甲咪唑煙酸對(duì)紫花苜蓿的安全性評(píng)價(jià)

蘇旺蒼，李慧龍，雷海霞，馮長(zhǎng)松，孫蘭蘭，徐洪樂(lè)，吳仁海

（1. 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所, 河南 鄭州 450002；2. 信陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 河南 信陽(yáng) 464099；3. 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所, 河南 鄭州 450002）

紫花苜蓿(Medicago sativa)為豆科多年生草本植物，是我國(guó)栽培歷史最悠久、分布面積最大的優(yōu)良牧草，也是世界上栽培面積最廣、最主要的牧草之一，目前全球紫花苜蓿種植面積約為3 億hm2，我國(guó)種植面積達(dá)0.2 億hm2[1-4]。紫花苜蓿的蛋白質(zhì)含量豐富，約占干物質(zhì)質(zhì)量的20%，有“牧草之王”的美稱(chēng)[5]，在我國(guó)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。

紫花苜蓿田中的雜草，尤其是刈割后的老根雜草嚴(yán)重危害紫花苜蓿的生長(zhǎng)，造成產(chǎn)量減少，甚至絕產(chǎn)，并導(dǎo)致品質(zhì)下降[6-7]。人工防除雜草雖然對(duì)紫花苜蓿安全，但費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，往往難以將雜草除盡，尤其是老根雜草。化學(xué)除草劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用效果佳、見(jiàn)效快，能滿(mǎn)足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。目前，紫花苜蓿田雜草主要依靠化學(xué)除草劑進(jìn)行防控，大量化學(xué)除草研究表明，除草劑的施用可有效降低雜草的種類(lèi)和數(shù)量，并且能夠提高紫花苜蓿的產(chǎn)量和品質(zhì)[8-21]，咪唑乙煙酸等咪唑啉酮類(lèi)除草劑在紫花苜蓿的雜草防除上取得了較好的效果[8,14-15]，但咪唑乙煙酸對(duì)莎草(Cyperus rotundus)等雜草的防效較差，長(zhǎng)期使用咪唑乙煙酸后造成莎草等雜草發(fā)生嚴(yán)重。筆者走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一些草地使用甲咪唑煙酸防治紫花苜蓿田莎草等雜草，并取得不錯(cuò)效果。甲咪唑煙酸同屬于咪唑啉酮類(lèi)除草劑，它可以防除一年生和多年生雜草以及闊葉雜草、莎草科雜草等，主要登記在花生(Arachis hypogaea)和甘蔗(Saccharum officinarum)田[22]，未見(jiàn)在紫花苜蓿田登記使用，在紫花苜蓿田使用存在藥害風(fēng)險(xiǎn)。

為探討甲咪唑煙酸不同劑量處理對(duì)紫花苜蓿安全性及產(chǎn)量的影響，本研究分析了甲咪唑煙酸對(duì)種植4 年與10 個(gè)月的紫花苜蓿生長(zhǎng)、品質(zhì)的影響及對(duì)不同雜草的防治效果，以期為紫花苜蓿田雜草防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑

試驗(yàn)所用的除草劑240 g·L-1甲咪唑煙酸水劑，購(gòu)自巴斯夫歐洲公司；5%咪唑乙煙酸水劑購(gòu)自江蘇長(zhǎng)青生物科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于鄭州市惠濟(jì)區(qū)花園口鎮(zhèn)，地處34°18′ N，113°04′ E。試驗(yàn)區(qū)氣候溫和，四季分明。年降水量600 mm 左右，年平均氣溫14.3 ℃，年日照時(shí)數(shù)2 000～2 500 h，無(wú)霜期210～230 d。試驗(yàn)地土壤為沙壤土，pH 8.43，有機(jī)質(zhì)含量為1.07%，速效氮含量為95.9 mg·kg-1，速效磷含量為2.1 mg·kg-1，速效鉀含量為127.1 mg·kg-1。地力均勻，管理一致，草相豐富；田間雜草主要有馬唐(Digitaria sanguinalis)、稗草(Echinochloa crusgalli)、鱧腸(Eclipta prostrata)、香附子(Cyperus rotundus)等，雜草分布相對(duì)均勻。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)對(duì)象分別為種植4 年和種植10 個(gè)月的紫花苜蓿，紫花苜蓿品種為勁能5 020。試驗(yàn)設(shè)置7 個(gè)處理，如表1 所列。每個(gè)處理設(shè)置4 次重復(fù)，共56 個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積20 m2，隨機(jī)區(qū)組排列。試驗(yàn)于2019 年7 月進(jìn)行，紫花苜蓿刈割后10 d 進(jìn)行噴霧處理，兌水量為450 L·hm-2，施藥1 次。試驗(yàn)器械為新加坡利農(nóng)AGROLEX 公司生產(chǎn)的HD400 型背負(fù)式手動(dòng)噴霧器，容量16 L。

