不同配方生物控草有機(jī)肥的田間除草效果評價

李祖任，李定華，徐中山，王立峰，彭迪，周小毛，柏連陽

（1. 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖南省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究所，湖南 長沙 410125；2.雜草生物學(xué)及安全防控湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410125；3.長沙碧野生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司,湖南 長沙 410000）

生物除草劑是指利用自然界中的生物(包括微生物、植物和動物)或其組織、代謝物工業(yè)化生產(chǎn)的用于除草的生物制劑[1-2]。利用生物防除雜草已有近200 a的歷史。迄今為止，約有100種不同的侵染生物種被研究用于防治約80種有經(jīng)濟(jì)意義的雜草。在已被研究的候選生物防治有機(jī)體中，相對集中于以下幾個屬:盤孢菌屬（Colletotrichum）有18種，鐮孢菌屬（Fusarium）13種，鏈格孢菌屬（Alternaria）12種和尾孢菌屬（Cercospora）8種；總共有41個屬的真菌已經(jīng)或正在被考慮作為生物除草劑的候選[3-5]。目前，已經(jīng)報道的能夠產(chǎn)生具有除草活性化感物質(zhì)的植物有2 000多種、涉及到30個科[6-8]。其中，111種植物的化感物質(zhì)能夠被用在43種作物田和11類非耕地中防除78種目標(biāo)雜草。這些化感物質(zhì)主要是一些有機(jī)酸、酚類、生物堿、類固醇、單寧、類萜、甾類化合物和醌等[9-11]。很多植物的化感物質(zhì)或次生代謝物能夠影響植物的萌發(fā)、生長及發(fā)育、密度和分布，是研發(fā)生物除草劑的重要庫源之一。

生物控草有機(jī)肥在生物除草領(lǐng)域中是一個全新的探索和突破，它既能有化學(xué)除草劑和化學(xué)肥料所具有的主要性能，同時又有化學(xué)除草劑和化肥所不具有的優(yōu)勢，即在整個生態(tài)系統(tǒng)中不會對環(huán)境造成新的污染。我國物質(zhì)資源豐富，發(fā)展生物控草有機(jī)肥具有充足的資源。目前，對生物控草有機(jī)肥研究與開發(fā)報道很少[12]。開展生物控草有機(jī)肥的研究有可能開創(chuàng)利用天然植物資源開發(fā)除草劑和肥料的途徑，推動新型生物控草有機(jī)肥的研究與應(yīng)用，保障糧食安全，減少環(huán)境污染，具有十分顯著的科學(xué)意義和實用價值。在前期研究的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步驗證水稻有機(jī)生物控草肥（F4）在防控稻田雜草上的效果，加快生物控草技術(shù)的發(fā)研進(jìn)程，在海南省三亞市崖城鎮(zhèn)進(jìn)行了不同配方控草肥的加速試驗[13]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在海南省三亞市崖城鎮(zhèn)城東村五組陳學(xué)剛的責(zé)任田中進(jìn)行，試驗田面積1 134 m2，該水田位于東徑 109°03′05″，北緯 18°18′52″。試驗肥料為自主開發(fā)研制的有機(jī)生物控草肥F3、F4。試驗田供試品種為湖南省農(nóng)科院提供的香優(yōu)32，于1月26日播種，2月22日移栽，插秧密度為20 cm×25 cm。

1.2 試驗方法

試驗采用順序排列方法，5個處理3次重復(fù)，各處理設(shè)計如下：處理1，無肥區(qū)；處理2，分別用A、B料75、25 kg/667m2（F4低量）；處理3，用A、B料各50 kg/667m2（F4中量）；處理4，用A、B料25、75 kg/667m2（F4高量）；處理5：控草肥（F3）320 kg/667m2。

肥料施用方法：有機(jī)生物控草肥F3、 F4在水稻移栽返青后（5 d）2月27日施用，施肥前先灌水4～5 cm，再將肥料F3、 F4混合后均勻撒施在水田表層，各小區(qū)均做到2周內(nèi)肥水不外流，4周內(nèi)不缺水。

試驗田小區(qū)面積6.7 m×3 m＝20 m2。試驗田小區(qū)四周做小田埂并用地膜覆蓋，各小區(qū)灌溉水實行單排單灌。

1.3 記載項目

試驗期間進(jìn)行3次雜草調(diào)查，測定并計算1 m2內(nèi)雜草的種類和數(shù)量。控草肥施用第二天起連續(xù)15 d測定各小區(qū)的電導(dǎo)率。水稻前期苗勢生長情況及分孽率。

1.4 數(shù)據(jù)分析

按公式（1）、（2）計算株防效：

試驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行計算處理，采用DPSv6.5數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對防效進(jìn)行鄧肯氏新復(fù)極差法差異顯著性測驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配方處理對水田雜草的防除效果

調(diào)查發(fā)現(xiàn)該耕地主要發(fā)生的雜草種類為：稗草（Echinochloa crusgalli）、光頭稗（E.colonum）、狗牙根（Cynodon dactylon）、牛筋草（Eleusine indica）等禾本科雜草，異型莎草（Cyperus difformis）、水虱草（Fimbristylis miliacea）等莎草科雜草，旋花科田旋花（Convolvulus arvensis）、柳葉菜科毛草龍（Ludwigia octovalvis）、玄參科泥花草（Lindernia antipoda）等闊葉雜草。

