不同除草劑減量與助劑復(fù)配對雜草防效、甘薯生長發(fā)育和產(chǎn)質(zhì)量的影響

劉亞軍，王文靜，李 敏，胡啟國，王紅剛，儲鳳麗

（商丘市農(nóng)林科學(xué)院，河南 商丘 476000）

田間雜草是威脅農(nóng)作物生長發(fā)育的一類重要生物因子，能夠爭奪農(nóng)作物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)及水肥氣熱等自然資源，通過影響作物的光合作用使其生長發(fā)育不良，進而影響產(chǎn)量及品質(zhì)[1-2]。隨著社會老齡化和科技進步，從事農(nóng)業(yè)活動的勞動力銳減，用工難、用工貴成為當前農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的重要現(xiàn)實問題[3-4]。人工除草費時費力，且勞動效率普遍較低，而化學(xué)除草省時省力又高效。近年來，人工勞動成本的不斷提高使得人工除草逐步被化學(xué)除草替代[5-6]。除草劑是一類能夠致使某種植物枯死的化學(xué)物質(zhì)，具有明顯的特異性和選擇性[7]。

甘薯是豫東地區(qū)主要的糧食作物之一，因產(chǎn)量高、適應(yīng)性廣、易存活等[8]特點，深受當?shù)剞r(nóng)民、種植戶的喜愛。近年來，隨著甘薯產(chǎn)業(yè)的開發(fā)與宣傳，甘薯的保健功能得到廣大人民的認可[9-10]，甘薯種植效益逐年增加，極大地提高了農(nóng)戶種植甘薯的積極性。豫東地區(qū)甘薯生育期在5—11 月，此時期雨水較多，田間雜草叢生，極大地影響了甘薯產(chǎn)量及品質(zhì)的提高。據(jù)統(tǒng)計，甘薯每年因雜草造成減產(chǎn)5%～15%，嚴重時可達50%以上[11]。為了提升甘薯田雜草的防除效果，減少農(nóng)田勞動量，大多數(shù)種植者選擇大劑量除草劑除草，但長久使用大劑量除草劑不僅提高了田間雜草的抗藥性、增加了土壤環(huán)境污染的風(fēng)險[12-13]，還對甘薯產(chǎn)量及品質(zhì)產(chǎn)生影響[14]。因此，進行除草劑減量增效研究對甘薯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。

研究發(fā)現(xiàn)，除草劑的合理選擇不僅可以提高田間雜草防控效率，還可以明顯減弱除草劑對農(nóng)作物的脅迫，使植物生長發(fā)育及體內(nèi)生理生化代謝受到的影響降到最低[15-19]。邱思鑫等[20]研究發(fā)現(xiàn)，砜嘧黃隆、氟比甲禾靈在防控雜草的同時會對甘薯生長產(chǎn)生一定的藥害作用，而二甲戊靈對甘薯生長無明顯藥害作用。孫厚俊等[21]研究發(fā)現(xiàn)，合理的除草劑能夠降低雜草危害，提高甘薯產(chǎn)量和經(jīng)濟效益。張海等[22]、陶園等[23]、范建芝等[24]研究發(fā)現(xiàn)，合理的除草措施不僅能夠提高田間雜草防除效果，還能夠促進甘薯生長發(fā)育，提高作物產(chǎn)量。目前，在甘薯上的除草劑研究主要集中在種類和劑量篩選方面[25-26]，關(guān)于不同除草劑減量與助劑復(fù)配對雜草防效及甘薯生長發(fā)育的影響研究鮮有報道。為此，研究不同除草劑減量與不同助劑復(fù)配對雜草防效及甘薯生長發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，確定適宜的除草劑減量與助劑復(fù)配方案，以期為豫東地區(qū)甘薯除草劑的安全選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

試驗于2021 年6—11 月在商丘市農(nóng)林科學(xué)院示范基地（116°38′E、39°93′N）進行。該區(qū)年均氣溫13.5～14.2 ℃，無霜期240 d，年降水量684.2 mm，年日照時長2 350 h。試驗地前茬作物為小麥，土壤類型為黃潮土砂質(zhì)土，耕作層（0～30 cm）土壤養(yǎng)分含量：有機質(zhì)7.52 g/kg、全氮0.78 g/kg、全磷0.86 g/kg、速效 氮54.32 mg/kg、速 效 磷48.29 mg/kg、速 效 鉀144.62 mg/kg，pH值為8.11。

