李祖任，李定華，徐中山，王立峰，彭迪，周小毛，柏連陽

（1. 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖南省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125；2.雜草生物學(xué)及安全防控湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410125；3.長(zhǎng)沙碧野生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司,湖南 長(zhǎng)沙 410000）

生物除草劑是指利用自然界中的生物(包括微生物、植物和動(dòng)物)或其組織、代謝物工業(yè)化生產(chǎn)的用于除草的生物制劑[1-2]。利用生物防除雜草已有近200 a的歷史。迄今為止，約有100種不同的侵染生物種被研究用于防治約80種有經(jīng)濟(jì)意義的雜草。在已被研究的候選生物防治有機(jī)體中，相對(duì)集中于以下幾個(gè)屬:盤孢菌屬（Colletotrichum）有18種，鐮孢菌屬（Fusarium）13種，鏈格孢菌屬（Alternaria）12種和尾孢菌屬（Cercospora）8種；總共有41個(gè)屬的真菌已經(jīng)或正在被考慮作為生物除草劑的候選[3-5]。目前，已經(jīng)報(bào)道的能夠產(chǎn)生具有除草活性化感物質(zhì)的植物有2 000多種、涉及到30個(gè)科[6-8]。其中，111種植物的化感物質(zhì)能夠被用在43種作物田和11類非耕地中防除78種目標(biāo)雜草。這些化感物質(zhì)主要是一些有機(jī)酸、酚類、生物堿、類固醇、單寧、類萜、甾類化合物和醌等[9-11]。很多植物的化感物質(zhì)或次生代謝物能夠影響植物的萌發(fā)、生長(zhǎng)及發(fā)育、密度和分布，是研發(fā)生物除草劑的重要庫源之一。

生物控草有機(jī)肥在生物除草領(lǐng)域中是一個(gè)全新的探索和突破，它既能有化學(xué)除草劑和化學(xué)肥料所具有的主要性能，同時(shí)又有化學(xué)除草劑和化肥所不具有的優(yōu)勢(shì)，即在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成新的污染。我國物質(zhì)資源豐富，發(fā)展生物控草有機(jī)肥具有充足的資源。目前，對(duì)生物控草有機(jī)肥研究與開發(fā)報(bào)道很少[12]。開展生物控草有機(jī)肥的研究有可能開創(chuàng)利用天然植物資源開發(fā)除草劑和肥料的途徑，推動(dòng)新型生物控草有機(jī)肥的研究與應(yīng)用，保障糧食安全，減少環(huán)境污染，具有十分顯著的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。在前期研究的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步驗(yàn)證水稻有機(jī)生物控草肥（F4）在防控稻田雜草上的效果，加快生物控草技術(shù)的發(fā)研進(jìn)程，在海南省三亞市崖城鎮(zhèn)進(jìn)行了不同配方控草肥的加速試驗(yàn)[13]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在海南省三亞市崖城鎮(zhèn)城東村五組陳學(xué)剛的責(zé)任田中進(jìn)行，試驗(yàn)田面積1 134 m2，該水田位于東徑 109°03′05″，北緯 18°18′52″。試驗(yàn)肥料為自主開發(fā)研制的有機(jī)生物控草肥F3、F4。試驗(yàn)田供試品種為湖南省農(nóng)科院提供的香優(yōu)32，于1月26日播種，2月22日移栽，插秧密度為20 cm×25 cm。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用順序排列方法，5個(gè)處理3次重復(fù)，各處理設(shè)計(jì)如下：處理1，無肥區(qū)；處理2，分別用A、B料75、25 kg/667m2（F4低量）；處理3，用A、B料各50 kg/667m2（F4中量）；處理4，用A、B料25、75 kg/667m2（F4高量）；處理5：控草肥（F3）320 kg/667m2。

肥料施用方法：有機(jī)生物控草肥F3、 F4在水稻移栽返青后（5 d）2月27日施用，施肥前先灌水4～5 cm，再將肥料F3、 F4混合后均勻撒施在水田表層，各小區(qū)均做到2周內(nèi)肥水不外流，4周內(nèi)不缺水。