從表1可以看出，水稻移栽后17 d、施用控草肥12 d（3月11日）第1次調(diào)查雜草生長情況。無肥區(qū)（CK）1 m2平均有狗牙根1株、稗草2株、莎草6.3株、闊葉草3.63株；而施用不同配方有機(jī)生物控草肥的處理2、3、4、5狗牙根分別是0.50、0.44、0.47和0.67株；稗草分別是0.67、0.33、0.17和0.53株；莎草和闊葉草均為0。處理2、3、4、5對狗牙根的株防效率分別達(dá)到了50%、53.3%、53.3%和33.3%；對稗草的株防效率分別達(dá)到了66.65%、83.35%、91.65%和73.35%；對莎草和闊葉草的株防效率都達(dá)到了100%。

水稻移栽后27 d、施用控草肥22 d（3月21日）第2次調(diào)查雜草生長情況，無肥區(qū)（CK）1 m2有狗牙根1.67株、稗草3.50株、莎草14.84株、闊葉草4.16株；而施用不同配方有機(jī)生物控草肥的處理2、3、4、5狗牙根分別是0.67、0.67、0.16和0.16株；稗草分別是1.84、0.84、0和0.88株；莎草和闊葉草均為0。處理2、3、4、5對狗牙根的株防效率分別達(dá)到了60%、60%、90%和90%；對稗草的株防效率分別達(dá)到了47.57%、76.14%、100%和76.14%；對莎草和闊葉草的株防效率都達(dá)到了100%。

水稻移栽后34 d、施用控草肥29 d（3月27日）第3次調(diào)查雜草生長情況，無肥區(qū)（CK）1 m2有狗牙根3.33株、稗草7株、莎草22株、闊葉草2株。而施用不同配方有機(jī)生物控草肥的處理2、3、4、5狗牙根分別是1.33、1.33、0.33和1株；稗草分別5.33、1.33、0.33和2株；莎草只有處理2為0.33株，其余處理均為0；闊葉草均為0。2、3、4、5小區(qū)對狗牙根的株防效率分別達(dá)到了60%、60%、90%和70%；對稗草的株防效率分別達(dá)到了23.86%、81%、95.3%和71.4%；對莎草株防效率除處理2達(dá)到98.5%，其余處理均達(dá)到100%，闊葉草的株防效率都達(dá)到了100%。

有機(jī)生物控草肥F4（高、中、低量）和F3對水稻田狗牙根、稗草、莎草和闊葉草等一年生雜草均有優(yōu)良的防效，其中以F4（高量）控草效果更優(yōu)。通過對各處理之間的數(shù)據(jù)分析可以看出，F(xiàn)4高量的株防效率明顯高于F4低、中量和F3。第一次雜草調(diào)查F4高量對稗草的株防效率達(dá)到了91.65%，分別高于F4低、中量和F3 25%、8.3%和18.3%。第二次雜草調(diào)查F4高量對稗草的株防效率達(dá)到了100%，分別高于F4低、中量和F3 54.43%、23.86%和 23.56%。第三次雜草調(diào)查F4高量對稗草的株防效率達(dá)到了95.3%，分別高于F4低、中量和F3 71.44%、14.3%和23.9%?？傮w防除效果：處理4＞處理3＞處理5＞處理2。

通過對雜草鮮重的測定，從表2可以看出，施用控草肥后29 d，4種處理對莎草和闊葉草鮮重防效都達(dá)到100%，對兩類雜草防除效果明顯。對狗牙根的防除效果4種處理差異較大，處理4藥效達(dá)到100%，處理5、處理2和3藥效果相對較差。對稗草的防除效果差異較大，處理4藥效達(dá)93%，處理3和5超過65%，處理2藥效則略低，僅為18%。4種處理對禾本科雜草防除效果，處理4效果最好，達(dá)94%。F3代的處理5防除雜草效果優(yōu)于F4代的處理2，但仍差于處理4和3。處理2為半計量的處理，其藥效有較大幅度的降低，可知處理2的防除作用已經(jīng)失去效果。處理3、4和5的藥效并未見其下降，說明它們?nèi)阅芷鹱饔?，藥效時間長?？傮w防除效果：處理4＞處理3＞處理5＞處理2。

表1 不同配方處理有機(jī)生物控草肥對水田雜草株數(shù)防效

表2 不同配方處理有機(jī)控草肥施用后29 d對水田雜草的鮮重防效

2.2 不同配方處理對灌溉水電導(dǎo)率的影響

根據(jù)對不同配方處理田間灌溉水電導(dǎo)率測定數(shù)據(jù)的分析，其灌溉水的電導(dǎo)率有明顯差別。從圖1可以看出，首先是施用控草肥處理的灌溉水電導(dǎo)率明顯高于空白對照（CK），其中以處理5（F3）的數(shù)值最高。施肥第二天即2月28日田間水變黑，電導(dǎo)率達(dá)到最高值。由此說明，電導(dǎo)率越高田間水溶液的離子濃度就高，這就有利于對田間雜草進(jìn)行封殺。施肥后15 d電導(dǎo)率還明顯高于空白（CK）處理。其次是施用控草肥后所形成的黑色腐泥層對雜草的生長的也有一定的影響，不利于雜草根系的生長。據(jù)對稗草的觀察，稗草出苗后4 d根系開始變黃，5 d開始枯萎，10 d后根系變黑死亡。

