野慈姑球莖發(fā)生規(guī)律及其化學(xué)控制技術(shù)研究

趙長(zhǎng)山，呂曉曦，周鵬達(dá)，范冰冰

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，哈爾濱 150030）

我國(guó)是世界最大水稻生產(chǎn)國(guó)，黑龍江省作為重要水稻生產(chǎn)基地，確保水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對(duì)我國(guó)糧食安全具有重要意義。稻田雜草是影響水稻產(chǎn)量重要因素之一[1]。野慈姑（Sagittaria trifolia L.）別名狹葉慈姑、三腳剪、水芋、驢耳菜，澤瀉科慈姑屬，為慈姑變種，多年生水生或沼生草本[2]，已成為東三省稻田主要雜草危害之一[3]。野慈姑適應(yīng)性較強(qiáng)，危害各生育期水稻生長(zhǎng)。柴永山研究表明，野慈姑是水稻分蘗盛期雜草危害之一[4]。王長(zhǎng)方等研究表明不同密度野慈姑使水稻減產(chǎn)2.94%～23.53%[5]。目前防除水稻田雜草主要以農(nóng)業(yè)防除和化學(xué)防除為主。農(nóng)業(yè)防除主要通過(guò)耕作措施和調(diào)節(jié)水層達(dá)到防除目的，水稻插秧前整地后，灌足水泡田，未附著土層野慈姑球莖漂浮在水面上，借助風(fēng)力作用，田埂邊球莖數(shù)量較多，打撈水面和水邊野慈姑球莖，可減少野慈姑發(fā)生基數(shù)[6]?；瘜W(xué)防除方面，磺酰脲類(lèi)水稻田除草劑芐嘧磺隆、吡嘧磺隆對(duì)水田雜草防治效果顯著[7-8]。隨應(yīng)用年限增多，兩者對(duì)野慈姑防效逐漸降低[9]，防除效果仍不理想，芮靜等研究認(rèn)為野慈姑已對(duì)磺酰脲類(lèi)除草劑芐嘧磺隆和吡嘧磺隆產(chǎn)生抗藥性[10]。觸殺性除草劑排草丹莖葉處理對(duì)野慈姑防除效果較好，但無(wú)法有效破壞其地下部分營(yíng)養(yǎng)繁殖器官。

國(guó)內(nèi)對(duì)野慈姑化學(xué)防除效果研究多為地上部分植株受害情況。黃家祥等試驗(yàn)表明，水稻返青后采用毒土法施用15%吡嘧磺隆·22.5%莎稗磷可濕性粉劑，對(duì)野慈姑株高及鮮重抑制效果較好[11]。沈會(huì)生等研究表明，在水稻移栽日施用20%稻樂(lè)寧和10%水星（吡嘧磺?。?duì)野慈姑防效較好[12]。國(guó)內(nèi)對(duì)野慈姑營(yíng)養(yǎng)繁殖器官防除效果報(bào)道較少。

本文探討野慈姑營(yíng)養(yǎng)繁殖器官球莖產(chǎn)生、發(fā)育、成熟及再生繁殖能力等營(yíng)養(yǎng)繁殖規(guī)律，研究野慈姑地上部植株和地下部球莖防除效果，明確化學(xué)防除技術(shù)對(duì)野慈姑球莖次年發(fā)生影響，為有效防除野慈姑提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試材料