表1 不同處理的除草劑用量Table 1 Herbicide dosage for different treatments

1.4 調(diào)查項(xiàng)目與方法

1.4.1 除草效果調(diào)查

施藥后14 d，每小區(qū)隨機(jī)取4 點(diǎn)，每點(diǎn)0.25 m2，調(diào)查各種雜草數(shù)量，計(jì)算株防效；施藥后28 d，每小區(qū)隨機(jī)取4 點(diǎn)，每點(diǎn)0.25 m2，拔除所有雜草分類(lèi)計(jì)數(shù)、稱(chēng)雜草鮮重，計(jì)算株防效和鮮重防效。

1.4.2 紫花苜蓿安全性調(diào)查及產(chǎn)量、品質(zhì)測(cè)定

生長(zhǎng)指標(biāo)調(diào)查：施藥后7、14、28 d 調(diào)查紫花苜蓿株高、分枝量、分枝鮮重、地上鮮重、根瘤量等指標(biāo)。

其他指標(biāo)抑制率計(jì)算公式同株高抑制率。

產(chǎn)量測(cè)定：紫花苜蓿成熟后，每小區(qū)取中間2 行(或相應(yīng)量)紫花苜蓿，稱(chēng)其地上部分的生物產(chǎn)量，烘干后測(cè)其干重，換算出產(chǎn)量(kg·hm-2)。

品質(zhì)測(cè)定：紫花苜蓿成熟后，每小區(qū)取一定量紫花苜蓿，取樣后對(duì)樣品進(jìn)行烘干處理，烘干后磨粉、過(guò)篩，過(guò)篩后樣品用凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白(crude protein, CP)含量，采用索氏抽提法測(cè)定粗脂肪(ether extract, EE)含量，使用洗滌法測(cè)定中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)含量，并計(jì)算相對(duì)飼喂價(jià)值(relative feed value, RFV)[23]。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用DPS 18.10 版數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件對(duì)試驗(yàn)中苜蓿的生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量和品質(zhì)等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤表示測(cè)定結(jié)果，并用Duncan法對(duì)各測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)紫花苜蓿生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

不同藥劑于紫花苜蓿刈割后10 d 莖葉處理，藥后7、14、28 d 調(diào)查結(jié)果如表2、表3 和表4 所列。施藥后7 d，甲咪唑煙酸72.0 g·hm-2(T1)處理對(duì)種植4 年的紫花苜蓿株高影響較小，藥后7、14、28 d，甲咪唑煙酸86.4 (T2)、100.8 (T3)、129.6 g·hm-2(T4)處理對(duì)種植4 年和10 個(gè)月紫花苜蓿的株高、鮮重均產(chǎn)生顯著抑制作用(P＜ 0.05)。且藥后7 和14 d，隨著劑量的升高、處理時(shí)間的延長(zhǎng)，抑制作用加重；而藥后14 和28 d，除最高劑量129.6 g·hm-2外，其他處理對(duì)紫花苜蓿株高、鮮重的抑制作用明顯減輕，種植4 年和10 個(gè)月紫花苜蓿的株高、鮮重抑制率均在10%以下，表明240 g·L-1甲咪唑煙酸水劑處理對(duì)紫花苜蓿藥害明顯，藥害呈現(xiàn)先加重后緩解的現(xiàn)象。藥后28 d，甲咪唑煙酸86.4、100.8 g·hm-2處理下紫花苜蓿株高和鮮重與咪唑乙煙酸97.5 g·hm-2(T5)處理間存在顯著差異(P＜ 0.05)，但紫花苜蓿鮮重、株高抑制率差均在6%之內(nèi)，表明二者對(duì)紫花苜蓿藥害程度較輕。

表2 藥后7 d 不同處理對(duì)紫花苜蓿生長(zhǎng)的影響Table 2 Effects of different treatments on growth of alfalfa after 7 days

表3 藥后14 d 不同處理對(duì)紫花苜蓿生長(zhǎng)的影響Table 3 Effects of different treatments on growth of alfalfa after 14 days

