苏旺苍,杨慕菡,薛 飞,孙兰兰,徐洪乐,冯长松,吴仁海
(1.河南省农业科学院植物保护研究所,河南 郑州 450002;2.河南省农业科学院畜牧兽医研究所,河南 郑州 450002)
草坪是景观生态系统的重要组成部分,在城市建设、景观建设等方面起着重要作用,但草坪杂草的发生与危害,严重影响草坪的实用、观赏价值,导致草坪早衰和损坏,成为草坪草的最大威胁[1-2]。草坪草常见种类有黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca elata)、早熟禾(Poa annua)、剪股颖(Agrostis matsumurae)等,以上草坪中发生的牛筋草(Eleusine indica)、狗牙根(Cynodon dactylon)、马唐(Digitaria sanguinalis)、稗草(Echinochloa crusgalli)、狗尾草(Setaria viridis)等禾本科杂草是草坪杂草防除的重点和难点[3-4]。目前,化学防除是杂草防治的重要措施[5],但针对草坪杂草的专用除草剂研究偏少。黑麦草、早熟禾、高羊茅、剪股颖等草坪草与禾本科杂草同属禾本科,化学除草剂的选择性差,极易造成草坪草除草剂药害发生。
安全剂是一种能够降低除草剂药害,提高作物对除草剂耐药性的化合物[6-7]。研究证明,二氯丙烯胺[8]、AD-67[9]、解草酮[10]、解草啶[11]等均可提高作物对酰胺类除草剂的耐药性,添加安全剂CGA123407可以提高丙草胺(Pretilachlor)对水稻幼苗期的安全性[12],解草胺(Flurazole)、解草胺腈(Cyometrinil)、解草酮等安全剂可显著提高玉米、高粱对精异丙甲草胺的耐药性[10,13-14]。丙草胺和精异丙甲草胺均属于酰胺类土壤封闭除草剂,丙草胺主要用于防除稻田1 年生禾本科杂草、异型莎草(Cyperus difformis)、鸭舌草(Monochoria vaginalis)等杂草[12],精异丙甲草胺常用于防除大豆、棉花、花生等作物田的牛筋草、马唐、狗尾草等1 年生禾本科杂草以及反枝苋(Amaranthus retroflexus)、马齿苋(Portulaca oleracea)等阔叶杂草[15],但丙草胺、精异丙甲草胺对其他禾本科作物的安全性较差。安全剂对除草剂安全性的提升具有较强的专一性,在不同药剂、不同作物上效果差异很大,需要针对特定的作物和除草剂进行筛选。为此,针对丙草胺、精异丙甲草胺对草坪草安全性较差的问题,在室内盆栽条件下,系统评价解草酮、解草啶种子处理缓解丙草胺、精异丙甲草胺对黑麦草、早熟禾、高羊茅、剪股颖药害的效果,为建立草坪杂草的土壤封闭技术提供理论依据和参考。
供试草坪草:黑麦草(佳丽2 号)、早熟禾(午夜)、高羊茅(爱瑞三号)、剪股颖(矮生剪股颖),市售。
供试除草剂:300 g∕L丙草胺(Pretilachlor)乳油、960 g∕L 精异丙甲草胺(s-metolachlor)乳油,由先正达(苏州)作物保护有限公司生产。
供试安全剂:97%解草酮(Benoxacor)原药、98%解草啶(Fenclorim)原药,由南京艾森精细化工有限公司生产。
1.2.1 安全剂种子处理 将草坪草种子用清水浸泡2 h,然后分成3 份,一份清水继续浸泡6 h,一份用100 mg∕L 解草酮浸泡6 h,一份用100 mg∕L 解草啶浸泡6 h,捞出,阴干。取过筛细土装入直径为25 cm 的塑料盆至4∕5 处,将阴干的草坪草种子均匀播于土壤表面,撒薄土1 cm,以盆底渗灌方式补水至润湿,置于温室保湿培养(日温20 ℃,夜温15 ℃,日照14 h,相对湿度65%~75%)。黑麦草、早熟禾、高羊茅播种量为20 粒∕盆,剪股颖播种量为30粒∕盆。
