5种芽前除草剂的防效及对高羊茅、草地早熟禾籽粒的影响

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　　摘要 以高羊茅和草地早熟禾为试验材料，于2015年3月至2016年9月在上海交通大学农业与生物学院探索5种生产上常用的芽前除草剂对杂草的控制和草种子生产的影响。结果表明：适用于高羊茅种子生产的除草剂为40%扑草净WP，其处理的高羊茅种子单产较高，为793.3 kg/hm2，与人工除草处理产量无显著差异，杂草的株防效为69%;适用于草地早熟禾种子生产的除草剂为480 g/L氟乐灵EC，其处理的草地早熟禾种子单产较高，为200.9 kg/hm2，与人工除草处理无显著差异，杂草的株防效为59%;不适合在两种草种子生产中使用的药剂为960 g/L精异丙甲草胺EC，它对两种草坪草的生长和种子产量均有显著抑制作用。
　　关键词 杂草防除; 芽前除草剂; 种子生产; 高羊茅; 草地早熟禾
　　中图分类号： S 48
　　 文献标识码： B
　　 DOI： 10.16688/j.zwbh.2019109
　　Control effects of five preemergence herbicides on weeds and seed production of Festuca elata & Poa pratensis
　　LI Jun1， YANG Yi2， HE Yali3， DU Hui1， YANG Hong1， TAO Xuejuan1
　　（1. Information Research Institute of Science and Technology， Shanghai Academy of
　　Agricultural Sciences， Shanghai 201403， China; 2. Property/Agriculture Insurance Department，
　　China Continent Property & Casualty Insurance Company Ltd.， Shanghai 200120， China;
　　3. School of Agriculture and Biology， Shanghai Jiao Tong University， Shanghai 200240， China）
　　Abstract
　　Using Festuca elata and Poa pratensis as experiment materials， a study was conducted in School of Agriculture and Biology， Shanghai Jiao Tong University from March 2015 to September 2016.Effects of 5 preemergence herbicides on weed control and seed production were investigated and evaluated. The result showed that prometryn 40% WP was suitable herbicide for seed production of F.elata， the seed yields （793.3 kg/hm2） were higher than that of control， and there was no significant difference in seed yield between weed control by hand and applying prometryn 40% WP. The effect of weed control with applying prometryn 40% WP was 69%. Trifluralin 480 g/L EC was suitable herbicide for seed production of P.pratensis， the seed yield of P.pratensis.（200.9 kg/hm2） was higher than that of control， and there was no significant difference in seed yield between weed control by hand and applying trifluralin 480 g/L EC. The effect of weed control with applying trifluralin 480 g/L EC was 59%. S-metolachlor  960 g/L EC significantly inhibited the growth and yield of F. elata and P.pratensis， which was unsuitable for seed production of the two lawn grasses.
