摘 要:【目的】研究砜吡草唑与二甲戊灵混配对棉田阔叶杂草的防除效果,并评价其安全性。
【方法】设置40%砜吡草唑SC和330 g/L二甲戊灵EC混配田间药效试验,评价各处理对棉田龙葵、灰绿藜、反枝苋、马齿苋和苘麻等阔叶杂草的防效及其对棉花生产的安全性。
【结果】各处理棉花出苗率为80.56%~83.61%,与对照相比差异未达显著水平。砜吡草唑SC 120、180和240 g a.i./hm2分别与330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2混配后,药后30 d对棉田阔叶杂草的株防效分别为89.15%、92.03%和97.83%,药后45 d株防效分别为87.94%、91.49%和95.56%,鲜重防效分别为90.80%、93.16%和95.65%,混配药剂对棉田阔叶杂草的株防效和鲜重防效均优于单剂处理。各供试处理与对照相比,棉花增产幅度达9.89%~16.45%。
【结论】40%砜吡草唑SC 120~180 g a.i./hm2与330 g/L二甲戊灵EC混配可用作棉花田防除阔叶杂草,对棉花出苗安全。
关键词:棉花;砜吡草唑;二甲戊灵;阔叶杂草;防治效果;安全性评价
中图分类号:451 文献标志码:A 文章编号:1001-4330(2024)04-0861-08
0 引 言
【研究意义】2021年我国棉花种植面积302.81×104hm2,总产量5.731×106 t,新疆棉花种植面积250.61×104hm2,占全国棉花种植总面积的82.8%,产量达5.129×106t,占全国棉花总产量的89.5%[1]。棉花为C3植物,棉田杂草多数为C4植物,C4植物较C3植物更能利用光能、二氧化碳和水生产有机物,每年因杂草可造成14%~16%的棉花产量损失[2,3]。研究不同除草剂混配对棉田阔叶类杂草的防除效果,对棉花安全优质生产具有重要意义。【前人研究进展】新疆棉田杂草防除以化学防控为主,目前超过98%的棉田均使用二甲戊灵(pendimethalin)进行土壤封闭处理[4,5]。新疆棉花“矮、密、早、膜”栽培模式,使得棉田杂草发生与为害较黄河流域棉区、长江中下游棉区有较大的差异。二甲戊灵(二硝基苯胺类除草剂)通过抑制杂草细胞分裂达到除草效果,二甲戊灵对棉田常见禾本科杂草马唐Digitaria sanguinalis、稗Echinochloa crusgalli、狗尾草Setaria viridis、牛筋草Eleusine indica等防效较好,但对于龙葵Solanum nigrum、灰绿藜Chenopodium glaucum和马齿苋Portulaca oleracea等阔叶杂草以及莎草科的香附子Cyperus rotundus防效不理想[6-9]。新疆棉田杂草已由禾本科杂草种群演替为阔叶杂草种群为主的杂草群落,二甲戊灵的长期使用已经使一些杂草产生抗性[10]。【本研究切入点】砜吡草唑(pyroxasulfone)可用于土壤处理以防除多种作物田杂草[11],其被杂草幼芽或幼根吸收后,会破坏杂草幼苗分生组织与胚芽鞘,从而抑制杂草体内超长侧链脂肪酸的合成、有效防除农田多种禾本科杂草和阔叶杂草[12-14],因其杀草谱较广、防除效果好,近年来砜吡草唑在棉花[15]、玉米[16]和小麦[17-20]的除草效果与安全性受到关注。目前亟需筛选出作用机理不同的除草剂进行替代或混配使用,以达到扩大杀草谱、降低杂草抗性风险的效果。【拟解决的关键问题】
研究40%砜吡草唑悬浮剂和330 g/L二甲戊灵乳油混配对棉田一年生阔叶杂草的除草效果,并评价其对棉花的安全性,为新疆棉田阔叶杂草防除提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
试验点位于新疆巴音郭楞蒙古自治州库尔勒市和什力克乡库勒村(41°44′57″N,85°48′19″E),试验地土壤为砂壤土,有机质含量22.27 g/kg,pH值8.55,灌溉模式为膜下滴灌。
供试药剂40%砜吡草唑悬浮剂(SC)购自上海群力化工有限公司,330 g/L二甲戊灵乳油(EC)购自江苏龙灯化学有限公司。当地一年生阔叶杂草主要为龙葵、灰绿藜、反枝苋Amaranthus retroflexus、马齿苋和苘麻Abutilon theophrasti。供试棉花品种为新陆中66号。选用台州市椒江博莱塑料制品厂生产的3WBD-20型背负式电动喷雾器施药。
1.2 方 法
1.2.1 试验设计
试验设8个处理,随机区组处理,每处理重复4次,共计32个小区,小区面积30 m2。施药方式为播前土壤封闭处理,用水量675 L/hm2。施药时间为2022年4月23日,播种时间为2022年4月23日下午,田间调查于2022年6月7日结束,10月7日~8日测定小区产量。表1
