水稻機插秧“插噴同步”封閉除草技術(shù)及配套除草劑防效對比

楊永杰 唐偉 朱曉群 金文涌 于曉玥 張建萍 陸永良*

（1 中國水稻研究所/水稻生物學(xué)國家重點實驗室，杭州 310006；2 海鹽縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 海鹽 314300；*通訊作者：luyongliang@caas.cn）

有效防治雜草是保障我國水稻安全生產(chǎn)的前提。我國稻田常見雜草及其變種超過61 種，其與水稻爭肥、爭水、爭光、爭空間，根系釋放化感物質(zhì)，抑制水稻正常生長，降低水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)[1－2]。雜草也是傳播水稻病蟲害的中間宿主，嚴(yán)重危害水稻生產(chǎn)安全[3－4]。近年來，隨著農(nóng)村勞動力向城市轉(zhuǎn)移，水稻種植用工難問題突出，農(nóng)忙時節(jié)往往不能及時防草，導(dǎo)致雜草發(fā)生及危害程度逐年加重[5－6]。除草劑早期封閉是控制稻田雜草危害的關(guān)鍵，即在水稻種植前2～4 d和（或）移栽后3～7 d施用封閉類除草劑，雜草萌發(fā)時接觸藥物死亡，以此維持水稻的生長優(yōu)勢[7－8]。然而，這種方式費工費力，插秧前后與水稻種植競爭勞動力，加上施藥器械落后、作業(yè)環(huán)境艱苦、勞動強度大，不適于大面積規(guī)?；N植[9－10]。

水稻機插秧是各地大力推廣的水稻輕簡種植技術(shù)，具有合理密植、病蟲害影響輕、不易倒伏、經(jīng)濟高效等特點。然而，由于用作機插的秧苗小，對雜草競爭力弱，加上行距大、土表裸露較多，機插秧田的雜草發(fā)生較重，特別是“脊背土”漏出水面，極適宜雜草萌發(fā)和生長，是機插秧田雜草防治的難題[11－12]。水稻機插秧“插噴同步”是近年來研發(fā)的除草技術(shù)，在插秧的同時機械化噴施除草劑，同時完成插秧、除草兩項措施，具有極大的應(yīng)用價值，國內(nèi)外學(xué)者已開展了一些相關(guān)研究工作。拜耳作物科學(xué)（中國）公司于2015年在“十二屆全國雜草科學(xué)大會”上提出了“水稻機插同步精準(zhǔn)用藥技術(shù)”，以久保田乘船式插秧機為載體，同步精確施用氟酮磺草胺組合除草劑[13]。采用該技術(shù)，并配套施用35%丁草胺·丙炔噁草酮（1 800 g/hm2）對水稻生長安全，藥后60 d對雜草的株防效（93.5%）和鮮質(zhì)量防效（91.8%）分別比張家港地區(qū)常規(guī)土壤封閉處理高8.6%和1.4%，取得了較好的除草效果[14]。然而，該技術(shù)采用壓桿動力滴點式施藥，除草劑擴散易受稻田水層影響，也不易嫁接到除“久保田”以外的其他品牌插秧機上，限制了該技術(shù)的應(yīng)用和推廣。插秧機加裝扇形噴霧裝置后，該技術(shù)可適配多種型號的插秧機，除草劑分布均勻，達(dá)到輕簡機械化噴霧作業(yè)的目的[15]。

但目前關(guān)于“插噴同步”技術(shù)的配套研究不多，指導(dǎo)農(nóng)戶生產(chǎn)實際十分有限，噴霧裝置存在水稻葉片受藥量大的問題，配套可選擇的除草劑僅有丙草胺和芐嘧磺隆，無法滿足實際生產(chǎn)需求。長期單一使用同類或者相似機理的除草劑，會導(dǎo)致雜草抗藥性上升，更加難以防治，也會增加除草劑對農(nóng)田環(huán)境的安全隱患[16－17]。因此，本研究改進(jìn)了“插噴同步”技術(shù)裝備，并選用更多安全、經(jīng)濟、綠色、高效除草劑進(jìn)行試驗，以期篩選出能有效防控機插秧田雜草的除草劑及技術(shù)，減輕種植農(nóng)戶勞動強度以及除草成本。

