孫永健，朱 懿，孫園園，嚴奉君，蔣明金，楊志遠，許遠明，徐 徽，馬 均*

（1.四川農(nóng)業(yè)大學水稻研究所/農(nóng)業(yè)部西南作物生理、生態(tài)與耕作重點實驗室，成都 611130；2.中國氣象局成都高原氣象研究所，成都 610072；3.眉山市東坡區(qū)農(nóng)業(yè)局，四川眉山 620032）

隨著灌溉用水的日趨緊張、勞動力成本的提高，以及農(nóng)業(yè)機械化規(guī)模的擴大，人工直播、機直播、機插秧等輕簡栽培技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢[1]。在規(guī)?；a(chǎn)中，機械旱直播是水稻輕型栽培中最簡單的種植方式[2]，其效率高、收益高、節(jié)水等突出優(yōu)點日益受到人們的重視，但對機械旱直播稻配套的高產(chǎn)高效生產(chǎn)技術(shù)及其生理生態(tài)基礎(chǔ)研究起步比較晚，技術(shù)體系還不完備[3-4]；尤其機械旱直播下，前期秧苗覆蓋度低，水分管理適合雜草迅速發(fā)生且量大，雜草群落復(fù)雜，雜草與幼苗爭奪光照、肥料和生長空間，嚴重影響稻谷產(chǎn)量和米質(zhì)[1，5-6]；雜草防除和出苗問題已成為制約直播稻高產(chǎn)的主要因素。為此，前人對直播稻品種耐藥性特性[7]、直播方式[8-9]、不同除草劑類型[10]及用量[11]、不同噴藥時期[12]等方面已有較深入的研究，也在部分地區(qū)取得了控草、高產(chǎn)、高效的效果[10-14]，但研究多數(shù)在水直播、人工直播條件下進行[7-8，12]。而旱直播播前田面則必須整平耙細，開好廂溝，以提高出苗和除草效果[4，15]，但在機械旱直播條件下除草劑配施對稻田雜草防除及水稻產(chǎn)量形成的影響研究較少。本研究針對目前機械旱直播生產(chǎn)中存在的實際問題，以超級稻F優(yōu)498為試材，設(shè)置不同土壤除草劑與莖葉除草劑配施處理，研究其對機械旱直播稻田雜草防除、水稻群體質(zhì)量和稻谷產(chǎn)量，以及土壤除草劑殘留的影響，并探討分析除草劑配施的經(jīng)濟效益差異，探索直播水稻雜草防治的最佳時期及用藥組合，以期為機械旱直播水稻生產(chǎn)實踐提供理論指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2015年在四川省眉山市東坡區(qū)蓮墩村國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)試驗基地（30°07′N，103°48′E）進行。研究區(qū)域地屬亞熱帶濕潤季風氣候，水稻生長季4月至9月平均氣溫22.6℃，降雨量574.8 mm，日照時數(shù)598.0 h，相對濕度79%（數(shù)據(jù)由四川省氣象局提供）。試驗田為中壤土，有機質(zhì)含量19.4g/kg，全氮2.01 g/kg，速效氮107.2 mg/kg，速效磷29.1 mg/kg，速效鉀77.43 mg/kg，pH 6.41。試驗引進南京農(nóng)業(yè)大學改良的六行條播機械旱直播機[2]，并對直播一體機的鎮(zhèn)壓部件進行再改良，旱直播機旋耕深度10.0～11.0 cm，播種深度為2.0 cm，行距為28.0 cm，播廂寬1.50 m，施肥深度 4.0～4.5 cm，覆土深度 0.7～1.0 cm，并鎮(zhèn)壓緊實。

以超級稻F優(yōu)498（中遲熟雜交秈稻，生育期143 d）為材料，播種量為22.5 kg/hm2，直播前4月12日將田塊翻耕平整后，用滅生性除草劑（41%草甘膦異丙銨鹽）進行一次雜草防除。4月19日曬種1 d后，按水∶種=3∶2浸種，以種子90%露白為止；播前將種子陰干，以手抓種子不沾手為宜；4月24日用機械旱直播。播種后灌水按各小區(qū)面積4 m×5 m起田埂，按照除草劑常規(guī)用量說明，進行土壤除草劑×莖葉除草劑2因素隨機區(qū)組試驗，設(shè)2種土壤除草劑處理，在播后第2天進行噴施，分別為：

