成燕清,劉雪源,張宗澤,石年珍,唐 濤,彭孟軍,李忠良,魏昌貴,劉學(xué)仙

(1湖南省植物保護(hù)研究所,長(zhǎng)沙 410125;2湘陰縣農(nóng)業(yè)局,湖南湘陰 414600)

洞庭湖區(qū)是國(guó)內(nèi)主要商品糧生產(chǎn)基地(雙季稻區(qū))。近年來(lái),洞庭湖水污染日趨嚴(yán)重,而農(nóng)業(yè)面源污染為主要原因之一。據(jù)調(diào)查,洞庭湖區(qū) 18個(gè)縣(市)的耕地面積僅占湖南省 25.8%,而每年農(nóng)藥使用量卻為全省總量的36.4%。部分農(nóng)藥通過(guò)水體、土壤和大氣等渠道進(jìn)入環(huán)境,對(duì)其造成了不同程度的污染,且已成為農(nóng)業(yè)面源污染的一個(gè)主要來(lái)源[1～5]。因此,減少雙季稻田農(nóng)藥的使用次數(shù)及數(shù)量是控制農(nóng)田面源污染的關(guān)鍵措施之一。

在2007～ 2009年3年新藥劑篩選試驗(yàn)和示范推廣的基礎(chǔ)上[6～8],通過(guò)多處理、多試驗(yàn)研究,篩選出對(duì)雙季稻病蟲害高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥。然后,根據(jù)早、晚稻全生育期病蟲害發(fā)生的特點(diǎn),制定出水稻全生育期應(yīng)用各種不同農(nóng)藥組合的施用方案,再對(duì)其進(jìn)行科學(xué)分析,合理整合高效、經(jīng)濟(jì)、安全的農(nóng)藥品種,形成雙季稻農(nóng)藥精準(zhǔn)減量技術(shù),以期區(qū)內(nèi)達(dá)到化學(xué)農(nóng)藥有效成分用量降低40%以上的目標(biāo),旨在為因農(nóng)藥使用而造成的農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題提供治理對(duì)策。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)于 2010年在湖南省湘陰縣白泥湖農(nóng)科所基地稻田進(jìn)行,成土母質(zhì)為洞庭湖沖積物,土壤有機(jī)質(zhì)含量為29.6 mg/kg,pH值為6.84。早稻品種為湘早秈24號(hào),3月 26～ 28日播種,4月 25～ 27日拋秧或 5月 6日直播。晚稻品種為岳優(yōu) 9113,6月 18～ 22日播種,7月17～ 21日拋秧。

1.2 農(nóng)藥減量施用方案設(shè)計(jì)

以常規(guī)農(nóng)藥品種為對(duì)照,比較使用劑量較低的新農(nóng)藥品種對(duì)水稻病蟲的防治效果,從中篩選出高效、低毒及低殘留的農(nóng)藥品種用于減量使用并設(shè)計(jì)出農(nóng)藥減量方案(表1),以形成稻田農(nóng)藥精準(zhǔn)減量技術(shù)體系。

表1 雙季稻農(nóng)藥減量施用方案試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experiment designs of pesticide reduction techniques(PRT)in double-cropping rice

1.3 施藥時(shí)間、次數(shù)和方法

早稻整個(gè)生育期減量施藥區(qū)共施藥2次,即5月20日(防治二化螟和稻瘟病)、6月 15日(防治紋枯病);常規(guī)施藥區(qū)共施藥 3次,即 5月 20日 (防治二化螟)、6月15日(防治紋枯病和稻瘟病)、6月 25日 (防治稻飛虱和稻縱卷葉螟 )。

晚稻整個(gè)生育期減量施藥區(qū)于 8月 15日(防治稻縱卷葉螟、稻飛虱和稻瘟病)、8月30日(防治稻縱卷葉螟、稻飛虱和紋枯病,兼治二化螟)、9月 20日(防治稻飛虱、稻縱卷葉螟和紋枯病)施藥,共計(jì)3次。常規(guī)施藥區(qū)于 8月 1日(防治稻縱卷葉螟)、8月 12日(防治稻縱卷葉螟、稻飛虱)、8月30日(防治稻飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病、稻瘟病,兼治二化螟)、9月20日(防治稻飛虱、稻縱卷葉螟和紋枯病)施藥,共計(jì) 4次。

