6種除草劑對谷子的安全性和雜草防效

李秉華，劉小民，許 賢，趙鉑錘，李卓霖

（1河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所/河北省作物栽培生理與綠色生產(chǎn)重點試驗室，石家莊 050035；2河北北方學(xué)院經(jīng)濟管理學(xué)院，河北 張家口 075000）

0 引言

谷子是中國重要的糧食作物和飼草作物，是國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的重要組成部分[1-2]，對保障國內(nèi)糧食安全和改善人們膳食結(jié)構(gòu)有重要意義[3]。谷子對大部分除草劑敏感，谷田缺乏安全、高效的除草劑，田間雜草主要依靠人工拔除，隨著勞動力成本上升和人口老齡化加劇，谷田雜草的嚴重危害與落后的雜草防控技術(shù)之間的矛盾更加突出。從現(xiàn)有除草劑中篩選出對谷子安全的除草劑品種及其使用技術(shù)，是快速、經(jīng)濟地解決谷田缺乏除草劑難題的有效途徑。

華北谷田的優(yōu)勢闊葉雜草有反枝莧、馬齒莧、鐵莧菜等，能造成谷子產(chǎn)量損失47.62%[4-5]。嗪草酮苗后莖葉處理能防除反枝莧、馬齒莧等闊葉雜草，但對花生的安全性較低[6]。二氯異噁草酮是美國富美實公司開發(fā)的新型除草劑，主要通過根和幼苗吸收，不會向下或在葉片間傳導(dǎo)，用于小麥、大麥、棉花和油菜等作物田防除闊葉雜草[7-8]。丙炔氟草胺土壤處理時對不同谷子品種的安全性表現(xiàn)出明顯差異，株高受到明顯抑制[9]。使用唑嘧磺草胺進行土壤處理后，田間覆蓋蘿卜和一年生黑麥草的生物量都受到了抑制[10]。砜吡草唑是一種新型異噁唑類除草劑，土壤處理對禾本科雜草和闊葉雜草均有較好的防效，但對花生的株高和產(chǎn)量有抑制作用[11]，可以在大豆播前或大豆子葉期用藥[12]。特丁津?qū)偃筋惓輨?，土壤處理時對雜草的防效優(yōu)于莠去津和撲草凈[13]，具有殺草譜廣、殘留期短、使用時期靈活的優(yōu)點，在國外得到廣泛使用[14-15]。目前，缺乏這6種除草劑對谷子的安全性和苗后莖葉處理對雜草的防除效果的研究，造成除草劑使用的盲目性和安全隱患。本研究在室內(nèi)對6種除草劑進行谷子安全性和除草效果試驗，并對篩選到的除草劑進行田間小區(qū)試驗，以期找到適于谷田使用的除草劑品種及其使用技術(shù)，為谷田雜草化學(xué)防控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料和器械

供試谷子品種為‘豫谷18’，由河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所提供。闊葉雜草為反枝莧，2019年采于石家莊市堤上村。供試藥劑均為市售，包括70%嗪草酮可濕性粉劑（錦毛虎，合肥星宇化學(xué)有限責(zé)任公司）、36%二氯異噁草酮懸浮劑（美國富美實公司）、50%丙炔氟草胺可濕性粉劑（速收，日本住友化學(xué)株式會社）、10%唑嘧磺草胺懸浮劑（遼寧海佳農(nóng)化有限公司）、40%砜吡草唑懸浮劑（上海群力化工有限公司）、50%特丁津懸浮劑（中科榮威生物藥業(yè)集團有限公司）。

1.2 室內(nèi)生物測定試驗

除草劑室內(nèi)生物測定試驗采用盆栽法[16]于2021年5月7日—6月11日在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所植物培養(yǎng)室進行，該部分包括3個獨立的試驗，分別是嗪草酮等6種除草劑土壤處理谷子、嗪草酮等6種除草劑莖葉處理谷子、嗪草酮等6種除草劑莖葉處理反枝莧。室溫25℃，光照12 h/黑暗12 h。每花盆為1個處理，每處理4次重復(fù)，室內(nèi)生物測定用藥器械為3WP-2000型行走式噴霧塔（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所制造），噴液量450 L/hm2。

1.2.1 除草劑土壤處理對谷子的安全性 在直徑14 cm的花盆中先加入4/5的營養(yǎng)土，每花盆播入25粒均勻一致的‘豫谷18’種子，再覆蓋1 cm營養(yǎng)土，置于有水的轉(zhuǎn)運盒中，讓水由下至上浸透土壤后靜置1天，置于噴霧塔中按表1中苗前土壤處理的劑量分別用藥（均為商品量，由農(nóng)藥標簽推薦劑量確定，下同）。于施藥后18天測定每盆植物的株數(shù)、株高和鮮重，計算谷子的致死率、鮮重抑制率、株高抑制率，如式(1)[17]。