C1—丙草胺（先正達）：按30%有效成分濃度1 800 mL/hm2噴施。

C2—丁草胺（陶氏益農(nóng)）：按40%有效成分濃度1 800 mL/hm2噴施。

各土壤除草劑處理下，設(shè)4種莖葉除草劑處理，在四葉一心期（5月27日）進行噴施，分別為：

S1—二氯喹啉酸（中凱農(nóng)化）：按50%有效成分含量375 g/hm2噴施。

S2—芐嘧磺?。ǘ虐睿喊?0%有效成分含量300 g/hm2噴施。

S3—氰氟草酯（陶氏益農(nóng)）：按100 g/L有效成分濃度750 mL/hm2噴施。

S4—五氟磺草胺（陶氏益農(nóng)）：按25 g/L有效成分濃度600 mL/hm2噴施。

并設(shè)置不噴施莖葉除草劑處理，記為S0。

出苗后各小區(qū)定植基本苗為45萬株/hm2。各處理施氮量均為 180 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O 為 2∶1∶2，氮肥運籌為基肥∶蘗肥∶穗肥=5∶3∶2；磷肥僅以基肥施用；鉀肥運籌為基肥∶穗肥=5∶5；基肥通過旱直播機施用 450 kg/hm2金正大復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=20∶20∶20）；三葉一心葉齡期人工施分蘗肥，施氮量（純N）為54 kg/hm2；倒2葉葉齡期人工施穗肥，施氮量（純N）為 36 kg/hm2、施鉀量（K2O）為 90 kg/hm2。各處理設(shè)3次重復(fù)，試驗小區(qū)測產(chǎn)面積15.0 m2。其他田間管理按本研究區(qū)域高產(chǎn)田進行管理。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 雜草種類與數(shù)量調(diào)查

除草劑配施完全施用后0、10和20 d，各小區(qū)對角線取5點，每點0.50 m2，分別調(diào)查節(jié)節(jié)菜、稗草、千金子、異型莎草、牛筋草等雜草株數(shù)，并計算單位面積雜草總數(shù)。

1.2.2 干物質(zhì)累積和葉面積指數(shù)

分別于拔節(jié)期、齊穗及成熟期，按各小區(qū)的平均莖蘗數(shù)各取代表性稻株5穴，去根后，分葉、莖鞘、穗測定地上部干物重。同時用美國生產(chǎn)的CID-203葉面積儀測定各生育期葉面積并計算葉面積指數(shù)（LAI）。

1.2.3 有效穗數(shù)

成熟期各小區(qū)計數(shù)具代表性稻株30穴的有效穗數(shù)，并計算平均值。

1.2.4 考種與計產(chǎn)

成熟期各小區(qū)隨機取10株（每株莖蘗數(shù)為各小區(qū)的平均莖蘗數(shù)），測定每穗粒數(shù)、實粒數(shù)、千粒重，計算總穎花數(shù)、結(jié)實率等性狀。各小區(qū)去邊行，按實際收獲株數(shù)計產(chǎn)。

1.2.5 除草劑在土壤中的殘留

收獲后各小區(qū)按3點取樣法取稻田0～20 cm土壤，按照王萬紅等[16]、張倩[17]、韓娟等[18]方法，用Finnigan TRACEGC2000/MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、高效液相色譜-紫外檢測器（HPLC-UV）測定土壤中丙草胺、丁草胺、二氯喹啉酸、芐嘧磺隆、氰氟草酯、五氟磺草胺等除草劑含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2010和DPS7.05統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，用LSD0.05檢驗處理間差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 除草劑配施對機械旱直播稻田主要雜草的控制

