不同作業(yè)方式及藥劑配方對黑龍江省半干旱區(qū)水田草害的防控效果

馬軍韜 張國民 王永力 張麗艷 鄧凌韋 高洪儒 肖明綱 趙北平任洋 宮秀杰 鄭桂萍 劉麗華

（1 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，哈爾濱150028；2 中國科學(xué)院北方粳稻分子育種聯(lián)合研究中心，哈爾濱150028；3 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所，哈爾濱150028；4 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江 大慶163319）

黑龍江省是北方水稻生產(chǎn)大省，是國家重要的糧食生產(chǎn)基地，常年水稻種植面積400～450 萬hm2[1]。黑龍江省半干旱區(qū)主要位于松嫩平原的西南部，總土地面積占全省的1/5 強。該區(qū)域?qū)儆谥袦貛?、半干旱大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同季，晝夜溫差大，是典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)[2-3]。近幾年來，受市場調(diào)節(jié)等因素影響，黑龍江省半干旱區(qū)內(nèi)的水田面積不斷攀升，而這些水田多數(shù)是近些年由旱田改造過來的，保水性偏差，漏水田占比較高，在給當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成較大壓力的同時也使水田的草害問題日趨凸顯。

目前，黑龍江省半干旱區(qū)水田雜草約有20 種，分為禾本科雜草、闊葉雜草、莎草科雜草和藻類雜草等4大類，一般可造成10%～20%的減產(chǎn)[4]。其中，稗草、澤瀉、螢藺、異型莎草和野慈姑等幾種雜草發(fā)生最為普遍。目前，關(guān)于水田草害的防控以化學(xué)農(nóng)藥為主，研究較多[5-9]。張佩等[10]的研究表明，每667 m2施用10%氰氟草酯100 mL、20%氰氟草酯150 mL 和20%氰氟草酯300 mL，在藥后保水4 d 的情況下，對6 葉以下的馬唐、稗草等有較好的防效。張月等[11]的研究表明，2%雙唑草腈GR 對雙季水稻田雜草具有良好的防治效果，210、315 和420 g/hm2處理藥后30 d、45 d 對禾本科雜草和闊葉類雜草的防效均在87%以上。但是，針對黑龍江省半干旱區(qū)水田的具體草害特點的研究并不多。羅寶君等[12]的研究表明，50%丙草胺乳油＋50%嘧苯胺磺隆水分散粒劑混用，總草防效達97.60%；水稻插秧前施用50% 丙草胺乳油封閉除草，插秧后施用5%嘧啶肟草醚乳油，總草防效達95.70% 。

植保無人機主要是用于農(nóng)林植物保護作業(yè)的無人駕駛飛機，2017 年以后在黑龍江省開始較大規(guī)模應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)噴霧機，植保無人機具有作業(yè)效率高、成本低、安全性好及使用便利等優(yōu)點，但也存在一定的瓶頸，如飛機成本高、電池續(xù)航能力差、負載能力差及匹配藥劑少等[13-14]。目前，在水田方面，直播無人機主要應(yīng)用于防病、防蟲藥劑的噴灑。翟宏偉[15]的研究表明，植保無人機噴灑枯草芽孢桿菌100 mL/667 m2對稻瘟病的防效為85.49%，明顯好于電動噴霧器的防效（76.03%）。肖漢祥等[16]的研究表明，在水稻分蘗末期，植保無人機噴施納米農(nóng)藥3 d、7 d、14 d 后對稻飛虱的防治效果分別為94.90%、97.45%和99.31%，效果較好。但是，植保無人機在應(yīng)用潛力更巨大的草害防控方面應(yīng)用卻不多，這可能與植保無人機負載能力差、除草劑因稀釋倍數(shù)不夠易造成藥害、對氣象條件適應(yīng)能力差、霧化施藥對個別階段稻苗生長不利等情況有一定關(guān)系。柏超等[17]的研究表明，應(yīng)用植保無人機在單晚水直播稻田噴施除草劑防除雜草，其防除效果與擔架式機動噴霧機相近，作業(yè)效率高，噴灑均勻，但受風(fēng)力等環(huán)境因子影響較大。目前，在黑龍江省水田草害防控方面，應(yīng)用植保無人機最多的時期是苗前封閉期，莖葉處理期、苗后封閉期應(yīng)用偏少。