1 材料與方法

1.1 插噴同步設(shè)備安裝及工作原理

如圖1所示，新型水稻機插秧“插噴同步”裝置，其藥箱、藥液泵、防爆管、噴頭、固定桿、電源開關(guān)等部件加裝在插秧機上。本試驗采用洋馬VP6D型插秧機和井關(guān)PZ80D型插秧機，藥箱安置在駕駛室右側(cè)并用綁帶固定防止掉落。固定桿采用PVC 軟管，固定在后尾防撞護欄上，噴霧裝置綁在固定桿上進(jìn)行噴藥，噴頭采用0.4 mm 錐形噴頭（噴幅80°），噴頭朝向斜后方30°，距地面高度20～25 cm，每個噴頭在每兩行水稻中間（噴頭間距30 cm），進(jìn)行低空行間施藥，減少水稻植株受藥量。藥液泵型號為12V 抽氣式隔膜泵，鑲嵌在藥液箱上，壓力1.2～1.6 MPa，電源可直接連接在插秧機電瓶上，避免了大量復(fù)雜繁瑣的線路和管路。本試驗條件下噴液量為0.5 L/min，藥箱（60 L）一次可載1.14 hm2面積田塊的用藥量。安裝完成后檢查氣密性，準(zhǔn)備開展試驗。

圖1 “插噴同步”技術(shù)工作原理及田間工作展示

1.2 試驗設(shè)計及參試除草劑

分別在中國水稻研究所試驗農(nóng)場（A點，杭州市富陽區(qū)，E119°93′，N30°08′）、杭州市富陽區(qū)長山村（B 點，E119°92′，N30°09′）、浙江省嘉興市海鹽縣華星農(nóng)場（C點，E120°87′，N30°50′）開展大田應(yīng)用試驗。A點和B點試驗田土壤為砂性黏壤土，pH 5.98，有機質(zhì)含量3.10%；C 點試驗田土壤為沙壤黏土，pH 7.10，有機質(zhì)含量3.40%。3個試驗點均是本課題組多年用于開展雜草防治試驗的田塊，稗草、異型莎草、碎米莎草、水莧菜、丁香蓼、鴨舌草等雜草密度大、危害嚴(yán)重，各試驗田前茬作物為上年單季稻，冬季空閑。A點和B點采用的品種是常規(guī)秈稻中嘉早17，于2019年3月25日浸種，常規(guī)水肥管理秧盤，4月25日整地，4月28日進(jìn)行“插噴同步”試驗；C 點采用的品種是常規(guī)粳稻嘉67，于2019年5月20日浸種，6月8日將地整平，6月10日進(jìn)行“插噴同步”試驗。移栽前稻田保持水層0～2 cm，移栽規(guī)格為30 cm×20 cm，移栽后正常水肥和病蟲害管理。

“插噴同步”選用的除草劑和試驗田面積如表1 所示，施藥量均采用推薦中等劑量，根據(jù)插秧機的工作效率測算藥液用量，每667 m2田塊所需要的時間為7 min，換算用藥量為3.5 kg，因此每667 m2除草劑對水量為3.5 kg。按要求整好田塊、準(zhǔn)備秧盤，在開始插秧的時候打開藥液泵控制開關(guān)開始噴霧，結(jié)束插秧時停止噴霧。A點和B點施藥當(dāng)天為陰天，風(fēng)力2 級，氣溫16℃～24℃，藥后7 d內(nèi)未出現(xiàn)暴雨，偶爾有小雨；C點施藥當(dāng)天為多云，風(fēng)力3 級，氣溫20℃～29℃，藥后7 d內(nèi)未出現(xiàn)暴雨，偶爾有小雨。試驗結(jié)束后按常規(guī)方法進(jìn)行田間管理。

表1 選用除草劑及試驗面積

1.3 調(diào)查項目及方法

1.3.1 藥害癥狀

分別在藥后7 d、15 d目測水稻藥害癥狀，藥害標(biāo)準(zhǔn)參考NY/T 1155.6－2006；藥后15 d測量水稻株高，株高測定方法參見文獻(xiàn)[18]。

1.3.2 雜草防效

分別在藥后15 d、35 d目測雜草防效，方法參見GBT 17980.40-2000。根據(jù)對照區(qū)雜草種群及總量，計算雜草防治效果。0%表示無防效（與對照區(qū)雜草發(fā)生情況相當(dāng)），100%表示無雜草。

1.3.3 產(chǎn)量

于水稻完熟期每個小區(qū)實割1 m2，割后立即將水稻和稻草分開，水稻脫粒曬干稱重，折算產(chǎn)量。每個處理重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

采用SAS 9.1 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。用ANOVA 進(jìn)行顯著性方差分析，表格中數(shù)據(jù)后不同小寫字母代表處理間差異在0.05 水平顯著（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 對水稻安全性及藥后15 d雜草防效