　　Key words
　　weed control; preemergence herbicide; seed production; Festuca elata; Poa pratensis
　　高羊茅Festuca elata Keng ex E. Alexeev和草地早熟禾Poa pratensis L.是常用的多年生禾本科牧草和草坪草，以種子繁殖为主。在大面积种子生产过程中发现，除了气候等原因制约草种产量外，杂草危害是制约草种高产稳产的另一重要因素。由于人工除草耗时长，效果参差不齐，化学除草仍是我国当前最切实可行的方法[1]。但采用行间定向喷施草甘膦等非选择性除草剂，会因定向不准确造成对植株的误伤，降低有效穗数，引起大幅度减产[2]，而芽前除草剂可选择性地抑制土壤中杂草种子萌发，节省人力物力。目前少有关于草种子生产田上除草剂的应用报道[34]。Biberdzic等[5]于2007年在塞尔维亚的克鲁舍瓦茨牧草作物研究院对新建直播高羊茅种子生产田进行了4种除草剂的田间试验;Derr[6]指出磺酰脲类除草剂可以控制芽前和芽后一年生和多年生杂草。他们的研究主要关注杂草的种类、密度和防除效果，而对高羊茅和草地早熟禾的种子产量影响没有报道。因此如何合理地使用安全高效除草剂来控制杂草，降低人工除草成本，保证种子产量与品质是我们急需解决的问题。 　　本研究以高羊茅和草地早熟禾为试验材料，于2015年3月至2016年9月在上海交通大学农业与生物学院进行了5种生产上常用的芽前除草剂对杂草的控制和草种子生产的影响试验，以期筛选出适用于草种子生产田的芽前除草剂，为草种子生产提供技术支持。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料
　　1.1.1 试验地概况
　　试验在上海交通大学闵行校区试验地进行，该地区为亚热带东亚季风气候，具有冬夏气候特征的天数多、春秋气候特征的天数少的明显特征[7]。试验田土壤pH 7.7，电导率0.2 mS/cm，全鹽量1.0 g/kg，有机质12.9 g/kg，有效磷15.4 mg/kg，速效钾164 mg/kg，属轻黏土，土壤肥力中等。
　　1.1.2 高羊茅和草地早熟禾留种植株
　　供试高羊茅品种为‘沪坪2号’（沪农品认草坪2013第002号），2年龄高羊茅成株。2014年1月播种。供试草地早熟禾品种为‘沪禾2号’[8]，1年龄草地早熟禾成株。2014年10月移栽。
　　1.1.3 种子生产田杂草
　　试验期间（2015年3月-7月）侵染高羊茅和草地早熟禾种子生产田的杂草有油菜Brassica campestris L.、葎草Humulus scandens Lour. Merr.、野萝卜Raphanus raphanistrum Linnaeus、苦苣菜Sonchus oleraceus L.、泽漆Euphorbia helioscopia Linn.、小飞蓬Erigeron canadensis L.Cronq.、马蹄金Dichondra micrantha Vrban、一年蓬Erigeron annuus L.Pers.、荠菜Capsella bursa-pastoris Linn. Medic.、大巢菜Vicia satica L.、猪殃殃Galium spurium L.、婆婆纳Veronica polita Fries、艾蒿Artemisia argyi Lév. &Vaniot.、田旋花Convolvulus arvensis L.、乌蔹莓Cayratia japonica Thunb. Gagnep.、喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides Mart.Griseb.、蒲公英Taraxacram mongolicum Hand.-Mazz.、灰绿藜Chenopodium glaucum L.、毛茛Ranunculus japonicus Thunb.、繁缕Stellaria media （L.） Villars等。田间以猪殃殃、婆婆纳、苦苣菜、小飞蓬、葎草、喜旱莲子草为主，其他杂草分布零星发生。