野慈姑球莖：2016年春季采自黑龍省綏化市慶安縣水稻田。

野慈姑種子：2015年采自黑龍江省綏化市慶安縣水稻田。

1.1.2 供試除草劑

本試驗(yàn)選用9種除草劑，藥劑名稱(chēng)、劑型、生產(chǎn)廠家及施用劑量、施用方法等信息見(jiàn)表1。

表1 供試除草劑基本信息Table1 Information of tested herbicides

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 球莖繁殖規(guī)律

于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院室外盆栽場(chǎng)。將野慈姑球莖和種子于2016年5月18日分別播種在塑料桶內(nèi)（桶高30 cm，直徑32 cm）。每盆播種球莖6株，出苗后每盆留長(zhǎng)勢(shì)相似3株。球莖播種深度5 cm，種子播種深度1 cm。球莖繁殖野慈姑于播后40 d開(kāi)始第1次調(diào)查，種子繁殖野慈姑于播后65 d開(kāi)始第1次調(diào)查，兩種繁殖方式分別每隔5 d調(diào)查1次。記錄野慈姑葉片數(shù)、抽薹數(shù)、地下根狀莖數(shù)、根狀莖節(jié)鞘數(shù)及新生球莖數(shù)量、尺寸等。2016年9月15日最后1次調(diào)查，每次調(diào)查重復(fù)3次。

1.2.2 除草劑對(duì)球莖抑制

將采集野慈姑球莖播于塑料桶中（桶高30 cm，直徑32 cm），播深5 cm，每桶播種5粒球莖。

土壤處理除草劑采用粗滴撒施方法，結(jié)合水稻田間第2次封閉處理時(shí)間及野慈姑生長(zhǎng)狀態(tài)，在野慈姑葉片剛出水層時(shí)施藥。施用除草劑有噁草酮、芐嘧磺隆、五氟磺草胺、丙嗪嘧磺隆。莖葉于施藥前1 d撤水，施藥后1 d覆水，施用除草劑為2-甲-4-氯鈉鹽、氯氟吡啶酯、滅草松、嘧肟·丙草胺和2-甲·滅草松。各除草劑均采用常規(guī)用藥量處理野慈姑，分別設(shè)清水處理為空白對(duì)照。共12個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。施藥后分別于7、14、28和42 d記錄野慈姑受藥癥狀，施藥后45d調(diào)查雜草株高防效和鮮重防效，并于9月15日調(diào)查所有處理地下部分，確定新球莖產(chǎn)生情況，將新球莖重新播種，研究次年發(fā)生情況。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用DPS 3.01軟件分析數(shù)據(jù)并作顯著性檢驗(yàn)，Duncan氏新復(fù)極差法作多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 野慈姑球莖繁殖規(guī)律

2.1.1 球莖繁殖野慈姑生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律

2.1.1.1 地上部生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)

球莖繁殖野慈姑在6月初開(kāi)始出苗，7月25日左右株高達(dá)最大值55.9 cm。葉片按沉水葉-漂浮葉-挺水葉順序依次生長(zhǎng)，與何軍艇等研究結(jié)果一致[21]。7月10日，沉水葉片數(shù)最多，可達(dá)6片·株-1，之后逐漸減少；野慈姑挺水葉片在6月25日～8月5日，由3.67片·株-1增至8.33片·株-1，8月5日～8月25日，穩(wěn)定在8.33～8.50片·株-1，8月25日后略有下降，其原因?yàn)椴糠秩~片枯萎腐爛，9月15日降至7.63片·株-1，野慈姑挺水葉最多可達(dá)13片·株-1；6月25日～6月30日，挺水葉片數(shù)為4片時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)綠色小抽薹，綠色抽薹出現(xiàn)5 d后即7月初開(kāi)花，7月中旬達(dá)開(kāi)花盛期，抽薹數(shù)在6月25日～8月25日由0.25個(gè)·株-1增至2.67個(gè)·株-1，至9月15日抽薹數(shù)穩(wěn)定在2.50～2.67個(gè)·株-1，抽薹數(shù)最多可達(dá)6個(gè)·株-1（見(jiàn)圖1）。8月20日開(kāi)始有種子成熟自行落下。

2.1.1.2 地下部生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)

