水直播稻田雜草競爭臨界期及苗后一次化除研究

趙浩宇 李旭毅 朱建義 劉勝男 皮冰 周小剛

摘要：對冬小麥-水稻連作制度下的水直播稻田雜草發生動態進行監測，建立水稻播后有草/無草天數與水稻產量損失率之間的函數關系，推導出雜草與水稻的競爭臨界期，并探討水直播稻田雜草苗后一次化除技術方案。結果表明，水稻產量損失率隨水稻播后有草天數的增加而增大，隨無草天數的增加而降低;以3%作為水稻產量損失的最大忍受限度，則四川省水直播稻田雜草與水稻的競爭臨界期為播后16～55 d。水稻播后 15 d 噴施3%氯氟吡啶酯乳油22.5 g a.i./hm2+300 g/L丙草胺乳油450 g a.i./hm2，播后20 d噴施20%二氯喹啉草酮可分散油懸浮劑600 g a.i./hm2+75%氯吡嘧磺隆水分散粒劑33.75 g a.i./hm2+100 g/L氰氟草酯乳油150 g a.i./hm2，或11%唑酰草胺·五氟磺草胺可分散油懸浮劑123.75 g a.i./hm2對水直播稻田總雜草的鮮重防效均在98%以上，且對水稻安全。

關鍵詞：直播稻;雜草;競爭臨界期;一次化除;防效

中圖分類號：S451.1 ?文獻標志碼：A ?文章編號：1003-935X（2020）01-0049-06

Abstract：The occurrence dynamics of weeds in direct-seeding paddy fields under a continuous cropping system of winter wheat and rice was monitored，to establish the functional relationship between days from sowing in presence and absence of weeds and the rice crop yield. The threshold period of weeds-rice competition was determined and the efficacy of a one-time postemergence herbicide treatment was assessed. Crop yield loss rate raised with the number of days weeds interfered with the crop. Conversely，yield losses declined with the period the crop remained weed-free. The critical period of competition between weeds and rice was about 16 to 55 days after sowing in Sichuan province. Florpyrauxifen-benzyl （3% EC） applied at 22.5 g a.i./hm2 in mixture with pretilachlor （300 g/L EC） at?450 g a.i./hm2 at 15 days after sowing provided above 98% weed control and selectivity to rice. Al alternative treatment is the mixture of quintrione （20% OD） at 600 g a.i./hm2 plus halosulfuron-methyl （75% WG） at 33.75 g a.i./hm2 plus either 150 g a.i./hm2 cyhalofop-butyl （100 g/L EC） or 123.75 g a.i./hm2 metamifop·penoxsulam （11% OD） 20 days after sowing.

Key words：direct-seeding rice; weeds; critical period of competition; spraying herbicide for one-time; control efficiency

水稻直播是一項輕簡化的稻作技術，近年來隨著農村勞動力的轉移，水稻生產集約化程度提高，機械直播技術以其節本省工的優點得到迅速發展，應用面積不斷擴大[1-2]。但直播田干濕交替的水漿管理模式導致田間草害嚴重，已成為直播稻優質、高產的重要障礙之一。四川省直播稻田雜草共有34種[3]，在水稻生育期內發生量大，出草期長，生產中的常規防治方法是播種時同步進行封閉除草，并在苗后莖葉噴霧處理1～2次，即“一封二殺”或“一封二殺三補”。水稻生長中后期除草對藥劑選擇、施藥時期、用藥量等使用技術有較高要求，農戶往往難以掌握，導致化除次數多、成本高而防效不理想。

雜草與作物的田間競爭受土壤、氣候、水肥管理等多種因素的制約，研究者們在雜草危害的生態學基礎上引入競爭臨界期模型，以期準確描述雜草-作物共生期長短對作物產量和品質的影響，從而確定最佳的防治時期[4-5]。目前，關于雜草與作物的競爭臨界期研究已有較多文獻報道，涉及的作物包括水稻[6-8]、小麥[9-10]、玉米[11-12]、棉花[13-14]等，而關于單子葉、雙子葉雜草混合種群與直播稻競爭臨界期的相關研究仍較欠缺。本研究從川西平原水稻直播生產中的實際問題出發，旨在明確稻麥兩熟制度下水直播稻田雜草的發生消長動態及防除關鍵時期，探索建立通過一次封殺實現水直播稻田全程控草的化除新方案，以期為直播稻田雜草的科學防治提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018年在四川省綿竹市孝德鎮金星村4組試驗基地進行。試驗田土壤質地為沙壤土，pH值為5.9，前茬作物為小麥。水稻品種為黃華占，5月20日浸種，5月22日撒播，播種量為 75 kg/hm2。田間優勢雜草為稗（Echinochloa crusgalli）、牛筋草（Eleusine indica）、碎米莎草（Cyperus iria）、陌上菜（Lindernia procumbens）和泥花草（Lindernia antipoda），另有少量馬唐（Digitaria sanguinalis）、丁香蓼（Ludwigia prostrata）、異型莎草（Cyperus difformis）、腸（Eclipta prostrata）和水莧菜（Ammannia baccifera）等。