表1 除草劑用藥時期和藥量 g/hm2

1.2.2 除草劑莖葉處理對谷子的安全性和雜草的防效植物的培養(yǎng)方法與1.2.1一致，每花盆分別播入25粒均勻一致的‘豫谷18’或反枝莧種子，試材生長至2葉時每盆定苗10株，置于噴霧塔中按表1中莖葉處理的劑量用藥。于施藥后18天測定每盆植物的株數(shù)、株高和鮮重，計算谷子的致死率、鮮重抑制率、株高抑制率（計算公式同上），和雜草的株數(shù)防效、鮮重防效和株高抑制率，如式(2)～(3)。

1.3 田間特丁津莖葉處理對雜草的防效和谷子的安全性

田間小區(qū)試驗地位于河北省馬莊村，2021年6月28日播種，谷子品種為‘豫谷18’，行距40 cm，人工條播，播種量7.5 kg/hm2。設(shè)置50%特丁津懸浮劑1500和1800 g/hm2、空白對照、人工除草4個處理，每處理4次重復(fù)，田間小區(qū)隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積為20 m2。7月13日用藥，田間闊葉雜草有馬齒莧、鐵莧菜、反枝莧，用藥時谷子和雜草葉齡均為3葉，噴藥器械為HD400背負式噴霧器，噴液量450 L/hm2，扇形噴頭，壓力206 kPa。7月13日、8月13日將人工除草處理的雜草全部人工拔除，同期人工拔除其他處理的禾本科雜草。藥后30天每小區(qū)測定1 m2雜草的種類和地上部鮮重，計算雜草鮮重防效[式(2)]；10月1日收獲整個小區(qū)的谷子，脫粒后測定小區(qū)產(chǎn)量。

1.4 調(diào)查內(nèi)容和數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)計算的百分數(shù)結(jié)果經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)換后，使用SPSS對室內(nèi)生物測定結(jié)果和田間小區(qū)的產(chǎn)量進行單因素隨機區(qū)組方差分析，顯著性測定方法為Duncan’s；對田間小區(qū)試驗中特丁津?qū)﹄s草防除效果的結(jié)果進行獨立樣本T檢驗，置信區(qū)間為95%。

2 結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)生物測定除草劑對谷子的安全性和雜草防效

2.1.1 除草劑播后苗前處理對谷子的安全性 對谷子播后苗前使用嗪草酮等6種除草劑后，‘豫谷18’幼苗的株高和鮮重均受到顯著抑制，部分谷苗死亡（表2）。嗪草酮、二氯異噁草酮、丙炔氟草胺、唑嘧磺草胺、砜吡草唑?qū)茸拥闹旮吆王r重均有強抑制作用，其中丙炔氟草胺、砜吡草唑?qū)茸拥闹旮咭种坡?、鮮重抑制率和致死率均超過50%，嗪草酮、二氯異噁草酮、唑嘧磺草胺對谷子的株高抑制率和鮮重抑制率也超過50%。其中50%丙炔氟草胺可濕性粉劑225 g/hm2對谷子的致死率最高，達94.34%；砜吡草唑?qū)茸拥孽r重抑制率和株高抑制率最高，均超過了98%；特丁津1500、1800 g/hm2對谷子的株高抑制率、鮮重抑制率和致死率為10%～40%，低于其他所有試驗的除草劑。

2.1.2 除草劑莖葉處理對谷子的安全性 嗪草酮、砜吡草唑?qū)茸忧o葉處理后，谷子的生長受到較大程度的抑制，鮮重抑制率超過40%，與其他各處理比較差異顯著（表3）。二氯異噁草酮、唑嘧磺草胺、特丁津各劑量下谷子的致死率均低于5%，其中特丁津各劑量對谷子株高和鮮重的影響均低于5%，沒有死苗現(xiàn)象。從表2～3可以看出，相同劑量下，各除草劑苗后莖葉處理對谷子生長的影響均低于播后苗前土壤處理。

表2 6種除草劑播后苗前處理對‘豫谷18’生長的影響

表3 6種除草劑莖葉處理對‘豫谷18’生長的影響

2.1.3 除草劑莖葉處理對反枝莧的防效 除草劑苗后莖葉處理2葉期反枝莧，嗪草酮、特丁津?qū)Ψ粗η{的株高抑制率、株數(shù)防效、鮮重防效均超過85%，顯著高于其他各處理，表明其有莖葉處理防除闊葉雜草的潛力。二氯異噁草酮、丙炔氟草胺、唑嘧磺草胺、砜吡草唑各劑量下對反枝莧的株高抑制率、株數(shù)防效和鮮重防效均低于60%，表明這4種除草劑莖葉處理雜草的防效較低，應(yīng)避免在雜草苗后使用（表4）。

表4 6種除草劑莖葉處理對反枝莧的防效

2.2 田間特丁津莖葉處理對雜草的防效和谷子的安全性

2.2.1 田間特丁津莖葉處理對雜草的防效 特丁津藥后30天，50%特丁津懸浮劑1500 g/hm2對谷田闊葉雜草馬齒莧、鐵莧菜、反枝莧的鮮重防效分別為91.56%、94.80%、93.52%，50%特丁津懸浮劑1800 g/hm2對雜草的防效分別為98.09%、96.63%、95.73%，50%特丁津懸浮劑1500、1800 g/hm2對闊葉雜草的合計鮮重防效分別為93.46%和95.84%。T檢驗結(jié)果表明，50%特丁津懸浮劑1500、1800 g/hm2之間對雜草的防效差異均不顯著（圖1）。

