不同劑量50%丙炔氟草胺對(duì)雜草防除效果及棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

張博，董紅強(qiáng)，曹飛，吳樹，馬亞杰，馬艷，馬小艷*

（1.塔里木大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/ 棉花生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 安陽(yáng) 455000）

新疆棉田雜草防除的主要方式為化學(xué)除草劑土壤封閉處理。丙炔氟草胺（Flumioxazin）是以原卟啉原氧化酶 （Protoporphyrino-genoxidase, PPO）為主要作用靶標(biāo)的N- 苯基酞酰亞胺類抑制劑[1-2]，是一種環(huán)酰亞胺類除草劑[3]。其作用機(jī)理為土層時(shí)差、位差機(jī)制，藥劑被土壤顆粒吸附，在土層表面形成藥膜，雜草幼苗接觸藥劑處理層后枯萎、白化壞死。丙炔氟草胺具有除草譜廣、使用方法靈活、作用迅速、降解效果好等特點(diǎn)[4]，對(duì)轉(zhuǎn)基因棉花與大豆田間的草甘膦抗性雜草有較好效果[5]。中國(guó)登記的在棉花田間使用的除草劑主要有二甲戊靈、氟樂靈、草甘膦、撲草凈等，其中二甲戊靈使用量居新疆棉田除草劑第1 位，而丙炔氟草胺單劑于2018 年首次登記應(yīng)用于棉田[6]，用于棉花田間雜草防除的時(shí)間較短。

田間不同農(nóng)作物對(duì)除草劑的敏感程度各異，而除草劑劑量越高對(duì)棉花出苗、生長(zhǎng)等的抑制作用越明顯，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致死苗和不出苗。趙冰梅等[7]對(duì)棉田施用丙炔氟草胺與二甲戊靈混劑的研究發(fā)現(xiàn)，在持續(xù)多雨低溫自然環(huán)境下，或者在高劑量處理?xiàng)l件下，丙炔氟草胺對(duì)棉花出苗與生長(zhǎng)發(fā)育有一定風(fēng)險(xiǎn)。王林等[8]研究表明，持續(xù)低溫多雨條件下，丙炔氟草胺與二甲戊靈混用產(chǎn)生嚴(yán)重藥害。吳仁海等[9]調(diào)查結(jié)果表明，丙炔氟草胺對(duì)棉花具有一定的藥害風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)棉花的GR10（鮮物質(zhì)質(zhì)量抑制率10%所需要的劑量）為74.2 g·hm－2（有效成分用量，下同），低于田間推薦劑量的2 倍量，存在藥害風(fēng)險(xiǎn)。目前對(duì)丙炔氟草胺的研究主要集中在丙炔氟草胺與二甲戊靈混配使用以及藥效方面。因此，擬通過田間藥效試驗(yàn)，比較丙炔氟草胺與二甲戊靈單獨(dú)使用對(duì)田間常見闊葉雜草和禾本科雜草的防除效果（防效），分析施用丙炔氟草胺對(duì)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期篩選出對(duì)南疆棉田雜草防效好且對(duì)棉花安全的丙炔氟草胺使用劑量，旨在為丙炔氟草胺的安全使用和新疆棉田雜草的化學(xué)防除提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種：早中熟陸地棉品種新陸中37 號(hào)，由新疆塔里木河種業(yè)股份有限公司提供。