表4 藥后28 d 不同處理對(duì)紫花苜蓿生長(zhǎng)的影響Table 4 Effects of different treatments on growth of alfalfa after 28 days

藥后7 和14 d，甲咪唑煙酸72.0、86.4、100.8 和129.6 g·hm-2處理對(duì)種植4 年和10 個(gè)月紫花苜蓿的分枝數(shù)量影響不大，但藥后28 d 甲咪唑煙酸100.8和129.6 g·hm-2處理顯著降低了種植4 年紫花苜蓿的分枝數(shù)量(P＜ 0.05)，甲咪唑煙酸129.6 g·hm-2處理顯著降低了種植10 個(gè)月紫花苜蓿的分枝數(shù)量(P＜ 0.05)。

藥后7 d，各處理對(duì)紫花苜蓿分枝重?zé)o顯著差異(P＞ 0.05)；藥后14 d，甲咪唑煙酸86.4、100.8 和129.6 g·hm-2處理對(duì)種植4 年和10 個(gè)月紫花苜蓿分枝重產(chǎn)生嚴(yán)重抑制作用(P＜ 0.05)。但藥后28 d，甲咪唑煙酸對(duì)種植4 年紫花苜蓿抑制作用減弱，僅高劑量129.6 g·hm-2處理有顯著抑制作用(P＜ 0.05)，但種植10 個(gè)月紫花苜蓿，低劑量甲咪唑煙酸72.0 g·hm-2處理對(duì)分枝重顯著高于空白對(duì)照(P＞ 0.05)，甲咪唑煙酸其他處理與空白對(duì)照間無(wú)顯著差異。

藥后7 d，各處理紫花苜蓿根瘤數(shù)量無(wú)顯著差異(P＞ 0.05)；藥后14 d，甲咪唑煙酸86.4、100.8 和129.6 g·hm-2處理對(duì)種植4 年紫花苜蓿根瘤數(shù)量均產(chǎn)生嚴(yán)重抑制作用，而高劑量甲咪唑煙酸129.6 g·hm-2處理對(duì)種植4 年紫花苜蓿田根瘤數(shù)量抑制作用顯著(P＜ 0.05)。但藥后28 d，甲咪唑煙酸水劑72.0、86.4 和100.8 g·hm-2處理對(duì)種植4 年和10 個(gè)月紫花苜蓿根瘤數(shù)量均無(wú)顯著影響(P＞ 0.05)，僅高劑量129.6 g·hm-2處理對(duì)種植4 年紫花苜蓿有顯著抑制作用(P＜ 0.05)。

2.2 不同處理對(duì)紫花苜蓿田雜草的防效

施藥后14 d 進(jìn)行株防效調(diào)查(圖1)?？偛葜攴佬щm然隨著甲咪唑煙酸劑量的增加而提高，但總體來(lái)說(shuō)株防效仍處于50%～70%。對(duì)照藥劑咪唑乙煙酸處理對(duì)香附子的株防效較差，僅為30%左右，顯著低于甲咪唑煙酸不同劑量處理及人工除草處理(P＜ 0.05)，導(dǎo)致其對(duì)總草株防效亦顯著低于甲咪唑煙酸處理(P＜ 0.05)。

圖1 藥后14 d 不同處理對(duì)雜草的株防效Figure 1 Effects of different weed treatments on plant control after 14 days

同藥后14 d 相比，甲咪唑煙酸各處理(72.0、86.4、100.8 和129.6 g·hm-2)施藥后28 d 對(duì)各雜草的株防效進(jìn)一步提高，對(duì)馬唐、稗草、鱧腸的株防效均在75%以上，對(duì)香附子的株防效為82%～95%，種植4 年和10 個(gè)月的紫花苜蓿田雜草株防效差異不大。甲咪唑煙酸各處理(72.0、86.4、100.8 和129.6 g·hm-2)對(duì)稗草的株防效與對(duì)照藥劑咪唑乙煙酸97.5 g·hm-2處理相比無(wú)顯著差異(P＞ 0.05)，對(duì)香附子的株防效顯著高于對(duì)照藥劑咪唑乙煙酸97.5 g·hm-2處理(P＜ 0.05)，總草株防效顯著高于對(duì)照藥劑咪唑乙煙酸97.5 g·hm-2處理(P＜ 0.05) (圖2)。

圖2 藥后28 d 不同處理對(duì)雜草的株防效Figure 2 Effects of different weed treatments on plant control after 28 days