試驗(yàn)田小區(qū)面積6.7 m×3 m＝20 m2。試驗(yàn)田小區(qū)四周做小田埂并用地膜覆蓋，各小區(qū)灌溉水實(shí)行單排單灌。

1.3 記載項(xiàng)目

試驗(yàn)期間進(jìn)行3次雜草調(diào)查，測(cè)定并計(jì)算1 m2內(nèi)雜草的種類和數(shù)量?？夭莘适┯玫诙炱疬B續(xù)15 d測(cè)定各小區(qū)的電導(dǎo)率。水稻前期苗勢(shì)生長(zhǎng)情況及分孽率。

1.4 數(shù)據(jù)分析

按公式（1）、（2）計(jì)算株防效：

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行計(jì)算處理，采用DPSv6.5數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)防效進(jìn)行鄧肯氏新復(fù)極差法差異顯著性測(cè)驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配方處理對(duì)水田雜草的防除效果

調(diào)查發(fā)現(xiàn)該耕地主要發(fā)生的雜草種類為：稗草（Echinochloa crusgalli）、光頭稗（E.colonum）、狗牙根（Cynodon dactylon）、牛筋草（Eleusine indica）等禾本科雜草，異型莎草（Cyperus difformis）、水虱草（Fimbristylis miliacea）等莎草科雜草，旋花科田旋花（Convolvulus arvensis）、柳葉菜科毛草龍（Ludwigia octovalvis）、玄參科泥花草（Lindernia antipoda）等闊葉雜草。

從表1可以看出，水稻移栽后17 d、施用控草肥12 d（3月11日）第1次調(diào)查雜草生長(zhǎng)情況。無肥區(qū)（CK）1 m2平均有狗牙根1株、稗草2株、莎草6.3株、闊葉草3.63株；而施用不同配方有機(jī)生物控草肥的處理2、3、4、5狗牙根分別是0.50、0.44、0.47和0.67株；稗草分別是0.67、0.33、0.17和0.53株；莎草和闊葉草均為0。處理2、3、4、5對(duì)狗牙根的株防效率分別達(dá)到了50%、53.3%、53.3%和33.3%；對(duì)稗草的株防效率分別達(dá)到了66.65%、83.35%、91.65%和73.35%；對(duì)莎草和闊葉草的株防效率都達(dá)到了100%。

水稻移栽后27 d、施用控草肥22 d（3月21日）第2次調(diào)查雜草生長(zhǎng)情況，無肥區(qū)（CK）1 m2有狗牙根1.67株、稗草3.50株、莎草14.84株、闊葉草4.16株；而施用不同配方有機(jī)生物控草肥的處理2、3、4、5狗牙根分別是0.67、0.67、0.16和0.16株；稗草分別是1.84、0.84、0和0.88株；莎草和闊葉草均為0。處理2、3、4、5對(duì)狗牙根的株防效率分別達(dá)到了60%、60%、90%和90%；對(duì)稗草的株防效率分別達(dá)到了47.57%、76.14%、100%和76.14%；對(duì)莎草和闊葉草的株防效率都達(dá)到了100%。

水稻移栽后34 d、施用控草肥29 d（3月27日）第3次調(diào)查雜草生長(zhǎng)情況，無肥區(qū)（CK）1 m2有狗牙根3.33株、稗草7株、莎草22株、闊葉草2株。而施用不同配方有機(jī)生物控草肥的處理2、3、4、5狗牙根分別是1.33、1.33、0.33和1株；稗草分別5.33、1.33、0.33和2株；莎草只有處理2為0.33株，其余處理均為0；闊葉草均為0。2、3、4、5小區(qū)對(duì)狗牙根的株防效率分別達(dá)到了60%、60%、90%和70%；對(duì)稗草的株防效率分別達(dá)到了23.86%、81%、95.3%和71.4%；對(duì)莎草株防效率除處理2達(dá)到98.5%，其余處理均達(dá)到100%，闊葉草的株防效率都達(dá)到了100%。

