馬軍韜 張國(guó)民 王永力 張麗艷 鄧凌韋 高洪儒 肖明綱 趙北平任洋 宮秀杰 鄭桂萍 劉麗華

（1 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，哈爾濱150028；2 中國(guó)科學(xué)院北方粳稻分子育種聯(lián)合研究中心，哈爾濱150028；3 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所，哈爾濱150028；4 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江 大慶163319）

黑龍江省是北方水稻生產(chǎn)大省，是國(guó)家重要的糧食生產(chǎn)基地，常年水稻種植面積400～450 萬(wàn)hm2[1]。黑龍江省半干旱區(qū)主要位于松嫩平原的西南部，總土地面積占全省的1/5 強(qiáng)。該區(qū)域?qū)儆谥袦貛?、半干旱大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同季，晝夜溫差大，是典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)[2-3]。近幾年來(lái)，受市場(chǎng)調(diào)節(jié)等因素影響，黑龍江省半干旱區(qū)內(nèi)的水田面積不斷攀升，而這些水田多數(shù)是近些年由旱田改造過(guò)來(lái)的，保水性偏差，漏水田占比較高，在給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成較大壓力的同時(shí)也使水田的草害問(wèn)題日趨凸顯。

目前，黑龍江省半干旱區(qū)水田雜草約有20 種，分為禾本科雜草、闊葉雜草、莎草科雜草和藻類雜草等4大類，一般可造成10%～20%的減產(chǎn)[4]。其中，稗草、澤瀉、螢藺、異型莎草和野慈姑等幾種雜草發(fā)生最為普遍。目前，關(guān)于水田草害的防控以化學(xué)農(nóng)藥為主，研究較多[5-9]。張佩等[10]的研究表明，每667 m2施用10%氰氟草酯100 mL、20%氰氟草酯150 mL 和20%氰氟草酯300 mL，在藥后保水4 d 的情況下，對(duì)6 葉以下的馬唐、稗草等有較好的防效。張?jiān)碌萚11]的研究表明，2%雙唑草腈GR 對(duì)雙季水稻田雜草具有良好的防治效果，210、315 和420 g/hm2處理藥后30 d、45 d 對(duì)禾本科雜草和闊葉類雜草的防效均在87%以上。但是，針對(duì)黑龍江省半干旱區(qū)水田的具體草害特點(diǎn)的研究并不多。羅寶君等[12]的研究表明，50%丙草胺乳油＋50%嘧苯胺磺隆水分散粒劑混用，總草防效達(dá)97.60%；水稻插秧前施用50% 丙草胺乳油封閉除草，插秧后施用5%嘧啶肟草醚乳油，總草防效達(dá)95.70% 。

植保無(wú)人機(jī)主要是用于農(nóng)林植物保護(hù)作業(yè)的無(wú)人駕駛飛機(jī)，2017 年以后在黑龍江省開始較大規(guī)模應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)噴霧機(jī)，植保無(wú)人機(jī)具有作業(yè)效率高、成本低、安全性好及使用便利等優(yōu)點(diǎn)，但也存在一定的瓶頸，如飛機(jī)成本高、電池續(xù)航能力差、負(fù)載能力差及匹配藥劑少等[13-14]。目前，在水田方面，直播無(wú)人機(jī)主要應(yīng)用于防病、防蟲藥劑的噴灑。翟宏偉[15]的研究表明，植保無(wú)人機(jī)噴灑枯草芽孢桿菌100 mL/667 m2對(duì)稻瘟病的防效為85.49%，明顯好于電動(dòng)噴霧器的防效（76.03%）。肖漢祥等[16]的研究表明，在水稻分蘗末期，植保無(wú)人機(jī)噴施納米農(nóng)藥3 d、7 d、14 d 后對(duì)稻飛虱的防治效果分別為94.90%、97.45%和99.31%，效果較好。但是，植保無(wú)人機(jī)在應(yīng)用潛力更巨大的草害防控方面應(yīng)用卻不多，這可能與植保無(wú)人機(jī)負(fù)載能力差、除草劑因稀釋倍數(shù)不夠易造成藥害、對(duì)氣象條件適應(yīng)能力差、霧化施藥對(duì)個(gè)別階段稻苗生長(zhǎng)不利等情況有一定關(guān)系。柏超等[17]的研究表明，應(yīng)用植保無(wú)人機(jī)在單晚水直播稻田噴施除草劑防除雜草，其防除效果與擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)相近，作業(yè)效率高，噴灑均勻，但受風(fēng)力等環(huán)境因子影響較大。目前，在黑龍江省水田草害防控方面，應(yīng)用植保無(wú)人機(jī)最多的時(shí)期是苗前封閉期，莖葉處理期、苗后封閉期應(yīng)用偏少。

