土壤處理防治小麥田雜草節節麥藥劑篩選

王恒智, 趙孔平, 張曉林, 張樂樂,董秀霞, 朱寶林, 劉偉堂*,

(1. 山東農業大學 植物保護學院，山東 泰安 271018；2. 山東省農藥毒理與應用技術重點實驗室，山東 泰安 271018；3. 山東黃河三角洲國家級自然保護區管理局，山東 東營 257100；4. 茌平區農業農村局，山東 聊城 252100；5. 青島清原化合物有限公司，山東 青島 266000)

節節麥Aegilops tauschii，又名粗山羊草，屬一年生禾本科雜草，在世界上分布廣泛[1-2]。在中國，節節麥于20世紀90年代僅在河南、陜西及山西省南部沿黃河北岸一線麥田中有發生[3]。目前，受不同區域間種子自由貿易、引種和調種及大型聯合收割機的跨區作業等因素的影響，節節麥在中國至少15個省份均有分布，其中，在河南、河北、山東、山西和陜西的麥田中已大面積發生，成為中國冬小麥田危害嚴重的惡性雜草之一[4]。

節節麥作為小麥D染色體的供體與小麥有著相似的生物學特性，其種子的萌發和出苗對環境具有廣泛的適應性，且其分蘗能力及生態適應性強于小麥，在小麥的整個生育期內可與小麥競爭光、水、肥等資源，造成小麥嚴重減產[5-6]。另外，節節麥是小麥條銹病病原菌的寄主，可以使條銹病菌轉主危害小麥，造成小麥減產或品質下降[7]。

化學防治是雜草治理最為直接、高效的措施。為了防止節節麥進一步危害小麥田，亟需可以有效防控的化學防除技術，但節節麥與小麥親緣關系近，生態位基本重疊，致使藥劑因選擇性差而導致防治難度增加。目前，僅甲基二磺隆和異丙隆兩種除草劑莖葉處理對其有一定的防效[8]，但這兩種藥劑施用后易受天氣影響，低溫積水條件下易對小麥產生藥害。目前通過土壤處理防除小麥田節節麥的相關研究報道甚少。鑒于此，本研究分別采用溫室盆栽法和田間藥效試驗，評價了不同除草劑單劑及混劑通過土壤噴霧處理防治節節麥的效果，旨在篩選出可有效防控節節麥的土壤處理劑，為小麥田節節麥的化學防控提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試藥劑 所用除草劑共8種 (表1)，均為常見的土壤處理劑。

1.1.2 供試雜草 節節麥A. tauschii種子于2017年5月采自山東省濟寧市冬小麥田，經清理、晾干后，存放在牛皮紙袋中于室溫下保存。

1.1.3 小麥 供試小麥Triticum aestivum品種為山農22，為黃淮海地區常見小麥品種。

1.1.4 主要儀器 BSA-224S型萬分之一電子天平，賽多利斯科學儀器 (北京) 有限公司；SPX型智能光照培養箱，寧波江南儀器廠；ASS-4型自動控制農藥噴灑系統 (TEEJET-9503EVS扇形噴頭)，國家農業信息化工程技術中心研制，北京盛恒天寶科技有限公司；MATABI-16型背負式噴霧器 (扇形噴頭)，臺州市航宇塑膠有限公司。

1.2 試驗方法

溫室生物測定試驗參照《農藥室內生物測定試驗準則》[9-11]進行。

1.2.1 藥液配制 準確稱取一定量的農藥制劑，用清水溶解并配制成高濃度母液，再用清水稀釋成所需濃度。以清水作為空白對照。現用現配。

1.2.2 試材培養 采用溫室盆栽法[12]。選用未施用過除草劑的土壤 (壤土，有機質含量1.7%，pH 7.1)，經風干、過篩后，填入230 mm × 160 mm的圓形塑料盆缽中，備用。分別選擇籽粒飽滿的節節麥及小麥種子，在25 ℃下于去離子水中浸泡6 h，于恒溫20 ℃生化培養箱中催芽至露白，均勻地播種在土壤表面并覆土 (2 cm左右)。

1.2.3 施藥方法 于節節麥及小麥種子播種后24 h，使用自動控制農藥噴灑系統進行土壤噴霧處理。采用TEEJET-9503EVS扇形噴頭，噴霧壓力275 kPa，噴液量600 L/hm2，噴頭與塑料盆缽間的距離50 cm。將處理后的試材置于山東農業大學可控日光溫室內培養，試驗期間溫度15～25 ℃，自然光照，相對濕度75%，采用盆缽底部滲灌方式保持土壤濕潤。