供試甘薯品種：商薯18；供試藥劑：960 g/L精異丙甲草胺乳油（青島金爾農(nóng)化研制開發(fā)有限公司）、330 g/L 二甲戊靈乳油（江蘇龍燈化學(xué)有限公司）、激?。ㄋ拇ㄊ穹遄魑锟茖W(xué)有限公司）、邁絲（北京廣源益農(nóng)化學(xué)有限責(zé)任公司）。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)8 個處理，分別為不施藥不人工除草（CK1）、不施藥人工除草（CK2）、施100%精異丙甲草胺乳油4.50 L/hm2（T1）、施70%精異丙甲草胺乳油3.15 L/hm2+激健150 mL/hm2（T2）、施70%精異丙甲草胺乳油3.15 L/hm2+邁絲100 mL/hm2（T3）、施100%二甲戊靈乳油5.00 L/hm2（T4）、施50%二甲戊靈乳油2.50 L/hm2+激健150 mL/hm2（T5）、施50%二甲戊靈乳油2.50 L/hm2+邁絲100 mL/hm2（T6），3 次重復(fù)，共計24 個小區(qū)，隨機區(qū)組排列。小區(qū)面積為8 m×7.8 m，10 行區(qū)，每行栽種30 株。6 月12 日起壟，壟間距80 cm，株距26 cm，6 月25 日栽插甘薯苗。選用長25～30 cm、6～7片葉的甘薯苗，栽插前用剪刀剪齊，栽后株高均在10 cm 左右，便于株高、地上部鮮質(zhì)量調(diào)查。栽苗后立即噴施除草劑及助劑進行土壤封閉，10 月25 日收獲。施肥、澆水等管理措施按照當?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣進行。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 甘薯幼苗藥害 分別于施藥后3、7 d 調(diào)查幼苗藥害發(fā)生情況。與CK1、CK2相比，肉眼觀察各個小區(qū)薯苗葉片有無失綠變黃、邊緣形狀、顏色變化等，主莖有無斑點、變黑等情況發(fā)生。

1.3.2 雜草防效 分別于施藥后5、10、15、30 d，每小區(qū)隨機選取2 個1 m2地塊，調(diào)查雜草株數(shù)和雜草鮮質(zhì)量，并按照公式[21]計算雜草株防效與鮮質(zhì)量防效。每次調(diào)查完后進行地點標記，避免由地點重復(fù)引起的誤差。

株防效=（CK1 雜草株數(shù)-除草劑處理雜草株數(shù)）/CK1雜草株數(shù)×100%；

鮮質(zhì)量防效=（CK1 雜草鮮質(zhì)量-除草劑處理雜草鮮質(zhì)量）/CK1雜草鮮質(zhì)量×100%。

1.3.3 甘薯生長發(fā)育及生理生化指標 于施藥后45 d，選取小區(qū)中間連續(xù)10 株調(diào)查株高、地上部鮮質(zhì)量，測定葉片葉綠素含量（SPAD 值）以及凈光合速率，并隨機選取3 株的葉片用于過氧化氫酶（Catalase，CAT）、過氧化物酶（Peroxidase，POD）、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性以及丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量的測定。其中，SPAD 值采用SPAD-502 葉綠素儀測定，凈光合速率采用LI-6400 便攜式光合儀測定，CAT、POD、SOD活性及MDA含量分別采用紫外吸收法、愈創(chuàng)木酚氧化法、氮藍四唑光化還原法、硫代巴比妥酸法測定[27]。

1.3.4 甘薯產(chǎn)量及品質(zhì) 甘薯收獲時，測定小區(qū)全部薯塊質(zhì)量，折算產(chǎn)量。同時，每小區(qū)選取大小均勻，無明顯病害、蟲害薯塊1 塊，用于甘薯品質(zhì)的測定。其中，淀粉、還原糖、可溶性糖、胡蘿卜素、粗蛋白含量均按照張治安等[28]的方法測定。商品薯選定標準：單薯塊質(zhì)量＞100 g，無蟲眼、無裂皮、無奇形異狀。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用WPS 進行數(shù)據(jù)整理、作圖，利用DPS 7.5軟件、采用LSD法進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同除草劑減量與助劑復(fù)配對甘薯幼苗藥害及雜草防效的影響

