郭世儉,章振,趙東,徐小燕,周國棟,張卓亞,王天琦,謝勇軍,黃明智,馬明亮
(合力科技股份有限公司,杭州310052)
棉花是新疆地區(qū)重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè),是新疆生產(chǎn)建設兵團職工增收的重要來源[1]。 棉田雜草是影響棉花生產(chǎn)的主要因素之一。 棉田雜草種類繁多,近年來新疆由于長期重復、單一地使用除草劑,闊葉類雜草發(fā)生量逐年增多,尤其是惡性雜草龍葵(Solanum nigrum L.)對棉花的危害日益嚴重[2]。 棉田雜草群落的演變和雜草抗性問題對除草劑輪換使用提出要求,需要應用多種不同作用機制的除草劑來控制棉田雜草[3-4]。 42%(質(zhì)量分數(shù),下同)氟啶草酮懸浮劑(劑型代碼:SC,商品名:龍草凈?)是1種選擇性、內(nèi)吸傳導型除草劑,在我國已有將其用作新疆棉田土壤處理除草劑的試驗報道[1,5-6]。
膜下滴灌技術是國內(nèi)外關于棉花種植方面所研究出的一種較為先進的栽培技術,能有效減少灌溉水的散失,達到節(jié)水增產(chǎn)的效果[7-8]。 將水肥藥一體化的膜下滴灌技術已在新疆迅速發(fā)展,其核心是借助壓力灌溉系統(tǒng)將可溶性的肥料及農(nóng)藥兌成一定比例的肥藥液隨滴灌水一起均勻準確地輸送到作物有效位置[9]。 已有研究報道應用滴灌系統(tǒng)將除草劑滴施到棉田。張艷麗[10]研究了膜下滴灌條件下二甲戊靈在棉花播前進行土壤封閉及隨水滴施處理對南疆棉田雜草的防控效果;雷勇剛[11]研究了金都爾乳油(劑型代碼:EC)隨水滴施防治棉田雜草。但將龍草凈通過隨水滴施來防治棉田雜草尚未見報道。本研究通過室內(nèi)及田間試驗探討了龍草凈隨水滴施對不同雜草、不同草齡的除草活性,以及不同土壤條件下的雜草防效、棉花安全性,為探索該產(chǎn)品在棉田隨水滴施應用提供了理論依據(jù)。
1.1.1 供試藥劑。 42%氟啶草酮SC,由邁克斯(如東)化工有限公司提供;50%撲草凈SC,由浙江中山化工集團股份有限公司生產(chǎn),市售;240 g·L-1乙氧氟草醚EC,由美國陶氏益農(nóng)公司生產(chǎn),市售;330 g·L-1二甲戊靈EC, 由山東中禾化學有限公司生產(chǎn),市售。
1.1.2 供試雜草。 室內(nèi)試驗供試雜草為灰藜(Chenopodium album)、龍葵(Solanum nigrum)、反枝莧 (Amaranthus retroflexus)、 稗草(Echinochloa crusgalli)。
田間試驗雜草種類有龍葵、 灰綠藜(Chenopodium glaucum L.)、 灰藜、 反枝莧、 黃蒿(Artemisia scoparia)、 稗 草、 扁 稈 荊 三 棱(Bolboschoenus planiculmis)、 田旋花 (Convolvulus arvensis L.)、苘麻(Abutilon theophrasti Medicus)。
草齡劃分標準:龍葵幼齡(1~2 片真葉)、中齡(3~5 片真葉)、大齡(6 片真葉及以上);灰藜幼齡(1~4 片真葉)、中齡(5~8 片真葉)、大齡(9 片真葉及以上)。
1.2.1 室內(nèi)生測試驗。 采用溫室盆栽法[12],試驗用土為人工栽培土,由過篩風干的壤土與育苗基質(zhì)按1∶2 體積比混合而成。 土壤裝入塑料花盆(長、寬均為12 cm,高10 cm)至3/4 高度,分別撒播4 種雜草種子,每盆撒種20~30 粒,覆土0.5~2.0 cm。然后以塑料花盆底部滲灌的方式使土壤吸水飽和后,將其轉移至溫室培養(yǎng)。 間隔一定時間種植不同批次雜草,待各供試雜草長至所需草齡時統(tǒng)一進行藥劑滴灌處理。 