不同除草劑對糜子田雜草的防除效果及糜子產量的影響

馮 煜，黃貴斌, ，趙穎楠，王 娜，高小麗

（1. 西北農林科技大學旱區作物逆境生物學國家重點實驗室，陜西 楊凌 712100；2. 寧夏農林科學院固原分院，寧夏 固原 756000）

糜子 (Panicum miliaceum) 屬禾本科黍屬，是我國干旱、半干旱地區的重要禾本作物，具有抗旱、耐貧瘠、耐鹽堿、早熟等優良特性，不僅在我國北方旱作農業區糧食穩產和抗旱避災中起著重要的作用，而且在我國西部農業種植業結構調整和產業發展中具有不可替代的作用[1]。因糜子播種后正是雜草生長的旺盛期和繁殖期，雜草發生量大并且生長極快，密度大，與糜子植株爭奪生存空間，嚴重阻礙了糜子的生長發育，所以雜草是影響糜子產量和品質的重要限制因素之一。研究發現，在陜西榆林地區，糜子農田雜草大約有40 種，其中，神木是雜草危害較嚴重的地區，雜草導致糜子減產的農田占25%左右[2]。糜子屬于直播密植作物，傳統的人工除草成本高、效率低且難以滿足生產的需求，因此化學除草劑是解決雜草問題最切實可行的方法[3]。除草劑的使用雖然可以有效控制雜草生長，但亦會對目的作物產量產生一定的影響[4-6]。有研究表明，小麥(Triticum aestivum)始花期施用煙嘧磺隆千粒重會減少92%以上，莠去津和甲·乙·莠導致小麥千粒重降低約35%[7]。

張勝博等[8]研究表明，10%單嘧磺隆對春谷田雜草有較好的防除效果，且對谷子(Setaria italica)安全。高宗軍等[9]研究表明，苯·唑·2 甲鈉能有效防除小麥田闊葉類雜草。苯磺隆、唑草酮和2 甲4 氯鈉三者復配后可以顯著提高雜草防效，減少了苯磺隆高劑量對后茬作物的殘留要害[10]。左永梅等[11]研究表明，330 g·L?1二甲戊靈乳油能有效防除水稻(Oryza sativa)旱育秧田的一年生單、雙子葉雜草，對水稻出苗率、生長發育無不良影響。由于目前國內尚無糜子田專用除草劑，糜子田除草劑大多選用禾本科作物所用除草劑[12]。因此，本研究選取目前禾谷類作物常用的4 種除草劑在糜子田施用，測定雜草防除效果、糜子植株地上部干物質積累、旗葉葉綠素含量、農藝性狀及產量，旨在篩選出安全、高效的糜子田除草劑，以實現糜子集約化生產，節本增效，提高經濟效益。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗地點位于陜西省神木市趙家溝旱作示范園，地理位置38°47′41.10″ N，110°47′22.87″ E，地區地勢高，土壤的保水性不佳，大陸性氣候顯著，年均日照時數2 900 h，日照百分率在60%以上，年均降水量約440.8 mm。

1.2 供試材料

試驗以當地主栽糜子品種榆糜2 號為材料。

選取4 種禾谷類作物田常用除草劑，其中土壤封閉型除草劑為330 g·L?1二甲戊靈乳油(天津市博克化工有限公司)和10%單嘧磺隆可濕性粉劑(天津市綠保農用科技開發有限公司)，莖葉型除草劑為36%唑草·苯磺隆可濕性粉劑(苯磺隆含量14%，唑草酮含量22%，蘇州富美實植物保護劑有限公司)和55%苯·唑·2 甲鈉可濕性粉劑(苯磺隆含量2.6%，2 甲4 氯鈉含量50%，唑草酮含量2.4%，蘇州富美實植物保護劑有限公司)。

1.3 試驗設計

除草劑選用推薦劑量，設噴施等量清水的不除草為對照(CK)，共5 個處理，每處理4 個重復，隨機區組排列，小區面積20 m2。于2016 年6 月中旬播種，土壤封閉型除草劑處理于糜子播種后當天噴施進行土壤封閉，莖葉型除草劑處理于糜子三葉期時噴施。噴藥后每隔15 d 進行雜草防效調查，糜子抽穗后每隔7 d 取樣測定葉綠素、干物質積累，成熟期收獲測產。糜子全生育期栽培管理措施和當地大田種植相同。各供試除草劑施用量及施用方法如表1 所列。

表1 各供試除草劑的施用量及方法Table 1 Application amount and method of each tested herbicide

1.4 試驗方法

1.4.1 雜草鮮重防效調查

施藥后15 d 開始調查鮮重防效，在每個取樣小區用面積0.25 m2的正方形鐵絲框隨機取樣，拔取鐵絲框內所有雜草裝入紗網袋中帶回室內，用電子天平稱其鮮重[13]。之后每隔15 d 調查一次，苗前除草劑各處理共調查5 次，苗后除草劑各處理共調查4 次。