供試藥劑為2 種播前土壤封閉處理除草劑：50%（有效成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）丙炔氟草胺可濕性粉劑（wettable powder,WP），登記證號(hào)：PD237-98，由日本住友化學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)；330 g·L－1二甲戊靈乳油（emulsifiable concentrate,EC），登記證號(hào)：PD20081785，由江蘇龍燈化學(xué)有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師十二團(tuán)26 連，前茬作物為棉花，地勢(shì)平坦，砂壤地，有機(jī)質(zhì)平均含量為4.08%，肥力水平中等。2020 年4 月11日進(jìn)行棉花精量直播，1 膜6 行，寬窄行行距配置（66 cm＋10 cm），株距10 cm，正常中耕、施肥、灌溉。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置7 個(gè)處理，見表1。其中：處理1～4使用50%丙炔氟草胺WP，分別為低劑量、中劑量、高劑量、超高劑量處理；處理5 使用對(duì)照藥劑330 g·L－1二甲戊靈EC，另設(shè)人工除草及清水對(duì)照處理，人工除草每10 d 進(jìn)行1 次，人工拔除出苗孔處或穿透地膜的雜草，每個(gè)處理4 次重復(fù)，小區(qū)面積為33 m2，小區(qū)排列參照《農(nóng)藥田間藥效試驗(yàn)準(zhǔn)則（二）第128 部分：除草劑防治棉花田雜草》（GB/T 17980.128－2004）[10]要求進(jìn)行完全隨機(jī)排列，施藥器械為電動(dòng)噴霧器3WBD-16B（浙江省臺(tái)州市路橋區(qū)農(nóng)意噴霧器廠生產(chǎn)），扇形噴頭，噴速為1.21 L·min－1。噴霧量為900 L·hm－2，藥液噴霧均勻，不漏噴或重復(fù)噴施。施藥時(shí)間為棉花播種前2 d（4 月9 日），一次性施藥。施藥當(dāng)日天氣為陰轉(zhuǎn)多云，最高溫度為26 ℃，最低溫度為13 ℃，平均溫度為16.7 ℃。

表1 試驗(yàn)處理

1.4 調(diào)查內(nèi)容與方法

1.4.1雜草防除效果調(diào)查。雜草調(diào)查采取隨機(jī)取樣法，每小區(qū)隨機(jī)選擇3 個(gè)樣方，每樣方1 m×1 m，分別于藥后30 d（5 月9 日）、藥后45 d（5 月24 日）和藥后70 d（6 月18 日）調(diào)查雜草的種類和數(shù)量，同時(shí)，觀察各處理區(qū)棉花生長(zhǎng)情況以便明確藥劑的安全性。根據(jù)調(diào)查結(jié)果計(jì)算雜草株防效（Ep），計(jì)算公式：Ep＝（NCK－NT）/NCK×100。式中，NCK為空白對(duì)照區(qū)雜草株數(shù)，NT為除草處理區(qū)殘存雜草株數(shù)。施藥后70 d 調(diào)查雜草數(shù)量的同時(shí)稱量雜草地上部鮮物質(zhì)質(zhì)量，計(jì)算鮮物質(zhì)質(zhì)量防效（E），計(jì)算公式：E（%）＝（C－T）/C×100。式中，C為空白對(duì)照區(qū)雜草鮮物質(zhì)質(zhì)量，T為除草處理區(qū)雜草鮮物質(zhì)質(zhì)量。

1.4.2棉花產(chǎn)量及纖維品質(zhì)調(diào)查。在棉花采收期（10 月12 日），調(diào)查各小區(qū)棉花的株數(shù)，每小區(qū)隨機(jī)選取中間2 行10 株棉花，逐株調(diào)查大鈴數(shù)（直徑在2 cm 以上的棉鈴）、小鈴數(shù)（直徑小于2 cm 的棉鈴）和吐絮鈴數(shù)，其中單株有效鈴數(shù)＝吐絮鈴數(shù)＋大鈴數(shù)＋小鈴數(shù)/3；10 月20 日，各小區(qū)隨機(jī)采收50 個(gè)棉鈴曬干軋花稱量，計(jì)算鈴重（g）。從每小區(qū)獲得的棉纖維中隨機(jī)抽取約100 g 樣品，由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行纖維品質(zhì)分析，包括纖維上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、馬克隆值、斷裂伸長(zhǎng)率和斷裂比強(qiáng)度5 個(gè)指標(biāo)。

理論籽棉產(chǎn)量（Y）計(jì)算公式：Y（kg·hm－2）＝（N/A×104）×B×W×10－3×0.85，其中N為小區(qū)株數(shù)，A為小區(qū)面積，B為單株有效鈴數(shù)，W為鈴重。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與作圖，用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析。采用Shapiro-Wilk 檢測(cè)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢測(cè)，若數(shù)據(jù)為非正態(tài)分布，則采用平方根反正弦進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，以滿足方差齊性要求；采用方差分析及鄧肯多重范圍檢驗(yàn)評(píng)價(jià)不同劑量除草劑處理對(duì)棉田雜草的防除效果及對(duì)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同劑量丙炔氟草胺WP 對(duì)棉田雜草株防效的影響