灰藜草齡: 芽前、2 葉期、4 葉期、6葉期、8 葉期(花期)、10 葉期(花期);龍葵草齡:芽前、1~2 葉期、2~3 葉期、3~4 葉期、7~8 葉期(花期)、8~9 葉期(花期);反枝莧草齡:芽前、1~2 葉期、2~3 葉期、3~4 葉期、6 葉期(花期)、8 葉期(花期);稗草:花期。試驗設置龍草凈3 個劑量處理,有效成分用量分別為126、252、504 g·hm-2。每個處理4 次重復,以清水作為空白對照。 采用玻璃棒引流方式對試材進行緩慢滴灌,按花盆面積和設置劑量準確計算并配制所需藥液, 每盆滴灌水量為30 mL。滴灌后各處理均置于溫室內(nèi)生長培養(yǎng)(自然光照條件下), 以盆缽底部滲灌方式補水保持適宜的土壤濕度。
1.2.2 田間小區(qū)藥效試驗。 試驗于2018 年6 月初至7 月底在新疆烏蘇市九間樓鄉(xiāng)進行。土質(zhì)為黏壤土,棉花品種為新陸早70;底肥每666.7 m2施二銨30 kg,有機肥40 kg;4 月10 日,每666.7 m2用龍葵清250 mL 進行土壤封閉處理;4 月18 日播種。 該地棉花種植模式為一膜三管, 毛管滴頭間距20 cm。 該地雜草種類以龍葵、灰藜為主,還有少量稗草。 滴灌試驗時龍葵以中齡為主,幼、中、大齡龍葵數(shù)量比為3∶5∶2;灰藜也以中齡為主,幼、中、大齡的數(shù)量比為2∶5∶3。 試驗設如下5 個處理:1)龍草凈288 g·hm-2(有效成分用量,下同);2)龍草凈144 g+撲草凈300 g·hm-2;3)龍草凈144 g+乙氧氟草醚72 g·hm-2; 4)龍草凈288 g+二甲戊靈990 g·hm-2;5)空白對照(清水)。
根據(jù)實地滴灌帶的鋪設,在滴灌主管、支管、毛管上安裝閥門,利用閥門控制滴灌水的流向,將田塊進行劃分, 并阻止滴灌帶藥液流入空白對照小區(qū)。 每個處理小區(qū)面積為667 m2,3 次重復,小區(qū)排列參照《農(nóng)藥田間藥效試驗準則(二) 第128 部分:除草劑防治棉花田雜草》(GB/T 17980.128-2004)[13]要求進行隨機排列。 滴灌方法:采用小型施肥罐進行加藥滴灌。在實施滴灌前先檢查主管、支管、毛管和閥門是否完好無損,先滴1 h 左右清水(根據(jù)土壤墑情而定),檢查確認管道等無損壞;再滴藥1 h(分2 次加藥,每次間隔0.5 h),最后滴清水0.5~1.0 h。 空白對照區(qū)滴灌清水1.5 h。
1.2.3 田間大區(qū)藥效試驗。田間大區(qū)試驗設在博樂市新疆生產(chǎn)建設兵團第五師89 團13 連、 烏鎮(zhèn)、精河 縣 芒 鄉(xiāng) 皇 宮 鎮(zhèn)、86 團4 連、81 團1 連、89 團4連、83 團14 連、81 團5 連8 個連或鎮(zhèn)的16 個試驗點,均為加壓滴灌機采棉種植模式。 各試驗點的土壤類型及雜草種類有所不同。 各試驗點土壤質(zhì)地、雜草種類及龍草凈有效成分用量詳見表1。2019 年5 月中下旬, 在棉花滴頭水期間進行藥劑滴灌,以清水滴灌作為空白對照(面積50~100 m2)。采用當?shù)孛尢锬は碌喂嘞到y(tǒng)進行隨水滴施,滴灌系統(tǒng)為一膜三管, 毛管滴頭間距20 cm, 先滴清水1 h 左右(根據(jù)土壤墑情而定),在滴清水過程中檢查滴灌管道是否完好,然后將經(jīng)二次稀釋過的藥劑加入施肥(藥)灌內(nèi),藥劑隨水滴灌時間為1 h 左右,最后滴清水1 h。 空白對照區(qū)滴灌清水1.5 h。
1.3.1 室內(nèi)試驗。處理后7、14、21 d,根據(jù)藥效癥狀與空白對照比較目測調(diào)查綜合生長抑制率。具體癥狀包括:顏色變化(黃化、白化、失綠等);形態(tài)變化(新葉畸形、扭曲等);生長變化(脫水、枯萎、矮化、簇生等)。 根據(jù)目測的靶標雜草受害癥狀和嚴重程度,初步評價藥效的除草活性(目測防效)。 之后測定各處理鮮物質(zhì)質(zhì)量,計算鮮物質(zhì)質(zhì)量防效(E),計算公式[12]:E(%)=(C-T)/C×100,其中,C 為空白對照物質(zhì)質(zhì)量,T 為藥劑處理物質(zhì)質(zhì)量。