1.2.2 测定指标
参照田间药效试验准则(二):除草剂防治棉花田杂草GB/T 17980.128-2004[21],施药后15、30和45 d时目测各供试药剂对作物的安全性。施药后30 d计数阔叶杂草株数,施药后45 d测定阔叶杂草株数和地上部分鲜重。
出苗率:每小区随机选择4行棉花,每行连续调查25穴,合计100穴,统计出苗数。
杂草防效:施药后30和45 d在各处理小区随机3点取样,每个样点1 m2,分别记载样点内阔叶杂草种类和数量,施药后45 d记载阔叶杂草株数和地上部分鲜重。
田间调查每小区即为1次重复,共重复4次。
1.3 数据处理
统计棉花田一年生阔叶杂草的数量和鲜重,分别计算供试药剂对阔叶杂草的防效。运用EXCEL和SPSS20.0软件[22]计算和方差分析,Duncans新复极差法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 棉花的安全性评价
研究表明,4月23日施药、播种,5月5日出苗,施药前无降雨,药后5月12日小雨,试验期间最低温度3℃,最高温度33℃。施药后15、30和45 d时,各供试处理与对照小区相比,棉花株高和叶色均表现正常,未出现抑制生长、褪绿和畸形的症状。
2.2 不同处理对棉花出苗的影响
研究表明,药后15 d,各处理出苗率为80.56%~83.61%,各处理出苗率差异未达显著水平(df=7, 24,F=0.108,P=0.997)。表2
2.3 不同处理对棉田一年生阔叶杂草的影响
研究表明,药后30 d,40%砜吡草唑SC 240 g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理对龙葵、灰绿藜、反枝苋、马齿苋和苘麻的株防效最高,达93.14%~97.92%,其中40%砜吡草唑SC 120 g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 和40%砜吡草唑180 g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理对灰绿藜、反枝苋、马齿苋、苘麻的株防效为86.81%~92.13%,与最高防效的处理并不显著。对照药剂330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理对棉田5种阔叶杂草的株防效最低,仅为71.94%~74.03%。
40%砜吡草唑SC 240 g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理对棉田阔叶杂草的株防效最高,但与40%砜吡草唑180 g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理株防效差异不显著,显著高于其余各处理。对照药剂330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理对棉田阔叶杂草的株防效显著低于各供试处理。表3
药后45 d,40%砜吡草唑SC 240 g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理对龙葵、灰绿藜、反枝苋、马齿苋、苘麻的株防效最高,达93.31%~96.99%,其中40%砜吡草唑SC 120 g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 和40%砜吡草唑180 g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2的处理对灰绿藜、反枝苋、马齿苋和苘麻的株防效为84.17%~91.47%,与最高防效的处理差异不显著。对照药剂330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理对棉田5种阔叶杂草的株防效为71.70%~73.75%。
40%砜吡草唑SC 240 g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理对棉田阔叶杂草的株防效最高,但与40%砜吡草唑SC 180g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理株防效差异不显著,显著高于其余各处理。对照药剂330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2的处理对棉田5阔叶杂草的株防效显著低于各供试处理。表4
