邵揚(yáng) 郭延平 閔庚梅 楊曉明

（1 臨夏回族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，731100，甘肅臨夏；2 甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，730070，甘肅蘭州）

蠶豆作為豆科作物，在固氮方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，能夠改善土壤質(zhì)量，提高土壤肥力[1]。同時(shí)，蠶豆籽粒富含高蛋白，是人體攝入蛋白質(zhì)的重要食物來源[2]。我國(guó)是世界上最大的蠶豆生產(chǎn)國(guó)，年產(chǎn)量占全球一半以上[3]。目前，蠶豆生產(chǎn)仍然面臨諸多問題，如干旱脅迫[4]、重金屬脅迫[5]、病蟲害[6]以及田間雜草競(jìng)爭(zhēng)等[7]。其中，田間雜草與主作物競(jìng)爭(zhēng)光照、水分、養(yǎng)分和空間等自然資源，嚴(yán)重限制作物的生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低[8-9]。

隨著勞動(dòng)力短缺和集約化種植規(guī)模不斷擴(kuò)大，利用除草劑抑制田間雜草生長(zhǎng)的技術(shù)也在不斷發(fā)展，除草劑的種類越來越多[10]。然而，除草劑作為化學(xué)藥劑，在抑制雜草生長(zhǎng)的同時(shí)，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育也有一定的影響[11]。有研究[12-13]顯示，除草劑會(huì)對(duì)蠶豆的根尖細(xì)胞造成損傷，可能不利于蠶豆生長(zhǎng)，但不同的除草劑效果不一致。目前，針對(duì)蠶豆田間除草劑使用的技術(shù)體系還不完善，特別是僅有的研究大多是從除草劑對(duì)田間雜草的防治效果來判斷其對(duì)最終產(chǎn)量的影響，而對(duì)除草劑影響蠶豆正常生長(zhǎng)發(fā)育的研究鮮有報(bào)道[14-15]。因此，從不同功能除草劑對(duì)蠶豆正常生長(zhǎng)和田間雜草防治2 個(gè)方面對(duì)除草劑的安全性和防效進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為除草劑在蠶豆田間防草應(yīng)用技術(shù)體系發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于甘肅省臨夏回族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)試驗(yàn)基地進(jìn)行，該地位于青藏高原與黃土高原過渡地帶，平均海拔2035m，年均氣溫7.2℃，年均降水量450mm，年均日照時(shí)數(shù)2323.5h，≥0℃活動(dòng)積溫3005℃，≥10℃有效積溫2283.2℃，無霜期155d。蠶豆是當(dāng)?shù)刂髟约Z食作物之一，主要雜草有稗草、凹頭莧、籽粒莧、小薊、灰黎、田旋花、苦苣菜、酸模、豬泱泱、狗尾草、牛筋草、早熟禾等，其他有少量車前草、硬草、雀麥和野燕麥等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試蠶豆品種為臨蠶6 號(hào)，根據(jù)該品種生長(zhǎng)特性和市場(chǎng)除草劑種類，選擇3 種播前封閉除草劑，分別為金都兒（s-metolachlor，S-met）、二甲戊靈（pendimethalin，Pend）和氟樂靈（trifluralin，Trif）；3 種播后除草劑，分別為金都兒、二甲戊靈和乙草胺（acetochlor，Acet），6 種莖葉除草劑分別為滅草松（bentazone，Bent）、高效蓋草能（haloxyfop-Rmethyl，Halo）及5%、10%、15%精喹禾靈（quizalofopp-ethyl，Quiz）和氟磺胺草醚（fomesafen，F(xiàn)ome），以噴施等量清水為對(duì)照（CK），共13 個(gè)處理。具體施用濃度如表1 所示。

表1 除草劑的種類和施用濃度Table 1 Herbicide types and application concentrations

采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，選擇排灌良好、肥力中等的地塊，每個(gè)處理3 次重復(fù)，小區(qū)面積15m2，每個(gè)小區(qū)8 行，每行播種30 粒，分別在播種前7d、播后7d 和雜草的2～3 葉期按照除草藥劑使用方法及濃度在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)進(jìn)行噴施處理。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