1.3.2 田間小區(qū)試驗。 于滴灌后3、7、14 d 分別觀察雜草中毒死亡情況, 并于滴灌后14 d 時采用5點取樣法調(diào)查藥效,每點調(diào)查面積1 m2,統(tǒng)計1 m2內(nèi)殘留的雜草種類和株數(shù),并觀察棉花生長情況以便明確藥劑的安全性。根據(jù)調(diào)查結果計算雜草株防效(EP),計算公式[14]:EP(%)=(NCK-NT)/NCK×100.其中,NCK為空白對照區(qū)雜草數(shù),NT為藥劑處理區(qū)殘存雜草數(shù)。
表1 試驗示范處理
1.3.3 田間大區(qū)試驗。 于滴灌后3、7、14 d 分別觀察雜草中毒死亡情況,并于滴灌后14 d 采用倒置“W”九點取樣法調(diào)查藥效,每點調(diào)查面積1 m2,統(tǒng)計1 m2內(nèi)殘留的雜草種類和株數(shù), 并觀察確認藥劑對棉花的安全性。 根據(jù)調(diào)查結果計算雜草株防效(EP)。
試驗數(shù)據(jù)用DPS 7.05 統(tǒng)計分析軟件Duncan’s新復極差法進行多重比較,明確不同處理效果的差異顯著性(α=0.05)。
龍草凈不同劑量滴灌處理對芽前、不同草齡灰藜、龍葵和反枝莧的除草活性試驗結果見表2。 結果表明, 供試藥劑在126、252、504 g·hm-2劑量下對不同草齡雜草的活性存在差異,除草活性隨劑量增加而增加,隨草齡增大而降低。
在126 g·hm-2、252 g·hm-2劑量處理下, 龍草凈對芽前和2 葉期灰藜除草活性很高,鮮物質(zhì)質(zhì)量防效均達到了100%;對4 葉期和6 葉期灰藜,除草活性中等; 對花期后的灰藜活性較差。 在504 g·hm-2劑量處理下,龍草凈對芽前、2 葉期、4 葉期和6 葉期灰藜除草活性很高,鮮物質(zhì)質(zhì)量防效均達到了100%;花期后活性較差。 可見,龍草凈在126 g·hm-2、252 g·hm-2劑量下滴灌處理能防治2 葉期之前的灰藜,在504 g·hm-2劑量下滴灌處理能防治6葉期之前的灰藜;對花期灰藜活性差。
在126 g·hm-2劑量下,龍草凈對芽前、1~2 葉期龍葵活性很高, 鮮物質(zhì)質(zhì)量防效均為100%;在252 g·hm-2劑量處理下, 龍草凈對芽前、1~2 葉期、2~3 葉期龍葵除草活性很高,鮮物質(zhì)質(zhì)量防效均為100%; 對3~4 葉期和花期龍葵活性下降明顯,活性一般。 在504 g·hm-2推薦劑量處理下,龍草凈對芽前、1~2 葉期、2~3 葉期、3~4 葉期龍葵除草活性很高;對花期龍葵活性下降明顯,活性一般。 可見,龍草凈在252 g·hm-2推薦劑量下滴灌處理能防治3 葉期之前的龍葵, 在504 g·hm-2劑量下滴灌處理能防治3~4 葉期的龍葵, 對花期龍葵活性差。
表2 龍草凈滴灌處理對不同草齡灰藜、龍葵、反枝莧及花期稗草的除草活性分析結果
在126 g·hm-2劑量下龍草凈對芽前反枝莧活性較高,鮮物質(zhì)質(zhì)量防效為100%;在252 g·hm-2、504 g·hm-2劑量處理下,龍草凈對芽前、1~2 葉期反枝莧除草活性很高,鮮物質(zhì)質(zhì)量防效均為100%;對3~4 葉期反枝莧活性下降明顯,活性一般;對花期反枝莧活性差。 可見,龍草凈在252 g·hm-2劑量下滴灌處理能防治2 葉期之前的反枝莧,對花期反枝莧活性差。
龍草凈不同劑量滴灌處理對花期稗草的活性均較低,稗草葉片出現(xiàn)明顯白化癥狀,生長受到抑制,但不致死,最高劑量滴灌的鮮物質(zhì)質(zhì)量防效僅為45.10%。