總體來看，關(guān)于水田雜草防除藥劑和防除機械的研究均較多，但將二者結(jié)合研究的并不多，而針對某一特殊區(qū)域進行結(jié)合研究的則更少。有鑒于此，依據(jù)黑龍江省半干旱區(qū)的氣候特點、草害類型及水田保水性偏差的現(xiàn)實，我們于2019 年選取藥效發(fā)揮較快、安全性較好的封閉除草劑，結(jié)合不同作業(yè)方式，進行其草害的防控效果試驗，并探討了其對水稻產(chǎn)量的影響，以為有效解決生產(chǎn)問題提供更多的選擇。

表1 水稻苗后封閉除草劑配方信息

表2 農(nóng)戶應(yīng)用藥劑信息 （/元/667 m2）

1 材料與方法

1.1 試驗地點與噴藥時間

泰來縣大興鎮(zhèn)東方紅村、五七屯：苗前封閉除草劑噴藥時間為5 月14 日，苗后封閉除草劑噴藥時間為6月9 日。查哈陽農(nóng)場金光管理區(qū)示范園、海洋管理區(qū)：苗前封閉除草劑噴藥時間為5 月8 日，苗后封閉除草劑噴藥時間為6 月7 日。泰來縣克利鎮(zhèn)和查哈陽農(nóng)場金光管理區(qū)15 連，不進行藥效分析，只進行測產(chǎn)及肥料利用率測定。

1.2 試驗藥劑及價格

水稻苗前封閉除草劑配方為34%丙·氧·噁草酮微乳劑（丙草胺15%、乙氧氟草醚12%、噁草酮7%，吉林金秋農(nóng)藥有限公司生產(chǎn)），使用劑量70 g/667m2，價格9.3 元/667 m2，所有試驗地點均應(yīng)用。

水稻苗后封閉除草劑配方有2 個，具體見表1。泰來縣大興鎮(zhèn)五七屯由于苗情問題沒有進行水稻苗后封閉，加噴了5%五氟磺草胺可分散油懸浮劑，價格16.5元/667 m2。

1.3 噴藥方式及價格

水稻苗前封閉除草劑采取2 種噴藥方式：一是植保無人機作業(yè)，價格4 元/667 m2；二是人工噴霧機作業(yè)，價格8 元/667 m2。水稻苗后封閉除草劑采取人工噴霧機作業(yè)，其目的是防止藥液噴濺到秧苗上引起藥害。

1.4 調(diào)查方式與指標

草害調(diào)查采用5 點取樣與大區(qū)調(diào)查相結(jié)合方式，每點1 m2；調(diào)查指標包括雜草類型、株數(shù)、鮮質(zhì)量等，調(diào)查時間為7 月11—13 日。水稻產(chǎn)量測定為取1 m2稻株，晾曬至安全水分后脫粒實測，4 次重復(fù)。

產(chǎn)量損失率測定：田間選取1 m2雜草為害稻株，進行測產(chǎn)（為害后產(chǎn)量）；選取1 m2沒有草害的稻株，進行測產(chǎn)（對照產(chǎn)量）。產(chǎn)量損失率=（對照產(chǎn)量-為害后產(chǎn)量）/對照產(chǎn)量×100%。藥劑防效提升率=（農(nóng)戶作業(yè)區(qū)雜草株數(shù)-試驗區(qū)雜草株數(shù)）/ 農(nóng)戶防治田雜草株數(shù)×100%。

肥料利用率測定采用同田對比方式進行。肥料利用率=（處理區(qū)水稻吸收養(yǎng)分量-不施肥區(qū)水稻吸收養(yǎng)分量）/養(yǎng)分總施入量×100%。

1.5 農(nóng)戶應(yīng)用藥劑信息

農(nóng)戶用藥具體信息見表2。泰來縣大興鎮(zhèn)東方紅村，為控制野慈姑，于7 月13 日進行了第1 次補除，噴施氯氟吡啶酯，價格26.0 元/667 m2；施藥方式，植保無人機作業(yè)，價格4.0 元/667 m2。泰來縣大興鎮(zhèn)五七屯，苗弱沒有進行苗后封閉；第1 次補除，噴施五氟磺草胺，價格16.5 元/667 m2；為控制住野慈姑和稗草，于7月13 日進行了第2 次補除，噴施氯氟吡啶酯，價格26.0 元/667 m2；施藥方式，人工噴霧機作業(yè)，價格8.0元/667 m2。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同作業(yè)方式及藥劑配方下水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量損失率

