高粱育種田除草劑的篩選

陳敏菊，孫喜云，袁海波，張福娟，孟憲政，孟 彥

（商丘市農(nóng)林科學(xué)院，河南商丘476000）

0 引言

草害是影響農(nóng)業(yè)發(fā)展的因素之一，除草劑的使用是人們?cè)谂c草害斗爭的實(shí)踐中摸索出的一條經(jīng)濟(jì)、有效、安全、低成本的好方法。生產(chǎn)實(shí)踐證明，使用化學(xué)除草劑可以很好地解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的除草問題，使用得當(dāng)，可以使燕麥增產(chǎn)13.82%[1]，但應(yīng)注意使用量，除草劑使用量過大會(huì)污染農(nóng)田環(huán)境[2]，使用不當(dāng)會(huì)降低作物株高及粒重[3]。中國高粱常年種植面積約70萬hm2[4]，危害高梁的雜草有數(shù)百種，它們?cè)谕庑?、生態(tài)、繁殖習(xí)性、危害特點(diǎn)以及對(duì)除草劑的敏感性都不相同，而高粱是一種對(duì)除草劑敏感的作物，高粱田專用除草劑種類只占除草劑總量的0.5%[5]。在除草劑種類上，美國高粱生產(chǎn)中多用64%莠去津，但莠去津的使用不但容易造成地下水的污染[6]，而且張福麗[7]研究發(fā)現(xiàn)莠去津?qū)Ω吡粫?huì)產(chǎn)生輕微藥害。中國高粱生產(chǎn)用除草劑多為綠麥隆等，有研究顯示二甲戊靈對(duì)高粱出苗及生長無副作用[8]，異丙甲草胺多用于高粱苗前除草[9-10]等。高粱田除草劑的應(yīng)用，目前研究多局限于雜交種高粱生產(chǎn)田的應(yīng)用，如劉賓等[11]、張姼等[12]、王江紅等[13]、王艷秋等[14]的研究均是以雜交種為載體，也有高粱田土壤水分與除草劑的研究[15]及除草劑與雜草種類的研究[16]。目前在高粱育種種質(zhì)田的除草劑研究報(bào)道很少，抗除草劑育種是未來高粱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)之一[17]。為選育抗除草劑高粱種質(zhì)做準(zhǔn)備，解決高粱育種田除草難的問題，本研究選用4個(gè)不同類型的夏播高粱種質(zhì)、2個(gè)雜交種和3種本生態(tài)區(qū)常用除草劑，分析除草劑對(duì)不同種質(zhì)出苗及田間雜草的影響，為高粱育種田除草劑選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用商丘市農(nóng)林科學(xué)院高粱研究室的4個(gè)育種材料2個(gè)雜交種和3種本地常用的夏季除草劑為研究材料，其中‘野生高粱’、和‘A-3194’為中國農(nóng)科院種質(zhì)資源庫提供，具體試驗(yàn)材料見表1。

表1 試驗(yàn)材料

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018—2019年在河南省商丘市農(nóng)林科學(xué)院雙八試驗(yàn)基地(39.9289N，116.3883E)進(jìn)行，試驗(yàn)田為多年冬小麥-高粱輪作田，土壤為輕壤土，2018年取土化驗(yàn)（院化驗(yàn)室）0～20 cm耕層有機(jī)質(zhì)含量1.56%，全氮(N)0.087%，水解氮40.76 mg/kg，速效磷(P2O5)69.98 mg/kg，速效鉀(K2O)105.32 mg/kg，水溶性鈣0.19%。7個(gè)處理采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積20 m2，3次重復(fù)，6行區(qū)，6.7 m行長，行距0.5 m，株距0.222 m，密度90000株/hm2，走道1.0 m。采用精選種子人工開溝單粒播種法播種，2年的播期分別為：2018年6月10日、2019年6月12日，噴藥時(shí)間苗前為播種后間隔一天噴灑除草劑，苗后為三葉一心期噴灑除草劑，具體各處理的噴藥時(shí)間見表2。

表2 各處理噴藥時(shí)間

1.3 調(diào)查項(xiàng)目及方法

在二葉一心期調(diào)查各處理的出苗率，五葉一心期調(diào)查苗受藥害株數(shù)及危害程度并計(jì)算最終藥害率（簡稱SD），其中危害程度分為0、1、2、3、4共5個(gè)級(jí)別，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表3，藥害率計(jì)算如式(1)所示；出苗28天調(diào)查一個(gè)重復(fù)的雜草總鮮重，各種質(zhì)對(duì)應(yīng)的T7草害率設(shè)為100%，計(jì)算各處理的草害率(%)（簡稱DW），如式(2)所示。

表3 藥害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003軟件對(duì)2018—2019年的值進(jìn)行整理分析，采用SPSS 22.0軟件做相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析，用LSD法進(jìn)行多重比較，顯著水平為0.05和0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)各種質(zhì)出苗率的分析