有機(jī)生物控草肥F4（高、中、低量）和F3對(duì)水稻田狗牙根、稗草、莎草和闊葉草等一年生雜草均有優(yōu)良的防效，其中以F4（高量）控草效果更優(yōu)。通過對(duì)各處理之間的數(shù)據(jù)分析可以看出，F(xiàn)4高量的株防效率明顯高于F4低、中量和F3。第一次雜草調(diào)查F4高量對(duì)稗草的株防效率達(dá)到了91.65%，分別高于F4低、中量和F3 25%、8.3%和18.3%。第二次雜草調(diào)查F4高量對(duì)稗草的株防效率達(dá)到了100%，分別高于F4低、中量和F3 54.43%、23.86%和 23.56%。第三次雜草調(diào)查F4高量對(duì)稗草的株防效率達(dá)到了95.3%，分別高于F4低、中量和F3 71.44%、14.3%和23.9%?？傮w防除效果：處理4＞處理3＞處理5＞處理2。

通過對(duì)雜草鮮重的測(cè)定，從表2可以看出，施用控草肥后29 d，4種處理對(duì)莎草和闊葉草鮮重防效都達(dá)到100%，對(duì)兩類雜草防除效果明顯。對(duì)狗牙根的防除效果4種處理差異較大，處理4藥效達(dá)到100%，處理5、處理2和3藥效果相對(duì)較差。對(duì)稗草的防除效果差異較大，處理4藥效達(dá)93%，處理3和5超過65%，處理2藥效則略低，僅為18%。4種處理對(duì)禾本科雜草防除效果，處理4效果最好，達(dá)94%。F3代的處理5防除雜草效果優(yōu)于F4代的處理2，但仍差于處理4和3。處理2為半計(jì)量的處理，其藥效有較大幅度的降低，可知處理2的防除作用已經(jīng)失去效果。處理3、4和5的藥效并未見其下降，說明它們?nèi)阅芷鹱饔?，藥效時(shí)間長(zhǎng)?？傮w防除效果：處理4＞處理3＞處理5＞處理2。

表1 不同配方處理有機(jī)生物控草肥對(duì)水田雜草株數(shù)防效

表2 不同配方處理有機(jī)控草肥施用后29 d對(duì)水田雜草的鮮重防效

2.2 不同配方處理對(duì)灌溉水電導(dǎo)率的影響

根據(jù)對(duì)不同配方處理田間灌溉水電導(dǎo)率測(cè)定數(shù)據(jù)的分析，其灌溉水的電導(dǎo)率有明顯差別。從圖1可以看出，首先是施用控草肥處理的灌溉水電導(dǎo)率明顯高于空白對(duì)照（CK），其中以處理5（F3）的數(shù)值最高。施肥第二天即2月28日田間水變黑，電導(dǎo)率達(dá)到最高值。由此說明，電導(dǎo)率越高田間水溶液的離子濃度就高，這就有利于對(duì)田間雜草進(jìn)行封殺。施肥后15 d電導(dǎo)率還明顯高于空白（CK）處理。其次是施用控草肥后所形成的黑色腐泥層對(duì)雜草的生長(zhǎng)的也有一定的影響，不利于雜草根系的生長(zhǎng)。據(jù)對(duì)稗草的觀察，稗草出苗后4 d根系開始變黃，5 d開始枯萎，10 d后根系變黑死亡。

2.3 不同配方施肥處理對(duì)水稻前期苗勢(shì)生長(zhǎng)及分蘗期的影響

從表3可以看出，不同配方施肥處理對(duì)水稻前期苗勢(shì)生長(zhǎng)和分蘗期有一定的影響，其中以處理5的苗勢(shì)生長(zhǎng)最好，3月3日苗數(shù)達(dá)到5.87萬苗/667m2，比其他各處理多0.27萬～0.54萬苗/667m2。到3月18日苗數(shù)達(dá)到18.4萬苗/667m2，比其他各處理多4.27萬～5.87萬苗/667m2。分蘗期也比各處理快2～5 d，生長(zhǎng)勢(shì)好。這是因?yàn)樘幚?施用有機(jī)生物控草肥320 kg/667m2，而其他各處理只施用有機(jī)生物控草肥100 kg/667m2。由此說明，F(xiàn)4高量雖然控草效果好，但由于用量少，禾苗生長(zhǎng)勢(shì)不好，不利于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。為了保證F4既能高產(chǎn)又能控草，建議在施用一定量的有機(jī)肥作基肥的前提下，再用F4 100 kg/667m2作控草追肥。