藥后28 d，甲咪唑煙酸不同劑量處理對(duì)馬唐、稗草、鱧腸的鮮重防效均高于75%，對(duì)香附子的鮮重防效為83%～96%。對(duì)照藥劑咪唑乙煙酸97.5 g·hm-2處理對(duì)稗草的鮮重防效與甲咪唑煙酸各處理相當(dāng)；對(duì)馬唐的鮮重防效與甲咪唑煙酸72.0、86.4 g·hm-2處理相當(dāng)，顯著低于甲咪唑煙酸高劑量129.6 g·hm-2處理(P＜ 0.05)；對(duì)鱧腸的鮮重防效顯著低于甲咪唑煙酸86.4、100.8 g·hm-2處理(P＜ 0.05)，對(duì)香附子及總草鮮重防效極顯著低于甲咪唑煙酸各處理(P＜ 0.01) (圖3)。

圖3 藥后28 d 不同處理對(duì)雜草的鮮重防效Figure 3 Effects of different weed treatments on fresh weight control after 28 days

這表明，雖然咪唑乙煙酸97.5 g·hm-2處理對(duì)馬唐、稗草、鱧腸的鮮重防效與甲咪唑煙酸的部分劑量處理相當(dāng)，但對(duì)香附子的鮮重防效較差，導(dǎo)致其對(duì)苜蓿田總草鮮重防效亦顯著低于甲咪唑煙酸處理(P＜ 0.05)，說(shuō)明甲咪唑煙酸對(duì)苜蓿田雜草防效優(yōu)于對(duì)照藥劑咪唑乙煙酸。

2.3 不同處理對(duì)紫花苜蓿田產(chǎn)量的影響

苜蓿收獲時(shí)測(cè)產(chǎn)，甲咪唑煙酸不同劑量處理均不同程度增加了苜蓿產(chǎn)量，其中甲咪唑煙酸86.4 和100.8 g·hm-2處理下增產(chǎn)超過(guò)12%，增產(chǎn)率顯著高于人工除草(T6)及對(duì)照藥劑咪唑乙煙酸97.5 g·hm-2處理(P＜ 0.05)，但甲咪唑煙酸129.6 g·hm-2處理下種植4 年和10 個(gè)月的紫花苜蓿增產(chǎn)均在3%以下，顯著低于對(duì)照藥劑咪唑乙煙酸97.5 g·hm-2處理(P＜ 0.05) (表5)。

表5 不同處理對(duì)紫花苜蓿干草產(chǎn)量的影響Table 5 Effects of different treatments on alfalfa hay yield

2.4 不同處理對(duì)紫花苜蓿品質(zhì)的影響

對(duì)收獲后紫花苜蓿干草的品質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明(圖4)，甲咪唑煙酸72.0、86.4 和100.8 g·hm-2處理下紫花苜蓿粗蛋白含量、粗脂肪含量、中性洗滌纖維含量、酸性洗滌纖維含量、相對(duì)飼喂價(jià)值與人工除草及對(duì)照藥劑咪唑乙煙酸97.5 g·hm-2處理無(wú)明顯差異，但甲咪唑煙酸高劑量129.6 g·hm-2處理的粗蛋白質(zhì)含量、粗脂肪含量、中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量均顯著低于人工除草處理(P＜0.05)。Schonher[24]認(rèn)為，干草的品質(zhì)應(yīng)根據(jù)消化率及營(yíng)養(yǎng)成分含量來(lái)評(píng)定，其中粗蛋白質(zhì)、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量是青干草品質(zhì)的重要指標(biāo)。甲咪唑煙酸高劑量129.6 g·hm-2處理的粗蛋白質(zhì)含量顯著降低(P＜ 0.05)，表明最高劑量對(duì)紫花苜蓿的生長(zhǎng)造成傷害影響，進(jìn)而導(dǎo)致紫花苜蓿蛋白質(zhì)含量降低。其他各處理均與空白對(duì)照(T7)無(wú)顯著差異(P＞ 0.05)，說(shuō)明甲咪唑煙酸72.0、86.4 和100.8 g·hm-2在紫花苜蓿田使用并不會(huì)影響作物品質(zhì)。

圖4 不同處理對(duì)紫花苜蓿品質(zhì)的影響Figure 4 Effects of different treatments on alfalfa quality