药后45 d,40%砜吡草唑SC 240 g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理对龙葵、灰绿藜、反枝苋、马齿苋、苘麻的鲜重防效最高,达94.09%~96.08%,但与40%砜吡草唑SC 180 g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理鲜重防效差异不显著。对照330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理对5种棉田阔叶杂草的鲜重防效仅为73.49%~74.93%,显著低于其余各供试处理。
40%砜吡草唑SC 240 g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理对棉田阔叶杂草鲜重防效最高,但与40%砜吡草唑180 g a.i./hm2+330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 的处理鲜重防效差异不显著,显著高于其余各处理。对照药剂330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2 处理棉田阔叶杂草的鲜重防效显著低于各供试处理。表5
2.4 不同处理对棉花产量的影响
研究表明,供试药剂和人工除草的处理,对于棉花产量均有一定的增幅,其中40%砜吡草唑SC 120、180和240 g a.i./hm2分别与330 g/L二甲戊灵EC 742.5 g a.i./hm2混配后,产量增加与对照相比达显著水平。表6
3 讨 论
3.1
新疆连作棉花田优势杂草种类的变化,棉田杂草难防难治[4,5]。梁友等[21]通过盆栽试验结果表明,二甲戊灵1 113.0 g a.i./hm2对龙葵的防效仅为28.9%,其对龙葵、藜、反枝苋、马齿苋和苘麻等双子叶杂草的防除效果并不理想[6,8]。许贤等[22]通过室内生测研究了二甲戊灵除草毒力活性,结果表明,二甲戊灵264 g a.i./hm2对反枝苋的鲜重抑制率为68.4%,1 800 g a.i./hm2的处理对苘麻的鲜重抑制率为73.2%。
二甲戊灵单剂高频率重复使用,易出现杂草耐药性与抗药性风险[23-26],部分杂草如马齿苋、看麦娘Alopecurus aequalis等已对二甲戊灵产生耐药性[25]。李琦等[15]的田间试验结果表明,27%二甲戊灵·40%砜吡草唑EC对棉田马齿苋、反枝苋均有较好的防除效果,在607.5~1012.5 g a.i./hm2的药量区间对棉花安全,棉花增产率为26.04%~28.87%。砜吡草唑与其他防除阔叶杂草的除草剂联合使用达到更显著的防除效果[16]。
3.2
砜吡草唑作为土壤封闭除草剂,在播前使用对棉花、小麦、玉米等农作物安全,对靶标杂草的专一性较强,在作物和靶标杂草间的选择性指数较高[17,18]。Olson等[27]研究报道,砜吡草唑167 g a.i./ hm2对稗属Echinochload、马唐属Digitaria、狗尾草属Setaria的防治效果为40%~95%。砜吡草唑对麦田阔叶杂草播娘蒿Descurainia sophia、麦家公Lithospermum arvense、大巢菜Vicia sativa、泽漆Euphorbia helioscopia等有良好的防除效果,且对小麦生长无影响,无药害产生[17-18]。砜吡草唑与氰草津以1∶5的混合剂量720 g a.i./hm2处理小麦田,除草效果良好,对冬小麦产量有所提升[28]。砜吡草唑与吡氟酰草胺以1∶1((150+150) g a.i./hm2)比例混配对麦田除草效果较好[30],其对玉米田马唐、稗草、反枝苋、牛筋草、狗尾草的防效较好,对玉米安全,是防除农田抗性杂草的理想药剂[26, 29]。苏少泉和顾闻等[30]的研究也表明砜吡草唑对苋属、茄属Solanum、苘麻和曼陀罗Datura stramonium等阔叶杂草有着良好的防除作用。在对棉田杂草中长期的防控上应交替使用不同类型的土壤封闭剂,避免长期使用一种或同一类型的土壤封闭剂,并可采用多样化的化学防控、物理防控及生物防控等综合防控措施[10,31, 32]。
4 结 论
砜吡草唑SC与二甲戊灵EC混配(120 g a.i./hm2+742.5 g a.i./hm2),药后30 d对棉田阔叶杂草的株防效为86.81%~89.75%,药后45 d株防效和鲜重防效分别为84.17%~88.46%和90.35%~91.47%。供试药剂有效成分含量达240 g.a.i /hm2+742.5 g.a.i /hm2时对棉花安全,药后15 d出苗率为81.94%,药后30和45 d棉花株高和叶色均表现正常,与对照无显著差异。
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