總體來(lái)看，關(guān)于水田雜草防除藥劑和防除機(jī)械的研究均較多，但將二者結(jié)合研究的并不多，而針對(duì)某一特殊區(qū)域進(jìn)行結(jié)合研究的則更少。有鑒于此，依據(jù)黑龍江省半干旱區(qū)的氣候特點(diǎn)、草害類型及水田保水性偏差的現(xiàn)實(shí)，我們于2019 年選取藥效發(fā)揮較快、安全性較好的封閉除草劑，結(jié)合不同作業(yè)方式，進(jìn)行其草害的防控效果試驗(yàn)，并探討了其對(duì)水稻產(chǎn)量的影響，以為有效解決生產(chǎn)問(wèn)題提供更多的選擇。

表1 水稻苗后封閉除草劑配方信息

表2 農(nóng)戶應(yīng)用藥劑信息 （/元/667 m2）

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與噴藥時(shí)間

泰來(lái)縣大興鎮(zhèn)東方紅村、五七屯：苗前封閉除草劑噴藥時(shí)間為5 月14 日，苗后封閉除草劑噴藥時(shí)間為6月9 日。查哈陽(yáng)農(nóng)場(chǎng)金光管理區(qū)示范園、海洋管理區(qū)：苗前封閉除草劑噴藥時(shí)間為5 月8 日，苗后封閉除草劑噴藥時(shí)間為6 月7 日。泰來(lái)縣克利鎮(zhèn)和查哈陽(yáng)農(nóng)場(chǎng)金光管理區(qū)15 連，不進(jìn)行藥效分析，只進(jìn)行測(cè)產(chǎn)及肥料利用率測(cè)定。

1.2 試驗(yàn)藥劑及價(jià)格

水稻苗前封閉除草劑配方為34%丙·氧·噁草酮微乳劑（丙草胺15%、乙氧氟草醚12%、噁草酮7%，吉林金秋農(nóng)藥有限公司生產(chǎn)），使用劑量70 g/667m2，價(jià)格9.3 元/667 m2，所有試驗(yàn)地點(diǎn)均應(yīng)用。

水稻苗后封閉除草劑配方有2 個(gè)，具體見(jiàn)表1。泰來(lái)縣大興鎮(zhèn)五七屯由于苗情問(wèn)題沒(méi)有進(jìn)行水稻苗后封閉，加噴了5%五氟磺草胺可分散油懸浮劑，價(jià)格16.5元/667 m2。

1.3 噴藥方式及價(jià)格

水稻苗前封閉除草劑采取2 種噴藥方式：一是植保無(wú)人機(jī)作業(yè)，價(jià)格4 元/667 m2；二是人工噴霧機(jī)作業(yè)，價(jià)格8 元/667 m2。水稻苗后封閉除草劑采取人工噴霧機(jī)作業(yè)，其目的是防止藥液噴濺到秧苗上引起藥害。

1.4 調(diào)查方式與指標(biāo)