施藥后3 d，肉眼觀察發(fā)現(xiàn)，與CK1、CK2 相比，T4 處理部分甘薯幼苗葉片卷縮、邊緣鋸齒狀、顏色變深，并出現(xiàn)黑色斑點，主莖無斑點、變黑等情況。其他施藥處理未見明顯藥害。施藥后7 d，肉眼觀察發(fā)現(xiàn)，T4 處理甘薯幼苗葉片逐漸恢復(fù)，但與CK1、CK2相比，仍有輕度藥害癥狀。

由圖1 可知，不同施藥處理間雜草株防效與鮮質(zhì)量防效均有較大的差異。整體來看，隨著施藥后時間的延長，雜草防效均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，施藥后15 d，雜草株防效和鮮質(zhì)量防效達到最高。施藥后5、10 d，T2 處理的株防效和鮮質(zhì)量防效均最高，總體上以T5 處理次之。其中，T2 處理株防效較其他處理分別顯著提高16.94%～40.22%、5.71%～21.79%，鮮質(zhì)量防效較其他處理分別提高8.54%～36.35%、1.50%～14.99%。施藥后15 d，株防效和鮮質(zhì)量防效均達到最高，均以T5 處理最高，其株防效較其他處理提高3.39%～11.71%，鮮質(zhì)量防效較其他處理提高3.60%～11.10%，且均顯著高于T1、T3、T4處理；T2、T6處理次之，與T5處理均無顯著差異。施藥后30 d，施藥處理雜草株防效和鮮質(zhì)量防效均不同程度地降低，仍均以T5 處理最高，T2、T6處理次之，T1 處理最低。在所有施藥后時間中，T1與T3 處理間及T4 與T6 處理間的雜草株防效與鮮質(zhì)量防效均無顯著差異。綜上可知，施藥早期T2處理雜草防效較好，而隨著施藥時間延長，T5 處理雜草防效優(yōu)于其他施藥處理，且無明顯藥害。

圖1 不同施藥處理對甘薯田雜草株防效和鮮質(zhì)量防效的影響Fig.1 Effect of different spray treatments on control effect of plant and fresh weight of weed in sweet potato field

2.2 不同除草劑減量與助劑復(fù)配對甘薯幼苗生長發(fā)育及生理生化特性的影響

2.2.1 幼苗生長發(fā)育 施藥后45 d，田間長勢調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同施藥處理甘薯幼苗生長發(fā)育差異較大（圖2）。整體來看，施藥處理株高、地上部鮮質(zhì)量分別較CK2 降低1.82%～24.48%、3.52%～28.13%，除T5處理外，其他施藥處理株高、地上部鮮質(zhì)量均達到顯著水平。而施藥處理株高、地上部鮮質(zhì)量分別較CK1 顯著提高5.60%～37.30%、17.05%～57.13%。不同施藥處理間比較，T5 處理株高、地上部鮮質(zhì)量均最大，株高較其他施藥處理顯著提高12.54%～30.02%，地上部鮮質(zhì)量較其他施藥處理提高2.77%～34.24%，除T6 處理外，均達到顯著水平；T4 處理株高、地上部鮮質(zhì)量均最低。綜上，施藥后T5 處理甘薯幼苗生長發(fā)育明顯優(yōu)于CK1及其他施藥處理。

圖2 不同施藥處理對甘薯幼苗株高、鮮質(zhì)量的影響Fig.2 Effect of different spray treatments on plant height and fresh weight of sweet potato seedling

2.2.2 葉片SPAD 值、凈光合速率 施藥后45 d，調(diào)查甘薯葉片SPAD 值和凈光合速率發(fā)現(xiàn)（圖3），與CK2 相比，施藥處理SPAD 值降低1.01%～13.95%，除T5、T6 處理外，均達到顯著水平；與CK1 相比，施藥處理SPAD 值顯著提高7.60%～23.78%。與CK1相比，施藥處理凈光合速率提高1.33%～15.98%；與CK2 相比，各施藥處理表現(xiàn)不同，除T5 處理凈光合速率高于CK2 外，其他施藥處理均較CK2 不同程度下降。不同施藥處理間比較，T5處理SPAD值、凈光合速率均最大，較其他施藥處理分別提高2.74%～15.04%、3.14%～14.45%，除T6 處理外，均達到顯著水平；T4 處理SPAD 值顯著低于T2、T5、T6 處理，凈光合速率顯著低于其他施藥處理。綜上，施藥后T5處理葉片SPAD值和凈光合速率最高。