由圖1可知，機械旱直播下，稻田雜草總量（見圖 1a），主要包括節(jié)節(jié)菜（見圖 1b）、稗草（見圖 1c）和千金子（見圖1d），其他雜草牛筋草、陌上菜、馬唐數(shù)量（數(shù)據(jù)未列出）相對較少。由圖1a可見，在4葉期噴施莖葉除草劑前（0 d），土壤除草劑丙草胺處理（C1）的雜草數(shù)量顯著高于丁草胺處理（C2），噴施莖葉除草劑后，相對于不噴施莖葉除草劑處理（S0），雜草總量均呈顯著降低的趨勢，但隨噴藥后的作用時間各莖葉除草劑間存在顯著差異，以噴施五氟磺草胺處理（S4）控草最優(yōu)，其次為噴施氰氟草酯處理（S3），二氯喹啉酸（S1）和芐嘧磺?。⊿2）處理效果差，且與前期噴施的土壤除草劑配合效果也不太一致，甚至噴藥后20 d調(diào)查C1S1和C2S2配施處理雜草總量呈上升趨勢。由圖1b、圖1c和圖1d可以看出，除草劑配施對各類雜草的控制趨勢與雜草總量的防控趨勢基本一致，但土壤除草劑和莖葉除草劑對各類雜草的控制作用也有所不同，仍具有一定選擇性，土壤除草劑C2處理對節(jié)節(jié)菜、稗草的控制效果顯著，而對于千金子影響不明顯。

2.2 除草劑配施對機械旱直播水稻干物質(zhì)累積及葉面積指數(shù)的影響

由表1可見，土壤除草劑丁草胺處理（C2）的干物質(zhì)累積及葉面積指數(shù)（LAI）均不同程度高于丙草胺處理（C1），且隨著生育進程差異增加，尤其在抽穗期和成熟期差異達顯著水平。各土壤除草劑下，不同莖葉除草劑對主要生育時期干物質(zhì)累積及LAI的影響不同；同一土壤除草劑下，整體以噴施五氟磺草胺處理（S4）優(yōu)勢較為明顯，C1處理下，抽穗后S3和S4干物質(zhì)累積及LAI處理間差異不顯著，但S4處理相對S3處理利于抽穗至成熟期干物質(zhì)累積，并緩解LAI的衰減；C2處理下，抽穗后S4處理干物質(zhì)累積均顯著高于其他處理，但對LAI的影響S1和S4處理間差異不顯著。

圖1 除草劑配施下田間單位面積雜草總量及節(jié)節(jié)菜、稗草、千金子數(shù)量動態(tài)圖Figure 1 Dynamic changes of total weeds，rotala indica，barnyard and sprangletop under different herbicides combined application

2.3 除草劑配施對機械旱直播水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

由表2可見，機械旱直播下，土壤除草劑丁草胺處理（C2）的稻谷產(chǎn)量顯著高于丙草胺處理（C1）；各土壤除草劑下，噴施五氟磺草胺處理（S4）均顯著高于其他處理，表明播前用滅生性除草劑（41%草甘膦異丙銨鹽）基礎(chǔ)上，播種后2 d施用丁草胺和4葉期噴施五氟磺草胺除草劑的配施方法，能防除直播田絕大多數(shù)雜草（見圖1），且效果明顯為本試驗控草增產(chǎn)增效最佳的除草劑配施處理。由表2還可看出，機械旱直播下，C2處理有效穗和總穎花數(shù)顯著高于C1處理，但各土壤除草劑間對每穗實粒數(shù)、結(jié)實率及千粒重的影響差異均不顯著。從產(chǎn)量與其構(gòu)成因子的相關(guān)性來看，C2S4除草劑配施高產(chǎn)的獲得主要由于在有效控制雜草生長的基礎(chǔ)上，有效穗數(shù)及總穎花數(shù)優(yōu)勢顯著，且保證了較高的結(jié)實率及千粒重，是相對于其他處理的優(yōu)勢所在。