圖1 不同配方處理的田間灌溉水電導(dǎo)率

表3 不同施肥處理對(duì)水稻前期苗勢(shì)生長(zhǎng)及分孽期的影響

3 討 論

綜上所述，（1）無論是F3代和F4代，對(duì)莎草科雜草和闊葉雜草的防除效果均為100%，可確定有機(jī)控草肥對(duì)這兩大類雜草防除效果最理想。（2）兩代有機(jī)控草肥對(duì)禾本科雜草防除效果相對(duì)較差，并且4種處理效果各異。處理4顯著優(yōu)于其他處理，處理2效果最差。（3）綜合株數(shù)防效和鮮重防效，4種處理對(duì)農(nóng)田雜草防除效果從高到低的順序?yàn)椋禾幚?＞處理3≥處理5＞處理2。

縱觀整個(gè)試驗(yàn)過程，F(xiàn)3代和F4代有機(jī)控草肥具有分解快、藥效時(shí)間長(zhǎng)、殺草譜廣、肥力大的特點(diǎn)。有機(jī)肥從2月27日施用，到3月1日，3 d形成了具有除草效果的黑色腐污泥層。30 d后，除處理2外，其他的3個(gè)處理防除效果仍超過70%，處理4超過95%，可知該有機(jī)控草肥藥效時(shí)間較長(zhǎng)。與普通肥相比兩代有機(jī)控草肥具有的突出特點(diǎn)是殺草譜廣、肥力大。

觀察有機(jī)控草肥的防除雜草過程，推測(cè)黑色腐污泥的形成是有機(jī)控草肥直接殺滅雜草的重要原因。微生物和田間藻類分解施用的有機(jī)肥，形成了此黑色腐污泥。海南試驗(yàn)的前期研究發(fā)現(xiàn)：腐污泥層中的化感物質(zhì)和微生物次生代謝產(chǎn)物具有除草活性，黑色層能遮光亦能抑制雜草，腐泥層滲透壓脫水影響雜草生長(zhǎng)[14]。在此次海南試驗(yàn)，進(jìn)一步印證了前期控草原理。在這次海南試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)：（1）大量藻類存在，其能分解有機(jī)物，次生代謝產(chǎn)物是否也具有除草和植物相克作用，有待研究。（2）部分雜草在腐泥層中生長(zhǎng)一定時(shí)間后，根系腐爛，雜草徹底死亡，漂浮于水面。這證明腐泥層作用的滅草的主要位點(diǎn)在雜草的根系。（3）對(duì)莎草科和闊葉雜草防除效果達(dá)100%，為何出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象有待研究。海南地區(qū)雜草種類，海南本地土壤情況，海南海島氣候等原因都可能導(dǎo)致這種情況。（4）初期淺水管理是一個(gè)值得重視的原因，水覆蓋對(duì)雜草的生長(zhǎng)有重大的影響，與相鄰山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田（未淺灌）對(duì)比明顯。利用移栽初期淺水管理防除雜草已有研究[15-16]。

此次海南試驗(yàn)完成了驗(yàn)證有機(jī)控草肥施用效果的目的，但仍存在一定的不足：施用效果存在地域差異，除草效果可比性不強(qiáng)。海南省由于其特殊的海島氣候，存在的雜草種類與湖南地區(qū)存在較大差異。試驗(yàn)點(diǎn)主要是田旋花、毛草龍和泥花草等闊葉雜草，而湖南地區(qū)水田雜草以野慈姑（Sagittaria trifolia）、鴨舌草（Monochoria vaginalis）和鳳眼蓮（Eichhornia crassipes）為主[17-18]。

試驗(yàn)結(jié)果表明，有機(jī)生物控草肥F4高量對(duì)水稻雜草的防控效果顯著高于F4低、中量和F3。相對(duì)有機(jī)生物控草肥F3在用量上減少了220 kg/667m2，株防效率提高了21.92%，鮮重防效提高了14.33%，并且能省工省時(shí)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。綜上所述，有機(jī)生物控草肥F4高量推廣前景更好。

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