周 浩，楊益善，唐 俐，肖國櫻*

(1中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所/亞熱帶農業(yè)生態(tài)過程重點實驗室，湖南長沙410125;2國家雜交水稻工程技術研究中心，湖南長沙410125)

水稻直播是指將稻種直接撒播于大田而不經(jīng)過育秧移栽過程的水稻輕型栽培技術。該技術具有勞動強度低、用工量少、種植效益高等優(yōu)勢，在國內外得到了廣泛應用［1，2］。然而直播稻田草相復雜且數(shù)量眾多，雜草防除難度大，阻礙了直播稻技術的發(fā)展。如何高效防除雜草是進一步推廣直播稻技術必須優(yōu)先解決的問題。為此前人做了許多研究并提出一些方法，例如加強人工除草、合理輪作和選用品種，以及“一封二殺三補”的化學防除方法等［3］。但這些方法不是費時、費工，就是效果不顯著或者技術要求高、且不穩(wěn)定。有學者提出培育轉基因抗除草劑水稻品種并應用于直播，將是解決直播稻雜草問題更高效的途徑［3，4］。本研究首次將抗除草劑草銨膦的雜交早稻“株1S/Bar68－1”應用于直播栽培中，并比較了施用草銨膦除草劑和常規(guī)除草劑的應用效果。

1 材料和方法

1.1 材料

轉基因抗除草劑草銨膦的雜交早稻“株1S/Bar68－1”，由中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所培育。

1.2 試驗設計與栽培方法

1.2.1 試驗設計

試驗設草銨膦除草劑1次除草(A)和常規(guī)除草劑2次除草(B)兩個處理，3次重復，共6個小區(qū)，完全隨機排列，小區(qū)面積44.55 m2(3.3 m×13.5 m)。具體除草方案見表1。

表1 除草方案Table 1 Protocol of weed control

1.2.2 栽培方法

采用翻秋直播栽培，地點在國家雜交水稻工程技術研究中心長沙轉基因水稻試驗基地(批準文號:農基安辦字2011－T124)。整地:兩犁一平，播種前1 d按照濕潤秧田方法整田，分小區(qū)做畦，開圍溝、畦溝。播種:500倍強氯精浸種12 h，生化培養(yǎng)箱35℃催芽至破胸，2011年7月11日分小區(qū)均勻撒播，小區(qū)用種量0.47 kg(105.5 kg/hm2)。施肥:整地前按小區(qū)面積計算施入過磷酸鈣750 kg/hm2和菜枯750 kg/hm2作基肥;7月25日追施尿素112.5 kg/hm2和復合肥300 kg/hm2。管水:播后曬田促立針，淺水灌溉促分蘗，適時曬田控群體，干濕交替促灌漿。病蟲害防治:1次螟蟲防治，1次稻瘟病和稻飛虱等的綜合防治。除草:按表1方案進行。

1.2.3 觀察記載、考種和測產(chǎn)

定期觀察記錄全程水稻生長動態(tài)。

取樣。完全成熟前2 d，在與小區(qū)長邊平行的中線上均勻取3點，以各點為中心分別框取0.25 m2面積齊兜收割混合作為一個樣品，共取6個樣品。

考種?？疾烀繕悠分?0.75 m2)的有效穗數(shù)和雜草數(shù)量，并在各樣品中隨機取10穗考察每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)。樣品全部脫粒后考察千粒重、谷總重、草重和禾重。田間測量株高。實際產(chǎn)量=每樣品總重÷0.75×10000，有效穗數(shù)=每樣品有效穗數(shù)÷0.75×10000，結實率=每穗實粒數(shù)÷每穗總粒數(shù)×100%。

分蘗數(shù)調查。在分蘗末期和始穗期按對角線在各小區(qū)取3點，分別框取0.25 m2面積考察平均分蘗數(shù)，分蘗數(shù)=平均分蘗數(shù)÷0.25×10000。