試驗(yàn)期間，田間優(yōu)勢(shì)雜草為稗草、反枝莧、龍葵，另有灰綠藜、狗尾草零星分布，雜草總體分布均勻。

不同劑量處理的丙炔氟草胺WP 施藥70 d內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)土壤封閉除草劑處理對(duì)棉花產(chǎn)生不良影響。即使在超高施用劑量150 g·hm－2下也未發(fā)生藥害，說明使用適量丙炔氟草胺WP 進(jìn)行棉田土壤封閉防除雜草是安全的。

施藥后30 d，除丙炔氟草胺WP 低劑量45 g·hm－2處理對(duì)稗草、反枝莧的防效顯著低于二甲戊靈外，丙炔氟草胺WP 各劑量處理對(duì)龍葵、其他闊葉雜草和一年生雜草（狗尾草）的防效均顯著優(yōu)于二甲戊靈EC 處理和人工除草處理區(qū)，丙炔氟草胺WP 低劑量處理對(duì)龍葵的防效即可達(dá)87.5%，而二甲戊靈EC 推薦劑量742.5 g·hm－2處理對(duì)龍葵的防效僅為37.5%（表2）。人工防除雜草效果較差，處理后30 d 新生雜草較多。

表2 施藥后30 d 各處理對(duì)棉田雜草的株防效

從施藥后45 d 的株防效（表3）來看，二甲戊靈EC 處理對(duì)稗草和反枝莧的防效達(dá)到96.6%和92.0%，但對(duì)龍葵、其他闊葉雜草及一年生雜草的防效較差，僅為33.3%、55.2%和62.5%。丙炔氟草胺WP 低劑量處理對(duì)稗草的防效雖然顯著低于其他3個(gè)劑量處理和二甲戊靈EC 處理，但是仍能達(dá)到82.8%，顯著優(yōu)于人工除草處理。丙炔氟草胺WP 對(duì)反枝莧的防效略優(yōu)于二甲戊靈EC，但是試驗(yàn)劑量范圍內(nèi)差異不顯著。與二甲戊靈EC 相比，丙炔氟草胺WP 對(duì)龍葵及其他闊葉雜草的防效優(yōu)勢(shì)顯著，低劑量處理對(duì)龍葵的防效即可達(dá)到92.9%。

表3 施藥后45 d 各處理對(duì)棉田雜草的株防效

從施藥后70 d 的株防效（表4）來看，丙炔氟草胺WP 的持效期較長(zhǎng)，低劑量處理對(duì)一年生雜草的防效仍可達(dá)到87.7%；而二甲戊靈EC 除對(duì)稗草和反枝莧的防效較好外，對(duì)龍葵、其他闊葉雜草和一年生雜草的防效均顯著低于丙炔氟草胺處理和人工除草處理。

表4 施藥后70 d 各處理對(duì)棉田雜草的株防效

2.2 不同劑量丙炔氟草胺WP 對(duì)棉田雜草鮮物質(zhì)質(zhì)量防效的影響

從雜草鮮物質(zhì)質(zhì)量防效（表5）來看，丙炔氟草胺WP 對(duì)闊葉雜草的防效優(yōu)于對(duì)禾本科雜草的防效，且對(duì)闊葉雜草的防效顯著優(yōu)于二甲戊靈EC，與人工除草處理對(duì)雜草的防效相當(dāng)。

表5 施藥后70 d 各處理對(duì)棉田雜草的鮮物質(zhì)質(zhì)量防效

2.3 不同劑量丙炔氟草胺WP 對(duì)棉花產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

由表6 可以看出，試驗(yàn)劑量范圍內(nèi)，丙炔氟草胺WP 各劑量處理的小區(qū)平均棉花株數(shù)與二甲戊靈EC 處理的棉花株數(shù)相當(dāng)，差異不顯著，但均顯著低于人工除草和清水對(duì)照處理。然而，丙炔氟草胺WP 處理的棉花單株有效鈴數(shù)略高于二甲戊靈EC 處理和人工除草處理，顯著高于清水對(duì)照；除草劑處理和人工除草的棉花鈴重?zé)o顯著差異，而清水對(duì)照的棉花鈴重和有效鈴數(shù)顯著降低，從而導(dǎo)致其籽棉產(chǎn)量的下降。丙炔氟草胺WP 處理的籽棉產(chǎn)量略高于二甲戊靈EC 處理，但差異不顯著。