草害調(diào)查采用5 點(diǎn)取樣與大區(qū)調(diào)查相結(jié)合方式，每點(diǎn)1 m2；調(diào)查指標(biāo)包括雜草類型、株數(shù)、鮮質(zhì)量等，調(diào)查時(shí)間為7 月11—13 日。水稻產(chǎn)量測(cè)定為取1 m2稻株，晾曬至安全水分后脫粒實(shí)測(cè)，4 次重復(fù)。

產(chǎn)量損失率測(cè)定：田間選取1 m2雜草為害稻株，進(jìn)行測(cè)產(chǎn)（為害后產(chǎn)量）；選取1 m2沒(méi)有草害的稻株，進(jìn)行測(cè)產(chǎn)（對(duì)照產(chǎn)量）。產(chǎn)量損失率=（對(duì)照產(chǎn)量-為害后產(chǎn)量）/對(duì)照產(chǎn)量×100%。藥劑防效提升率=（農(nóng)戶作業(yè)區(qū)雜草株數(shù)-試驗(yàn)區(qū)雜草株數(shù)）/ 農(nóng)戶防治田雜草株數(shù)×100%。

肥料利用率測(cè)定采用同田對(duì)比方式進(jìn)行。肥料利用率=（處理區(qū)水稻吸收養(yǎng)分量-不施肥區(qū)水稻吸收養(yǎng)分量）/養(yǎng)分總施入量×100%。

1.5 農(nóng)戶應(yīng)用藥劑信息

農(nóng)戶用藥具體信息見(jiàn)表2。泰來(lái)縣大興鎮(zhèn)東方紅村，為控制野慈姑，于7 月13 日進(jìn)行了第1 次補(bǔ)除，噴施氯氟吡啶酯，價(jià)格26.0 元/667 m2；施藥方式，植保無(wú)人機(jī)作業(yè)，價(jià)格4.0 元/667 m2。泰來(lái)縣大興鎮(zhèn)五七屯，苗弱沒(méi)有進(jìn)行苗后封閉；第1 次補(bǔ)除，噴施五氟磺草胺，價(jià)格16.5 元/667 m2；為控制住野慈姑和稗草，于7月13 日進(jìn)行了第2 次補(bǔ)除，噴施氯氟吡啶酯，價(jià)格26.0 元/667 m2；施藥方式，人工噴霧機(jī)作業(yè)，價(jià)格8.0元/667 m2。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同作業(yè)方式及藥劑配方下水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量損失率

從表3 可見(jiàn)，植保無(wú)人機(jī)作業(yè)區(qū)水稻產(chǎn)量介于581.67～600.00 kg/667 m2之間，平均為589.45 kg/667 m2；人工噴霧機(jī)作業(yè)區(qū)水稻產(chǎn)量介于575.00～600.00 kg/667 m2之間，平均為586.39 kg/667 m2；農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)水稻產(chǎn)量介于550.00～571.67 kg/667 m2之間，平均為563.33 kg/667 m2。使用配方1 的處理水稻產(chǎn)量介于575.00 ～593.33 kg/667 m2之間，平均為585.28 kg/667 m2；使用配方2 的處理水稻產(chǎn)量介于585.00～600.00 kg/667 m2之間，平均為593.75 kg/667 m2。此外，未發(fā)病區(qū)水稻產(chǎn)量介于586.67～600.00 kg/667 m2之間，平均為595.72 kg/667 m2。與農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)相比，植保無(wú)人機(jī)作業(yè)區(qū)平均增產(chǎn)4.64%，人工噴霧機(jī)作業(yè)區(qū)平均增產(chǎn)4.10%；使用配方1 的處理和使用配方2 的處理水稻均平均增產(chǎn)4.32%。