7月25日根長(zhǎng)達(dá)最大值59.2 cm。6月末，野慈姑長(zhǎng)至3～4片挺水葉，花挺尚未長(zhǎng)出，地下開(kāi)始出現(xiàn)根狀莖。新球莖最早出現(xiàn)在7月25日，此時(shí)野慈姑地上部分有6片挺水葉，2個(gè)抽薹。此后至8月25日，野慈姑新球莖個(gè)數(shù)從0.25個(gè)·株-1緩慢增至0.67個(gè)·株-1，8月25日～9月5日為新球莖結(jié)球盛期，新球莖個(gè)數(shù)由0.67個(gè)·株-1增至3.25個(gè)·株-1，9月5日～9月15日球莖個(gè)數(shù)為3.05～3.33個(gè)·株-1（見(jiàn)圖1）。單株野慈姑最多可結(jié)5個(gè)球莖。7月25日～9月5日，花挺數(shù)為2～3個(gè)、挺水葉為7～8片葉時(shí)，野慈姑植株根狀莖末端膨大為球莖時(shí)期，大部分新球莖生長(zhǎng)在根狀莖3～5節(jié)鞘處。新球莖最大橫截直徑0.1～1.4 cm。

野慈姑整個(gè)生長(zhǎng)階段，當(dāng)抽薹數(shù)≥2個(gè)·株-1時(shí)，地下部分存在發(fā)生新球莖可能，隨抽薹數(shù)增加野慈姑結(jié)新球莖概率增加，地上部有5～6個(gè)抽薹時(shí)，野慈姑出現(xiàn)新球莖概率在80%以上；當(dāng)挺水葉片數(shù)≥3片·株-1時(shí)，地下部分存在發(fā)生新球莖可能，野慈姑生長(zhǎng)新球莖概率隨挺水葉片數(shù)增長(zhǎng)呈先升后降趨勢(shì)，其中挺水葉片數(shù)9片葉時(shí)，野慈姑生長(zhǎng)新球莖概率最高為80%（見(jiàn)圖2）。進(jìn)入9月后大部分野慈姑均生長(zhǎng)新球莖且數(shù)量增多。

圖1 野慈姑挺水葉片、抽薹和球莖發(fā)生規(guī)律Fig.1 Occurrence law of the arrow type leaf,bolting,new corms of Sagittaria trifolia L.

圖2 野慈姑抽薹數(shù)、挺水葉片數(shù)與發(fā)生新球相關(guān)關(guān)系Fig.2 Relationship between bolting number,arrow type leaf number and probability of occurrence of new corms of Sagittaria trifolia L.

2.1.2 種子繁殖野慈姑生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律

2.1.2.1 地上部生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)

種子繁殖野慈姑在6月底出苗，少量種子延遲至7月中旬。野慈姑8月15日株高達(dá)最大值32.9 cm。挺水葉片7月20日～8月15日，由2.17片·株-1增至6.33片·株-1，8月15日～9月10日，挺水葉片數(shù)6.14～6.40片·株-1。挺水葉片最多可達(dá)7片·株-1，首次出現(xiàn)在8月10日。沉水葉片最多可達(dá)6片·株-1，第1次出現(xiàn)在7月20日。8月5日野慈姑出現(xiàn)第1個(gè)抽薹，此時(shí)挺水葉片數(shù)為3～5片，沉水葉為3片，抽薹數(shù)在8月5日～8月25日由0.33個(gè)·株-1增至1.45個(gè)·株-1，之后趨于穩(wěn)定（見(jiàn)圖3），單株野慈姑抽薹數(shù)最多可達(dá)3個(gè)。抽薹出現(xiàn)10 d后即8月15日見(jiàn)開(kāi)花。8月末達(dá)開(kāi)花盛期。9月中旬小部分種子成熟落下。

2.1.2.2 地下部生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)

種子繁殖野慈姑在7月30日根長(zhǎng)達(dá)最大值38.7 cm。7月25日出現(xiàn)根狀莖，此時(shí)野慈姑地上部分未長(zhǎng)出花挺，3片挺水葉，3～4片沉水葉。新球莖最早出現(xiàn)在8月25日，為0.09個(gè)·株-1，此后每株野慈姑新生球莖數(shù)快速增加至9月10日，為4.00個(gè)·株-1（見(jiàn)圖3）。