2.2.1 田間小區(qū)藥效試驗。龍草凈滴灌田間小區(qū)藥效試驗結果(表3)表明,龍草凈滴灌效果與草齡關系較為密切。藥后14 d,龍草凈單劑及其與撲草凈、乙氧氟草醚、二甲戊靈桶混對幼齡的龍葵、灰藜的株防效分別在87.5%~95.0%、85.7%~95.2%;對中齡的龍葵和灰藜防效分別在76.1%~88.7%和83.3%~87.5%;對大齡龍葵和灰藜的防效很差,株防效分別為3.3%~16.7%和13.8%~24.1%; 對龍葵和灰藜的平均防效分別在63.8%~74.5%和63.3%~69.4%。 龍草凈與乙氧氟草醚、二甲戊靈桶混后對龍葵的防效顯著優(yōu)于龍草凈與撲草凈桶混的效果,對灰藜的防效各處理基本相當。 另據(jù)田間觀察, 藥后30 d 龍草凈單劑和各復配組合對雜草的封殺作用顯著,很少見到新萌發(fā)的雜草,且可觀察到多數(shù)大齡雜草出現(xiàn)白化現(xiàn)象并受到抑制,但后續(xù)能恢復生長。 安全性觀察發(fā)現(xiàn),各藥劑處理區(qū)的棉花生長正常,均未觀察到任何藥害癥狀。
表3 田間小區(qū)藥效試驗中龍草凈滴灌藥后14 d 藥效比較
2.2.2 田間大區(qū)藥效試驗。田間大區(qū)藥效試驗結果(表4)表明,龍草凈在砂壤土條件下滴灌除草效果最好, 對所有雜草的總體株防效均在80%以上,其中試驗點6,在藥劑劑量僅為201.6 g·hm-2的條件下,也能達到91.2%;其次為黏壤土,總體株防效在40%~60%;在下潮地滴灌效果最差,總體株防效不足20%,如試驗點16,施藥后幾乎未看到龍葵有白化癥狀。
本試驗結果還表明,龍草凈滴灌對不同雜草防除效果有差異,對龍葵效果最好,對灰藜、反枝莧、灰綠藜有較好效果,對稗草、黃蒿、扁稈荊三棱效果一般,但對苘麻、田旋花效果差。
本試驗調(diào)查了龍草凈對不同草齡龍葵、 灰藜、反枝莧的除草效果,結果表明,其對同一雜草的除草效果隨草齡增大而降低, 對1~2 葉期的龍葵、1~4 葉期的灰藜、1~2 葉期的反枝莧防除效果最好,最高分別可達100%、93.4%、93.0%;對6 葉期以后龍葵、9 葉期以后灰藜、6 葉期以后反枝莧除草效果明顯下降,尤其是在黏土質(zhì)的地區(qū),如在84 團4 連、81 團1 連、89 團14 連,對大齡的龍葵效果很差,能引發(fā)白化癥狀,但不致死。 另外,在砂壤土條件下, 龍草凈對大齡的灰綠藜也有較好的防除效果, 株防效最高在90%以上, 對大齡的田旋花、稗草、苘麻、扁稈荊三棱除草效果較差。 因此,建議在滴灌之前應盡量人工拔除草齡較大的雜草。
表4 不同土質(zhì)下龍草凈隨水滴施對不同草齡雜草的防除效果
龍草凈隨水滴施處理能防除龍葵、灰藜、灰綠藜、反枝莧等棉田主要雜草,其中對龍葵效果最好,其次是灰藜、反枝莧、灰綠藜,對稗草、黃蒿、扁稈荊三棱效果一般,對苘麻、田旋花效果差。該藥劑對不同草齡雜草的防效有一定差異, 隨草齡增大而下降。可見,滴灌處理應盡早進行,對花期后雜草基本無效。 另外,龍草凈在不同土壤條件下滴灌除草活性有差異,根據(jù)多個試驗點的調(diào)查結果表明,龍草凈在砂土地的綜合防效最好,這與Schroeder[15]的研究結果——氟啶草酮在砂質(zhì)壤土中對植物毒性最高相吻合。 因此,在不同土壤條件下滴灌氟啶草酮時,可以根據(jù)實際情況適當調(diào)整藥劑的劑量,以減少藥劑浪費。 另有研究表明,充足的光照有利于雜草對氟啶草酮的吸收,促進藥效的發(fā)揮[16]。 綜上分析并結合棉花田滴灌要求,建議于5 月底至6 月上旬棉花滴頭水時,在天氣晴好、光照充足時滴施龍草凈,以最大限度地發(fā)揮其藥效。 但對于大齡雜草必要時應在滴施前進行人工拔除。
目前,我國應用棉田除草劑主要有土壤處理和莖葉處理2 種方式[17],將除草劑通過滴灌系統(tǒng)引入土壤環(huán)境可有效地減少或消除與人類的接觸,以及對非靶標生物和環(huán)境的影響[18]。 本研究應用棉田滴灌系統(tǒng)將滴水與氟啶草酮施用除草相結合,為棉農(nóng)提供了一種棉田土壤封閉處理劑使用失敗后的補救措施。