1.2.4 8種除草劑對節節麥的除草活性測定 選取8種小麥田常用及部分非小麥田使用的土壤處理劑，參照預試驗結果設置6個劑量 (表1)，并設空白對照。每處理4次重復。于施藥后21 d稱取節節麥地上部分鮮重，根據公式 (1) 計算鮮重防效 (E)。

表1 供試除草劑及室內生物活性劑量Table 1 Herbicides and their doses used in the whole-plant dose–response experiments

(1)式中：mCK為對照組節節麥或小麥鮮重，mg；mT為處理組節節麥或小麥鮮重，mg。用DPS v 13.5 進行數據分析，以劑量對數值 (x) 和鮮重防效幾率值 (y) 建立回歸方程 (y= a + bx)，計算8種除草劑對節節麥的GR50、GR90及95%置信限。

1.2.5 3種除草劑對小麥的安全性測定 根據8種除草劑對節節麥的除草活性測定結果，選擇氟噻草胺、噁草酮及異丙隆測定其對小麥的安全性。參照預試驗結果，處理劑量 (有效成分，下同) 分別設置為氟噻草胺50、100、200、400、800 g/hm2，噁草酮25、50、100、200、400 g/hm2，異丙隆200、400、800、1 600、3 200 g/hm2，并設空白對照。每處理4次重復。處理后觀察并記錄小麥的生長情況，于藥后21 d稱取小麥地上部分鮮重，根據公式 (1) 計算小麥的鮮重防效。統計方法同1.2.4節，計算3種除草劑對小麥的GR10及95%置信限，并用公式 (2) 計算選擇性指數 (Is)[13]。

1.2.6 異丙隆與噁草酮的復配1.2.6.1 異丙隆與噁草酮復配的聯合作用測定 根據3種除草劑對小麥安全性的測定結果，選擇異丙隆與噁草酮進行復配。以節節麥為試材進行土壤噴霧處理，有效劑量分別為異丙隆100、150、200 g/hm2，噁草酮10、20、30 g/hm2及兩種藥劑復配。每處理重復4次，另設空白對照。于施藥后21 d稱取節節麥地上部分鮮重，用公式 (1) 計算節節麥的鮮重防效 (E)。按公式 (3) 計算理論鮮重防效E0。當E?E0= ?10%～10%時為加成作用，當E?E0＞10%時為增效作用，當E?E0＜ ?10%時為拮抗作用。

(3)式 中：X表示異丙隆的實際鮮重防效，%；Y表示噁草酮的實際鮮重防效，%。

1.2.6.2 異丙隆與噁草酮復配的安全性測定 將異丙隆和噁草酮按質量比4 : 1混配后，分別對節節麥和小麥進行土壤噴霧處理。有效劑量分別為：異丙隆400、200、100、50、25 g/hm2，噁草酮1 600、800、400、200、100 g/hm2。另設空白對照。處理后觀察小麥和節節麥生長狀況，并在藥后21 d稱取植株地上部分鮮重，根據公式 (1) 計算鮮重防效。統計方法同1.2.4節，分別計算其對節節麥的GR90及95%置信限及對小麥的GR10及95%置信限。根據公式 (2)計算各藥劑在小麥和節節麥之間的選擇性指數。

1.3 田間藥效試驗

試驗在山東省泰安市岱岳區大汶口鎮進行。試驗地塊地勢平坦，壤土，pH 7.1，灌溉條件良好。小麥品種為泰農18，于2018年10月18日播種，前后茬作物均為夏玉米。田間雜草以節節麥和雀麥Bromus japonicus為主，有少量的播娘蒿Descurainia sophia和豬殃殃Galium aparine。

參照文獻[14]方法，于2018年10月20日 (天氣陰，最高氣溫18.1 ℃，最低氣溫4.8 ℃，平均氣溫10.8 ℃，東北風，風速0.8 m/s) 采用MATABI-16型背負式噴霧器施藥，扇形噴頭，噴液量為600 L/hm2。試驗采用隨機區組設計，設置5個處理，分別為：異丙隆900 g/hm2，噁草酮150 g/hm2，異丙隆 + 噁草酮 (質量比4 : 1) 600、750和900 g/hm2，并設空白對照。每處理4次重復。共24個小區，小區采用長方形設計，面積20 m2(4 m × 5 m)。藥后7 d澆水。