1.2 供試除草劑

3%氯氟吡啶酯乳油、100 g/L氰氟草酯乳油，購自美國陶氏益農公司;300 g/L丙草胺乳油，購自先正達作物保護有限公司;16%丙草胺·吡嘧磺隆大粒劑，購自南京高正農用化工有限公司;20%二氯喹啉草酮可分散油懸浮劑，購自定遠縣嘉禾植物保護劑有限責任公司;75%氯吡嘧磺隆水分散粒劑，購自江蘇省激素研究所股份有限責任公司;11%唑酰草胺·五氟磺草胺可分散油懸浮劑，購自濟南綠霸農藥有限公司。

1.3 試驗設計和調查方法

雜草-水稻競爭臨界期試驗：水稻生育期內分別設8個有草天數處理，即水稻播后10、20、30、40、50、60、70、80 d內任雜草自然生長，其后保持小區內無草直至收獲;以及8個無草天數處理，即水稻播后10、20、30、40、50、60、70、80 d內保持小區內無草，其后任雜草自然生長;另設全程有草處理和全程無草處理。小區面積為10 m2，每個處理3次重復，隨機區組排列。水稻收獲期各小區測實產，計算產量損失率，利用SPSS 13.0進行模型選優，采用最小二乘法進行數據擬合，分別建立水稻播后有草/無草天數（x1/x2）與產量損失率[y（%）]的函數關系模型。此外，在全程無草區內固定3點，每點1 m2，水稻播后每隔10 d調查1次，記錄雜草發生種類和株數，每次調查須在全程無草處理拔除雜草之前，調查結束后拔除已出苗雜草，直到無雜草出苗時停止調查。

水直播稻田雜草苗后一次化除試驗：試驗設計見表1，小區面積為20 m2，四周筑埂，單獨排灌，每個處理3次重復，隨機區組排列。各處理藥后10、30 d 分別目測水稻有無藥害癥狀;水稻播后 90 d 調查作物株高、莖蘗數。由于不同處理施藥時期不同，統一水稻播后40 d調查各處理靶標雜草株防效，播后70 d調查雜草鮮重防效，調查時每個小區定3點，每點0.25 m2。采用SPSS 13.0軟件對數據進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 水直播稻田雜草出苗消長規律

由圖1可知，從水稻播種至播后70 d雜草停止出苗，試驗田塊雜草萌發量總計4 294株/m2，其中禾本科雜草、闊葉雜草、莎草科雜草分別為519、2 234、1 541株/m2。總雜草的出苗高峰期在播后 10～30 d，占總出苗數的78%。禾本科、莎草科雜草的出草期相對較短，在水稻播后40 d左右停止萌發，而闊葉雜草的出草期可持續至水稻封行。禾本科雜草出苗高峰位于播后0～20 d，其中稗草出苗高峰期來臨較早，牛筋草、馬唐則稍遲。碎米莎草出苗高峰期位于播后10～30 d，6月下旬后萌發量明顯下降。闊葉雜草的出苗高峰期位于播后10～40 d，其中陌上菜、丁香蓼、腸的發生消長規律較為一致，集中在播后10～20 d內出苗;泥花草出苗高峰期較晚，為播后20～40 d，且出草期明顯長于其他雜草。雜草發生動態監測結果表明，在制定水直播稻田全程控草策略時應重點針對播后第1次出草高峰，該階段水稻苗小競爭力弱，而雜草萌發量大、生長勢強，極易形成草害。

2.2 雜草-水稻競爭臨界期

由表2可知，考察水稻播后有草/無草對產量的影響，播后80 d有草處理區水稻產量僅為 189.09 kg/667 m2，為有草處理中最低，僅比全程有草處理（161.64 kg/667 m2）高16.98%;播后 10～20 d 內有草處理和全程無草處理的實際產量差異不顯著。無草處理中，播后10 d無草處理區產量最低，當無草天數大于50 d時，水稻產量與全程無草處理差異不顯著。試驗結果表明，雜草-水稻共生期長短對水稻產量影響較大，水稻實際產量隨播后有草天數的增加而減少，隨播后無草天數的增加而增加。

針對雜草-水稻共生期與產量損失率的對應關系進行擬合模型選優，結果（圖2）顯示，水稻播后有草天數（x1）與水稻產量損失率[y（%）]之間符合回歸模型y=0.011 5x21-0.046 1x1+0.598 8，r2=0.990 9。以產量損失率3%為水稻的經濟危害允許水平（EIL），帶入y=3，計算得出x1=16.59，表明水稻播后約16 d不防除雜草，此后保持無草就能保證水稻產量損失率在3%之內。

