过最佳施药时间的问题。随着使用农药的问题的发生,抗药性也凸显出来,致使农药的防治效果大大减弱,对农作物和粮食质量也产生了影响。农民无法识别杂草类型、危害,通常大量使用化学农药,只重视施药前后的变化,往往忽视了杂草的预测预报,跟风用药,从众心理,听从经销商宣传,或担心买假药,只相信老品牌,同一种农药因效果好而重复使用,难以接受新研制的农药,造成杂草抗药性增强。目前,玉米田主要杂草鸭跖草、苘麻、糠稷对莠去津、硝磺草酮、2,4-滴异辛酯等除草剂的抗性有较大幅度上升。抗性的增加让“打不死、防不住”成为难题。农民对药剂毒性、使用安全性也欠缺知识储备,忽视农药毒性带来的影响,不遵守安全使用间隔期,造成了农药残留超标问题,对土地的良好环境产生破坏,同时也对人体健康产生隐患。用药技术也是影响药效发挥的重要因素,我国农业机械发展还在起步阶段,相比欧美国家有所落后。大型植保机械主要大户种植者使用,使农药利用率远低于发达国家20%~40%[20]。现在农户主要使用各种手动喷雾器,存在跑气、漏液、喷头堵塞、施药不均匀等问题,造成了农药浪费。雨淋式大雾滴喷雾,存在药液雾化不充分问题,造成了有效成分大量损失,增大了农药残留,对土壤造成不利影响,严重影响药效的发挥[19]。
应普及农药的科学使用和安全准则,可通过科技下乡、培训授课、报刊书籍、信息媒体、微信公众号等形式,营造一个农民和专业技术人员的沟通交流平台,提供专业草害识别、普及农药使用安全知识、抓住防治关键时期。合理用药,可增加药效的发挥,提高安全性,对后茬作物危害风险降低,减少污染。推广高效高质量施药机械,改变传统施药模式,杜绝使用自制施药设备,使施药高效、环保。无人机喷雾、施药机器人已经进入农业领域,与传统施药技术相比,其高效、利用率高、精准、节约人力成本,但费用高,因此可以号召农民自发组织合作社,统一购买、统防统治,以降低成本,推动农业现代化。以合理措施应对玉米田中杂草威胁,不同作用机制农药交替使用。此外,抗草甘膦玉米种植是重要的策略0。延缓抗性的发展,应综合利用各种手段,配合化学防治,控制田间草害,不过度依赖化学手段,不用已禁用的高毒农药,使用低毒友好型除草剂[19]。
北方玉米田杂草发生规律独特,玉米种植前耕作整地,杂草与玉米同期或晚于玉米出苗。根据东北地区杂草种类、发生规律、危害水平和除草剂类型特点,化学除草应遵循“整治优势种群,重视早期防控和封杀补相结合”原则。
⑴ 高风险除草剂替代
应正确合理地替代高风险除草剂,同时考虑除草效果要理想和对环境友好。如莠去津,残留时间长,针对东北土地干旱、土壤有机物含量高等特点,容易导致作物敏感,药害增加[24]。东北地区可以代替莠去津播后苗前除草的产品有乙草胺、异丙甲草胺,苗后茎叶处理除草剂有烟嘧磺隆、硝磺草酮等。这些产品近年来登记数量较多,对后茬作物影响小,不易超量,相对安全。或将高风险除草剂混用,经济有效,但应注意混剂中用量上限、比例[22]。
⑵ 精准选药
可结合不同省份的土壤、地形地貌、气候条件对不同杂草种群的影响,根据不同种群的杂草组合用药。优化杂草种群为靶标选择差异性除草剂组合,可以更为系统地防治田间杂草。如反枝苋+马唐+稗为主的杂草组,可在播后苗前选择异噁唑草酮·噻酮磺隆或乙草胺+莠去津组合进行施用。另外,要适时施药,对靶施药,改善沉积残留,提高药剂利用率。
⑶ 用药建议
多用苗后除草剂,苗后除草剂有2~6 h的吸收时间,在这段时间里药效的发挥与气温和湿度有关,切忌在温度过高、干旱的时间段施药,建议傍晚用药。在玉米3~5叶、杂草2~4叶施药最佳。苗后除草剂施用前后7 d,严禁喷施有机磷类杀虫剂,否则易发生药害。可在玉米3~9片叶期,每666.67 m2用4%烟嘧磺隆可分散油悬浮剂100 mL+10%双苯噁唑酸10 mL、23%嘧·莠去津可分散油悬浮剂100 mL+ 10%双苯恶唑酸 10 mL,或25%砜嘧磺隆水分撒粒剂6 g、25%砜嘧·莠去津可分散油悬浮100~150 mL+ 10%双苯噁唑酸10 mL,也可每666.67 m2用55%硝磺·莠去津悬浮剂 125~150 mL+10%双苯噁唑酸10 mL,兑水30 kg均匀喷雾,除草效果好[25]。
⑷ 提倡多策略除草剂减施技术
化学防治固然高效直接,但辅助其他方式能更加顺应杂草防治的发展。利用耕作与轮作控草,有效合理的轮作耕作可以降低杂草种子密度比例、杂草种群基数,从根源防治[25]。秸秆覆盖生态杂草,利用上茬作物的秸秆覆盖,一定程度上可控制杂草出苗,秸秆再利用、节约环保。原理是与其他杂草的竞争作用起效,对杂草出苗起到物理屏障[23]。基于经济除草阙值分类治理,低龄杂草对植株无害,盲目除草损失增加,监测不同地区的田块与杂草竞争关系及产品损失,根据结果有的放矢的进行除草。东北地区可用此方法,在群体水平处于经济除草阙值之下的田块,不防治或隔年防治,从而节省资源。推进耐除草剂玉米,目前此项目在国外发展较好,主要是利用转基因耐除草、基因编辑耐除草剂获得耐除草剂的玉米作物,将此技术不断发展,纳入杂草防治体系可解决北方玉米田地因气候问题造成除草剂的效果差,从而避免超量使用,提高防效。在国家重点计划支持下,此项目已经取得很大突破,部分品种已获得安全证书,在不久的将来可以实现产业化[24]。