鮮重抑制率 = (對照區雜草鮮重 ? 處理區雜草鮮重)/對照區雜草鮮重 × 100%。

1.4.2 干物質積累

在糜子抽穗初期于每個小區選取長勢與抽穗基本一致的植株掛牌標記，抽穗后隨機拔取各小區掛牌植株2 株，帶回室內分解后置于105 ℃烘箱內殺青30 min，然后將烘箱溫度調至80 ℃烘至恒重，用電子天平稱植株地上部的干重[14]。于抽穗后開始取樣測定干物質，每隔7 d 取樣測定一次，共測定5 次。

1.4.3 葉綠素測定

作物籽粒灌漿期間功能葉片光合能力的強弱與最終產量密切相關[15-17]，功能葉光合產物對籽粒的貢獻可達80%，其中30%左右來自旗葉[18]。有研究表明，光合速率與SPAD 值變化趨勢基本一致，說明光合作用的下降可能是由于SPAD 值的下降引起的[19]，因此使用SPAD-502Plus 葉綠素測定儀測定葉綠素相對含量，抽穗后每隔7 d 取樣測定一次。摘取植株樣品的旗葉，于葉片的頂部、中部、基部3 個部位隨機選取3 個點測定葉綠素相對含量后，取平均值作為該葉片的相對葉綠素含量[20]。

1.4.4 農藝性狀及產量

成熟期每小區選擇長勢一致的糜子2 株，3 個重復共6 株糜子，測量株高(直尺測量)、主莖粗(游標卡尺測量)、主穗重(電子天平稱量)。未取樣的中間行劃區測產。

1.5 數據統計與處理

試驗數據的錄入、整理和制圖采用Excel 2010，用平均值和標準誤表示測定結果，用SPSS 22.0 對除草劑對糜子農田雜草的鮮重抑制效果、不同除草劑處理下糜子農藝性狀和產量進行單因素方差分析。采用Duncan’s 新復極差法測驗進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 除草劑對糜子農田雜草鮮重防效的影響

如表2 所列，土壤封閉型除草劑二甲戊靈(H1)對雜草的鮮重抑制率在15 和30 d 時分別為98.1%和98.4%，保持較高水平，45～90 d 時隨時間推移不斷下降，90 d 時鮮重抑制率僅有55.9%，顯著低于單嘧磺隆(H2)處理(P ＜ 0.05)。H2在整個生育期對雜草的鮮重抑制率均在99.7%以上，15 和90 d 時達到了100%。

莖葉型除草劑唑草·苯磺隆(H3)在噴藥后15 d時防效較差，對雜草的鮮重抑制率僅有63.7%，顯著低于其余除草劑(P ＜ 0.05)，之后抑制率隨時間推移而上升，60 d 時又有所下降，為86.9%。苯·唑·2 甲鈉(H4)的雜草鮮重抑制率隨時間推移表現為先上升后下降，施藥60 d 時抑制率最高，為99.5%；75 d 時抑制率最低，為88.4%。

總體來看，土壤封閉型除草劑單嘧磺隆(H2)的鮮重抑制率在全生育期最高，雜草防效最好。

2.2 除草劑對糜子旗葉葉綠素含量的影響

如圖1 所示，糜子旗葉葉片的葉綠素含量從抽穗后開始先上升后下降。抽穗7 d 時，H4處理的糜子旗葉葉綠素含量顯著低于CK (P ＜ 0.05)，抽穗7 d后到成熟，H1處理的糜子旗葉葉綠素含量均顯著高于CK 及其他除草劑處理(P ＜ 0.05)，除草劑H2、H3、H4處理的糜子旗葉葉綠素含量與CK 相比差異不顯著(P ＞ 0.05)。

表2 除草劑對糜子農田雜草的鮮重抑制效果Table 2 Inhibitory effects of herbicides on the fresh weight of weeds in proso millet farmland %

2.3 除草劑對糜子植株地上部干物質積累的影響

如圖2 所示，糜子抽穗后，植株地上部干物質積累均呈上升趨勢。抽穗時除草劑H4處理的糜子地上部干重顯著高于H1、H2、CK 3 個處理(P ＜ 0.05)，抽穗后7 d 時H4處理地上部干重顯著大于H1、H2、H33 個處理(P ＜ 0.05)，但與CK 差異不顯著(P ＞ 0.05)，H2處理干重顯著低于其他處理(P ＜ 0.05)；抽穗后14 d 時各處理間差異 均 不顯著(P ＞ 0.05)；抽穗后21、28 d 時H1處理的地上部干重均顯著大于其他除草劑處理(P ＜ 0.05)，但與CK 間無顯著差異(P ＞0.05)，H2、H3、H43 個除草劑處理間差異也不顯著(P ＞ 0.05)。