2.4 除草劑配施對機械旱直播稻田土壤農(nóng)藥殘留的影響

由表3可見，噴施任何一種除草劑，在水稻收獲后稻田土壤中均存在農(nóng)藥殘留，但不同的除草劑配施下土壤同一類除草劑殘留量不同；土壤除草劑丙草胺處理（C1）下，土壤丙草胺含量不施莖葉除草劑（S0）顯著高于其他處理，以五氟磺草胺（S4）最低；土壤除草劑丁草胺處理（C2）下，土壤丁草胺含量S0、S1、S2處理間差異不明顯，但均顯著高于S4處理。從各莖葉除草劑的土壤農(nóng)藥殘留來看，二氯喹啉酸、芐嘧磺隆、氰氟草酯、五氟磺草胺均以C1處理顯著高于C2處理。

2.5 除草劑配施的經(jīng)濟效益分析

由表4可見，不同除草劑配施各處理主要經(jīng)濟效益差異（不含前期相同的種子費用及機械使用費等），在除草劑配施方面，配施土壤除草劑丙草胺（C1）成本每公頃均僅高出30元，但除草效果的差異是導(dǎo)致產(chǎn)量效益及其總效益差異的主要因素。土壤除草劑丁草胺處理（C2）的稻谷產(chǎn)量效益顯著高于C1處理；各土壤除草劑下，噴施五氟磺草胺處理（S4）產(chǎn)量效益均顯著高于其他處理，而C1處理總成本還高于C2處理，C2S4處理能表現(xiàn)出更明顯的經(jīng)濟效益。

表1 除草劑配施對機械旱直播水稻主要生育時期干物質(zhì)累積及葉面積指數(shù)的影響Table 1 Effects of herbicides combined application on dry matter accumulation and leaf area index（LAI）at different growth stages

表2 除草劑配施對機械旱直播水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響Table 2 Effects of herbicides combined application on yield and its components under mechanical dry direct-seeding

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

旱直播稻田前期以濕潤為主，秧苗尚小，雜草生長空間相對較大，進而利于雜草旺盛生長，危害秧苗，因此，水稻前期除草是控制雜草危害的關(guān)鍵，也是保證水稻高產(chǎn)群體構(gòu)建及最終產(chǎn)量的前提條件[11，18-19]。整體來看，化學除草主要集中在兩個時期，一是播后苗前土壤封閉處理，二是苗后莖葉處理[12]。但前人對除草管理技術(shù)研究有所不同；商廣書[20]認為，在水稻直播后到出苗前進行一次土壤封閉處理，在水稻三葉期采用莖葉噴霧處理能有效防除田間大多數(shù)雜草發(fā)生；李明等[21]研究表明，在水稻生長前期結(jié)合分蘗肥進行兩次封閉處理，可有效減少后期用工和藥劑成本，而且對惡性雜草的防除能達到理想效果；沈素文等[13]則根據(jù)江蘇省直播稻田雜草發(fā)生特點及有關(guān)農(nóng)藥的特性，總結(jié)出前期雜草的化學防除應(yīng)遵循播前、播后出苗前“一除二封”的原則。本研究表明，直播前使用滅生性除草劑（41%草甘膦異丙銨鹽）進行一次雜草防除下，相同時期、不同除草劑類型對不同類型雜草防除效果發(fā)現(xiàn)：C2與C1相比，除草效果明顯，藥效期長，但有報道指出C2對水稻幼芽有一定的危害[22]；而C1雖在后期雜草總數(shù)也較少，但除草效果緩慢，田間雜草對水稻生長有一定影響，且對稗草、節(jié)節(jié)菜，以及雜草總量的防除效果低于C2；同時本研究還表明，莖葉除草劑的選用作用顯著，C2配合其他4種莖葉型除草劑均能達到一定的除草、控草效果，但結(jié)合除草效果和產(chǎn)量分析，C2S4效果最佳，且水稻產(chǎn)量最高，其余3種組合雖除草效果明顯，但產(chǎn)量受到一定影響，C1S4雖產(chǎn)量相對較高，但除草效果不及C2S4，因此在選用除草劑配施方面，播種后2 d施用丁草胺和4葉期噴施五氟磺草胺除草劑的配施為最優(yōu)選擇。此外，本研究僅以川西平原稻作區(qū)稻-麥（油）兩熟制稻田雜草為研究對象，而對于不同生態(tài)區(qū)稻田雜草種群、雜草的發(fā)生有所不同，這有待于我們進一步的研究。

