馬軍韜 張國民 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)科學院生物技術研究所，哈爾濱150028；2 中國科學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)科學院耕作栽培研究所，哈爾濱150028；4 黑龍江八一農(nóng)墾大學農(nóng)學院，黑龍江 大慶163319）

黑龍江省是北方水稻生產(chǎn)大省，是國家重要的糧食生產(chǎn)基地，常年水稻種植面積400～450 萬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。該區(qū)域屬于中溫帶、半干旱大陸性季風氣候，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，受市場調(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來的，保水性偏差，漏水田占比較高，在給當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成較大壓力的同時也使水田的草害問題日趨凸顯。

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，關于水田草害的防控以化學農(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6 葉以下的馬唐、稗草等有較好的防效。張月等[11]的研究表明，2%雙唑草腈GR 對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 對禾本科雜草和闊葉類雜草的防效均在87%以上。但是，針對黑龍江省半干旱區(qū)水田的具體草害特點的研究并不多。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95.70% 。

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

總體來看，關于水田雜草防除藥劑和防除機械的研究均較多，但將二者結合研究的并不多，而針對某一特殊區(qū)域進行結合研究的則更少。有鑒于此，依據(jù)黑龍江省半干旱區(qū)的氣候特點、草害類型及水田保水性偏差的現(xiàn)實，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，結合不同作業(yè)方式，進行其草害的防控效果試驗，并探討了其對水稻產(chǎn)量的影響，以為有效解決生產(chǎn)問題提供更多的選擇。

表1 水稻苗后封閉除草劑配方信息

表2 農(nóng)戶應用藥劑信息 （/元/667 m2）

1 材料與方法

1.1 試驗地點與噴藥時間

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

1.2 試驗藥劑及價格

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，價格9.3 元/667 m2，所有試驗地點均應用。

水稻苗后封閉除草劑配方有2 個，具體見表1。泰來縣大興鎮(zhèn)五七屯由于苗情問題沒有進行水稻苗后封閉，加噴了5%五氟磺草胺可分散油懸浮劑，價格16.5元/667 m2。

1.3 噴藥方式及價格

水稻苗前封閉除草劑采取2 種噴藥方式：一是植保無人機作業(yè)，價格4 元/667 m2；二是人工噴霧機作業(yè)，價格8 元/667 m2。水稻苗后封閉除草劑采取人工噴霧機作業(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

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

產(chǎn)量損失率測定：田間選取1 m2雜草為害稻株，進行測產(chǎn)（為害后產(chǎn)量）；選取1 m2沒有草害的稻株，進行測產(chǎn)（對照產(chǎn)量）。產(chǎn)量損失率=（對照產(chǎn)量-為害后產(chǎn)量）/對照產(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%。

肥料利用率測定采用同田對比方式進行。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)戶應用藥劑信息

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

2 結果與分析

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，植保無人機作業(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，植保無人機作業(yè)區(qū)平均增產(chǎn)4.64%，人工噴霧機作業(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，植保無人機作業(yè)區(qū)產(chǎn)量平均損失率為1.05%，人工噴霧機作業(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，植保無人機作業(yè)區(qū)和人工噴霧機作業(yè)區(qū)產(chǎn)量平均損失率分別下降4.44 個和3.92 個百分點。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 個和4.64 個百分點。

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地點草害調(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 不同試驗地點草害防控效果

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

從防控效果來看，與農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)相比，植保無人機作業(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，試驗區(qū)內(nèi)水稻生長正常，無藥害現(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，與農(nóng)戶自主防控作業(yè)區(qū)相比，植保無人機作業(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，泰來縣大興鎮(zhèn)五七屯節(jié)本最多，查哈陽農(nóng)場海洋管理區(qū)節(jié)本最少。

2.4 不同作業(yè)方式及藥劑配方對肥料利用率的影響

數(shù)據(jù)（表6）顯示，本試驗條件下，水稻對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，在查哈陽農(nóng)場金光管理區(qū)15 連和泰來縣克利鎮(zhèn)的植保無人機作業(yè)區(qū)，N 肥利用率分別為34.55%和35.44%，較對照分別提高2.11 個和2.55 個百分點；P 肥利用率分別為21.80%和22.40%，較對照分別提高1.20 個和1.40 個百分點；K 肥利用率分別為44.40%和43.07%，較對照分別提高1.87 個和1.60 個百分點；總肥料利用率分別提高5.18 個和5.55 個百分點。上述情況的出現(xiàn)，可能與機械化綜合防控技術除草效果較好，使水稻在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的競爭中處于一個相對優(yōu)勢的地位，植株生長更加健壯，從而促進了營養(yǎng)元素的吸收。

3 討論

從產(chǎn)量結果分析，2019 年水稻單產(chǎn)偏低，這可能與前期活動積溫不足、多雨寡照等異常天氣有較大關系。此外，查哈陽農(nóng)場海洋管理區(qū)試驗點后期被水淹，對水稻產(chǎn)量和藥劑的后期防效均造成一定不利影響。從不同配方對產(chǎn)量的影響來看，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，側面說明配方2 的效果更好。

從防控效果分析，查哈陽農(nóng)場金光管理區(qū)示范園的數(shù)據(jù)，將植保無人機作業(yè)方式和配方1 的防效都拉低了。其原因有2 點：植保無人機作業(yè)當天風力較大且風向不定，無人機穩(wěn)定性不夠，為防止藥劑噴濺到別的田塊內(nèi)造成藥害，植保無人機作業(yè)時離池埂邊緣較遠，可能藥劑噴灑較少，也不夠均勻；試驗地點為漏水田，水層僅能保持3～4 d，即使后期補水，藥劑形成的藥膜也被破壞，影響封閉效果，這一點從傳統(tǒng)噴霧機作業(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，貌似人工噴霧機的防效提升率平均值較高，效果較好，實則不然，如去除查哈陽農(nóng)場金光管理區(qū)示范園的非正常狀態(tài)數(shù)據(jù)，則植保無人機作業(yè)區(qū)防效提升率平均值為82.64%，傳統(tǒng)噴霧機作業(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，說明試驗藥劑應用合理的同時也說明植保無人機的噴灑效果略勝一籌。

從成本投入角度分析，作業(yè)方式上，植保無人機作業(yè)價格更便宜；藥劑配方上，配方2 雖效果較好，但其價格偏高，更適用于草害偏重地區(qū)，而對某些草害偏輕地區(qū)也可以選用一些價格相對較低的藥劑進行防控，從而實現(xiàn)防效與經(jīng)濟收益的兼顧。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。