3 討論與結(jié)論

雜草是影響紫花苜蓿產(chǎn)量的重要因素，苜蓿田雜草一般大面積發(fā)生在第2 茬至第4 茬苜蓿生長(zhǎng)之間，此時(shí)光、熱、水同期，有利于雜草生長(zhǎng)，形成草害[25]。紫花苜蓿田專(zhuān)用除草劑較少。目前，紫花苜蓿田雜草治理存在藥害風(fēng)險(xiǎn)高、抗藥性高、藥效低等問(wèn)題，市場(chǎng)上缺乏高效、廣譜、簡(jiǎn)便的紫花苜蓿田除草劑。除草劑選擇的標(biāo)準(zhǔn)在于抑制雜草生長(zhǎng)的同時(shí)，不減少作物的產(chǎn)量[26]。甲咪唑煙酸常用于花生等豆科旱田作物，對(duì)大部分一年生闊葉雜草、禾本科雜草及莎草有較好防效。崔東亮等[27]指出240 g·L-1甲咪唑煙酸水劑在花生3 片復(fù)葉期、闊葉雜草2-4 葉期、禾 本 科 雜 草2-3 葉 期，以72～108 g·hm-2的劑量莖葉噴霧處理，對(duì)闊葉雜草苘麻(Abutilon theophrasti)、禾本科雜草金色狗尾草(Setaria glauca)以及東北地區(qū)的難防雜草鴨跖草(Commelina communis)均有較高的防效，在108 g·hm-2劑量下，處理后5～7 d，有輕微的藥害產(chǎn)生，30 d 后花生藥害恢復(fù)，對(duì)花生產(chǎn)量無(wú)影響。高興祥等[28]指出甲咪唑煙酸可以用于紫花苜蓿田防除禾本科或者闊葉雜草，對(duì)紫花苜蓿安全性好且雜草防除效果好。紫花苜蓿作為豆科植物有著特殊的固氮能力，其固氮能力和根瘤菌直接相關(guān)，根瘤菌數(shù)量的多少、固氮能力的強(qiáng)弱直接影響豆科植物的產(chǎn)量和質(zhì)量，尤其對(duì)蛋白質(zhì)含量影響顯著[29]。

本研究發(fā)現(xiàn)，在紫花苜蓿刈割后10 d 噴藥，正處于苜蓿再生苗期，不是施藥敏感時(shí)期。240 g·L-1甲咪唑煙酸水劑在有效成分用量86.4 和100.8 g·hm-2處理后對(duì)馬唐、稗草、醴腸、香附子等均有較好防效，表現(xiàn)出良好的廣譜殺草活性。田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，施藥 后7、14 d，240 g·L-1甲 咪 唑 煙 酸 水 劑 在86.4 和100.8 g·hm-2處理下對(duì)紫花苜蓿有輕微藥害，表現(xiàn)為植株新葉發(fā)黃，生長(zhǎng)受到抑制；藥后28 d，藥害癥狀逐步恢復(fù)。240 g·L-1甲咪唑煙酸水劑86.4 和100.8 g·hm-2處理在前期明顯降低紫花苜蓿的根瘤數(shù)量，后期逐漸恢復(fù)，但高劑量129.6 g·hm-2處理對(duì)紫花苜蓿根瘤數(shù)量影響嚴(yán)重，無(wú)法恢復(fù)到正常水平，并對(duì)紫花苜蓿品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響。測(cè)產(chǎn)表明，240 g·L-1甲咪唑煙酸水劑在86.4 和100.8 g·hm-2處理下對(duì)紫花苜蓿增產(chǎn)明顯，增產(chǎn)幅度大于10%，顯著高于人工除草及對(duì)照藥劑咪唑乙煙酸處理且不影響苜蓿品質(zhì)。以上研究表明，240 g·L-1甲咪唑煙酸水劑在有效成分用量為86.4 和100.8 g·hm-2時(shí)在紫花苜蓿田有較好的應(yīng)用價(jià)值。綜合考慮對(duì)紫花苜蓿藥害、產(chǎn)量、品質(zhì)以及雜草防效等方面的影響，建議在紫花苜蓿刈割后7～14 d，雜草幼苗期噴施240 g·L-1甲咪唑煙酸水劑86.4～100.8 g·hm-2，可有效防除紫花苜蓿田中一年生禾本科雜草、闊葉雜草及莎草科雜草，對(duì)紫花苜蓿有輕度藥害但可逐漸恢復(fù)，在紫花苜蓿田具有較好的應(yīng)用價(jià)值。