雜草防效調查：采用絕對值調查法[14]。分別在藥后30和60 d，在處理小區內隨機選取4個取樣點，每個樣點0.33 m2，記錄樣點內存活的雜草種類及其株數，根據公式 (4) 計算株防效P(number)(%)。于藥后60 d同時測定雜草地上部分鮮重，根據公式 (4) 計算鮮重防效P(biomass)。

(4)式中：PSC為4個對照組每種雜草的株數或鮮重之和，PT為處理組節節麥株數或鮮重。

小麥的安全性評估：分別在藥后20、30、60和150 d，采用目測法觀察小麥的出苗生長情況及植株有無藥害癥狀等，并在藥后30 d，在處理小區隨機選取4個取樣點，每點調查1 m行長的小麥出苗數。于作物收獲期測產，在處理小區隨機選取5 m2進行人工收割小麥，并以公頃為單位表示產量。

2 結果與分析

2.1 8種除草劑對節節麥的生物活性

由表2數據可知，節節麥對氟噻草胺、噁草酮和異丙隆3種藥劑較敏感，GR90值低于或略高于各自大田推薦劑量，分別為284.0、101.8和1 814.1 g/hm2；節節麥對丁草胺、仲丁靈、二甲戊靈、吡氟酰草胺和氟唑磺隆5種藥劑不敏感，GR90值為各自大田推薦劑量的2倍以上。因此，本研究選擇氟噻草胺、噁草酮和異丙隆作為防除冬小麥田節節麥的潛在土壤處理劑進行小麥安全性研究。

表2 八種除草劑對節節麥的生物活性Table 2 The biological activities of the eight herbicides against Ae. tauschii

2.2 3種除草劑對小麥的安全性

由表3可知，氟噻草胺、噁草酮和異丙隆在小麥與節節麥的選擇性指數分別為0.6、1.0和1.1，均小于2，表明將其用于冬小麥田通過土壤處理防除節節麥的安全性較差。其中，氟噻草胺在小麥和節節麥之間的選擇性指數過低，僅為0.6，因此選用選擇性指數較高的噁草酮和異丙隆進行混配研究。

2.3 異丙隆與噁草酮復配

2.3.1 異丙隆與噁草酮復配的聯合作用 從表4數據可知，異丙隆與噁草酮復配后對節節麥的聯合作用類型均為加成作用。其中，當噁草酮的劑量為20～30 g/hm2時，各組合對節節麥的防效均大于80%，且E?E0值較大 (3.66%～5.00%)。因此，異丙隆與噁草酮以(100～200) g/hm2+ (20～30) g/hm2復配較為適宜，即質量比(3.3～10) : 1。

表4 異丙隆與噁草酮復配對節節麥的聯合作用評價Table 4 The evaluation of the joint effects of isoproturon mixed with oxadiazon against Ae. tauschii

2.3.2 異丙隆與噁草酮復配對小麥的安全性 由表2、表3和表5數據可知，異丙隆與噁草酮以質量比4 : 1復配混用后對節節麥的GR90值為283.2 g/hm2，活性高于異丙隆單劑，但對小麥的抑制作用也有所增強，GR10值為576.7 g/hm2。同時，復配劑對小麥與節節麥之間的選擇性指數為2.0，高于各單劑 (1.0～1.1)，表明異丙隆與噁草酮復配提高了各單劑對小麥的安全性，但仍維持在較低水平。

表3 三種除草劑對小麥的生物活性及其在小麥和節節麥之間的選擇性指數Table 3 The biological activities of the three herbicides against wheat and their selectivity index between wheat and Ae. tauschii

表5 異丙隆與噁草酮復配對節節麥和小麥的生物活性及選擇性指數Table 5 The Biological activities of isoproturon mixed with oxadiazon against wheat and Ae. tauschii,and their selectivity indexes between them

2.4 田間藥效試驗

2.4.1 復配劑防除小麥田雜草效果 結果 (表6) 表明，異丙隆與噁草酮復配制劑對節節麥、雀麥、播娘蒿和豬殃殃均有較高的防效，與單劑相比，復配劑提高了其對4種雜草的防效。當其用量為750 g/hm2時，藥后60 d對雜草總體株防效及鮮重防效仍高于90%，說明該復配劑效果好，能有效控制節節麥、雀麥、播娘蒿和豬殃殃的危害。

表6 異丙隆與噁草酮復配對冬小麥田雜草防除效果Table 6 The control efficacy of isoproturon mixed with oxadiazon against weeds in winter wheat fields