根據同樣的建模原理，水稻播后無草天數（x2）與水稻產量損失率[y（%）]之間符合回歸模型y=0.014 3x22-1.957 7x2+67.157 0，r2=0964 2。以產量損失率3%為水稻的經濟危害允許水平，帶入 y=3，計算得出x2=54.34，即保持田間無草至水稻播后55 d，此后田間生長的雜草對水稻產量造成的損失不超過3%。綜合有草/無草天數對應水稻產量損失率的擬合結果，水稻播后16～55 d為雜草-水稻的競爭臨界期。

2.3 不同除草劑處理的雜草防效

由表3可知，水稻播后40 d（藥后20～30 d），各藥劑處理對總雜草的株數防效在83.70%～9824%之間。20%二氯喹啉草酮可分散油懸浮劑單劑對莎草科雜草的株數防效為66.59%，而混用75%氯吡嘧磺隆水分散粒劑和100 g/L氰氟草酯乳油處理的株數防效為100%。11%唑酰草胺·五氟磺草胺可分散油懸浮劑處理對丁香蓼的株數防效為73.21%，其余處理對該雜草的株數防效均在90%以上。

由表4可知，水稻播后70 d（藥后50～60 d），各藥劑處理對總雜草的鮮質量防效在91.82%～99.46%之間，其中3%氯氟吡啶酯乳油混用 300 g/L 丙草胺乳油、20%二氯喹啉草酮可分散油懸浮劑混用75%氯吡嘧磺隆水分散粒劑和100 g/L氰氟草酯乳油、11%唑酰草胺·五氟磺草胺可分散油懸浮劑等3個處理的防效均在98%以上，顯著高于其余2個處理。殺草譜方面，20%二氯喹啉草酮可分散油懸浮劑750 g a.i./hm2對碎米莎草、異型莎草的除草活性較低;11%唑酰草胺·五氟磺草胺可分散油懸浮劑123.75 g a.i./hm2對丁香蓼的除草活性較低，對泥花草的封閉作用較弱。

2.4 不同除草劑處理對水稻的安全性

藥后10、30 d目測各處理水稻株高、葉色與人工除草處理組無明顯差異。由表5可知，播后 90 d 水稻齊穗期，各處理區水稻平均株高、莖蘗數均與人工除草處理組無顯著差異。

3 小結與討論

競爭臨界期是雜草與作物競爭光、水、肥等生態資源的關鍵時期，在作物分布均勻且栽植密度固定的前提下，雜草萌發早、密度大、生長勢強，則競爭臨界期來臨早;雜草出草期長或出現多次出苗高峰，則競爭臨界期持續時間長。川西平原地區在冬小麥-水稻連作制度下，水直播稻田雜草的生態經濟防除閾期為水稻播后16～55 d，此期間控制雜草生長即可保證水稻產量損失率在3%以內。

直播稻田雜草發生量大，出草期長，生產中通常需要多次化除實現全程控草，同時也帶來了高成本、隱性藥害等問題以及雜草抗藥性風險。根據水直播稻田雜草發生特點、防治難點，結合16～55 d的競爭臨界期，本研究選取了5種除草劑單劑/混用組合，探索水稻生育早期（播后10～20 d）一次封殺控草的可能性。試驗結果表明，3%氯氟吡啶酯乳油22.5 g a.i./hm2混用300 g/L丙草胺乳油 450 g a.i./hm2 在水稻播后15 d噴霧處理，或20%二氯喹啉草酮可分散油懸浮劑 600 g a.i./hm2 混用75%氯吡嘧磺隆水分散粒劑33.75 g a.i./hm2和100 g/L氰氟草酯乳油 150 g a.i./hm2 播后20 d噴霧處理對水直播稻田的稗草、碎米莎草、異型莎草、陌上菜、泥花草、丁香蓼、腸、水莧菜等雜草防效優秀，對總雜草的鮮重防效均在98%以上，且對水稻安全，可在水直播稻田進一步放大示范。李小艷指出20%二氯喹啉草酮可分散油懸浮劑 600 g a.i./hm2 處理藥后45 d對旱直播稻田2～3葉期碎米莎草、異型莎草的株數、鮮重防效均超過95%[15]，而本研究中相同藥劑750 g a.i./hm2對相同靶標的鮮重防效僅為 44.32%，這可能與雜草葉齡差異有關，本研究中播后20 d施藥時一年生莎草科雜草以4葉期為主，藥后10 d目測均出現不同程度的藥害癥狀，但部分未死亡。11%唑酰草胺·五氟磺草胺可分散油懸浮劑123.75 g a.i./hm2對水直播稻田一年生禾本科、莎草科雜草及部分闊葉雜草防效優秀，但在以丁香蓼為主要雜草的田塊中使用須謹慎。

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