圖3 不同施藥處理對甘薯幼苗葉片SPAD值和凈光合速率的影響Fig.3 Effect of different spray treatments on SPAD value and net photosynthetic rate of sweet potato seedling

2.2.3 葉片抗氧化酶活性及MDA 含量 由圖4 可知，與CK1相比，施藥處理SOD、POD、CAT活性分別顯著提高11.80%～33.38%、5.59%～20.20%、8.80%～41.40%，MDA 含量降低0.83%～17.02%。在所有處理中，T5 處理甘薯葉片SOD、CAT 活性均最高，較其他處理分別提高1.71%～33.38%、3.73%～41.40%，除CK2、T6 處理外，均達到顯著水平。CK2 POD 活性最高，施藥處理較CK2 降低3.11%～14.89%，除T5、T6 處理外，均達到顯著水平。CK2 MDA 含量最低，施藥處理較CK2提高1.89%～21.77%，除T5、T6處理外，均達到顯著水平；T1 處理MDA 含量最高，顯著高于除CK1 外的其他處理。綜上，施藥能夠明顯提高葉片抗氧化酶活性，降低丙二醛含量。

圖4 不同施藥處理對甘薯葉片抗氧化酶活性及MDA含量的影響Fig.4 Effect of different spray treatments on antioxidant enzymes activities and MDA content in leaves of sweet potato seedling

2.3 不同除草劑減量與助劑復(fù)配對鮮薯產(chǎn)量、商品薯率的影響

由圖5可知，與CK1相比，施藥處理鮮薯產(chǎn)量顯著提高21.95%～46.72%；與CK2 相比，施藥處理鮮薯產(chǎn)量降低0.64%～17.42%，除T5 處理外，均達到顯著水平。不同施藥處理間比較，T5處理鮮薯產(chǎn)量最高，較其他施藥處理顯著提高6.45%～20.31%；T1 處理產(chǎn)量最低，顯著低于其他施藥處理。CK2 商品薯率最高，其次為T5處理；CK1最低，施藥處理顯著提高7.63%～17.28%。不同施藥處理間比較，T5 處理商品薯率最高，分別較T1、T3、T4 處理顯著提高7.97%、7.91%、8.97%，與T2、T6 處理無顯著差異；T4處理商品薯率在施藥處理中最低，但與CK1 相比仍顯著提高。綜上，施藥后T5處理鮮薯產(chǎn)量和商品薯率均最高。

圖5 不同施藥處理對鮮薯產(chǎn)量、商品薯率的影響Fig.5 Effect of different spray treatments on fresh sweet potato yield and commercial potato rate

2.4 不同除草劑減量與助劑復(fù)配對甘薯品質(zhì)的影響

不同施藥處理對薯塊各品質(zhì)指標的影響不同（圖6）。與CK1 相比，施藥處理淀粉、還原糖、可溶性糖、胡蘿卜素、粗蛋白含量分別提高6.72%～17.00%、19.44%～33.10%、2.45%～7.83%、9.16%～20.64%、4.81%～16.55%；與CK2 相比，除T5 處理淀粉、還原糖、胡蘿卜素、粗蛋白含量略高外，其他施藥處理各品質(zhì)指標均不同程度下降。不同施藥處理間比較，T5 處理淀粉、還原糖、可溶性糖、胡蘿卜素、粗蛋白含量均最高，較其他施藥處理分別提高3.54%～9.635%、1.77%～11.43%、0.54%～5.25%、1.16%～10.44%、5.69%～11.21%。其中，淀粉含量顯著高于T1、T2、T3、T4 處理，還原糖含量顯著高于T1、T3、T4、T6 處理，胡蘿卜素含量顯著高于T1、T2、T3、T4處理，粗蛋白含量顯著高于其他施藥處理，可溶性糖含量無顯著差異。綜上，施藥后T5處理甘薯品質(zhì)明顯優(yōu)于CK1及其他施藥處理。

圖6 不同施藥處理對甘薯品質(zhì)的影響Fig.6 Effect of different spray treatments on sweet potato quality