從表3 可見，植保無人機作業(yè)區(qū)水稻產(chǎn)量介于581.67～600.00 kg/667 m2之間，平均為589.45 kg/667 m2；人工噴霧機作業(yè)區(qū)水稻產(chǎn)量介于575.00～600.00 kg/667 m2之間，平均為586.39 kg/667 m2；農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)水稻產(chǎn)量介于550.00～571.67 kg/667 m2之間，平均為563.33 kg/667 m2。使用配方1 的處理水稻產(chǎn)量介于575.00 ～593.33 kg/667 m2之間，平均為585.28 kg/667 m2；使用配方2 的處理水稻產(chǎn)量介于585.00～600.00 kg/667 m2之間，平均為593.75 kg/667 m2。此外，未發(fā)病區(qū)水稻產(chǎn)量介于586.67～600.00 kg/667 m2之間，平均為595.72 kg/667 m2。與農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)相比，植保無人機作業(yè)區(qū)平均增產(chǎn)4.64%，人工噴霧機作業(yè)區(qū)平均增產(chǎn)4.10%；使用配方1 的處理和使用配方2 的處理水稻均平均增產(chǎn)4.32%。

從表3 可見，植保無人機作業(yè)區(qū)產(chǎn)量平均損失率為1.05%，人工噴霧機作業(yè)區(qū)產(chǎn)量平均損失率為1.57%，農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)產(chǎn)量平均損失率為5.49%。使用配方1 的處理水稻產(chǎn)量損失率為0.89%～3.04%，平均1.91%；使用配方2 的處理水稻產(chǎn)量損失率為0.00～2.12%，平均0.85%。與農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)相比，植保無人機作業(yè)區(qū)和人工噴霧機作業(yè)區(qū)產(chǎn)量平均損失率分別下降4.44 個和3.92 個百分點。使用配方1 的處理和配方2 的處理水稻產(chǎn)量平均損失率分別下降3.58 個和4.64 個百分點。

表3 不同作業(yè)方式及藥劑配方下水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量損失率分析

表4 不同作業(yè)方式及藥劑配方下各試驗地點草害調(diào)查及防效提升率

表5 不同作業(yè)方式及藥劑配方的成本投入分析 （/元/667 m2）

表6 不同作業(yè)方式及藥劑配方的肥料利用率

2.2 不同試驗地點草害防控效果

從雜草類型及數(shù)量來看，僅調(diào)查到野慈姑和稗草的分布，側(cè)面說明該區(qū)域目前雜草種群相對單一，利于重點防控。同時，從農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)的雜草數(shù)量來看，明顯分為3 個層次，查哈陽農(nóng)場海洋管理區(qū)和金光管理區(qū)示范園雜草數(shù)量最少，泰來縣大興鎮(zhèn)五七屯居中，泰來縣大興鎮(zhèn)東方紅村最多（表4）。這除了說明農(nóng)戶自主防控不到位外，也可能說明不同試驗點草害的確存在差異，需要根據(jù)現(xiàn)實情況在配方上做出調(diào)整。

從防控效果來看，與農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)相比，植保無人機作業(yè)區(qū)防效提升率介于12.50%～100.00%之間，平均提升68.61%；人工噴霧機作業(yè)區(qū)防效提升率介于11.11%～100.00%之間，平均提升71.29%。配方1的處理防效提升率介于11.11%～50.00%之間，平均提升26.04%；使用配方2 的處理防效提升率均為100.00%，平均提升100.00%；泰來縣大興鎮(zhèn)五七屯的防效提升率介于96.89 ～100.00%之間，平均提升98.84%（表4）。此外，試驗區(qū)內(nèi)水稻生長正常，無藥害現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.3 不同作業(yè)方式及藥劑配方的成本投入分析