在蠶豆苗期調(diào)查每個(gè)小區(qū)出苗率和畸形苗。在花期測(cè)量蠶豆的株高和分枝數(shù)，在成熟期測(cè)定蠶豆的單株莢數(shù)和產(chǎn)量。在蠶豆的花期調(diào)查田間雜草數(shù)量，并測(cè)量雜草的鮮重，計(jì)算株防效和鮮重防效。

株防效（%）=（對(duì)照區(qū)雜草株數(shù)-處理區(qū)雜草株數(shù)）/對(duì)照區(qū)雜草株數(shù)×100；

鮮重防效（%）=（對(duì)照區(qū)雜草鮮重-處理區(qū)雜草鮮重）/對(duì)照區(qū)雜草鮮重×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2019 和SPSS 25 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，使用Duncan's 新復(fù)極差法比較處理間的差異顯著性，使用Office 2019 和Origin 2021 繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 除草劑對(duì)蠶豆幼苗的影響

2.1.1 苗期除草劑對(duì)蠶豆幼苗的影響 如圖1 所示，播前7d 和播后7d 噴施除草劑均會(huì)降低出苗數(shù)，增加畸形苗數(shù)。圖1a 顯示，與CK 相比，播前7d噴施金都兒后出苗數(shù)降低16.9%，畸形苗數(shù)大幅度增加。與其他處理相比，金都兒處理顯著抑制蠶豆出苗，增加幼苗致畸性。圖1b 顯示，與CK 相比，播后7d 噴施乙草胺出苗數(shù)顯著降低了20.4%。除草劑致畸性強(qiáng)度表現(xiàn)為金都兒＞乙草胺＞二甲戊靈，其中金都兒的畸形苗數(shù)顯著高于其他處理。

圖1 苗期除草劑對(duì)蠶豆出苗及致畸性的影響Fig.1 Effects of herbicide at seedling stage on emergence and teratogenicity of broad bean

2.1.2 莖葉除草劑對(duì)蠶豆幼苗的影響 圖2 顯示，莖葉除草劑對(duì)蠶豆的出苗數(shù)沒有產(chǎn)生顯著影響，而不同除草劑處理均會(huì)增加畸形苗數(shù)，表現(xiàn)為氟磺胺草醚＞15%精喹禾靈＞高效蓋草能＞10%精喹禾靈＞滅草松＞5%精喹禾靈。其中，氟磺胺草醚的致畸性超過10%，顯著高于其他處理。

2.2 除草劑對(duì)蠶豆生長(zhǎng)性狀和產(chǎn)量的影響

2.2.1 苗期除草劑對(duì)蠶豆生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 表2顯示，播前7d 噴施除草劑均會(huì)抑制蠶豆生長(zhǎng)。與其他處理相比，噴施金都兒對(duì)蠶豆株高的抑制最顯著，降低34.6%。噴施除草劑對(duì)蠶豆分枝數(shù)沒有明顯影響，而對(duì)單株莢數(shù)和產(chǎn)量影響有差異。與CK相比，噴施金都兒的單株莢數(shù)和產(chǎn)量明顯降低，噴施二甲戊靈和氟樂靈的單株莢數(shù)和產(chǎn)量有所提升，噴施金都兒的產(chǎn)量下降21.0%，噴施二甲戊靈和氟樂靈的蠶豆產(chǎn)量分別增加2.6%和7.9%，氟樂靈的增產(chǎn)效果最明顯。與播前噴施除草劑相比，播后7d噴施除草劑主要影響了蠶豆的分枝數(shù)和單株莢數(shù)，但對(duì)產(chǎn)量和株高的影響不顯著（表3）。與CK 相比，噴施金都兒和乙草胺的分枝數(shù)有所降低，但差異不顯著；而噴施3 種除草劑后各處理的單株莢數(shù)均顯著增加。

