植物生長調節劑與磺酰脲類除草劑混用對防除麥田雜草的協同增效作用

巨亞雯, 陳亞麗, 徐 蓬, 付佑勝

(江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所,江蘇淮安 223001)

農田雜草是作物生產中重要的有害生物,與作物爭光、爭水、爭肥,傳播病蟲害,從而導致作物產量和品質降低。近年來,由于農村勞動力減少、輕簡化栽培技術推廣、雜草群落演替、除草劑長期單一使用、雜草抗藥性水平上升等原因,農田雜草發生面積連年擴大,年均超過0.93億hm2,且田間發生密度越來越高,危害持續加重,嚴重威脅我國農業生產安全[1-2]。

2019年,筆者所在課題組開展了不同濃度的植物生長調節劑對菵草種子萌發、幼苗生長影響的試驗,篩選出對菵草種子萌發有調控效應的植物生長調節劑以及適宜的處理濃度。結果表明,蕓薹素內酯按照一定濃度浸種處理對菵草種子的發芽率和發芽勢具有顯著影響,S-誘抗素在一定濃度(≤600 mg/L)下浸種處理具有抑制菵草萌發的作用[7]。

為進一步驗證上述2種調節劑與麥田除草劑混用后對雜草防控效果是否有影響,開展了磺酰脲類小麥田除草劑與不同劑量的蕓薹素和誘抗素桶混后噴霧防控小麥田雜草的溫室試驗與田間試驗,觀察小麥安全性,調查其對麥田禾本科雜草的防效,分析這2種調節劑與乙酰乳酸合成酶(ALS)麥田除草劑桶混噴霧對雜草防控效果的影響,為減少麥田除草劑用量、治理抗性雜草提供一個新思路。

1 材料與方法

1.1 材料

小麥品種為淮麥44,江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所作物中心提供;供試藥劑:3%甲基二磺隆可分散油懸浮劑(OD),德國拜耳作物科學有限公司;7.5%啶磺草胺水分散粒劑(WG),美國陶氏益農公司;70%氟唑磺隆WG,江蘇富田農化有限公司;0.01%蕓薹素水劑(AS),浙江世佳科技股份有限公司;0.1%S-誘抗素AS,四川省蘭月科技有限公司。

1.2 試驗設計

1.2.1 溫室試驗 溫室位于江蘇省淮安市農業科學院科研創新基地(33°31′30″N,119°1′18″ E)。2021年3月初將定量的雜草日本看麥娘、看麥娘分別種植于直徑為9 cm裝有營養土的花盆中,種植后覆土,定期澆水。待幼苗生長至2～3葉期,間苗后選擇長勢一致的幼苗,按照試驗設計劑量,使用噴霧器在操作室內進行藥劑處理。共設定15個藥劑處理和1個清水空白對照(CK)(表1),每個處理重復4次,溫室內共種植看麥娘、日本看麥娘和小麥各64盆。30 d后調查記錄供試藥劑對雜草的防除效果、對作物的安全性及生長情況的影響。

表1 試驗處理設計Table 1 Experimental treatment design

1.2.2 大田試驗 試驗田位于淮安市農業科學院國家稻麥科研育種創新基地,小麥于2020年11月23日采用機器帶狀種肥一體化條播,其中小麥播量25 kg,復合肥(N、P、K含量均為15%)30 kg,此后不再進行任何農事操作。試驗前對田間禾本科雜草調查發現,禾本科雜草有日本看麥娘,看麥娘、菵草,其中日本看麥娘占比超過70%,雜草密度>100株/m2;闊葉草以繁縷為主,占總草的比例<10%。

按照除草劑+調節劑的處理,共設定15個處理和1個對照(CK)(表1),每個處理4次重復,大田試驗共64個小區,每個小區面積 10 m2,各小區采用隨機區組排列。2020年3月21日下午開始施藥,此時禾本科雜草3～5葉期,闊葉草無分蘗,小麥處于拔節初期。土壤類型為壤土,pH值為7.21,有機質含量20.50 g/kg,有效磷含量 14.30 mg/kg,速效鉀含量60.00 mg/kg。施藥前 3 d 及施藥當天為晴天,西南風風速為0.67 m/s,溫度為17.6 ℃,濕度為58%。采用市下(SeeSa)SX-MD16E-2L電動噴霧器,配置扇形噴頭,根據本地用藥習慣,噴液量設為225 L/hm2。