2.3 不同配方施肥處理對水稻前期苗勢生長及分蘗期的影響

從表3可以看出，不同配方施肥處理對水稻前期苗勢生長和分蘗期有一定的影響，其中以處理5的苗勢生長最好，3月3日苗數(shù)達(dá)到5.87萬苗/667m2，比其他各處理多0.27萬～0.54萬苗/667m2。到3月18日苗數(shù)達(dá)到18.4萬苗/667m2，比其他各處理多4.27萬～5.87萬苗/667m2。分蘗期也比各處理快2～5 d，生長勢好。這是因為處理5施用有機(jī)生物控草肥320 kg/667m2，而其他各處理只施用有機(jī)生物控草肥100 kg/667m2。由此說明，F(xiàn)4高量雖然控草效果好，但由于用量少，禾苗生長勢不好，不利于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。為了保證F4既能高產(chǎn)又能控草，建議在施用一定量的有機(jī)肥作基肥的前提下，再用F4 100 kg/667m2作控草追肥。

圖1 不同配方處理的田間灌溉水電導(dǎo)率

表3 不同施肥處理對水稻前期苗勢生長及分孽期的影響

3 討 論

綜上所述，（1）無論是F3代和F4代，對莎草科雜草和闊葉雜草的防除效果均為100%，可確定有機(jī)控草肥對這兩大類雜草防除效果最理想。（2）兩代有機(jī)控草肥對禾本科雜草防除效果相對較差，并且4種處理效果各異。處理4顯著優(yōu)于其他處理，處理2效果最差。（3）綜合株數(shù)防效和鮮重防效，4種處理對農(nóng)田雜草防除效果從高到低的順序為：處理4＞處理3≥處理5＞處理2。

縱觀整個試驗過程，F(xiàn)3代和F4代有機(jī)控草肥具有分解快、藥效時間長、殺草譜廣、肥力大的特點。有機(jī)肥從2月27日施用，到3月1日，3 d形成了具有除草效果的黑色腐污泥層。30 d后，除處理2外，其他的3個處理防除效果仍超過70%，處理4超過95%，可知該有機(jī)控草肥藥效時間較長。與普通肥相比兩代有機(jī)控草肥具有的突出特點是殺草譜廣、肥力大。

觀察有機(jī)控草肥的防除雜草過程，推測黑色腐污泥的形成是有機(jī)控草肥直接殺滅雜草的重要原因。微生物和田間藻類分解施用的有機(jī)肥，形成了此黑色腐污泥。海南試驗的前期研究發(fā)現(xiàn)：腐污泥層中的化感物質(zhì)和微生物次生代謝產(chǎn)物具有除草活性，黑色層能遮光亦能抑制雜草，腐泥層滲透壓脫水影響雜草生長[14]。在此次海南試驗，進(jìn)一步印證了前期控草原理。在這次海南試驗中還發(fā)現(xiàn)：（1）大量藻類存在，其能分解有機(jī)物，次生代謝產(chǎn)物是否也具有除草和植物相克作用，有待研究。（2）部分雜草在腐泥層中生長一定時間后，根系腐爛，雜草徹底死亡，漂浮于水面。這證明腐泥層作用的滅草的主要位點在雜草的根系。（3）對莎草科和闊葉雜草防除效果達(dá)100%，為何出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象有待研究。海南地區(qū)雜草種類，海南本地土壤情況，海南海島氣候等原因都可能導(dǎo)致這種情況。（4）初期淺水管理是一個值得重視的原因，水覆蓋對雜草的生長有重大的影響，與相鄰山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗田（未淺灌）對比明顯。利用移栽初期淺水管理防除雜草已有研究[15-16]。

此次海南試驗完成了驗證有機(jī)控草肥施用效果的目的，但仍存在一定的不足：施用效果存在地域差異，除草效果可比性不強(qiáng)。海南省由于其特殊的海島氣候，存在的雜草種類與湖南地區(qū)存在較大差異。試驗點主要是田旋花、毛草龍和泥花草等闊葉雜草，而湖南地區(qū)水田雜草以野慈姑（Sagittaria trifolia）、鴨舌草（Monochoria vaginalis）和鳳眼蓮（Eichhornia crassipes）為主[17-18]。

試驗結(jié)果表明，有機(jī)生物控草肥F4高量對水稻雜草的防控效果顯著高于F4低、中量和F3。相對有機(jī)生物控草肥F3在用量上減少了220 kg/667m2，株防效率提高了21.92%，鮮重防效提高了14.33%，并且能省工省時，減輕勞動強(qiáng)度。綜上所述，有機(jī)生物控草肥F4高量推廣前景更好。

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