表2 播前7d 噴施除草劑對(duì)蠶豆生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響Table 2 Effects of herbicide spraying on growth and yield of broad bean seven days before sowing

表3 播后7d 噴施除草劑對(duì)蠶豆生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響Table 3 Effects of herbicide spraying on growth and yield of broad bean seven days after sowing

2.2.2 莖葉除草劑對(duì)蠶豆生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 如表4 所示，噴施6 種莖葉除草劑對(duì)蠶豆的分枝數(shù)、單株莢數(shù)和產(chǎn)量的影響不同。其中，噴施氟磺胺草醚對(duì)蠶豆的分枝數(shù)、單株莢數(shù)和產(chǎn)量的降低作用最明顯；隨著精喹禾靈噴施濃度增加，蠶豆的單株莢數(shù)和產(chǎn)量呈先升高后降低的趨勢(shì)；滅草松處理的單株莢數(shù)和產(chǎn)量最高。以對(duì)照蠶豆產(chǎn)量為標(biāo)準(zhǔn)，不同除草劑對(duì)產(chǎn)量提升效果由高到低為滅草松＞10%精喹禾靈＞15%精喹禾靈＞5%精喹禾靈＞高效蓋草能＞氟磺胺草醚。

表4 莖葉除草劑對(duì)蠶豆生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響Table 4 Effects of stem and leaf herbicide on growth and yield of broad bean

2.3 除草劑對(duì)田間雜草的防治效果

2.3.1 苗期除草劑對(duì)田間雜草生長(zhǎng)和防治效果的影響 圖3 和表5 分別是播前7d 噴施除草劑對(duì)蠶豆田間雜草生長(zhǎng)和防治效果。與CK 相比，噴施金都兒、二甲戊靈和氟樂靈雜草數(shù)量分別顯著降低了78.5%、86.1%和70.1%，雜草鮮重分別顯著降低了84.5%、82.7%和82.3%。在播前7d 噴施二甲戊靈對(duì)雜草株防效最好，噴施金都兒對(duì)雜草鮮重防效最好。

圖3 播前7d 除草劑對(duì)雜草數(shù)量和質(zhì)量的影響Fig.3 Effects of herbicide on weed quantity and quality seven days before sowing

表5 播前7d 除草劑對(duì)田間雜草的防治效果Table 5 Control effects of herbicide on weeds in field seven days before sowing%

圖4 和表6 分別是播后7d 噴施除草劑對(duì)蠶豆田間雜草生長(zhǎng)和防治效果。與CK 相比，噴施金都兒、二甲戊靈和乙草胺田間雜草數(shù)量分別顯著降低了94.4%、77.8%和93.1%，雜草鮮重分別顯著降低了88.3%、66.1%和89.1%。結(jié)果顯示，在播后7d噴施金都兒和乙草胺對(duì)雜草株防效和鮮重防效最好，其次是二甲戊靈。

圖4 播后7d 除草劑對(duì)雜草數(shù)量和質(zhì)量的影響Fig.4 Effects of herbicide on weed quantity and quality seven days after sowing

表6 播后7d 除草劑對(duì)田間雜草的防治效果Table 6 Control effects of herbicide on weeds in field seven days after sowing%

2.3.2 莖葉除草劑對(duì)田間雜草生長(zhǎng)和防效的影響 如圖5 和表7 所示，不同莖葉除草劑均降低了蠶豆田間雜草數(shù)量和鮮重。與CK 相比，噴施滅草松、高效蓋草能、5%精喹禾靈、10%精喹禾靈、15%精喹禾靈和氟磺胺草醚雜草數(shù)量分別降低了18.8%、31.9%、13.2%、38.2%、41.7%和31.2%，雜草鮮重分別降低了58.1%、54.6%、22.6%、57.0%、68.8%和39.5%。所有除草劑的鮮重防效均高于株防效，其中滅草松對(duì)抑制雜草生長(zhǎng)的效果最明顯；15%精喹禾靈對(duì)雜草的滅殺效果最好。