采用衛(wèi)士牌(WS-16型)手動(dòng)噴霧器均勻噴霧,早稻藥液量第 1次為450 kg/hm2,其它為750 kg/hm2;晚稻藥液量均為 675 kg/hm2。

1.4 調(diào)查方法

早稻:減量施藥區(qū)和常規(guī)施藥區(qū)各選 3丘田作為系統(tǒng)調(diào)查田(為便于調(diào)查而選擇拋秧田,下同);5月 1日至 7月 5日,每隔 5 d查 1次(含藥前基數(shù)調(diào)查)紋枯病、二化螟、稻縱卷葉螟(因發(fā)生輕、卷葉率低,故擴(kuò)至百叢)、稻飛虱和主要捕食性天敵發(fā)生情況。調(diào)查方法為紋枯病從田間始見(jiàn)后定點(diǎn)調(diào)查百叢,其它則每丘田隨機(jī)查5點(diǎn),每點(diǎn)20叢,分別計(jì)算病蔸率、病株率、病情指數(shù)、危害叢率、枯鞘(心)株率、卷葉率、蟲量和天敵種類及總數(shù)。

晚稻:7月 31日至 10月 6日,每隔 4～ 6 d調(diào)查 1次。調(diào)查方法為:每丘田隨機(jī)查 5點(diǎn),每點(diǎn)5叢,分別計(jì)算稻縱卷葉螟卷葉率、公頃蟲量及稻飛虱百叢蟲量;危害定型后,查二化螟枯心(白穗)率及公頃蟲量(因晚稻發(fā)生輕,故擴(kuò)至 400叢);紋枯病調(diào)查方法同早稻。減量、常規(guī)施藥區(qū)固定兩丘田調(diào)查主要捕食性天敵,每丘田隨機(jī)查5點(diǎn),每點(diǎn)20叢,記錄天敵種類及總數(shù)。

1.5 藥效計(jì)算

蟲口減退率(%)=[(藥前蟲量-藥后蟲量)/藥前蟲量 ]× 100;

枯心或白穗率(%)=(調(diào)查枯心或白穗數(shù) /調(diào)查總株數(shù) )× 100;

防治效果(%)=[(對(duì)照區(qū)枯心或白穗率-處理區(qū)枯心或白穗率)/對(duì)照區(qū)枯心或白穗率 ]×100;

卷葉率(%)=(卷葉數(shù) /調(diào)查總?cè)~數(shù))× 100;

病株率(%)=(病株數(shù) /調(diào)查總株數(shù))× 100;

病情指數(shù)=[∑ (各級(jí)病株數(shù)×相對(duì)級(jí)別值)/(調(diào)查總數(shù)× 9)]× 100。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要病蟲害防效對(duì)比

2.1.1 二化螟

從表 2可知,早稻減量施藥區(qū)藥后 5～ 15 d對(duì)二化螟的防效為 85.7%～92.9%,優(yōu)于同期常規(guī)施藥區(qū)(74.4%～ 86.0%)。危害定型后(早稻 6月 10日,晚稻9月26日)的調(diào)查結(jié)果表明:前者的早、晚稻枯心率(白穗率)分別為 0.22%,0.29%,略低于后者(0.42%,0.32%),對(duì)早稻二化螟的防效減量施藥區(qū)比后者約高10%,而二者對(duì)晚稻二化螟的防效差異較小。

表 2 早稻二化螟防效對(duì)比Table 2 Comparison on control effects on striped stem borer in early rice

2.1.2 稻縱卷葉螟

早稻期間稻縱卷葉螟、稻飛虱一、二代發(fā)生都很輕,田間最高蟲量分別為808.0和257頭 /百叢,故減量施藥區(qū)對(duì)其未進(jìn)行防治,上述兩種害蟲發(fā)生程度雖高于常規(guī)施藥區(qū),但皆因蟲量不大,對(duì)水稻產(chǎn)量無(wú)不良影響。常規(guī)施藥區(qū)于6月25日施藥1次防治稻縱卷葉螟,藥后 5～ 10 d蟲口減退率、卷葉率分別為 66.7%～86.6%,0.31%～0.48%。