2.4.2 復配劑對小麥的安全性 將異丙隆與噁草酮復配施用于冬小麥田后，對小麥出苗無顯著影響，各處理小區的出苗數在66～76株/m之間 (表7)。分別用高劑量異丙隆與噁草酮復配劑及噁草酮單劑處理30 d后，個別小麥植株出現矮化、葉尖干枯的現象，但藥后60 d藥害癥狀消失，對小麥的生長無影響，其他藥劑處理小麥生長均正常。通過對小麥產量進行分析發現，異丙隆與噁草酮按質量比4 : 1復配后，在有效成分600～900 g/hm2下進行土壤噴霧處理，小麥平均產量為7 713～8 263 kg/hm2，顯著高于空白對照處理的小麥產量(6 788 kg/hm2)，增產13.6%～21.7%；除低劑量處理外，復配劑處理顯著高于對照藥劑異丙隆單劑處理的產量(7 288 kg/hm2)和噁草酮單劑處理的產量(7 650 kg/hm2)。

表7 異丙隆與噁草酮復配對冬小麥出苗及產量影響Table 7 The effects of isoproturon mixed with oxadiazon on emergence number and yields of winter wheat

3 討論與結論

節節麥與小麥親緣關系近，具有相似的生物學特性，導致其在小麥田選擇性化學防治難度大，目前僅甲基二磺隆和異丙隆兩種除草劑莖葉處理對其有一定的防效，然而關于土壤處理防除小麥田節節麥的相關研究甚少。因此，明確節節麥對各土壤處理劑的敏感性，將藥劑進行合理混用，對滿足我國冬小麥田節節麥化學防控需求具有重要的意義。

室內藥劑篩選結果表明：氟噻草胺、異丙隆和噁草酮對節節麥毒力較高，在田間推薦劑量下可以有效防除節節麥。當除草劑在作物和雜草之間的選擇性指數大于2時，則可認為該除草劑可以在此作物田中安全使用[15]。本研究發現，氟噻草胺、噁草酮和異丙隆對山農22與節節麥之間的選擇性指數均小于2，對小麥安全性差。目前，噁草酮主要應用于水稻田，在小麥田應用的報道較少。白霜研究發現，噁草酮土壤處理對節節麥的活性高，當劑量為225 g/hm2時其鮮重防效為90%以上，702 g/hm2的噁草酮對小麥的株高和鮮重影響不顯著，在小麥田具有一定的應用前景[16]。趙孔平研究發現，噁草酮對雀麥、節節麥和豬殃殃的防效較高，對牛繁縷防效較低，而異丙隆對牛繁縷的防效較高，兩種藥劑殺草譜存在互補[17]。本研究發現，氟噻草胺在山農22和節節麥之間的選擇性指數過低，因此，選擇噁草酮與異丙隆復配。通過降低噁草酮用量，探究其在小麥田防治節節麥的可行性。聯合作用測定表明，異丙隆與噁草酮復配均呈現加成作用。

單劑間的配比是除草劑科學合理復配的一個重要因素。本研究發現，異丙隆與噁草酮以質量比 (3.3～10) : 1的配比范圍復配有助于提高對節節麥的防效；同時，復配劑對節節麥的生物活性明顯高于異丙隆單劑，并且提高了噁草酮防治節節麥時對小麥的安全性。此外，兩種藥劑的作用機理不同，合理的復配也有助于延緩雜草抗藥性的發生[18]。

田間藥效試驗結果表明：異丙隆與噁草酮以質量比4 : 1復配對小麥的出苗無影響，同時對雀麥、節節麥、豬殃殃和播娘蒿均有較高防效，與空白對照相比，對小麥的增產率較高，具有良好的應用前景。在施藥后小麥生長初期，高劑量(900 g/hm2) 的復配劑對個別小麥植株會造成輕微藥害 (矮化、葉尖干枯)，但在后期藥害癥狀消失，且對小麥的生長發育無影響。藥害的產生與小麥品種和灌溉方式等有關。本研究于藥后7 d采用漫灌澆水，增加了對噁草酮的淋溶，可能會對小麥嫩芽產生藥害。因此，在農事操作中應盡可能地于小麥播種前澆水，然后再施用土壤處理劑。

本研究田間藥效試驗只進行了1年1地試驗，而各地的土壤類型、氣候類型和小麥栽培方式等有所差異，下一步應進行多點多年的大田試驗，以增加試驗結果的合理性和科學性，對異丙隆與噁草酮復配在冬小麥田推廣使用提供更全面的理論支持。