1.3 調查方法

采用絕對值調查與估計值調查相結合的方式調查看麥娘和日本看麥娘防效。具體在藥劑處理后3、7、21 d采用估計值調查法,其中3～7 d為速效性調查,調查雜草生長抑制、失綠、畸形、枯斑等受害占比情況,采用下列分級標準進行調查:1級,無草;2級,相當于空白對照的雜草的0～2.5%;3級,相當于空白對照的雜草的2.6%～5%;4級,相當于空白對照的雜草的5.1%～10%;5級,相當于空白對照的雜草的10.1%～15%;6級,相當于空白對照的雜草的15.1%～25%;7級,相當于空白對照的雜草的25.1%～35%;8級,相當于空白對照的雜草的35.1%～67.5%;9級,相當于空白對照的雜草的67.6%～100%;藥后30 d在每個小區隨機選取4個點,每點0.25 m2進行抽樣調查,測定每種雜草植株數(或分蘗數)和鮮重[8]。

1.4 安全性調查

按藥害分級方法給每個處理定級打分:1級,作物生長正常,無任何受害癥狀;2級,作物輕微藥害,藥害少于10%;3級,作物中等藥害,以后能恢復,不影響產量;4級,作物藥害較重,難恢復,造成減產;5級,作物藥害嚴重,不能恢復,造成明顯減產或絕產[8]。

1.5 數據處理與分析

根據調查結果,按照下面公式計算雜草株防效和鮮重防效。

株(鮮重)防效=(C-T)/T×100%。

其中:C為對照區雜草株數(鮮重);T為處理區雜草株數(鮮重)。

對試驗數據和圖表采用Excel處理,對14 d內雜草的變化情況以及生長調節劑和除草劑混用后的速效性影響進行分析,并借助DPS軟件的Ducan’s法對同一除草劑的不同組合30 d鮮重防效和株防效進行方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 溫室條件下不同處理30 d株防效結果

由表2可知,藥后30 d,采用3%甲基二磺隆OD 20 mL/667 m2、7.5%啶磺草胺WG 12.5 mL/667 m2、70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2處理與添加0.01%蕓薹素5、10 mL/667 m2或S-誘抗素30、60 mL/667 m2處理間的防效均存在顯著性差異;其中,7.5%啶磺草胺WG 12.5 mL/667 m2添加0.01%蕓薹素5、10 mL/667 m2與7.5%啶磺草胺WG添加0.1%S-誘抗素AS 30、60 mL/667 m2的4個處理防效較好,均在80%～95%之間,氟唑磺隆處理效果較差。各藥劑組合處理后的小麥均生長正常。

表2 溫室條件下不同處理藥后30 d的除草效果Table 2 Weed control of different combinations in the greenhouse after 30 days

2.2 大田條件下不同處理對雜草的株防效

由表3、表4可知,施藥后3 d各處理對禾本科雜草的防效均為9級;施藥后7 d,3%甲基二磺隆OD和7.5%啶磺草胺WG各處理區的日本看麥娘葉片明顯發黃,70%氟唑磺隆WG的各處理區日本看麥娘并無明顯變化;通過抽取日本看麥娘心葉檢查生長點,發現生長點明顯發黃,易拔出,這表明日本看麥娘已中毒。施藥后21 d,3%甲基二磺隆OD 20 mL/667 m2+0.01%蕓薹素AS 10 mL/667 m2、7.5%啶磺草胺WG 12.5 g/667 m2+0.1%S-誘抗素AS 60 mL/667 m2處理對日本看麥娘的防治效果最佳,防效均為4～5級,對禾本科雜草防效達90%以上;采用70%氟唑磺隆WG的各處理對看麥娘防效為8～9級,但通過田間檢查發現看麥娘葉片部分發黃,其中添加蕓薹素或S-誘抗素的4個處理效果均優于單劑的處理效果。

表3 不同處理藥后21 d對雜草的株防效(目測法)Table 3 Weed plant control of different combinations (visual inspection method) after 21 days

表4 不同處理藥后30、45 d對雜草的防控效果Table 4 Weed control of different combinations after 30 days and 45 days

施藥后30 d,7.5%啶磺草胺WG 12.5 g/667 m2+0.01%蕓薹素AS 10 mL/667 m2處理對麥田禾本科雜草防控效果最佳,株防效和鮮重防效分別是96.23%和97.73%,70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2+0.01%蕓薹素AS 5 mL/667 m2處理效果最差,分別為60.05%和70.37%;對比單劑的增效結果來看,氟唑磺隆+蕓薹素或S-誘抗素處理的增效最明顯,其中70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2+0.1%S-誘抗素AS 60 mL/667 m2處理的增效最明顯,其株防效和鮮重防效分別比單劑處理增效135.79%和87.63%。45 d的株防效和鮮重防效結果顯示,7.5%啶磺草胺WG 12.5 g/667 m2+0.1%S-誘抗素AS 60 mL/667 m2處理對麥田禾本科雜草防控效果最佳,株防效和鮮重防效分別是90.44%和92.95%,70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2+0.01%蕓薹素AS 5 mL/667 m2處理的防效最差,為46.28%和59.34%;對比單劑的增效結果來看,氟唑磺隆+S-誘抗素處理的增效最明顯,其中70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2+0.1%S-誘抗素AS 60 mL/667 m2處理的增效最明顯,其株防效和鮮重防效分別比單劑處理增效100.57%和74.17%。

