馬軍韜 李文華 張國民 王永力 張麗艷 鄧凌韋 高洪儒 肖明綱 趙北平 任洋 宮秀杰
(1黑龍江省農業科學院生物技術研究所,哈爾濱150028;2中國科學院北方粳稻分子育種聯合研究中心,哈爾濱150028;3黑龍江省農業科學院耕作栽培研究所,哈爾濱150028;*通訊作者:nkylwh@163.com)
黑龍江省是我國北方粳稻主產區,是全國最重要的糧食供給基地之一,常年水稻種植面積在400萬hm2以上,其中絕大部分為插秧稻[1]。近幾年來,隨著生產資料成本上揚、用工荒、水資源短缺及苗床取土困難等問題的集中凸顯,傳統的育苗移栽方式的發展受到很大的限制,而以輕簡高效著稱的直播技術重新煥發生機,發展較快。
目前,直播稻在黑龍江省的應用面積約40萬hm2,其中絕大部分為水直播稻[2]。目前,國內外對直播稻相關技術的研究較多,主要集中在栽培管理[3-7]及農機農藝[8-12]等方面,逆性因子防控方面的研究偏少[13-16],且不夠系統。與客觀的生產需求相比,黑龍江省在直播稻方面的研究偏少,范圍偏窄[17-20]。譚可菲等[21]通過小區試驗完成了適宜黑龍江西部地區直播水稻品種的篩選工作,結果顯示,龍粳31、龍粳21等品種豐產性及抗逆性表現較好,適宜在該區域作直播稻種植。在直播稻草害等逆性因子防控方面,研究的較少,而有策略地、系統性地研究則更少。鐘錦等[22]通過田間試驗對35%二氯·雙草醚懸浮劑在華南地區雙季稻直播田中雜草的防除效果、最佳使用劑量和安全性進行了研究,結果顯示,35%二氯·雙草醚懸浮劑在雙季稻直播田雜草2~4葉期進行定向莖葉噴霧處理,采用推薦劑量157.5~210.0 g/hm2時,能有效防除一年生禾本科雜草、碎米莎草等莎草科雜草和尖瓣花等闊葉雜草,藥后45 d株防效介于77.78%~88.89%之間。束愛萍等[23]通過田間試驗對60 g/L五氟·氰氟草可分散油懸浮劑的直播田雜草防除效果進行了研究,結果顯示,每hm2施用五氟·氰氟草可分散油懸浮劑90~120 g,對千金子、稗草、鴨舌草和異型莎草的株防效均在90%以上。
孫海正[24]介紹,直播稻播種前每hm2采用農思它(噁草酮)1.5~2.0 kg拋施,保水5~7 d后排水播種;出苗后用10%草克星(吡嘧磺隆)可濕性粉劑100~150 g或10%農得時可濕性粉劑200 g加96%禾大壯乳油1.5 L或50%快殺稗可濕性粉劑300 g,對雜草防控效果較好。張喜娟等[25]通過田間試驗完成了4種藥劑組配對寒地濕潤直播稻田雜草的防除效果及安全性分析,結果顯示,播前封閉施用40%芐嘧·丙草胺或40%芐嘧·丙草胺+38%芐·噁·丙草胺,2葉1心期施用55%吡嘧·丙草胺或55%吡嘧·丙草胺+38%芐·噁·丙草胺,5葉1心期施用480 g/L滅草松+36%二甲四氯鈉·氯氟吡,可高效防除直播田禾本科雜草、莎禾科雜草和闊葉雜草。直播稻的出苗情況、生長發育動態和產量性狀分析結果顯示,這些藥劑在生長期施用沒有產生明顯的藥害。
生產中采用的技術多套用自移栽稻,但直播稻與移栽稻在植株自身生長及所處生境條件方面已有明顯不同,盲目套用后不僅效果欠佳,更易造成藥害,人為減產,對直播稻的推廣減分效應明顯。因此,從提升科技對農業的引領作用考量,研究出一套適合黑龍江省直播稻安全的、本土化的草害防控方案,對農業科技本身以及生產現實均意義重大,勢在必行。
針對黑龍江省水直播稻田草害的危害特點及區域環境,本研究在單項藥劑試驗的基礎之上,有針對性地、成系統地開展藥劑防控及安全性評價的研究工作,最終形成草害系統防控方案,為黑龍江省直播稻的草害防控工作提供新的選擇。
供試水稻品種為龍粳21,供試除草劑具體信息見表1。