表3 除草劑配施對土壤中農(nóng)藥殘留量的影響Table 3 Effects of herbicides combined application on residues of different herbicide in soil mg·kg-1

表4 除草劑配施下主要經(jīng)濟效益差異分析Table 4 Effects of herbicides combined application on economic efficiency differences under mechanical dry direct-seeding yuan·hm-2

有研究結(jié)果表明，水稻播種后3～7 d，直播稻田雜草開始陸續(xù)發(fā)生，造成水稻分蘗減少，成穗率降低，水稻嚴重減產(chǎn)，尤其是田間頑固雜草影響最大，水稻減產(chǎn)與雜草密度、分蘗數(shù)密切相關(guān)[19]；沈素文等[23]認為，水稻播種后20 d內(nèi)是直播稻田雜草發(fā)生的第一個高峰，封殺效果不好，將造成水稻產(chǎn)量的大幅減產(chǎn)。本試驗研究結(jié)果表明：除草效果直接影響水稻主要生育時期干物質(zhì)積累、葉面積指數(shù)、最終產(chǎn)量，以及最終的總效益，播前用滅生性除草劑（41%草甘膦異丙銨鹽）基礎(chǔ)上，播種后2 d施用丁草胺和四葉期噴施五氟磺草胺除草劑的配施雜草防除及產(chǎn)量優(yōu)勢明顯，較其他除草劑配施處理水稻高產(chǎn)高效的途徑為，能防除直播田節(jié)節(jié)菜、稗草、千金子等絕大多數(shù)雜草，提高抽穗和成熟期干物質(zhì)累積量，并保持抽穗至成熟期較高的LAI，是機械旱直播水稻高產(chǎn)的重要原因，為本研究控草增產(chǎn)增效最佳的除草劑配施處理，可實現(xiàn)高產(chǎn)與高效的同步提高，在除草劑的選擇和配施方面，進一步補充、完善了前人“一除二封”的雜草防除原則[13，23]，初步形成“一除二封三補”機械旱直播控草增產(chǎn)增效技術(shù)。

此外，土壤中農(nóng)藥殘留量過高，將影響下季作物的生長，可能出現(xiàn)減產(chǎn)、絕收的結(jié)果[17]。本研究表明，噴施任何一種除草劑，在水稻收獲后稻田土壤中均存在農(nóng)藥殘留，除草劑有效成分芐嘧磺隆和五氟磺草胺土壤殘留量較高，達到了0.108 3～0.218 9 mg/kg，但不同的除草劑配施下土壤同一類除草劑殘留量不同，結(jié)合干物質(zhì)累積及最終產(chǎn)量來看，獲得相對高產(chǎn)的處理土壤殘留呈不同程度的降低趨勢，這可能與水稻的被動吸收有關(guān)，而不同除草劑配施在水稻籽粒、莖、葉等各營養(yǎng)器官的分布情況將另文發(fā)表。因此，在選用除草劑方面，應(yīng)綜合考慮比較選用除草劑配施效果好，對水稻傷害小，土壤低殘留，稻米安全的產(chǎn)品。

3.2 結(jié)論

本試驗機械旱直播條件下，播前12 d用滅生性除草劑（41%草甘膦異丙銨鹽）基礎(chǔ)上，播種后2 d施用丁草胺和四葉期噴施五氟磺草胺除草劑的配施雜草防除及產(chǎn)量優(yōu)勢明顯，較其他除草劑配施處理水稻高產(chǎn)高效的途徑為：

①能防除水稻苗期直播田節(jié)節(jié)菜、稗草、千金子等絕大多數(shù)雜草，利于稻苗的生長。

②促進拔節(jié)至成熟期干物質(zhì)累積量，并保持抽穗至成熟期較高的葉面積指數(shù)。

③在有效控制雜草生長的基礎(chǔ)上，有效穗數(shù)及總穎花數(shù)優(yōu)勢顯著，且保證了較高的結(jié)實率及千粒重，進而促進了高產(chǎn)與高效益的同步提高。

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