從表3 可見(jiàn)，植保無(wú)人機(jī)作業(yè)區(qū)產(chǎn)量平均損失率為1.05%，人工噴霧機(jī)作業(yè)區(qū)產(chǎn)量平均損失率為1.57%，農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)產(chǎn)量平均損失率為5.49%。使用配方1 的處理水稻產(chǎn)量損失率為0.89%～3.04%，平均1.91%；使用配方2 的處理水稻產(chǎn)量損失率為0.00～2.12%，平均0.85%。與農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)相比，植保無(wú)人機(jī)作業(yè)區(qū)和人工噴霧機(jī)作業(yè)區(qū)產(chǎn)量平均損失率分別下降4.44 個(gè)和3.92 個(gè)百分點(diǎn)。使用配方1 的處理和配方2 的處理水稻產(chǎn)量平均損失率分別下降3.58 個(gè)和4.64 個(gè)百分點(diǎn)。

表3 不同作業(yè)方式及藥劑配方下水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量損失率分析

表4 不同作業(yè)方式及藥劑配方下各試驗(yàn)地點(diǎn)草害調(diào)查及防效提升率

表5 不同作業(yè)方式及藥劑配方的成本投入分析 （/元/667 m2）

表6 不同作業(yè)方式及藥劑配方的肥料利用率

2.2 不同試驗(yàn)地點(diǎn)草害防控效果

從雜草類型及數(shù)量來(lái)看，僅調(diào)查到野慈姑和稗草的分布，側(cè)面說(shuō)明該區(qū)域目前雜草種群相對(duì)單一，利于重點(diǎn)防控。同時(shí)，從農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)的雜草數(shù)量來(lái)看，明顯分為3 個(gè)層次，查哈陽(yáng)農(nóng)場(chǎng)海洋管理區(qū)和金光管理區(qū)示范園雜草數(shù)量最少，泰來(lái)縣大興鎮(zhèn)五七屯居中，泰來(lái)縣大興鎮(zhèn)東方紅村最多（表4）。這除了說(shuō)明農(nóng)戶自主防控不到位外，也可能說(shuō)明不同試驗(yàn)點(diǎn)草害的確存在差異，需要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況在配方上做出調(diào)整。

從防控效果來(lái)看，與農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)相比，植保無(wú)人機(jī)作業(yè)區(qū)防效提升率介于12.50%～100.00%之間，平均提升68.61%；人工噴霧機(jī)作業(yè)區(qū)防效提升率介于11.11%～100.00%之間，平均提升71.29%。配方1的處理防效提升率介于11.11%～50.00%之間，平均提升26.04%；使用配方2 的處理防效提升率均為100.00%，平均提升100.00%；泰來(lái)縣大興鎮(zhèn)五七屯的防效提升率介于96.89 ～100.00%之間，平均提升98.84%（表4）。此外，試驗(yàn)區(qū)內(nèi)水稻生長(zhǎng)正常，無(wú)藥害現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.3 不同作業(yè)方式及藥劑配方的成本投入分析

從表5 可見(jiàn)，與農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)相比，植保無(wú)人機(jī)作業(yè)區(qū)的藥劑成本投入介于20.50～50.60 元/667 m2，節(jié)本1.40～34.00 元/667 m2，平均節(jié)本14.83 元/667 m2；噴藥方式成本投入12.00～24.00 元/667 m2，節(jié)本0.00～12.00 元/667 m2，平均節(jié)本6.00 元/667 m2；總成本投入介于32.50～62.60 元/667 m2，節(jié)本3.80～46.00 元/667 m2，平均節(jié)本20.83 元/667 m2。其中，泰來(lái)縣大興鎮(zhèn)五七屯節(jié)本最多，查哈陽(yáng)農(nóng)場(chǎng)海洋管理區(qū)節(jié)本最少。