表1 供試除草劑
1.2.1 試驗地點及直播方式
試驗地點位于哈爾濱市道外區民主鄉的黑龍江省農業科學院水稻基地院內。2019年5月20日播種,水直播方式,條播,其他田間管理同一般大田。
1.2.2 試驗設計
整體采取“二封一補”的防控策略。苗前封閉,播種前7 d施除草劑,哧溜法,保持水層;苗后封閉,直播稻3葉1心期施除草劑,毒土法,保持3~5 cm水層5 d;補除(莖葉處理),直播稻5葉1心期噴除草劑,噴霧法,噴藥前排干田水,藥后24 h覆水。
試驗共設置16個藥劑處理,每個處理小區面積30 m2,單排單灌,3次重復。以噴清水為對照(CK),具體藥劑處理及配方見表2和表3。

表2 試驗藥劑配方與用量

表3 防治水直播田草害的藥劑處理
1.2.3 安全性評價
1.2.3 .1苗前封閉除草劑對水稻首次出苗率的影響每個處理選取3點,每點0.5 m2,記錄播種和成苗種子數量。鑒于處理數量較多,選取處理1和處理2代表A藥劑,處理9和處理10代表B藥劑進行出苗率調查。
1.2.3 .2苗后封閉除草劑對水稻分蘗動態和株高動態的影響 每個處理選取10株直播稻,于6月22日開始調查,每周調查1次,分蘗動態連續調查6周,株高動態連續調查8周。鑒于處理數量較多,選取處理1和處理2代表C藥劑,處理5和處理6代表D藥劑進行動態調查。
1.2.3 .3補除(莖葉處理)對水稻千粒重和結實率的影響 收獲后,將種子晾曬至安全含水量,每個處理選取10穗,調查千粒重和結實率。鑒于處理數量較多,選取處理1和處理5代表E藥劑,處理2和處理6代表F藥劑,處理3和處理7代表G藥劑,進行千粒重和結實率調查。
1.2.4 調查時期與指標
水稻黃熟期,對整個小區進行調查,調查雜草類型、株數、鮮質量和水稻產量。3次重復。
株(鮮質量)相對防效(%)=100×[對照區雜草株數(鮮質量)—處理區雜草株數(鮮質量)]]/對照區雜草株數(鮮質量)。
利用DPS14.10分析軟件和Excel 2017進行數據統計與計算。
數據顯示,在清水處理區僅調查到4類雜草,分別為野慈姑、三棱草(莎草科)、澤瀉和稗草。其中,三棱草占優勢地位,約占全部雜草總株數的65%、總鮮質量的45%;野慈姑和稗草次之;澤瀉的株數及鮮質量均最低。
水稻黃熟期調查,田間僅殘存稗草,其他類型雜草均已死亡。從表4可見,各處理的雜草株相對防效介于96.74%~100.00%,平均值為98.92%,處理5和處理6的防控效果相對較好,株相對防效分別為100.00%和99.92%,差異均不顯著。具體分析,處理5對4類雜草的株相對防效均為100%,為最佳處理;所有處理對3類雜草(野慈姑、三棱草和澤瀉)的株相對防效均為100%,可選擇應用。在稗草防控方面,各處理間差別極顯著,株相對防效介于12.12%~100.00%,平均值為71.63%,處理5和處理6防控效果相對較好,株相對防效分別為100.00%和97.94%,處理12防控效果最差。

表4 各藥劑處理對雜草的株相對防效

表5 各藥劑處理對雜草的鮮質量相對防效
從表5可見,各處理對雜草鮮質量防效介于84.18%~100.00%,平均值為95.14%,處理5和處理6的防控效果相對較好,鮮質量相對防效分別為100.00%和99.74%,兩者差異不顯著。具體分析,處理5對4類雜草的鮮質量相對防效均為100%,為最佳處理;所有處理對3類雜草(野慈姑、三棱草和澤瀉)的鮮質量相對防效均為100%,可選擇應用。在稗草防控方面,各處理間差別巨大,鮮質量相對防效介于18.85%~100.00%,平均值為75.10%。處理5和處理6的防控效果相對較好,鮮質量相對防效分別為100.00%和98.68%;處理12防控效果最差。這一結論與雜草株防效結論趨勢一致。
從表5可見,各處理產量介于4.93~7.77 t/hm2,平均值為6.02 t/hm2,處理間差異極顯著,處理5和處理6產量較高,分別為7.77 t/hm2和7.65 t/hm2,分別是CK的5.01倍和4.94倍,但兩者之間差異不顯著。處理12產量最低,為4.93 t/hm2,是對照的3.18倍。處理4、處理8、處理12和處理16是只有“二封”沒有“一補”的試驗設計,處理1、處理2、處理3與處理4相比,分別增產0.49 t/hm2、0.24 t/hm2和0.93 t/hm2,增幅分別為9.70%、4.75%和18.42%;處理5、處理6、處理7與處理8相比,分別增產1.87 t/hm2、1.75 t/hm2和0.02 t/hm2,增幅分別為31.69%、29.67%和0.33%;處理9、處理10、處理11與處理12相比,分別增產1.52 t/hm2、0.42 t/hm2和0.31 t/hm2,增幅分別為30.83%、8.52%和6.29%;處理13、處理14、處理15與處理16相比,分別增產1.67 t/hm2、0.20 t/hm2和2.13 t/hm2,增幅分別為31.45%、3.77%和40.11%。增施了“補除”的試驗藥劑后,各處理的產量增幅平均為17.96%。此外,增施“補除”藥劑E、F和G后,各處理的產量增幅平均分別為25.92%、11.68%和16.29%。
從圖1可見,水直播稻田不同處理的首次出苗率介于70.12%~71.37%,平均為70.80%,其中,處理10首次出苗率最低,CK首次出苗率最高,但彼此間差異很小,不存在藥害現象,說明苗前封閉除草劑配方A和配方B的安全性沒問題。從圖2可見,6次調查中各處理稻株的分蘗數量差異均不顯著,分蘗數量一直略少的是處理2,最終平均分蘗數為14.20個/株;分蘗數量一直略多的是CK,最終平均分蘗數為14.50個/株。從圖3可見,8次調查中各處理稻株的株高差異均不顯著,株高增長的規律性也不強,最終結果是處理5平均株高最矮,為95.00 cm;處理2平均株高最高,為95.40 cm。由此說明苗后封閉除草劑配方C和配方D不存在藥害現象,安全性沒問題。