米質檢測委托湖南省農業(yè)科學院稻米及制品檢測中心完成。

數(shù)據(jù)采用DPS軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同除草方式的除草效果

分蘗末期(8月12日)田間目測，處理A(此時尚未進行草銨膦除草)可見約5%(按面積計)的稗草，而處理B從冠層看未見明顯雜草，表明7月23日(3葉1心期)的常規(guī)除草起到了明顯作用。到了始穗期(8月31日)，處理A的稗草逐漸枯死，同時未見其他雜草，而處理B可見很多千金子，表現(xiàn)為千金子草害，表明8月12日(分蘗末期)施用的草銨膦除草劑很好的殺滅和控制了雜草，而第2次常規(guī)除草雖對闊葉雜草有較好的控制效果，但由于沒有加入防除千金子的除草劑而使千金子成為草害。與滅生性除草劑草銨膦相比，利用選擇性除草劑除草需要根據(jù)田間雜草優(yōu)勢種群選用不同功能的除草劑，且雜草優(yōu)勢種群在不斷變化，除草技術要求高。

收割時的雜草數(shù)量統(tǒng)計結果表明(表2)，與常規(guī)除草相比，草銨膦除草(處理A)使田間雜草減少85.3%，其中處理B的千金子數(shù)量是處理A的6.97倍，差異達到顯著水平，而且處理B的雜草干重是處理A的9.67倍，差異達到極顯著水平。

表2 收獲時不同除草方式的田間雜草比較Table 2 Comparison of weeds in different ways of weed control

2.2 不同除草方式對水稻分蘗的影響

調查結果表明(表3)，草銨膦除草田(處理A)分蘗期雜草與水稻相互競爭，水稻的分蘗基數(shù)不大，在分蘗末期的分蘗數(shù)顯著少于常規(guī)除草田(處理B);而在始穗期則相反，草銨膦除草田的分蘗數(shù)顯著多于常規(guī)除草田。比較分蘗末期和始穗期的分蘗數(shù)發(fā)現(xiàn)，處理A始穗期分蘗數(shù)僅比分蘗末期減少4.6%，而處理B則減少了29.0%。表明草銨膦除草田無效分蘗少、成穗率高，常規(guī)除草田由于分蘗期后千金子迅速生長，增加了無效分蘗，降低了成穗率。

表3 不同除草方式的分蘗數(shù)(×104/hm2)比較Table 3 Comparison of tillers in different ways of weed control

2.3 不同除草方式對水稻產(chǎn)量和米質的影響

由表4和表5可知，與常規(guī)除草方式(處理B)相比，草銨膦除草(處理A)顯著增加了有效穗數(shù)和千粒重，增幅分別為22.6%和9.0%，實際產(chǎn)量增加49.5%，同時顯著增加了直鏈淀粉含量(增加2.07個百分點)，其他農藝性狀和米質指標則沒有顯著影響。表明草銨膦除草劑的施用對株1S/Bar68－1的主要株葉形態(tài)沒有產(chǎn)生顯著影響，增產(chǎn)主要來自有效穗數(shù)和千粒重的增加。

表4 不同除草方式的農藝性狀及產(chǎn)量比較Table 4 Comparison of agronomic traits in different ways of weed control

表5 不同除草方式的稻米品質比較Table 5 Comparison of grain quality in different ways of weed control

2.4 不同除草方式的成本比較及增產(chǎn)效益分析

與常規(guī)除草方式相比，草銨膦除草由于少施用了一次除草劑，節(jié)約了施用除草劑的勞動力成本50%，如按噴施1次除草劑人工費300元/hm2計算，可節(jié)約人工費300元;除草劑成本方面，雖然草銨膦除草劑市場價比常規(guī)水稻田除草劑高，但處理B施用了兩種常規(guī)除草劑，按用量折算后比較，草銨膦成本225元/hm2，常規(guī)除草劑成本240元/hm2。綜合來看，本研究中草銨膦除草比常規(guī)除草方式節(jié)約成本37.5%，即每公頃可節(jié)約315元。同時，由于常規(guī)除草區(qū)發(fā)生千金子草害，使得其產(chǎn)量較低，而草銨膦除草區(qū)未受草害影響，產(chǎn)量正常，與常規(guī)除草方式相比，草銨膦除草可減少產(chǎn)量損失33.1%，每公頃減少產(chǎn)量損失約2.1 t(表4)，相當于每公頃增收5 460元(按每千克稻谷2.6元計算)。