2.4 不同除草劑對糜子的農藝性狀和產量的影響

圖1 不同除草劑處理下糜子旗葉的葉綠素相對含量變化Figure 1 Change of chlorophyll relative (SPAD) of flag leaf of proso millet plants under different herbicide treatment

圖2 不同除草劑處理下糜子地上部干重的動態變化Figure 2 Change of the aboveground dry weight of proso millet under different herbicide treatment

表3 不同除草劑處理下糜子農藝性狀和產量Table 3 Agronomic characters and yield of proso millet treated with different herbicides

不同除草劑對糜子的農藝性狀和產量的影響如表3 所列。4 種除草劑均能顯著增加糜子產量，其中H2和H4處理的產量顯著大于其余2 個除草劑(P ＜ 0.05)，較CK 分別增產271.66%和275.34%。處理H1、H3、H4的糜子株高均低于CK，其中H3處理的株高與CK 差異顯著(P ＜ 0.05)，其他處理與CK差異不顯著(P ＞ 0.05)。各除草劑處理對糜子主莖粗有一定影響，但差異不顯著(P ＞ 0.05)，除了H4處理的主莖粗大于CK，其他處理的主莖粗均小于CK。4 種除草劑均提高了糜子的主穗重，其中H2、H3和H4處理的主穗重顯著大于對照CK (P ＜ 0.05)，分別為5.71、4.86 和5.52 g。

3 討論

雜草與作物存在養分、水分、陽光和空間的爭奪，產生抑制物質阻礙作物生長，不僅導致作物產量下降，影響農產品質量，而且妨礙農事操作，嚴重影響農業生產[21]。姜超等[22]比較6 種除草劑對糜子田間雜草的防除效果，其中44%單嘧磺隆雜草株防效達88%，增產7.1%，產生藥害在施藥5～10 d 后恢復正常，對糜子相對安全；高宗軍等[9]研究表明55%苯·唑·2 甲鈉對小麥田闊葉雜草均有很好的防除效果，對小麥的安全性較好，小麥增產12.2%～14.5%，對后茬作物無藥害殘留。本研究表明，單嘧磺隆和苯·唑·2 甲鈉對糜子田雜草防效較好，未產生明顯藥害，對糜子農藝性狀影響較小，安全性較好，增產顯著，適合在該地區糜子生產中使用。

植物體內葉綠素含量的高低直接影響光合作用強弱[23]，生物產量的95%左右來自光合作用，光合產物量即干物質積累是作物生長發育的重要指標[24-26]，作物營養生長階段的干物質積累不僅影響著生物產量，而且是經濟產量的基礎[27-29]。有研究表明，農藥可以降低植物葉片中的色素含量[30]，宋雙等[31]研究表明，不同類型除草劑對葡萄(Vitis vinifera)葉片葉綠素SPAD 值的影響不同，部分除草劑會使葉片SPAD 值上升。王藝凝等[32]研究表明，除草劑脅迫會使作物葉片產生光合電子傳遞受阻，反應中心活性下降等影響。黨建友等[18]研究表明，除草劑脅迫對作物光合可產生不利影響，使小麥旗葉SPAD 值和凈光合速率下降，并通過改變旗葉光合特性和灌漿進程來影響產量；王偉等[33]證實了這種不利影響會影響燕麥(Avena sativa)葉片的同化物轉運及植株生長前期的碳素吸收，這可能是除草劑影響作物生物量積累的原因之一。其他學者[34-35]的研究結果也表明，除草劑會抑制作物地上部干物質的積累，與本研究結果一致。但有些除草劑被證實有生長調節劑的作用，可提高葉片SPAD 值，促進作物光合作用，有研究表明，低濃度的2, 4-D 丁酯可以增加小麥葉片的SPAD 值和凈光合速率[36]。Koeppe 等[37]認為，阿特拉津對玉米(Zea mays)葉片的生理代謝會起到激素的作用。本研究中，二甲戊靈處理的地上部干物質積累未受到抑制，或許是因為二甲戊靈提高了糜子旗葉葉綠素的含量，促進了光合作用，導致地上部干物質積累較高，但最終主穗重和產量并不高，可能是莖葉營養生長過旺，光合產物分配不足，導致穗和籽粒生長受到影響，具體原因有待進一步探討。單嘧磺隆和苯·唑·2 甲鈉雖然地上部干物質略有降低，但株高、主莖粗均未受到顯著抑制，主穗重顯著增加，所以產量較高。

4 結論

本研究結果表明，單嘧磺隆在苗前進行土壤封閉處理，苯·唑·2 甲鈉在三葉期進行莖葉噴霧有利于糜子田間雜草的防除，對糜子的安全性高，顯著提高了糜子產量。本研究說明除草劑使用得當可有效防除雜草，提高產量，降低人工除草成本，提高生產效率，因此在糜子生產中進行化學除草是切實可行的，但必須選擇適宜的除草劑種類、施藥劑量及施藥時間。