　　1.1.4 化学药剂
　　5种生产上常用的芽前除草剂：40%扑草净WP、480 g/L氟乐灵EC、960 g/L精异丙甲草胺EC、330 g/L二甲戊灵EC和50%乙草胺EC，见表1。
　　1.2 方法
　　1.2.1 试验设计及实施
　　试验设7个处理，包括5个药剂处理和不喷施药剂的对照处理2个。对照1为喷施河水加中性洗涤剂并进行人工除草处理，对照2为喷施河水加中性洗涤剂不除草处理。高羊茅小区面积为10 m×1.5 m，采用随机区组试验设计，重复4次;草地早熟禾小区面积为5 m×1.5 m，随机区组试验设计，重复3次。各药剂采用商品使用说明中推荐的最高浓度，兑水量为75 mL/m2，于2015年3月13日进行喷施，同天对照1进行人工除草处理。试验区2014年秋季正常人工管理，人工除草1次，未影响秋季幼穗分化。
　　1.2.2 考察指标
　　1.2.2.1 杂草性状
　　药后20、30、40、50 d[9]对各小区杂草的种类、数量和株高进行测量和统计，并计算株防效，株防效=（不除草对照小区杂草数-处理小区杂草数）/不除草对照小区杂草数×100%。
　　1.2.2.2 植株性状
　　分别考察高羊茅和草地早熟禾的植株高度、穗长、有效穗数、实产及产量构成，收获后测种子的发芽率。
　　1.2.3 统计分析方法
　　小区有重复测定的指标，以小区平均值进行统计分析;属于二项总体的百分数（P）数据，因有P<0.3或P>0.7，进行反正弦转换获得较一致的方差后，进行统计分析[10]。用Excel 2013辅助进行方差分析和图表制作，采用LSD法进行多重比较。
　　2 结果与分析
　　2.1 对杂草的影响
　　2.1.1 杂草性状
　　药后20、30、40、50 d，对各小区中杂草的种类和株高进行测量和统计分析可知，5种药剂对油菜均有显著抑制作用;对猪殃殃和婆婆纳有显著抑制的药剂有480 g/L氟乐灵EC、960 g/L精异丙甲草胺EC、330 g/L二甲戊灵EC;对葎草有显著抑制作用的有40%扑草净WP、480 g/L氟乐灵EC、960 g/L精异丙甲草胺EC、330 g/L二甲戊灵EC;对喜旱莲子草和苦苣有显著抑制作用的有40%扑草净WP、480 g/L氟乐灵EC。在实际生产中可根据不同地块杂草的发生种类选择相应的芽前除草剂。
　　2.1.2 株防效
　　由图1可知，各处理对高羊茅和草地早熟禾种子生产田杂草株防效间均存在显著差异。对高羊茅小区，40%扑草净WP株防效最好，与人工除草处理无显著差异。480 g/L氟乐灵EC、50%乙草胺EC和330 g/L二甲戊灵EC防效略低于40%扑草净WP，但相互间无显著差异。960 g/L精异丙甲草胺EC的株防效最低，显著低于人工除草处理。对草地早熟禾小区，人工除草处理株防效最高， 480 g/L氟乐灵EC和50%乙草胺EC处理株防效与人工除草处理无显著差异。330 g/L二甲戊灵EC和40%扑草净WP株防效略低，但与人工除草处理无显著差异。960 g/L精异丙甲草胺EC防效最低，显著低于人工除草处理，且与不除草对照无显著差异。 　　2.2 对高羊茅和草地早熟禾株高的影响
　　由表2可知，不同处理下高羊茅和草地早熟禾的株高均存在显著差异。对高羊茅，330 g/L二甲戊灵EC处理的株高最高，平均为130 cm，40%扑草净WP、50%乙草胺EC与330 g/L二甲戊灵EC处理无显著差异。960 g/L精异丙甲草胺EC处理株高最矮，平均为70 cm，显著低于两个非药剂处理。另外，480 g/L氟乐灵EC处理的株高平均为118 cm，显著低于330 g/L二甲戊灵EC处理，但与人工除草处理的株高无显著差异。对草地早熟禾， 480 g/L氟乐灵EC处理的株高最高，平均为69 cm，40%撲草净WP、330 g/L二甲戊灵EC及两个对照处理平均株高在62～68 cm之间，与480 g/L氟乐灵EC处理无显著差异。50%乙草胺EC处理的株高显著低于不除草对照，低21.2%，与人工除草处理无显著差异。960 g/L精异丙甲草胺EC处理的株高平均为34 cm，比其他处理株高矮近50%，说明960 g/L精异丙甲草胺EC处理会显著抑制草地早熟禾植株的生长。
　　2.3 对高羊茅和草地早熟禾产量及其构成的影响
　　2.3.1 高羊茅产量及其构成