從表5 可見，與農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)相比，植保無人機作業(yè)區(qū)的藥劑成本投入介于20.50～50.60 元/667 m2，節(jié)本1.40～34.00 元/667 m2，平均節(jié)本14.83 元/667 m2；噴藥方式成本投入12.00～24.00 元/667 m2，節(jié)本0.00～12.00 元/667 m2，平均節(jié)本6.00 元/667 m2；總成本投入介于32.50～62.60 元/667 m2，節(jié)本3.80～46.00 元/667 m2，平均節(jié)本20.83 元/667 m2。其中，泰來縣大興鎮(zhèn)五七屯節(jié)本最多，查哈陽農(nóng)場海洋管理區(qū)節(jié)本最少。

2.4 不同作業(yè)方式及藥劑配方對肥料利用率的影響

數(shù)據(jù)（表6）顯示，本試驗條件下，水稻對N 肥、P 肥和K 肥的吸收量和利用率均有所提高。與農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)相比，在查哈陽農(nóng)場金光管理區(qū)15 連和泰來縣克利鎮(zhèn)的植保無人機作業(yè)區(qū)，N 肥利用率分別為34.55%和35.44%，較對照分別提高2.11 個和2.55 個百分點；P 肥利用率分別為21.80%和22.40%，較對照分別提高1.20 個和1.40 個百分點；K 肥利用率分別為44.40%和43.07%，較對照分別提高1.87 個和1.60 個百分點；總肥料利用率分別提高5.18 個和5.55 個百分點。上述情況的出現(xiàn)，可能與機械化綜合防控技術(shù)除草效果較好，使水稻在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的競爭中處于一個相對優(yōu)勢的地位，植株生長更加健壯，從而促進了營養(yǎng)元素的吸收。

3 討論

從產(chǎn)量結(jié)果分析，2019 年水稻單產(chǎn)偏低，這可能與前期活動積溫不足、多雨寡照等異常天氣有較大關(guān)系。此外，查哈陽農(nóng)場海洋管理區(qū)試驗點后期被水淹，對水稻產(chǎn)量和藥劑的后期防效均造成一定不利影響。從不同配方對產(chǎn)量的影響來看，配方1 和配方2 處理平均增幅相同，但配方2 的產(chǎn)量損失率明顯更低，側(cè)面說明配方2 的效果更好。

從防控效果分析，查哈陽農(nóng)場金光管理區(qū)示范園的數(shù)據(jù)，將植保無人機作業(yè)方式和配方1 的防效都拉低了。其原因有2 點：植保無人機作業(yè)當天風(fēng)力較大且風(fēng)向不定，無人機穩(wěn)定性不夠，為防止藥劑噴濺到別的田塊內(nèi)造成藥害，植保無人機作業(yè)時離池埂邊緣較遠，可能藥劑噴灑較少，也不夠均勻；試驗地點為漏水田，水層僅能保持3～4 d，即使后期補水，藥劑形成的藥膜也被破壞，影響封閉效果，這一點從傳統(tǒng)噴霧機作業(yè)區(qū)、農(nóng)戶自主防控區(qū)除草效果均不理想也可得到佐證。此外，兩種作業(yè)方式相比，貌似人工噴霧機的防效提升率平均值較高，效果較好，實則不然，如去除查哈陽農(nóng)場金光管理區(qū)示范園的非正常狀態(tài)數(shù)據(jù)，則植保無人機作業(yè)區(qū)防效提升率平均值為82.64%，傳統(tǒng)噴霧機作業(yè)區(qū)防效提升率平均值為76.62%；兩組數(shù)據(jù)均處于較高水平，說明試驗藥劑應(yīng)用合理的同時也說明植保無人機的噴灑效果略勝一籌。

從成本投入角度分析，作業(yè)方式上，植保無人機作業(yè)價格更便宜；藥劑配方上，配方2 雖效果較好，但其價格偏高，更適用于草害偏重地區(qū)，而對某些草害偏輕地區(qū)也可以選用一些價格相對較低的藥劑進行防控，從而實現(xiàn)防效與經(jīng)濟收益的兼顧。從肥料利用率角度分析，配方1 更有利于K 肥利用率的提高，配方2 更有利于N 肥和P 肥利用率的提高，總肥料利用率也是配方2 更高，但二者間差別并不顯著。