圖5 莖葉除草劑對(duì)雜草數(shù)量和鮮重的影響Fig.5 Effects of stem and leaf herbicide on weed quantity and fresh weight

表7 莖葉除草劑對(duì)田間雜草的防治效果Table 7 Control effects of stem and leaf herbicide on weeds in field%

3 討論

當(dāng)前對(duì)除草劑在蠶豆上的應(yīng)用大多停留在不同種類或者不同方式配合施用的研究，一些研究[16-17]顯示，除草效果較好的處理并不能獲得相匹配的產(chǎn)量。一方面可能是大田環(huán)境差異導(dǎo)致，另一方面可能未充分考慮除草劑給蠶豆生長(zhǎng)帶來的不利影響。本研究發(fā)現(xiàn)，在蠶豆的播前、播后和雜草的2～3 葉期噴施除草劑均會(huì)增加畸形苗數(shù)，以金都兒和氟磺胺草醚的致畸性最強(qiáng)，這也是造成蠶豆產(chǎn)量下降的主要原因。同時(shí)，致畸性強(qiáng)的金都兒還會(huì)明顯抑制蠶豆出苗，不適于當(dāng)作蠶豆的苗期除草劑，而氟磺胺草醚的致畸性較高，除草效果較差，也不適于作為蠶豆的莖葉除草劑。一些研究[18]認(rèn)為，除草劑對(duì)作物生長(zhǎng)抑制的作用是導(dǎo)致產(chǎn)量降低的主要因素。在本試驗(yàn)中，盡管除草劑處理對(duì)蠶豆的株高、分枝數(shù)和單株莢數(shù)有一定影響，但處理間差異較小，而各處理產(chǎn)量隨蠶豆畸形苗數(shù)發(fā)生變化，這表明在噴施除草劑時(shí)減少藥劑的致畸性可能是提高產(chǎn)量的有效辦法。

研究[19]表明，不同時(shí)期施用除草劑對(duì)作物和雜草的影響有所差異，如在冬油菜盛苗期未封行施用除草劑的效果要優(yōu)于其他時(shí)期。本研究顯示，苗期施用除草劑的效果優(yōu)于莖葉除草劑，播后7d 噴施除草劑的效果優(yōu)于播前7d。然而，相同除草劑在不同時(shí)期的除草效果有所差異，如二甲戊靈和金都兒在播前施用的效果要優(yōu)于播后。不同濃度的除草劑的防治效果也具有顯著差異[20]，本研究結(jié)果顯示，隨著精喹禾靈的濃度增加，對(duì)雜草的株防效和鮮重防效作用逐漸提升，然而產(chǎn)量呈先升高后降低的趨勢(shì)，這可能是高濃度的精喹禾靈會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生更多的畸形苗，進(jìn)而導(dǎo)致減產(chǎn)。我們已經(jīng)明確除草劑對(duì)蠶豆的致畸性會(huì)顯著影響產(chǎn)量形成，如何保證除草劑在抑制和滅殺雜草的同時(shí)降低對(duì)蠶豆的損傷，還需要進(jìn)一步研究。近年來，除草劑安全劑的使用越來越廣泛，其能夠中和除草劑毒性，減小除草劑對(duì)作物的危害[21-22]。目前，還未見在蠶豆中應(yīng)用，這可能是今后開展研究的一個(gè)主要方向。

4 結(jié)論

綜上所述，與除草劑的株防效能力相比，除草劑對(duì)蠶豆苗的致畸性對(duì)產(chǎn)量的影響更高，特別是在蠶豆播種期。因此，致畸性可以作為篩選蠶豆除草劑種類的重要條件。通過以上篩選，二甲戊靈、氟樂靈、滅草松和10%精喹禾靈對(duì)提高蠶豆產(chǎn)量的效果最好。