　　由表3可知，不同处理间高羊茅的产量及其构成有显著差异。其中，人工除草处理产量（759.4 kg/hm2）比不除草处理（659.1 kg/hm2）高15.2%，相互间无显著差异。40%扑草净WP处理产量最高，为793.3 kg/hm2，330 g/L二甲戊灵EC处理产量次之，均显著高于不除草对照。480 g/L氟乐灵EC处理与人工除草处理无显著差异。50%乙草胺EC处理产量较人工除草处理显著减产18.8%，与不除草对照无显著差异。960 g/L精异丙甲草胺EC产量最低，仅为48.7 kg/hm2，显著低于其他处理。
　　从各处理产量构成可知，960 g/L精异丙甲草胺EC处理的穗长、有效穗数、每穗实粒数和千粒重均显著低于其他处理。穗长最短的处理为960 g/L精异丙甲草胺EC处理，仅为23.7 cm，其他6个处理穗长在26.9～28.1 cm之间，相互间无显著差异。960 g/L精异丙甲草胺EC处理有效穗数最少，为0.21×106穗/hm2，显著低于两对照处理，比不除草对照减少88.4%，仅占人工除草处理的9.3%，330 g/L二甲戊灵EC处理有效穗数最高，平均为2.34×106穗/hm2，40%扑草净WP、480 g/L氟乐灵EC处理有效穗数分别为2.27×106穗/hm2和2.21×106穗/hm2，与人工除草处理无显著差异。50%乙草胺EC有效穗数低于两个对照，比人工除草处理有效穗数显著减少30.6%，比不除草对照减少13.3%。每穗实粒数，960 g/L精异丙甲草胺EC处理最少，仅为94粒，其他6个处理的每穗实粒数在200～288粒，相互间无显著差异，50%乙草胺EC处理每穗实粒数最多。千粒重，960 g/L精异丙甲草胺EC最低，仅为1.11 g，较两个对照处理千粒重下降47.6%，其他6个处理的千粒重在2.07～2.25 g之间，相互间无显著差异。
　　2.3.2 草地早熟禾产量及其构成
　　由表4可知，不同处理间草地早熟禾的产量有显著差异。其中，人工除草处理较不除草处理增产21.6 kg/hm2， 40%扑草净WP处理产量最高，平均为248.3 kg/hm2，显著高于人工除草处理，产量提高38.4%，比不除草处理显著增产57.4%。480 g/L氟乐灵EC、330 g/L二甲戊灵EC处理的产量相对较高，均高于两个对照，但相互间无显著差异。960 g/L精异丙甲草胺EC处理的产量最低，仅有29.5 kg/hm2，显著低于两对照处理，较不除草对照产量显著下降81.3%，比人工除草处理显著减产83.5%。
　　各处理产量构成方面，960 g/L精异丙甲草胺EC处理的穗长仅为6.2 cm，显著低于其他6个处理（穗长为9.1～10.3 cm）。有效穗数，960 g/L精异丙甲草胺EC有效穗数最少，仅为0.61×106穗/hm2，较人工除草处理显著降低63.3%，40%扑草净WP处理有效穗数最多，为2.25×106穗/hm2，较人工除草处理提高34.73%，但无显著差异，480 g/L氟乐灵EC、330 g/L二甲戊灵EC处理的有效穗数均多于两对照。50%乙草胺EC处理的有效穗数低于两对照，但无显著差异。各处理草地早熟禾的每穗实粒数在512～788粒之间，相互间均无显著差异。千粒重，各处理的千粒重在0.20～0.23 g之间，50%乙草胺EC处理千粒重最高，平均为0.23 g，显著高于960 g/L精异丙甲草胺EC处理（0.20 g）。
　　2.4 对高羊茅和草地早熟禾种子发芽率的影响
　　从各处理收获后的种子中随机抽取100粒饱满籽粒，进行室内发芽率测试，重复3次。由图2可知，不同处理下高羊茅种子发芽率间有显著差异，草地早熟禾种子发芽率间无显著差异。对高羊茅，960 g/L精异丙甲草胺EC处理的发芽率最低，仅为3%，显著低于其他处理。其他处理发芽率间无显著差异，均大于84%，480 g/L氟乐灵EC处理的发芽率最高为93%。对草地早熟禾，330 g/L二甲戊灵EC处理的发芽率最低，平均为40%，其他处理发芽率均大于50%，7个处理间发芽率无显著差异。
　　3 讨论
　　3.1 除草剂选择的安全性
　　3.1.1 对高羊茅和草地早熟禾种子生产的安全性