2.4 不同作業(yè)方式及藥劑配方對(duì)肥料利用率的影響

數(shù)據(jù)（表6）顯示，本試驗(yàn)條件下，水稻對(duì)N 肥、P 肥和K 肥的吸收量和利用率均有所提高。與農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)相比，在查哈陽(yáng)農(nóng)場(chǎng)金光管理區(qū)15 連和泰來(lái)縣克利鎮(zhèn)的植保無(wú)人機(jī)作業(yè)區(qū)，N 肥利用率分別為34.55%和35.44%，較對(duì)照分別提高2.11 個(gè)和2.55 個(gè)百分點(diǎn)；P 肥利用率分別為21.80%和22.40%，較對(duì)照分別提高1.20 個(gè)和1.40 個(gè)百分點(diǎn)；K 肥利用率分別為44.40%和43.07%，較對(duì)照分別提高1.87 個(gè)和1.60 個(gè)百分點(diǎn)；總肥料利用率分別提高5.18 個(gè)和5.55 個(gè)百分點(diǎn)。上述情況的出現(xiàn)，可能與機(jī)械化綜合防控技術(shù)除草效果較好，使水稻在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)中處于一個(gè)相對(duì)優(yōu)勢(shì)的地位，植株生長(zhǎng)更加健壯，從而促進(jìn)了營(yíng)養(yǎng)元素的吸收。

3 討論

從產(chǎn)量結(jié)果分析，2019 年水稻單產(chǎn)偏低，這可能與前期活動(dòng)積溫不足、多雨寡照等異常天氣有較大關(guān)系。此外，查哈陽(yáng)農(nóng)場(chǎng)海洋管理區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)后期被水淹，對(duì)水稻產(chǎn)量和藥劑的后期防效均造成一定不利影響。從不同配方對(duì)產(chǎn)量的影響來(lái)看，配方1 和配方2 處理平均增幅相同，但配方2 的產(chǎn)量損失率明顯更低，側(cè)面說(shuō)明配方2 的效果更好。

從防控效果分析，查哈陽(yáng)農(nóng)場(chǎng)金光管理區(qū)示范園的數(shù)據(jù)，將植保無(wú)人機(jī)作業(yè)方式和配方1 的防效都拉低了。其原因有2 點(diǎn)：植保無(wú)人機(jī)作業(yè)當(dāng)天風(fēng)力較大且風(fēng)向不定，無(wú)人機(jī)穩(wěn)定性不夠，為防止藥劑噴濺到別的田塊內(nèi)造成藥害，植保無(wú)人機(jī)作業(yè)時(shí)離池埂邊緣較遠(yuǎn)，可能藥劑噴灑較少，也不夠均勻；試驗(yàn)地點(diǎn)為漏水田，水層僅能保持3～4 d，即使后期補(bǔ)水，藥劑形成的藥膜也被破壞，影響封閉效果，這一點(diǎn)從傳統(tǒng)噴霧機(jī)作業(yè)區(qū)、農(nóng)戶自主防控區(qū)除草效果均不理想也可得到佐證。此外，兩種作業(yè)方式相比，貌似人工噴霧機(jī)的防效提升率平均值較高，效果較好，實(shí)則不然，如去除查哈陽(yáng)農(nóng)場(chǎng)金光管理區(qū)示范園的非正常狀態(tài)數(shù)據(jù)，則植保無(wú)人機(jī)作業(yè)區(qū)防效提升率平均值為82.64%，傳統(tǒng)噴霧機(jī)作業(yè)區(qū)防效提升率平均值為76.62%；兩組數(shù)據(jù)均處于較高水平，說(shuō)明試驗(yàn)藥劑應(yīng)用合理的同時(shí)也說(shuō)明植保無(wú)人機(jī)的噴灑效果略勝一籌。

從成本投入角度分析，作業(yè)方式上，植保無(wú)人機(jī)作業(yè)價(jià)格更便宜；藥劑配方上，配方2 雖效果較好，但其價(jià)格偏高，更適用于草害偏重地區(qū)，而對(duì)某些草害偏輕地區(qū)也可以選用一些價(jià)格相對(duì)較低的藥劑進(jìn)行防控，從而實(shí)現(xiàn)防效與經(jīng)濟(jì)收益的兼顧。從肥料利用率角度分析，配方1 更有利于K 肥利用率的提高，配方2 更有利于N 肥和P 肥利用率的提高，總肥料利用率也是配方2 更高，但二者間差別并不顯著。