3 結(jié)論與討論

因薯苗前期生長所需水分較多，田間土壤持水量保持在較高水平，使得雜草發(fā)生速度較快，但由于不同種類雜草發(fā)生時間不一致，不同除草劑種類、劑量以及復(fù)配助劑的選擇對田間雜草防效均可能產(chǎn)生不同的效果[29]。本研究結(jié)果表明，不同施藥處理雜草防效差異較大，整體來看，雜草株防效與鮮質(zhì)量防效隨著噴藥時間的延長先升高后降低。施藥后10 d，精異丙甲草胺乳油處理雜草防效均相應(yīng)地高于二甲戊靈乳油處理，但隨著施藥時間延長，二甲戊靈乳油處理雜草防效均相應(yīng)地高于精異丙甲草胺乳油處理。結(jié)合甘薯植株藥害調(diào)查結(jié)果分析，可能是精異丙甲草胺乳油作用時間較快，能夠較早地選擇性殺死某類雜草，但隨著施藥時間的延長，藥效逐漸降低；而二甲戊靈乳油作用時間稍晚，但是藥效較強，不僅能夠較好地控制田間雜草，還對甘薯植株產(chǎn)生一定的藥害。本研究結(jié)果還表明，除草劑減量復(fù)配激健處理雜草防效明顯優(yōu)于除草劑單施處理和除草劑減量復(fù)配邁絲處理，且除草劑單施處理與除草劑減量復(fù)配邁絲處理雜草防效均無顯著性差異。這與張志剛等[30]的研究較一致。這可能是由于除草劑減量過多，邁絲助劑提升的藥效不足以抵消除草劑的減量幅度，而激健助劑與精異丙甲草胺乳油、二甲戊靈乳油反應(yīng)效果優(yōu)于助劑邁絲；也可能是除草劑減量至一定劑量范圍雖然能夠殺死某些雜草，但對另一些雜草的毒害作用可能會降低，從而未表現(xiàn)出明顯差異[31]。

除草劑能夠特異性地選擇干擾、抑制雜草的生理代謝致使其枯死，但選擇是相對的，大多數(shù)除草劑均會對作物生長發(fā)育及生理代謝產(chǎn)生一定的負面影響，而除草劑的合理選擇會對作物安全性產(chǎn)生較大的影響[32]。本研究發(fā)現(xiàn)，與不施藥人工除草處理相比，各施藥處理的株高、植株鮮質(zhì)量以及SPAD值、凈光合速率均不同程度降低。其中，除50%二甲戊靈乳油+激健處理與不施藥人工除草處理無顯著差異外，其他處理均顯著降低；100%二甲戊靈乳油處理株高、植株鮮質(zhì)量以及SPAD 值、凈光合速率在所有施藥處理中均最低，這與張世蘭等[33]的研究較一致。綜合分析認為，二甲戊靈乳油常規(guī)劑量除草效果較好，但對甘薯植株生長產(chǎn)生一定的藥害，能夠干擾體內(nèi)生理代謝，減弱植株的生長發(fā)育。而除草劑減量復(fù)配合適的助劑不僅除草效果好，還能夠減少除草劑劑量及殘留量，較大程度地減弱除草劑對植株的負面影響，從而在株高、地上部鮮質(zhì)量、SPAD 值、凈光合速率、產(chǎn)量以及品質(zhì)方面的表現(xiàn)優(yōu)于單施除草劑處理。

植物體內(nèi)存在一套復(fù)雜的活性氧清除系統(tǒng)能夠抵御外界的脅迫傷害，其抗氧化酶活性與植物的抗逆性存在一定的相關(guān)性[34]。丙二醛含量能夠反映植物細胞膜脂過氧化的程度[35]。本研究發(fā)現(xiàn)，與不施藥人工除草處理相比，除50%二甲戊靈乳油+激健處理的CAT 活性略高外，其他施藥處理的SOD、POD、CAT 活性均不同程度下降，MDA 含量上升。由此可知，高濃度的除草劑會給植株造成一定的傷害，而二甲戊靈乳油減量復(fù)配激健處理不僅能夠保障田間雜草防控效果，還能夠減弱除草劑對植株的負面影響，從而使得甘薯植株生長發(fā)育與不施藥人工除草處理差異較小。目前，甘薯除草劑登記品種有很多，但不同除草劑藥理、作用時間、環(huán)境因素以及復(fù)配助劑要求均有所不同，需要進一步探究。