　　试验结果表明，40%扑草净WP和480 g/L氟乐灵EC对高羊茅和草地早熟禾种子产量及种子发芽率的影响均较小。对高羊茅，40%扑草净WP和480 g/L氟乐灵EC处理的高羊茅种子产量与人工除草处理间无显著差异。对草地早熟禾，该两种药剂处理的种子产量均较人工除草处理有少量增产，且该两种药剂处理下收获种子的发芽率均较高且与两对照无显著差异。由此，认为40%扑草净WP和480 g/L氟乐灵EC是适用于高羊茅和草地早熟禾种子生产田的安全除草剂。Chhokar[11]等认为使用芽前除草剂可提高小麦产量，这与我们试验结果部分一致。而960 g/L精异丙甲草胺EC对高羊茅和草地早熟禾的营养生长的影响直接影响了后期籽粒的发育与成熟，种子产量显著降低，不宜使用。50%乙草胺EC对高羊茅和草地早熟禾有效穗的形成有显著抑制作用，虽不影响单穗的发育，但是总体上使种子产量显著降低，也不宜在草种子生产田中使用。所以根据目标作物选择合适的芽前除草剂是保证种子产量的有效方法。 　　3.1.2 对环境的安全性
　　40%扑草净WP是一种三嗪类低毒、高选择的内吸性芽前除草剂，主要用于防除稗草、马唐、千金子Euphorbia lathyris L.等一年生禾本科杂草及阔叶杂草[12]。480 g/L氟乐灵EC是二硝基胺类芽前除草剂，是一种易挥发和易被土壤吸附的可溶性乳剂，其作用机理是抑制分生组织细胞分裂、破坏细胞、抑制光合作用使杂草死亡[13]，它在土壤中移动性很小，不易被水冲刷消失，植物的根和芽均能吸收，可防除稗草、狗尾草、马唐、牛筋草等一年生禾本科杂草及部分双子叶杂草。
　　3.2 除草剂选择的高效性
　　本试验结果表明，40%扑草净WP和480 g/L氟乐灵EC对高羊茅和草地早熟禾生产田杂草株防效较高，在高羊茅和草地早熟禾种子生产田上可作为芽前除草剂推广应用。
　　朱文达等、Askew等和Kaura等[1416]认为480 g/L氟乐灵EC对草坪杂草的芽前封杀效果较好，可能与草坪通常种植在沙质土壤，药剂易被淋洗掉有关，480 g/L氟乐灵EC在常规推荐剂量下的株防效较好，为56.5%[17]。这与我们研究结果一致，480 g/L氟乐灵EC对高羊茅和草地早熟禾生产田中杂草的株防效均为59%，与人工除草处理株防效没有显著差异。
　　刘宏等[17] 9月在湖北的研究结果表明，960 g/L精异丙甲草胺EC对猪殃殃、刺儿菜等主要杂草的防效较480 g/L氟乐灵EC和50%乙草胺EC好。而在我们试验结果中960 g/L精异丙甲草胺EC对高羊茅和草地早熟禾种子生产田中杂草的株防效仅为19%和11%，显著低于480 g/L氟乐灵EC和50%乙草胺EC。这可能与两个试验除草剂的使用时间不同有关，我们施用时间为3月，主要防除的是春夏季杂草，而刘宏等[17]喷施时间为9月，防治对象为秋冬季杂草。谭永钦等[18]认为，50%乙草胺EC对禾本科杂草防效很高，对马唐、狗牙根等禾本科杂草防效达到100%，是很好的草坪芽前除草剂。而在我们试验过程中，各小区禾本科杂草的出现频率均不高，所以未得到禾本科杂草防效的相关数据，无法验证其结论。
　　3.3 施用安全高效芽前除草剂的经济效益
　　试验结果表明，人工除草的高羊茅和草地早熟禾籽粒产量比不除草高13.6%～15.2%，可见种子生产田需要进行杂草控制来保证种子产量。一般来说，在草种的一个完整生长周期中需人工除草3次，人工费用约为1.5万元/hm2。芽前除草剂的使用一般一年内不超过3次，就40%扑草净WP和480 g/L氟乐灵EC来看，药剂费仅为399元/hm2和677元/hm2，加上3次人工喷施的费用，约合2 062.5元/hm2。就一年的杂草控制成本来看，喷施40%扑草净WP和480 g/L氟乐灵EC比人工除草可以节省83.6%和81.7%。同时，适时使用芽前除草剂还可提高高羊茅和草地早熟禾的种子产量，所以，使用芽前除草剂控制杂草较人工除草具有更大收益。
　　4 结论
　　本试验筛选出的适合高羊茅和草地早熟禾种子生产田施用的芽前草除草剂分别为40%扑草净WP和480 g/L氟乐灵EC，这两种除草剂对春夏发生的杂草有较好的防效，且能够提高各自目标牧草的种子产量，同时降低杂草控制成本。
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　　（责任编辑：杨明丽）
　　收稿日期： 20190306   修订日期： 20190417
　　亚洲生物技术协作网、国家科技攻关项目（2004BA525B04）;四川省教育厅青年基金项目（2002A001）
　　致  谢： 参加本试验部分工作的还有江代礼、谭翰杰、张能和纪烨斌等同学，特此一并致谢。
　　通信作者E-mail：tsg3@saas.sh.cn
　　#为并列第一作者
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