據(jù)田間觀測，藥后7 d和15 d試驗點各處理田塊水稻生長正常，均未出現(xiàn)可見藥害。如表2 所示，藥后15 d在A點和B點各處理間株高差異不顯著，在C點T2和T4處理與T5（對照）相比差異不顯著，T1和T3處理株高顯著高于T5處理。表明采用“插噴同步”技術(shù)，在精準(zhǔn)均勻用藥條件下，供試各除草劑對水稻生長不良影響少。藥后15 d施用除草劑處理稻田雜草得到有效控制，總草防效均在97.0%以上，表現(xiàn)優(yōu)秀。在A、B和C試驗點僅發(fā)現(xiàn)極個別稗草，而對照稻田中稗草和鴨舌草大量發(fā)生。

表2 藥后15 d水稻株高和雜草防效

2.2 藥后35 d雜草防效及對水稻產(chǎn)量的影響

如表3所示，與對照相比，藥后35 d施除草劑稻田雜草得到有效控制，各處理總草防效均在95.0%以上，表現(xiàn)優(yōu)秀。在A和B試驗點，施除草劑稻田僅發(fā)現(xiàn)極個別稗草，在C試驗點，施除草劑稻田發(fā)現(xiàn)個別稗草和水莧菜，而對照稻田中稗草、鴨舌草、異型莎草、水莧菜大量發(fā)生。

表3 藥后35 d雜草防效及水稻產(chǎn)量

各試驗點受雜草發(fā)生影響不同。其中，C試驗點對照田受影響最為嚴(yán)重，水稻產(chǎn)量僅3 600 kg/hm2，與施除草劑處理田平均產(chǎn)量相比，產(chǎn)量損失高達(dá)42.7%；B試驗點對照田產(chǎn)量損失最少，也達(dá)到了12.5%；A試驗點對照田水稻產(chǎn)量損失介于B和C之間。參試的4 種除草劑之間相比，無顯著差異性，例如，T3 在A和B試驗點產(chǎn)量最高，而在C試驗點產(chǎn)量最低，相反，T4在A試驗點最低，卻在C試驗點產(chǎn)量最高，受試驗地點因素影響顯著。本研究結(jié)果表明，水稻產(chǎn)量受環(huán)境、品種以及除草劑交互影響，無法斷定各除草劑產(chǎn)品間的優(yōu)劣。

2.3 “插噴同步”封閉除草技術(shù)的經(jīng)濟及生態(tài)效益

“插噴同步”封閉除草技術(shù)具有良好的經(jīng)濟及生態(tài)效益。1）采用“插噴同步”封閉除草技術(shù)，取代插秧前后的土壤處理，可直接減少一次人工雜草防治工作及勞動力費用；2）一箱藥水能使用1.14 hm2田塊，比常規(guī)用水量（30 L）節(jié)省用水88.3%，大幅度減少了灌水、送水、多次配藥等勞動力負(fù)擔(dān)，全程機械化作業(yè)避免人體接觸藥物產(chǎn)生的風(fēng)險；3）使用“插噴同步”技術(shù)及推薦除草劑種類及劑量，一次用藥就能防治水稻移栽田全生育期雜草危害，減少了后期除草用工及成本。另外，相比傳統(tǒng)莖葉處理方式，也增加了諸多潛在有利效益，例如：莖葉類除草劑價格往往比封閉類除草劑高，該技術(shù)顯著降低了除草劑費用；“插噴同步”封閉除草，在抗性雜草機能未健全（萌芽期）時開展化學(xué)防治，對有效應(yīng)對抗性雜草也有幫助；“插噴同步”技術(shù)能夠在行間用藥，避免水稻葉片大面積受藥，也避免后期莖葉除草導(dǎo)致的水稻減產(chǎn)問題，早期用藥也避免了南方梅雨季節(jié)對除草效果的影響。

3 水稻“插噴同步”封閉除草技術(shù)要點

秧苗要求：“插噴同步”技術(shù)要求秧苗健壯，防止弱苗、小苗、病苗移栽，避免選用對除草劑高度敏感的水稻品種。整地要求：整地要平，避免有大坑洼，整地后至少沉降24 h。氣象要求：應(yīng)選擇晴好天氣，大風(fēng)大雨容易造成除草劑漂移和流失，影響除草劑防效，及淹沒秧心造成水稻藥害。除草劑選擇：本研究提供的4 種除草劑殺草譜廣且藥效穩(wěn)定，不能選用非經(jīng)試驗的除草劑，嚴(yán)格按照使用說明控制用量，不能隨意加減用藥量。除草劑對水量：不同插秧機型號、行駛速度、噴頭數(shù)量不同，對水量不盡相同，需先用清水模擬測算用量，除草劑溶解稀釋并定量對清水，配粉劑類型時需要沉降棄渣，防止堵塞噴頭。后期管理：插后7 d內(nèi)，若遇大雨天氣要做好排水工作，切不可讓大水淹沒水稻秧心，避免發(fā)生水稻藥害。