1.2.2 除草剂处理 草坪草种子播种2 d 后施药。300 g∕L 丙草胺乳油和960 g∕L 精异丙甲草胺乳油剂量均设置0、3.75、7.5、15、30、60 g∕hm2(有效成分)。使用3WP-2000 型行走式喷雾塔(TP6501 型扇形喷头,喷雾高度300 mm,药液量450 L∕hm2,农业农村部南京农业机械化研究所生产)进行喷雾处理。施药后14 d,调查草坪草的出苗数及地上鲜质量,计算出苗抑制率、鲜质量抑制率、鲜质量抑制方程、鲜质量抑制中剂量(GR50,the dose resulting in 50%growth reduction)。出苗和鲜质量抑制率、缓解率的计算公式如下:
出苗抑制率=(播种种子数-出苗数)∕播种种子数×100%,
鲜质量抑制率=(对照草坪草鲜质量-处理草坪草鲜质量)∕对照草坪草鲜质量×100%,
缓解率=TN-TS。
其中,TN为N剂量下精异丙甲草胺(或丙草胺)对草坪草的出苗(或鲜质量)抑制率;TS为利用解草酮(或解草唑)处理后,N剂量下精异丙甲草胺(或丙草胺)对草坪草的出苗(或鲜质量)抑制率。
使用Excel 2010 及DPS 7.05 软件进行统计分析,应用Duncan 氏新复极差法进行差异显著性检验。
2.1.1 黑麦草 丙草胺、精异丙甲草胺处理对黑麦草的出苗抑制情况如表1 所示,丙草胺30、60 g∕hm2处理时黑麦草出苗抑制率分别为15.0%、18.3%,解草酮与丙草胺30 g∕hm2联用出苗抑制率为1.8%,缓解率为13.2%,而解草酮与丙草胺60 g∕hm2联用无缓解效果;解草啶与丙草胺30、60 g∕hm2联用处理的出苗抑制缓解率均在20%以上,出苗情况优于空白处理。精异丙甲草胺3.75~60 g∕hm2处理对黑麦草出苗有较大抑制作用,抑制率为10.0%~48.3%,解草酮与精异丙甲草胺3.75 g∕hm2联用处理对出苗具有较好缓解效果,其他处理缓解效果不理想;解草啶与精异丙甲草胺3.75~30 g∕hm2联用缓解率为10.0%~23.2%,基本消除精异丙甲草胺对黑麦草出苗的抑制。
表1 解草酮、解草啶处理对黑麦草丙草胺和精异丙甲草胺药害的缓解效果(出苗)Tab.1 Alleviating effects of benoxacor and fenclorim treatments on pretilachlor and s-metolachlor toxicity of Lolium perenne(emergence)
2.1.2 高羊茅 丙草胺、精异丙甲草胺处理对高羊茅出苗抑制情况如表2 所示,丙草胺3.75~60 g∕hm2处理对高羊茅出苗无显著影响。精异丙甲草胺15~60 g∕hm2处理的抑制率为9.1%~27.3%,显著高于其他处理;而解草酮与精异丙甲草胺30 g∕hm2联用出苗抑制率为8.5%,和解草酮与精异丙甲草胺3.75~15 g∕hm2联用处理差异不显著,但解草酮与精异丙甲草胺60 g∕hm2联用处理缓解效果不理想;解草啶与精异丙甲草胺联用可有效缓解精异丙甲草胺30~60 g∕hm2处理对高羊茅的出苗抑制情况,缓解率为13.0%~18.8%。
表2 解草酮、解草啶处理对高羊茅丙草胺和精异丙甲草胺药害的缓解效果(出苗)Tab.2 Alleviating effects of benoxacor and fenclorim treatments on pretilachlor and s-metolachlor toxicity of Festuca elata(emergence)
2.1.3 早熟禾 丙草胺、精异丙甲草胺处理对早熟禾出苗抑制情况如表3 所示,丙草胺对早熟禾出苗抑制较重,除丙草胺3.75 g∕hm2处理出苗抑制率为39.6%外,其他处理的出苗抑制率为71.7%~92.5%;丙草胺与解草酮、解草啶联用后未能缓解其对早熟禾的出苗抑制,反而加重。精异丙甲草胺对早熟禾出苗抑制更为严重,抑制率在50.9%~100.0%,与解草酮、解草啶联用无缓解效果。
表3 解草酮、解草啶处理对早熟禾丙草胺和精异丙甲草胺药害的缓解效果(出苗)Tab.3 Alleviating effects of benoxacor and fenclorim treatments on pretilachlor and s-metolachlor toxicity of Poa annua(emergence)