圖1 特丁津?qū)忍镩熑~雜草的鮮重防效

2.2.2 田間特丁津莖葉處理對谷子產(chǎn)量的影響 50%特丁津懸浮劑1500和1800 g/hm2、空白對照、人工除草的小區(qū)谷子平均產(chǎn)量分別為8.43、8.45、5.96、8.55 kg/20 m2，50%特丁津懸浮劑1500、1800 g/hm2處理較空白對照分別增產(chǎn)41.40%、41.82%，較人工除草處理產(chǎn)量分別減少1.40%、1.11%。方差分析結(jié)果表明，處理之間差異顯著(P=0.000)而重復(fù)之間差異不顯著(P=0.144)；多重比較結(jié)果表明，50%特丁津懸浮劑1500和1800 g/hm2、人工除草之間的小區(qū)平均產(chǎn)量差異不顯著，分別與空白對照的產(chǎn)量差異顯著（圖2），表明特丁津在1500、1800 g/hm2劑量下對谷子安全。

圖2 特丁津?qū)茸赢a(chǎn)量的影響

3 結(jié)論

播后苗前使用嗪草酮、二氯異噁草酮、丙炔氟草胺、唑嘧磺草胺、砜吡草唑、特丁津，和嗪草酮、砜吡草唑、丙炔氟草胺苗后莖葉噴霧對谷子的藥害重；二氯異噁草酮、丙炔氟草胺、唑嘧磺草胺、砜吡草唑苗后莖葉噴霧對雜草的防效不理想，嗪草酮、特丁津則活性較高。苗后莖葉噴霧使用50%特丁津懸浮劑1500～1800 g/hm2對谷子安全，對田間闊葉雜草的鮮重防效達90%以上，有在谷田推廣使用的潛力。

4 討論

雜草嚴重危害谷子生產(chǎn)，化學(xué)除草目前仍然是農(nóng)業(yè)最經(jīng)濟、有效的雜草防控技術(shù)[18]，然而研發(fā)1個新農(nóng)藥化合物的平均成本達2.86億美元，從產(chǎn)品的首次合成到首次上市所需的平均時間達11.3年。谷子種植面積較小、區(qū)域性強，從現(xiàn)有的除草劑中篩選適于谷子田使用的除草劑品種是解決谷田缺乏除草劑的有效途徑[19]。明確不同除草劑對谷子的安全性和對雜草的防除效果，可為研究谷田安全、高效的雜草防控技術(shù)提供重要依據(jù)。嗪草酮等6種除草劑主要在作物播后苗前進行土壤處理，對一年生闊葉雜草有好的防除效果，但是改變用藥時期會影響其安全性和除草活性[20-21]。

本研究結(jié)果表明，相同劑量除草劑在不同用藥時期對谷子的安全性和除草效果有明顯差異，苗前土壤處理對谷子生長的抑制程度和雜草防效均高于莖葉處理；由于作用機理的差異，不同除草劑之間的藥效表現(xiàn)差異明顯。在播后苗前使用嗪草酮等6種除草劑對谷子的株高和鮮重均有明顯抑制作用，表明這6種除草劑在播后苗前用藥對谷子的安全性都較低，在谷田應(yīng)避免在播后苗前使用。相同用藥劑量下，這6種除草劑在谷子苗后2葉期莖葉用藥，對谷子生長的影響均小于播后苗前，二氯異噁草酮、唑嘧磺草胺和特丁津?qū)茸由L的抑制作用較弱，但嗪草酮、砜吡草唑、丙炔氟草胺對谷子的鮮重仍然有較強的抑制作用。二氯異噁草酮、丙炔氟草胺、唑嘧磺草胺、砜吡草唑?qū)?葉期反枝莧進行莖葉處理后，對雜草的防效較低，明顯低于其土壤處理時對反枝莧的防效[22-23]，表明這4種除草劑不適于在雜草出苗后作為莖葉處理劑使用。嗪草酮和特丁津?qū)Ψ粗η{進行苗后莖葉處理，防除效果均高于90%，與其土壤處理時對雜草的除草活性相近[6,11,13]，如果能夠保證對作物安全，則可選擇使用這2種除草劑在苗后莖葉用藥。田間小區(qū)試驗結(jié)果也表明，特丁津?qū)忍锍Ｒ婇熑~雜草有好的防除效果，對谷子有除草增產(chǎn)的效果。根據(jù)室內(nèi)生測試驗和田間小區(qū)試驗的結(jié)果，特丁津作為苗后莖葉處理劑有防除谷田闊葉雜草的應(yīng)用前景。

本研究明確了6種除草劑對‘豫谷18’的安全性和反枝莧的防效，確定了特丁津在谷田的使用技術(shù)，但不同生態(tài)區(qū)種植的谷子品種和雜草種類不同[24-25]，而谷子品種和雜草種類之間對除草劑的敏感性有一定差異[26-28]，因此還需進行更多谷子品種和雜草種類的試驗。