4 討論與結(jié)論

水稻機插秧可大幅度解放勞動力，隨著機插品種更新、無土基質(zhì)研發(fā)、育秧工廠建立，水稻種植技術(shù)水平及機械化水平提高，機插秧面積不斷擴大。然而，伴隨輕簡化、機械化種植技術(shù)的發(fā)展，稻田雜草發(fā)生危害逐年加重，已經(jīng)成為水稻種植戶最關(guān)心的問題，機插秧田雜草防治需要給予高度重視[19-20]。另外，傳統(tǒng)的除草方式費時、費工、費力，亟待革新化學(xué)除草噴霧器械和除草方式[12]。

“插噴同步”封閉除草技術(shù)能夠打破用藥時間點，全程機械化操作，節(jié)工省本、經(jīng)濟高效。本研究提供的施藥裝置適合于市場上各類型的插秧機，包括洋馬、久保田、東風(fēng)井關(guān)、星月神等。另外，低空行間給藥最大限度減少了水稻葉片受藥程度，穩(wěn)定藥液噴霧量，在除草劑減量20%的情況下，也能夠達(dá)到推薦用量相同的防治效果（數(shù)據(jù)未公布），減輕除草劑用量及對環(huán)境產(chǎn)生的壓力。選擇合適的噴霧器械和設(shè)備，能夠顯著提高除草效率[21]。本研究采用0.4 mm 的錐形非霧化噴頭，能夠更大限度的細(xì)滴噴施（用藥量僅3.5 kg/667 m2），相比壓桿式滴藥和扇形霧化噴施，噴施均勻，無重噴漏噴現(xiàn)象，能夠更大限度發(fā)揮除草劑藥效，不但解決了“脊背土”防草難題，而且最大限度避免了水稻藥害發(fā)生。

“插噴同步”技術(shù)可選擇更優(yōu)除草劑配方。本試驗采用常規(guī)推薦劑量的33%嗪吡嘧磺隆、19%氟酮磺草胺、25%雙環(huán)磺草酮、300 g/L 丙草胺+10%芐嘧磺隆，這4 種除草劑殺草譜廣、效果穩(wěn)定，能治理因“田等秧”（整地與插秧間隔時間長）生長的部分雜草，推薦劑量同步用藥對水稻安全，雜草防效均達(dá)到95.0%及以上，擴大了“插噴同步”對除草劑選擇范圍。有研究證明，雙環(huán)磺草酮會對秈稻品種產(chǎn)生嚴(yán)重藥害[22]。而本研究中雙環(huán)磺草胺可用于“插噴同步”技術(shù)，原因可能在于本試驗采用的品種對其不敏感。李建偉等[15]在插秧田同步施用芐嘧·丙草胺+安全解毒劑，安全性表現(xiàn)較好，這些結(jié)果與本研究結(jié)果相似。但是，機插秧田如若發(fā)生野孛薺、水莧菜等雜草，丙草胺+芐嘧磺隆防效較差，可選用有特效的33%嗪吡嘧磺隆，防治效果更佳[23]。

嚴(yán)禁使用非經(jīng)試驗的除草劑，不建議使用未添加安全劑的丙草胺產(chǎn)品及持效期短的丙·芐產(chǎn)品[24]。同步施用30%芐嘧磺隆·丙草胺，藥后30 d雜草防效降低為83.1%，藥后45 d降低至74.4%，未能達(dá)到老百姓除草要求，還需要用五氟磺草胺·氰氟草酯再次補殺[25]。與常規(guī)方式處理相比，同步用藥技術(shù)有增加產(chǎn)量的效果[26]。本研究亦有相似結(jié)果。張新鳳等[27]認(rèn)為，插噴同步技術(shù)每667 m2可至少增加收入150元，認(rèn)為該技術(shù)省工、省藥、低風(fēng)險、實用性強，能夠?qū)崿F(xiàn)減藥不減產(chǎn)，增效又安全，具有良好的市場應(yīng)用前景。

總之，“插噴同步”封閉除草技術(shù)同步完成插秧和除草劑機械化噴施兩項繁重工作，可大幅度解放稻田勞動者負(fù)擔(dān)并解決稻田草害問題。采用33%嗪吡嘧磺隆、19%氟酮磺草胺、25%雙環(huán)磺草酮、300 g/L 丙草胺+10%芐嘧磺隆能夠有效控制雜草危害，對水稻生長及產(chǎn)量未產(chǎn)生可見危害，在移栽田使用1次，控草期達(dá)35 d及以上，能滿足移栽田對雜草的防控要求。該技術(shù)能夠減少稻田除草成本，減少除草劑用量及人工費用，增加水稻種植收益。