9月后每株野慈姑均長(zhǎng)出新球莖，個(gè)數(shù)明顯增多，最多可達(dá)6個(gè)·株-1。新球莖最大橫截直徑0.1～0.6 cm，在種子繁殖野慈姑整個(gè)生長(zhǎng)階段，即使未長(zhǎng)出抽薹，仍可能發(fā)生新球莖，概率為10.34%，且發(fā)生新球莖概率隨抽薹數(shù)增加而增加，抽薹數(shù)為3時(shí)，概率最大為66.67%；當(dāng)挺水葉片數(shù)為3片·株-1時(shí)，發(fā)生新球莖概率為16.67%，明顯低于挺水葉片為4～7片·株-1時(shí)，當(dāng)挺水葉為4片·株-1時(shí)，發(fā)生新球莖概率與5片·株-1時(shí)接近，分別為44.44%、42.86%，當(dāng)每株6～7片挺水葉片時(shí)，發(fā)生新球莖概率接近，分別為55.56%、57.14%。

圖3 野慈姑挺水葉片、抽薹和新球莖與時(shí)間關(guān)系Fig.3 Relationship between the arrow type leaf,bolting,new corms and time of Sagittaria trifolia L.

圖4 野慈姑抽薹數(shù)、挺水葉片數(shù)與發(fā)生新球莖相關(guān)關(guān)系Fig.4 Relationship between bolting number,arrow type leaf number and probability of occurrence of new corms of Sagittaria trifolia L.

2.2 化學(xué)防除技術(shù)對(duì)野慈姑球莖抑制作用

2.2.1 土壤處理防除效果

五氟磺草胺處理下野慈姑當(dāng)年結(jié)球莖數(shù)最少，為0.38個(gè)·株-1，與丙嗪嘧磺隆處理0.43個(gè)·株-1差異不顯著。噁草酮處理野慈姑當(dāng)年結(jié)球莖數(shù)為0.97個(gè)·株-1。芐嘧磺隆處理野慈姑當(dāng)年結(jié)球莖數(shù)最多，為2.77個(gè)·株-1，與對(duì)照差異不顯著。觀察次年球莖出苗率可知，丙嗪嘧磺隆處理出苗率最低為51.00%，與其他除草劑處理存在顯著性差異，五氟磺草胺處理和噁草酮處理分別為68.00%、68.50%，兩者間明顯差異，芐嘧磺隆出苗率最高為91.00%，與對(duì)照差異不顯著（見(jiàn)表2）。

芐嘧磺隆處理14和28 d均輕微抑制野慈姑生長(zhǎng)，42 d后抑制程度減輕，出現(xiàn)再生現(xiàn)象；噁草酮處理14、28和42 d后野慈姑均生長(zhǎng)緩慢，與對(duì)照野慈姑相比，植株矮化，葉面積減少，整株長(zhǎng)勢(shì)較弱；丙嗪嘧磺隆處理14和28 d后大部分野慈姑停止生長(zhǎng)，葉片呈黃色，小部分葉片紅褐色，42 d后未出現(xiàn)再生現(xiàn)象；五氟磺草胺處理14 d，野慈姑生長(zhǎng)受抑制，生長(zhǎng)點(diǎn)失綠，28和42 d后部分野慈姑死亡。由表2可知，不同除草劑對(duì)野慈姑地上部分植株整體防效順序依次為五氟磺草胺＞丙嗪嘧磺?。緡f草酮＞芐嘧磺隆。株高防效：五氟磺草胺與丙嗪嘧磺隆差異不顯著，但兩者顯著高于噁草酮和芐嘧磺隆處理；鮮重防效：五氟磺草胺為91.09%，顯著高于丙嗪嘧磺隆處理81.90%，而丙嗪嘧磺隆處理則依次顯著高于噁草酮處理72.86%、芐嘧磺隆處理36.41%。

表2 4種土壤處理除草劑對(duì)野慈姑防除效果Table2 Plant control effect of 4 soil-applied herbicides on Sagittaria trifolia L.