由表4可知，方差分析中F值為6.94，大于3.37，達(dá)極顯著水平，說明不同處理對(duì)出苗率的影響存在不同程度的差異。出苗率最高的T2與T7、T6、T4之間雖有差異，但不顯著，這4種處理與苗前的T1、T3、T5處理比較差異達(dá)顯著或極顯著水平，說明不同苗前處理出苗率的差異與除草劑種類及種質(zhì)直接相關(guān)；苗前處理出苗率由低到高依次為T1＜T5＜T3，三者間的差異達(dá)不到極顯著水平，T1與T3、T5比較達(dá)顯著水平，T5與T3比較差異不顯著，三者的出苗率均低于其他處理，T1、T5與T3外的其他處理比較達(dá)到極顯著水平，說明不同除草劑對(duì)高粱種質(zhì)的出苗率均有不同的影響。

表4 高粱出苗情況調(diào)查表

由圖1和圖2可知，不同處理對(duì)各種質(zhì)的出苗率影響不同。圖1為不同種質(zhì)苗前各處理出苗率平均值與對(duì)照比較，雜交高粱‘豫粱8號(hào)’、‘豫粱9號(hào)’的出苗率分別為98.4%、99.1%，二者的平均值為98.7%，較二者對(duì)照的平均值低1.1%，差異不顯著，4個(gè)非雜交種的平均出苗率89.0%，4個(gè)非雜交種對(duì)應(yīng)的對(duì)照平均值為98.8%，差異達(dá)極顯著水平，說明不同除草劑對(duì)高粱品系或不育系的出苗率有不同程度的影響，而對(duì)雜交高粱的出苗率影響不大。圖2為苗期處理雜交種和非雜交種出苗率的比較，T1、T3、T5中的2個(gè)雜交種平均值出苗率分別為99.1%、98.3%、98.9%，分別顯著高于4個(gè)非雜交種的平均出苗率85.3%、92.4%、89.3%。T7中的2個(gè)雜交種平均值出苗率為99.8%，與4個(gè)非雜交種的平均出苗率98.8%比較差異不顯著。說明非雜交高粱種質(zhì)的出苗對(duì)除草劑敏感，而雜交高粱反應(yīng)不敏感。

圖1 苗前處理各種質(zhì)出苗率

圖2 苗前各處理雜交種與非雜交種出苗率

2.2 各處理間除草劑藥害方差分析

由表5可知，不同處理對(duì)不同種質(zhì)產(chǎn)生的藥害不同，所有種質(zhì)不同處理間均達(dá)到極顯著水平。T2和T7對(duì)所有種質(zhì)均沒有產(chǎn)生藥害，二者與其他處理比較達(dá)極顯著水平；T6產(chǎn)生的藥害最重，與其他處理比較，所有種質(zhì)均達(dá)到極顯著水平，其次是T5，產(chǎn)生的藥害與其他處理比較，所有種質(zhì)均達(dá)到極顯著水平；產(chǎn)生藥害較輕的T4，在種質(zhì)‘TX623A’、‘野生高粱’和‘A-3194’上產(chǎn)生的藥害與其他處理比較差異達(dá)極顯著水平，在種質(zhì)‘M17A’和‘豫粱九號(hào)’上產(chǎn)生的藥害與T2差異不顯著，與其他處理比較達(dá)極顯著水平，在‘豫粱8號(hào)’上產(chǎn)生的藥害與T1和T3比較差異不顯著，與其他處理比較達(dá)極顯著水平；T1產(chǎn)生的藥害除在‘豫粱8號(hào)’上與T3、T4差異不顯著外，在其他種質(zhì)上與其他處理比，較達(dá)極顯著水平；T3產(chǎn)生的藥害除在‘豫粱8號(hào)’上與T1、T4差異不顯著外，在其他種質(zhì)上與其他處理比較達(dá)極顯著水平。總體而言，T4處理對(duì)高粱不同種質(zhì)產(chǎn)生的藥害較輕。

表5 不同處理藥害方差分析表

2.3 不同種質(zhì)間的藥害情況分析

由表6和圖3知，各種質(zhì)產(chǎn)生的藥害因處理不同而不同。T1、T3和T5各種質(zhì)間的差異較大，T2、T7處理的各種質(zhì)間不發(fā)生藥害，T4對(duì)各種質(zhì)發(fā)生藥害程度較輕；T6對(duì)各種質(zhì)發(fā)生藥害程度最重，但差異不顯著。不同種質(zhì)間的差異達(dá)顯著或極顯著水平，其中‘豫粱8號(hào)’和‘豫粱九號(hào)’兩個(gè)雜交種的藥害較輕，其他非雜交種種質(zhì)藥害較重。在非雜交種中，‘M17A’在T1處理下藥害最重，與其他種質(zhì)比較達(dá)極顯著水平，在T3、T4和T5處理下藥害最輕，與其他種質(zhì)比較達(dá)顯著或極顯著水平；其他3種非雜交種種質(zhì)在各處理內(nèi)的差異均達(dá)不到極顯著水平。