晚稻分蘗前期(8月15日前)減量施藥區(qū)未防治稻縱卷葉螟,田間蟲量和卷葉率都高于常規(guī)施藥區(qū)。爾后,前者對(duì)稻縱卷葉螟的防效明顯好于后者(表 3),即藥后蟲口減退率比后者高而卷葉率比后者低;最后 1次調(diào)查(9月 26日)結(jié)果表明,減量施藥區(qū)蟲量(5 100頭 /hm2)明顯低于常規(guī)施藥區(qū)(10 350頭 /hm2),前者卷葉率僅為 1.09%,亦低于后者(2.39%)。

表 3 晚稻稻縱卷葉螟防效對(duì)比Table3 Comparison on control effects on Rice Leafroller in late rice

2.1.3 稻飛虱

早稻常規(guī)施藥區(qū)第1次藥后第5 d(6月30日 )至第10 d(7月 5日)稻飛虱蟲口減退率為 53.24%～75.93%,比減量施藥區(qū)低 170～ 205頭 /百叢,主要是減量施藥區(qū)未施藥防治。

晚稻減量施藥區(qū)及常規(guī)施藥區(qū)均用藥 3次,對(duì)稻飛虱的防治效果整體較好(表4)。前者前兩次防效比后者稍差些,減量施藥區(qū) 1次藥后第5 d(8月20日)、2次藥后第 6 d(9月 10日)稻飛虱分別為 535.7,736.7頭 /百叢,明顯高于常規(guī)施藥區(qū)(326.0,568.7頭 /百叢);3次藥后 6～ 11 d(9月26～31日)的調(diào)查結(jié)果表明,前者稻飛虱 (327.3～ 403.3頭 /百叢)低于后者 (382.7～492.7頭 /百叢 )。

2.1.4 紋枯病

田間調(diào)查表明,紋枯病發(fā)生中度危害且早稻明顯輕于晚稻。早稻 (6月15日施藥1次)、晚稻(8月30日、9月 20日各施藥 1次)防治紋枯病后,減量施藥區(qū)田間發(fā)病程度都能得以較好控制且各項(xiàng)指標(biāo)(病叢率、病株率及病情指數(shù))均低于常規(guī)施藥區(qū)。早稻末次調(diào)查(7月 5日)發(fā)現(xiàn)前者病蔸率、病株率和病指分別為18.0%,21.36%和 5.27,比后者相應(yīng)降低 3.0%,4.78%和1.57;晚稻紋枯病危害定型后(9月 26日)調(diào)查,減量施藥區(qū)病蔸率、病株率和病指平均數(shù)分別為31.7%,13.94%和 3.83,比常規(guī)施藥區(qū)相應(yīng)減少12.6%,11.14%和 1.46(表 5)。

表 4 晚稻稻飛虱防效對(duì)比Table 4 Comparison on control effects on rice planthopper in late rice

表 5 早、晚稻紋枯病防效對(duì)比Table 5 Comparison on control effects on sheath blight in early and late rice

2.1.5 主要捕食性天敵

早稻(5月20日前)、晚稻(8月15日前)未施藥前,減量施藥區(qū)和常規(guī)施藥區(qū)主要捕食性天敵種類(蜘蛛、黑肩綠盲蝽、隱翅蟲、寬黽蝽、瓢蟲、虎甲及步甲等)與數(shù)量相差不大(表6),但施藥后減量施藥區(qū)對(duì)主要捕食性天敵種群動(dòng)態(tài)的影響小于常規(guī)施藥區(qū),主要表現(xiàn)為其數(shù)量降幅較小且種群恢復(fù)速率較快,說(shuō)明前者所用藥劑對(duì)天敵殺傷比后者小。此外,兩處理區(qū)內(nèi)黑肩綠盲蝽、隱翅蟲、寬黽蝽、瓢蟲、虎甲及步甲等的影響差異較小,而對(duì)蜘蛛種群動(dòng)態(tài)影響的差異較為明顯,可能與不同種類天敵對(duì)所用農(nóng)藥品種的敏感程度相關(guān)。

表 6 早、晚稻田主要捕食性天敵的種群動(dòng)態(tài)(頭 /百叢)Table6 Population dynamics of predatory natural enemies in the paddy field of early and late rice

2.2 農(nóng)藥用量及效益分析

根據(jù)雙季稻農(nóng)藥減量施藥方案統(tǒng)計(jì),早、晚稻減量噴施區(qū)農(nóng)藥用量分別為475.50,864.75g/hm2,比常規(guī)施藥區(qū)(2 272.50,2 971.50g/hm2)相應(yīng)減少79.08%,70.90%,全年合計(jì)前者農(nóng)藥用量比后者降低74.44%。