2.2.2 莖葉處理防除效果

結(jié)合當(dāng)年各處理新球莖發(fā)生情況及次年球莖出苗率可知，除草劑對(duì)野慈姑營(yíng)養(yǎng)繁殖器官抑制作用依次為氯氟吡啶酯＞2-甲-4-氯鈉鹽＞2-甲·滅草松＞嘧肟·丙草胺＞滅草松。氯氟吡啶酯處理野慈姑當(dāng)年所結(jié)新球莖顏色為乳黃色，其他處理新球莖顏色與對(duì)照相同，為紫色。

當(dāng)年新球莖發(fā)生個(gè)數(shù)：氯氟吡啶酯處理當(dāng)年新球莖發(fā)生數(shù)量最少，為0.39個(gè)·株-1，顯著低于其他各除草劑和對(duì)照處理。滅草松處理當(dāng)年新球莖發(fā)生數(shù)量最多，為2.61個(gè)·株-1，顯著高于其他各除草劑處理。2-甲-4-氯鈉鹽處理0.66個(gè)·株-1與2-甲·滅草松處理1.00個(gè)·株-1間差異不顯著，而與嘧肟·丙草胺處理1.27個(gè)·株-1和滅草松處理2.61個(gè)·株-1及對(duì)照均差異顯著。嘧肟·丙草胺處理與2-甲·滅草松處理結(jié)果相近，差異不顯著，與滅草松處理及對(duì)照差異顯著。

次年出苗數(shù)：氯氟吡啶酯處理次年球莖出苗率為15.09%，顯著低于其他各處理及對(duì)照。滅草松處理的86.45%顯著高于其他各除草劑處理，且與對(duì)照差異顯著。2-甲·滅草松處理和嘧肟·丙草胺處理結(jié)果分別為67.64%、65.83%，差異不顯著，與滅草松處理差異顯著。

滅草松處理藥效反應(yīng)迅速，施用7 d后野慈姑葉片大面積失水、萎蔫、枯黃、卷曲，但未著藥莖稈和新葉無(wú)明顯癥狀；嘧肟·丙草胺處理施用7、14 d后，野慈姑部分葉片呈黃色，長(zhǎng)勢(shì)較弱；2-甲·滅草松處理施用7 d后，野慈姑葉片倒伏，14 d后，大部分野慈姑死亡；2-甲-4-氯鈉鹽處理7 d后，野慈姑葉片大面積倒伏漂浮于水面，大部分植株死亡；氯氟吡啶酯處理7 d后，野慈姑根基部腐爛，幾乎全部死亡。

由表3可知，株高防效：氯氟吡啶酯對(duì)野慈姑株高防效最佳，為99.95%，與2-甲-4-氯鈉鹽處理97.76%差異不顯著，2-甲-4-氯鈉鹽與2-甲·滅草松96.06%差異不顯著，而2-甲-4-氯鈉鹽處理與嘧肟·丙草胺處理79.64%和滅草松處理81.10%差異顯著；鮮重防效：氯氟吡啶酯、2-甲-4-氯鈉鹽、2甲·滅草松處理對(duì)野慈姑鮮重防效分別為99.00%、98.09%、97.16%，三者間差異不顯著，但三者與嘧肟·丙草胺處理79.99%和滅草松處理82.77%差異顯著。

表3 5種莖葉處理除草劑對(duì)野慈姑防除效果Table3 Plant control effect of 5 post-emergence herbicides on Sagittaria trifolia L.