3 討論

3.1 應用草銨膦的安全性及其經(jīng)濟效益

草銨膦作為一種廣譜滅生性除草劑，具有活性高、低毒、環(huán)境兼容性好等特點，是全球第二大轉基因作物耐受除草劑［5］，其長期使用的環(huán)境(生態(tài))安全性得到了肯定［6］?，F(xiàn)在需要關注的是施用草銨膦后對轉基因抗性水稻有無不利影響。本研究結果表明，與施用常規(guī)除草劑相比，草銨瞵除草劑(有效成分450 g/hm2)在水稻分蘗末期噴施后，除顯著提高了有效穗數(shù)、千粒重和直鏈淀粉含量外，對轉基因抗除草劑雜交稻組合株1S/Bar68－1的株葉形態(tài)和其他經(jīng)濟及米質性狀等均無顯著影響。我們推測千粒重和直鏈淀粉含量在兩處理之間的差異是由于常規(guī)除草劑處理組的千金子草害所致。試驗數(shù)據(jù)表明，常規(guī)除草劑處理組的千金子數(shù)量是水稻有效穗的24.7%，目測發(fā)現(xiàn)千金子在田間均勻分布，高過穗層，對水稻有“遮蔭”效果，從而影響水稻的光合作用和灌漿，引起千粒重和直鏈淀粉含量下降。鐘旭華、任萬軍等［7，8］也曾有過類似報道。已有研究表明，抗草銨膦轉基因水稻99－1于4～8葉期在高劑量(1 995 g/hm2)草銨膦處理下其生物量積累不受影響［9］，但更高濃度草銨膦除草劑的施用是否對株1S/Bar68－1產(chǎn)生不利影響需要進一步研究。從本試驗的結果看，轉基因抗除草劑水稻直播栽培田在分蘗末期應用草銨膦1次性除草可以很好的控制雜草，并且節(jié)約直接成本37.5%，減少因草害帶來的產(chǎn)量損失33.1%，合計相當于每公頃增收5 775元，經(jīng)濟效益十分顯著。

3.2 應用抗草銨膦雜交稻解決水稻直播栽培草害問題的可行性

我國直播稻栽培開始于20世紀50～60年代，發(fā)展于80年代，2000年以來直播稻面積迅速擴大，尤其是在江浙一帶［1，10］。盡管與拋秧、機插等栽培方式相比直播稻具有較高的種植效益［2］，但由于尚未形成簡單且行之有效的栽培管理技術體系，而不能保證穩(wěn)產(chǎn)，近年來一些地方政府逐步加大了控制直播稻面積的宣傳。雜草防除是阻礙直播稻高效栽培技術推廣的最大障礙。一般水稻常規(guī)除草劑只能針對一種或一類雜草起作用，而直播稻田草相復雜，除草過程中往往是“按下葫蘆浮起瓢”，大大加大了直播稻雜草防除的技術要求和難度。轉基因抗除草劑水稻的應用為水稻直播栽培提供了高效的雜草防除途徑［4］。本研究結果表明，將轉Bar基因抗除草劑雜交稻應用于直播栽培，采用草銨膦除草劑1次噴施除草技術，能有效的殺滅和控制直播田雜草，而對水稻生長無其他不良影響。因此，該技術的應用可完全解決直播稻的雜草防除問題。其主要技術要點:草銨膦有效成分0.6 g/L，每公頃用量720～960 L(有效成分劑量432～576 g/hm2)，于分蘗末期緊挨冠層均勻噴霧，冒頭雜草重點噴施。

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