2.1.4 剪股颖 丙草胺、精异丙甲草胺处理对剪股颖出苗的抑制情况如表4 所示,丙草胺对剪股颖出苗抑制较重,出苗抑制率在32.3%~80.0%,与解草酮、解草啶联用后剪股颖出苗抑制率均大于9%,未能有效缓解出苗抑制情况。精异丙甲草胺对剪股颖出苗抑制率为23.1%~100.0%,抑制较为严重,与解草酮、解草啶联用处理中,除解草酮与精异丙甲草胺7.5 g∕hm2联用处理出苗抑制率较精异丙甲草胺7.5 g∕hm2处理降低13.0%之外,其他无明显缓解效果,并且解草啶联用处理加重出苗抑制。
表4 解草酮、解草啶处理对剪股颖丙草胺和精异丙甲草胺药害的缓解效果(出苗)Tab.4 Alleviating effects of benoxacor and fenclorim treatments on pretilachlor and s-metolachlor toxicity of Agrostis matsumurae(emergence)
2.2.1 黑麦草 2 种安全剂对丙草胺、精异丙甲草胺处理黑麦草药害缓解作用测定结果如表5 所示,丙草胺处理的黑麦草鲜质量GR50为29.72 g∕hm2,解草酮与丙草胺联用处理黑麦草鲜质量GR50降低19.7%,说明二者联用对黑麦草安全性下降;解草啶与丙草胺联用处理的黑麦草鲜质量GR50提高到35.04 g∕hm2,提高了17.9%,二者联用提高了对黑麦草的安全性。精异丙甲草胺处理的黑麦草鲜质量GR50为5.13 g∕hm2,解草酮、解草啶与精异丙甲草胺联用处理的黑麦草鲜质量GR50分别为8.93 g∕hm2、7.30 g∕hm2,分别增加74.1%、42.3%,说明2种安全剂均提高精异丙甲草胺对黑麦草的安全性。
表5 解草酮、解草啶处理对黑麦草丙草胺和精异丙甲草胺药害的缓解效果(鲜质量)Tab.5 Alleviating effects of benoxacor and fenclorim treatments on pretilachlor and s-metolachlor toxicity of Lolium perenne(fresh weight)
2.2.2 高羊茅 2 种安全剂对丙草胺、精异丙甲草胺处理高羊茅药害缓解作用测定结果如表6 所示,丙草胺处理的高羊茅鲜质量GR50为43.24 g∕hm2,解草酮与丙草胺联用处理的高羊茅鲜质量GR50增加63.9%,但解草啶与丙草胺联用对高羊茅产生轻微抑制。精异丙甲草胺处理的高羊茅鲜质量GR50为7.21 g∕hm2,解草酮、解草啶与精异丙甲草胺联用处理的高羊茅鲜质量GR50分别为18.38、14.08 g∕hm2,分别增加154.9%、95.3%,均提高精异丙甲草胺对高羊茅的安全性。
表6 解草酮、解草啶处理对高羊茅丙草胺和精异丙甲草胺药害的缓解效果(鲜质量)Tab.6 Alleviating effects of benoxacor and fenclorim treatments on pretilachlor and s-metolachlor toxicity of Festuca elata(fresh weight)
2.2.3 早熟禾 2 种安全剂对丙草胺、精异丙甲草胺处理早熟禾药害缓解作用测定结果如表7 所示,丙草胺处理的早熟禾鲜质量GR50为1.77 g∕hm2,解草酮、解草啶与丙草胺联用处理的早熟禾鲜质量GR50分别为2.92、3.19 g∕hm2,分别增加65.0%、80.2%,表明解草酮和解草啶可提高丙草胺对早熟禾的安全性。精异丙甲草胺处理的早熟禾鲜质量GR50为0.11 g∕hm2,解草酮、解草啶与精异丙甲草胺联用处理的早熟禾鲜质量GR50分别为1.31、0.68 g∕hm2,分别增加1 090.9%、518.2%,解草酮和解草啶可很好地提高精异丙甲草胺对早熟禾的安全性。
表7 解草酮、解草啶处理对早熟禾丙草胺和精异丙甲草胺药害的缓解效果(鲜质量)Tab.7 Alleviating effects of benoxacor and fenclorim treatments on pretilachlor and s-metolachlor toxicity of Poa annua(fresh weight)