表6 不同種質(zhì)的藥害

2.4 不同除草劑處理對(duì)田間雜草的影響

由表7可知，不同處理的除草效果有所不同，以T7草害率為基準(zhǔn)，各種質(zhì)草害的平均值中，以T6的除草效果最佳，其次是T5，各種質(zhì)間的草害平均值分別為0.11%、0.19%，二者間差異不顯著，但與其他處理比較達(dá)極顯著水平；T1、T3、T4之間比較差異不顯著，T1、T3與T4外的其他處理比較達(dá)顯著或極顯著水平，T4與T1、T2、T3比較差異不顯著，但與其他處理比較達(dá)極顯著水平。T7與其他處理比較達(dá)極顯著水平，說明各種除草劑均能起到理想的除草效果，不同處理間的差異與藥劑或處理時(shí)間有關(guān)。

表7 草害率 %

3 討論

3.1 不同處理對(duì)出苗率的影響

苗前的3個(gè)處理對(duì)高粱出苗影響程度依次為T1＞T2＞T3，且雜交種出苗率＞非雜交種出苗率。T3中各種質(zhì)出苗率平均為94.32%，與T7比較達(dá)顯著水平；T1對(duì)出苗率的影響最大，平均出苗率為89.88%，比T7的99.08%低9.20%，達(dá)極顯著水平，這與石永順[8]的結(jié)果不一致，需要擴(kuò)大除草劑選擇范圍作進(jìn)一步研究；各種質(zhì)間，雜交種的出苗率顯著高于非雜交種，2個(gè)雜交種的平均出苗率為98.8%，顯著高于T4，非雜交種的平均出苗率89.0%，其中T3對(duì)2個(gè)雜交種的出苗率無影響，這與姜艷喜[9]的結(jié)果基本一致，但對(duì)非雜交種的出苗率有一定的影響。

3.2 不同處理不同種質(zhì)產(chǎn)生的藥害

不同處理間產(chǎn)生的藥害不同，嚴(yán)重程度依次為T6＞T5＞T3＞T1＞T4，T2和T7對(duì)所有種質(zhì)均沒有產(chǎn)生藥害，所有處理，雜交種藥害較輕，非雜交種藥害較重。T6對(duì)所有種質(zhì)均產(chǎn)生嚴(yán)重藥害，平均值為3.87%，原因可能是煙嘧磺隆產(chǎn)生的藥害[18]，需要進(jìn)一步對(duì)煙嘧磺隆和莠去津兩種除草劑單劑進(jìn)行深入研究，與李志華[19]的研究結(jié)果出入較大，原因應(yīng)該是本研究涉及的種質(zhì)類型較多，T4對(duì)各種質(zhì)產(chǎn)生的藥害最輕，平均值為0.13%，與強(qiáng)勝[5]的研究結(jié)果一致，且后期藥害可以緩解[20]；在各種質(zhì)中產(chǎn)生的藥害嚴(yán)重程度依次為‘野生高粱’＞‘M17A’＞‘TX623A’＞‘A-3194’＞‘豫粱九號(hào)’＞‘豫粱8號(hào)’，其中非雜交種的平均值為1.44，顯著高于雜交種的1.07，說明不同處理對(duì)不同種質(zhì)產(chǎn)生的藥害有所不同，差異來源于種質(zhì)和施藥方式的共同作用。

3.3 不同處理的除草效果

不同處理對(duì)田間雜草的防治效果達(dá)顯著或極顯著水平。T6的除草效果最佳，各種質(zhì)的草害平均值為0.11%；T2的除草效果最差，各種質(zhì)的草害平均值為0.98%，與T4外的其他處理比較達(dá)極顯著水平。所以，除草劑的種類選擇及使用方法，應(yīng)在對(duì)不影響農(nóng)作物生長的基礎(chǔ)上考慮除草效果。本研究沒有分開調(diào)查草害的種類，需要進(jìn)一步研究T4對(duì)不同種類雜草的防治效果。

4 結(jié)論

通過研究可知：不同處理對(duì)高粱出苗率均有影響，各處理中，雜交種平均出苗率98.73%，顯著高于非雜交種的88.97%，說明雜交種的耐藥性較強(qiáng)。T4對(duì)高粱各種質(zhì)產(chǎn)生的藥害較輕，危害程度達(dá)不到極顯著水平，平均藥害程度為0.13%，顯著輕于T6的平均藥害3.87%，除草效果也比較理想，平均草害率為0.95%，在草害閥值之下，是最理想的處理。所以，除草劑異丙甲草胺，在夏播高粱育種田3葉1心期噴施，不僅能有效防治高粱育種田的雜草，而且不會(huì)對(duì)育種種質(zhì)產(chǎn)生藥害，可作為高粱育種田的理想除草劑類型及使用時(shí)間。