表6 各處理下棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的比較

通過比較各藥劑處理與人工除草、清水對(duì)照處理，發(fā)現(xiàn)噴施除草劑對(duì)棉花上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值和斷裂伸長(zhǎng)率均無顯著影響（表7）。

表7 各處理下棉花纖維品質(zhì)的比較

3 討論與結(jié)論

目前，新疆棉花生產(chǎn)均在播種前使用土壤封閉除草劑防除雜草，間接提高棉花產(chǎn)量及品質(zhì)[11]。南疆棉田多使用二甲戊靈等二硝基苯胺類除草劑，這類除草劑對(duì)禾本科雜草防效理想，但是對(duì)以龍葵為優(yōu)勢(shì)種群（惡性雜草）的棉田雜草防效較差。

本研究使用50%丙炔氟草胺WP 在棉花播前進(jìn)行土壤封閉處理，可有效防治南疆棉田雜草，尤其是對(duì)闊葉雜草的防效優(yōu)于二甲戊靈EC，且持效期長(zhǎng)；在試驗(yàn)劑量范圍內(nèi)，藥后70 d 對(duì)闊葉雜草的株防效和鮮物質(zhì)質(zhì)量防效表現(xiàn)為丙炔氟草胺WP＞人工除草＞二甲戊靈EC，這與趙冰梅等[12]的研究結(jié)果一致，滴灌施用丙炔氟草胺WP 30～75 g·hm－2，對(duì)3 葉1 心以上的棉花生長(zhǎng)安全，對(duì)龍葵、灰綠藜、藜等一年生闊葉雜草有較好的封殺作用，且防效隨施藥劑量的增加而升高，隨雜草草齡的增長(zhǎng)而降低。譚金妮等[13]研究發(fā)現(xiàn)丙炔氟草胺對(duì)棉田常見闊葉雜草有較好防效，對(duì)馬齒莧、反枝莧、藜、小藜和鱧腸的鮮物質(zhì)質(zhì)量防效均高于90%，對(duì)野油菜、苣荬菜、小飛蓬、龍葵、馬唐、牛筋草等的鮮物質(zhì)質(zhì)量防效高于80%；還發(fā)現(xiàn)丙炔氟草胺對(duì)棉田4 種常見闊葉雜草馬齒莧、反枝莧、龍葵和藜的除草活性均顯著高于二甲戊靈EC；并對(duì)部分禾本科雜草有一定防效，且其與二甲戊靈的殺草譜互補(bǔ)。這與本研究使用不同劑量丙炔氟草胺WP 對(duì)棉田闊葉雜草鮮物質(zhì)質(zhì)量防效高于86.6%相一致。而韓冰等[14]通過使用330 g·L－1二甲戊靈EC、300 g·L－1丙炔氟草胺懸浮劑、815 g·L－1乙草胺EC、360 g·L－1仲丁靈懸浮劑和960 g·L－1精異丙甲草胺EC對(duì)馬齒莧、反枝莧、牛筋草和馬唐等進(jìn)行雜草防除，發(fā)現(xiàn)這些化學(xué)除草劑在推薦劑量范圍內(nèi)使用對(duì)棉花安全，同時(shí)由于降低了雜草對(duì)棉花的競(jìng)爭(zhēng)作用，因此對(duì)棉花均有不同程度的增產(chǎn)效果。這與本研究化學(xué)除草和人工除草棉花產(chǎn)量均高于清水對(duì)照一致，并且對(duì)棉花品質(zhì)無影響。

綜上所述，丙炔氟草胺WP 防治新疆南疆棉田雜草時(shí)建議使用劑量為45.0～90.0 g·hm－2。同時(shí)，丙炔氟草胺WP 可作為二甲戊靈EC 的替換藥劑，在不同年份輪換使用二者，可延緩或防止棉田雜草抗藥性的產(chǎn)生。