圖1 不同處理對直播稻首次出苗率的影響

圖2 不同處理對直播稻分蘗動態的影響

圖3 不同處理對直播稻株高動態的影響
從表6可見,不同處理千粒重介于24.71~25.15 g,平均為24.92 g,差異均不顯著。其中,CK千粒重最低,處理5千粒重最高。不同處理結實率介于88.98%~90.31%,平均為89.95%,有一定差異。其中,處理3結實率最低,處理5結實率最高。由此說明“補除”(莖葉處理)除草劑配方E、配方F和配方G基本不存在藥害現象,安全性沒問題。此外,整個生育期水稻長勢良好,無變色、矮化、畸形等現象出現。

表6 各藥劑處理的千粒重和結實率情況
從雜草的構成類型來看,可能由于環境條件及藥劑選擇的綜合作用,水直播稻田的雜草單一化趨勢明顯,且有優勢類型,可針對性的選擇藥劑進行防控。從防控后的效果分析,僅剩下稗草在多數情況下沒有被清除干凈,說明其生存適應性及抗藥性很強,需要注意。
從各處理的相對防效來看,雜草總防效均在84%以上,貌似較好,但這只是水稻生產后期的調查結果,必須與水稻產量結合起來分析,而各處理間產量差異巨大,原因可能是在水稻全生育期內,三棱草、野慈姑都曾大量出現過,都在肥料、養分、水分等方面與水稻產生過明顯競爭,這些雜草雖然最后被消滅了,但對產量均產生了或大或小的影響。而對照區的水稻,由于在與雜草生長競爭中處于劣勢,最終產量只有1.55 t/hm2。
從藥劑的防控策略來看,“補除”(莖葉處理)對水稻產量的影響很大,至于其影響權重到底多大,與選擇的藥劑類型密切相關,也與前兩次封閉期選用的藥劑類型密切相關。為分析苗前封閉除草劑配方A和配方B的防效問題,可進行處理間比較,如處理1和處理9相比、處理2和處理10相比,以此類推,在其他條件類似的前提下,僅苗前封閉一個選用的是配方A,一個是配方B,統計后顯示,配方A比配方B平均增產5.27%。同樣方式分析苗后封閉除草劑防效,配方D比配方C增產20.20%。但是,上述結果是在“二封一補”這個整體防控策略框架下獲得的,只能說某個配方更適合這個策略,防效發揮得更好,如果將其放在一個相對獨立的條件下,其結果可能大相徑庭。筆者曾于2018年將苗前封閉除草劑和苗后封閉除草劑分別單獨進行藥劑試驗,結果是配方A優于配方B,配方C和配方D差不多,配方C略優,與本文結論并不完全相同。由此可見,水直播稻田的草害防控需要系統思維,也需要協調配比,單項防效最好的配方簡單地搭配在一起效果并不一定最佳。而且,配方D與配方C相比,價格上也更便宜一些。從藥劑的減排效果來看,防效最好的處理5與當地農戶常規用藥量(有效成分1 275 g·mL/hm2以上)相比,折算成有效成分后減排量在10.20%以上,對當地生態保護起到了積極作用。
從藥劑的安全性來看,由于選用的除草劑在應用時期和持效性方面存在差別,必須根據其作用時間分段選擇合適的農藝指標進行量化式評價。本文結果顯示,各時期的除草劑配方安全性均較好且無明顯規律。