2.2.4 剪股颖 2 种安全剂对丙草胺、精异丙甲草胺处理剪股颖药害缓解作用测定结果如表8 所示,丙草胺处理的剪股颖鲜质量GR50为2.49 g∕hm2,解草酮、解草啶与丙草胺联用处理的剪股颖鲜质量GR50分别为6.13、5.44 g∕hm2,分别增加146.2%、118.5%,说明解草酮和解草啶均可以提高丙草胺对剪股颖的安全性。精异丙甲草胺处理的剪股颖鲜质量GR50为2.37 g∕hm2,解草酮、解草啶与精异丙甲草胺联用处理的剪股颖鲜质量GR50值减少10.5%、33.8%,均低于精异丙甲草胺处理,不利于对剪股颖的安全性提升。
表8 解草酮、解草啶处理对剪股颖丙草胺和精异丙甲草胺药害的缓解效果(鲜质量)Tab.8 Alleviating effects of benoxacor and fenclorim treatments on pretilachlor and s-metolachlor toxicity of Agrostis matsumurae(fresh weight)
草坪杂草种类繁多,繁殖方式和传播途径多样,抗逆性强,生命力顽强,对草坪危害大[16]。草坪杂草的化学防除以草坪草刈割后的茎叶处理为主,如硝草酮对高羊茅、黑麦草、结缕草和剪股颖具有很高的安全性,杂草防效90%以上[2];海滨雀稗、狗牙根草坪杂草可用茚嗪氟草胺与甲基碘磺隆钠盐联用防除,并对草坪具有较高安全性[17-18]。草坪杂草种类多,草坪刈割时残留的老根杂草对除草剂抗性大于幼苗期杂草,造成杂草防治更为困难。相对于除草剂茎叶处理,土壤封闭除草剂具有在杂草出土前控制杂草萌发,减少杂草发生基数等优势。草坪草播种时期亦是杂草出苗高峰期,在草坪草播后苗前进行土壤封闭处理,有助于杂草防控和草坪草优势群体构建。
酰胺类除草剂是一类重要的除草剂,具有经济性、选择性、高效性等优点,主要用于玉米、大豆、棉花、水稻等作物田进行土壤封闭防除1 年生禾本科杂草和部分阔叶杂草[12]。近年来的研究表明,酰胺类除草剂与安全剂联合使用,不仅提高了该类除草剂对作物的安全性,而且扩大适用范围,如解草酮进行种子处理能够有效缓解甲草胺、精异丙甲草胺等酰胺类除草剂对玉米、高粱的药害[14,19-21];解草啶可以有效解除水稻的甲草胺、乙草胺、丙草胺等酰胺类除草剂药害[22-24];解草啶、二氯丙烯胺、苯叉酰胺可以缓解低剂量精异丙甲草胺对小麦的药害,但高剂量无效[25]。本研究中,除高羊茅之外,丙草胺对黑麦草、早熟禾、剪股颖均具有显著的出苗抑制作用,其中对早熟禾的出苗抑制情况最为明显,出苗抑制率在39.6%~92.5%;解草啶浸种处理后,可完全消除丙草胺对黑麦草出苗的影响,同时丙草胺与解草啶联用处理的黑麦草鲜质量GR50增加17.9%,提高了丙草胺对黑麦草的安全性;精异丙甲草胺3.75~60 g∕hm2处理对黑麦草、剪股颖、早熟禾具有较强的出苗抑制作用,解草啶浸种处理后,精异丙甲草胺3.75~30 g∕hm2处理对黑麦草的出苗抑制情况得到有效缓解,缓解率达到10.0%~23.2%,精异丙甲草胺与解草啶联用处理的黑麦草鲜质量GR50增加42.3%;解草啶浸种处理后,精异丙甲草胺15~30 g∕hm2处理对高羊茅出苗抑制缓解率达到7.4%~18.8%,精异丙甲草胺与解草啶联用处理的高羊茅鲜质量GR50增加95.3%;另外,虽然解草酮、解草啶与丙草胺、精异丙甲草胺联用对早熟禾、剪股颖的鲜质量GR50增加明显,但对出苗抑制的缓解情况不甚理想。
除草剂安全剂应用于草坪草的化学防除有助于增加及扩大草坪草的除草剂种类和用量,提高对杂草的防除效果。本试验结果表明,解草啶与丙草胺、精异丙甲草胺联用可提高丙草胺、精异丙甲草胺对黑麦草、高羊茅的安全性,具有较好的药害缓解效果。但是,本研究仅进行了解草酮和解草啶单一剂量对丙草胺和精异丙甲草胺药害的缓解效果试验,其他剂量安全剂对除草剂药害的缓解作用以及安全剂在草坪草生产实践中的使用技术需要进一步试验去验证。