施藥后30 d,3%甲基二磺隆OD 20 mL/667 m2處理與其添加0.01%蕓薹素5、10 mL/667 m2或S-誘抗素30、60 mL/667 m2處理間在株防效和鮮重防效均存在極顯著性差異;但是,7.5%啶磺草胺WG 12.5 g/667 m2添加0.01%蕓薹素5、10 mL/667 m2與0.1%S-誘抗素AS 30、60 mL/667 m2的4個處理間無顯著性差異;70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2單劑與70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2添加0.01%蕓薹素AS 5、10 mL/667 m2和添加0.1%S-誘抗素AS 30、60 mL/667 m2的處理間均存在極顯著性差異,而同一調節劑的處理間并無顯著性差異。施藥后 45 d,各單劑處理株防效和鮮重防效與添加0.01%蕓薹素及0.1%S-誘抗素處理間均存在極顯著性差異;其中7.5%啶磺草胺WG 12.5 g/667 m2添加0.01%蕓薹素5、10 mL/667 m2與0.1%S-誘抗素AS 30、60 mL/667 m2的4個處理間無顯著性差異;70%氟唑磺隆WG 5 g/667 m2單劑與70%氟唑磺隆5 g/667 m2添加0.01%蕓薹素AS 5、10 mL/667 m2及0.1%S-誘抗素AS 30、60 mL/667 m2處理間均存在極顯著性差異,而同一調節劑處理間并無顯著性差異。

3 結論與討論

S-誘抗素是植物內源生長調節物質之一,具有調節植物生長的作用,主要用于提高作物產量、改善作物品種、提高農產品質量[9-10]。彭俊等研究發現,赤霉素+38%芐嘧·唑草酮可濕性粉劑0.152 g a.i./L混用提高了除草劑的藥效,減少了除草劑的使用量,對藨草有更好的防治作用,且生長調節劑的使用有助于棉花生長,同時也減少了除草劑對棉花帶來的藥害[11]。本試驗結果表明,添加S-誘抗素在一定范圍內提高ALS類麥田除草劑氟唑磺隆和甲基二磺隆對麥田禾本科雜草的防除效果,其影響效果可能與麥田雜草對除草劑的抗性水平有一定的關系。畢亞玲研究發現,日本看麥娘對甲基二磺隆易產生抗性[12];安徽、江蘇、河南等省稻茬麥田日本看麥娘對甲基二磺隆的敏感性明顯下降,主要表現為田間施用劑量明顯上升,但防治效果并不好[13-15];本試驗中3%甲基二磺隆OD 20 g/667 m2處理對雜草的株防效、鮮重防效分別為61.34%、69.37%。以上結果表明,在日本看麥娘對ALS類除草劑有抗性的區域選擇每15 L水桶混S-誘抗素30～60 mL/667 m2,均有明顯的增效作用,可有效提高ALS類除草劑對麥田禾本科雜草的效果。

蕓薹素內酯是20世紀70年代美國農業科學家新發現的一種植物生長調節劑,具有顯著的活性[16],主要用于促根、促長、促實,增強作物抗逆性[17]。研究發現,蕓薹素內酯可完全消除低劑量36%二磺·甲磺隆水分散粒劑的藥害,使高劑量36%二磺·甲磺隆水分散粒劑的藥害指數顯著下降 11.5%[18]。崔東亮等發現,硝磺草酮和煙嘧磺隆分別與蕓薹素內酯混用,不僅能提高對雜草的防效,而且能夠促進玉米生長[19]。盧政茂等綜合分析發現,二氯喹啉酸與蕓薹素內酯混用能夠提高對稗草的防效,植物生長調節劑與除草劑混用是減輕作物藥害和提高除草效果的一個有效途徑[20]。本研究表明,在ALS類麥田除草劑甲基二磺隆、氟唑磺隆對日本看麥娘抗性或防效下降的區域,選擇每15 L水混0.01%蕓薹素AS 5～10 mL/667 m2,可顯著提高對麥田禾本科雜草的防除效果;而日本看麥娘對啶磺草胺藥劑敏感區域,可以通過桶混0.01%蕓薹素AS降低作物的藥害,同時具有一定的增效作用,提升該類藥劑對雜草的防除效果,延長藥劑的使用壽命。

綜上所述,采用S-誘抗素和蕓薹素與ALS類麥田除草劑混用可提高除草劑的藥效,減少除草劑的使用量。蕓薹素和S-誘抗素作為一種內源激素與麥田ALS類除草劑桶混后增效的機制以及作用方式尚需進一步的研究,研究其增效機制,有助于開發新的除草劑助劑,為雜草抗性治理提供一個新的研究方向。