3 討論

本研究表明抽薹數(shù)、挺水葉片數(shù)與新球莖發(fā)生規(guī)律與王長(zhǎng)方等[5]、芮靜[10]研究結(jié)果一致。在球莖繁殖野慈姑有3～4片挺水葉，花挺尚未長(zhǎng)出時(shí)，地下開(kāi)始出現(xiàn)根狀莖。本研究大部分球莖繁殖野慈姑發(fā)生新球莖數(shù)2～4個(gè)，單株野慈姑最多可結(jié)5個(gè)球莖，大部分種子繁殖野慈姑發(fā)生新球莖個(gè)數(shù)1～2個(gè)，與何軍艇研究結(jié)果[13]一致，但本文種子繁殖野慈姑最多可發(fā)生6個(gè)新球莖，目前尚未見(jiàn)報(bào)道。

本試驗(yàn)中芐嘧磺隆除草劑對(duì)野慈姑地上部植株和地下部球莖防效均不理想，可能與野慈姑對(duì)其產(chǎn)生較高抗性有關(guān)。稻田主要應(yīng)用磺酰脲類(lèi)除草劑防除野慈姑。連續(xù)多年使用同一作用機(jī)理除草劑，加速抗性雜草發(fā)生[14-16]，應(yīng)注意除草劑輪換、交替使用并改進(jìn)栽培管理方式，開(kāi)發(fā)不同作用機(jī)理稻田除草劑[17-19]。

本研究采用室外盆栽方法，與田間真實(shí)環(huán)境存在差異，田間野慈姑長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)于試驗(yàn)盆栽植株，同期觀察田間野慈姑，植株株高較高，葉面積較大，但地上部分抽薹與地下部根狀莖和新球莖發(fā)生時(shí)間差異不顯著。土壤處理對(duì)野慈姑地上部分防除效果普遍低于莖葉處理，但除芐嘧磺隆以外其他除草劑對(duì)當(dāng)年新球莖發(fā)生抑制效果較好。

本試驗(yàn)中2-甲-4-氯鈉鹽和氯氟吡啶酯均為激素類(lèi)除草劑，兩者對(duì)野慈姑球莖次年出苗抑制作用是否為打破球莖越冬機(jī)制，有待進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在土壤處理除草劑中丙嗪嘧磺隆對(duì)野慈姑當(dāng)年結(jié)球數(shù)控制效果不佳，但次年野慈姑球莖出苗率最低，原因可能為施用丙嗪嘧磺隆雖未有效控制新球莖形成，但破壞新球莖再生能力，其機(jī)理尚待后續(xù)試驗(yàn)深入研究。

4 結(jié)論

a.球莖繁殖野慈姑6月初出苗，球莖發(fā)生持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，7月下旬開(kāi)始接球，但結(jié)球莖盛期在8月中旬至9月中上旬。當(dāng)抽薹數(shù)為6個(gè)·株-1時(shí)，發(fā)生新球莖概率最大83.00%。大部分野慈姑每株發(fā)生新球莖約為2～4個(gè)，單株野慈姑最多可結(jié)5個(gè)球莖。8月20日開(kāi)始有種子成熟自行落下。

b.種子繁殖野慈姑在6月底出苗，有少量種子可延遲至7月中旬出苗。結(jié)球盛期在8月末～9月中上旬，當(dāng)抽薹數(shù)為3個(gè)·株-1時(shí)，發(fā)生新球莖概率最大為66.70%。大部分野慈姑每株發(fā)生新球莖約1～2個(gè)，最多可達(dá)6個(gè)·株-1。9月中旬小部分種子成熟落下。

c.土壤處理對(duì)當(dāng)年野慈姑球莖抑制效果最好為五氟磺草胺，對(duì)次年球莖出苗控制效果最好為丙嗪嘧磺隆。莖葉處理對(duì)野慈姑球莖抑制作用順序依次為氯氟吡啶酯＞2-甲-4-氯鈉鹽＞2-甲·滅草松＞嘧肟·丙草胺＞滅草松。

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