減量施藥區(qū)使用所有藥劑大多為效果好、價(jià)格高的進(jìn)口農(nóng)藥,因此在施藥次數(shù)相同的前提下,購(gòu)藥成本明顯高于常規(guī)施藥區(qū)。由于前者對(duì)雙季稻主要病蟲害的防效大多好于后者,因此其增產(chǎn)效果明顯高于后者,早、晚稻較后者增產(chǎn) 0.12～ 0.20 t/hm2,增效 90.0～291.0元 /hm2,全年累計(jì)增產(chǎn) 0.32 t/hm2,增效 381.0元 /hm2(表 7)。

表7 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比Table 7 Comparison on economic benefit of PRT compared with NT

3 結(jié)論與討論

農(nóng)藥制造商與經(jīng)銷商出于追求利潤(rùn)的目的,往往誘導(dǎo)農(nóng)民超出病蟲防治的需求多用農(nóng)藥甚至濫用農(nóng)藥,易導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染。在保證防效的前提下,根據(jù)作物病蟲草害的發(fā)生情況合理選擇、使用農(nóng)藥可大幅減少農(nóng)藥用量。減少農(nóng)藥使用量,便相應(yīng)降低了其對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品的污染風(fēng)險(xiǎn)。

劉見(jiàn)平等[9]、唐濤等[10]針對(duì)超級(jí)雜交中稻主要病蟲害發(fā)生量大、危害嚴(yán)重的特點(diǎn),開(kāi)展了一系列藥劑防治技術(shù)研究,并形成了一套有效防控超級(jí)雜交中稻主要病蟲的藥劑防治新技術(shù)。研究表明藥劑防治新技術(shù)比常規(guī)施藥技術(shù)減少農(nóng)藥用量 42.38%～89.42%,同時(shí)增產(chǎn)增效明顯。

本研究基于洞庭湖區(qū)雙季稻病蟲害的發(fā)生特點(diǎn),構(gòu)建了農(nóng)藥減量使用技術(shù)體系。試驗(yàn)結(jié)果顯示:減量施藥區(qū)農(nóng)藥用量比常規(guī)施藥區(qū)降低了 70.90%～79.08%,增產(chǎn) 0.12～ 0.20 t/hm2,增效 90.0～ 291.0元/hm2。

環(huán)洞庭湖區(qū)雙季稻田天敵資源尤其是蜘蛛群落的物種和數(shù)量非常豐富,是其主要害蟲自然控制的主要生物因子[11]。有研究表明,三唑磷、殺蟲雙、阿維菌素等農(nóng)藥對(duì)稻田主要捕食性天敵群落的豐盛度與多樣性存在不同程度的影響[12～14]。因此,選擇有效控制水稻病蟲害而對(duì)天敵群落穩(wěn)定性高、殺傷小的藥劑,對(duì)于稻田生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展尤為關(guān)鍵。本研究發(fā)現(xiàn)減量施藥技術(shù)采用的農(nóng)藥組合對(duì)蜘蛛、黑肩綠盲蝽及瓢蟲等主要捕食性天敵的種群動(dòng)態(tài)影響小于常規(guī)施藥技術(shù),表明該技術(shù)更有利于保護(hù)天敵和優(yōu)化稻田生態(tài)系統(tǒng)。

農(nóng)藥減量施藥技術(shù)所選農(nóng)藥的成本相對(duì)較高,勢(shì)必暫時(shí)增加了農(nóng)民的購(gòu)藥成本,盡管種稻經(jīng)濟(jì)效益較常規(guī)施藥技術(shù)略有增加,但這種長(zhǎng)期投資不易為大部分農(nóng)民所理解與接受,因此開(kāi)展水稻病蟲草害的專業(yè)化防治可能是解決以上疑慮的主要措施[15,16]。

綜上所述,減量施藥區(qū)比常規(guī)施藥區(qū)農(nóng)藥用量總體減少,降低了田間農(nóng)藥殘留和環(huán)境污染,有效保護(hù)了天敵資源。此外,應(yīng)用該技術(shù)可提高病蟲防治效果,增加稻谷產(chǎn)量及種稻效益,可進(jìn)一步示范和推廣。

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