秦 娜 朱燦燦 李君霞 王春義 宋迎輝

（河南省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所 河南鄭州 450002）

谷子（Setaria italica Beauv.）具有生育期短、適應性廣、耐干旱、耐瘠薄等特點，是我國北方干旱半干旱地區(qū)種植面積最大的雜糧作物[1]。 由于其含有豐富的蛋白質(zhì)膳食纖維及礦質(zhì)元素[2-3]，因此兼具糧飼功能和食療保健功效。 近幾年受國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、鄉(xiāng)村振興政策及人們健康飲食需求的影響[4]，谷子在市場上的需求逐年增加， 其種植面積呈逐漸擴大的趨勢[5]。

隨著谷子種植面積大規(guī)模的增加， 田間草害逐漸成為生產(chǎn)中的主要問題， 田間大量雜草與谷子競爭光照和養(yǎng)分， 極大地影響了谷子的生長發(fā)育和經(jīng)濟產(chǎn)量[6]。 人工除草費用較高，是造成谷子高種植成本和生產(chǎn)效率低下的主要因素之一， 因此安全高效的化學除草劑的施用將成為谷子大田管理系統(tǒng)的重要組成部分。 張磊等[7]研究表明谷子苗期利用25%辛酰溴苯腈乳油噴施對雜草防除效果最好， 且對谷子生長發(fā)育及產(chǎn)量影響最??；趙凱等[8]通過對4 種谷田除草劑進行安全評價，結(jié)果表明，播后苗前使用38%莠去津2 250 mL/hm2理論產(chǎn)量最高；徐淑霞等[9]研究表明25%滅草松對馬齒莧等雜草防治效果較好，且每畝適用量為100 g，防效在90%以上；字雪靖[10]對封閉除草劑莠去津、 單嘧磺隆等常用除草劑及苗后除草劑二磺甲碘隆、 苯唑二甲鈉等新型除草劑的除草效果和安全性進行了評價與研究，結(jié)果表明，土壤封閉型除草劑丁草胺和莖葉型除草劑2 甲4 氯鈉對谷糜生長影響相對較小， 出苗后噴施對幼苗生長無藥害；王靜華[11]、李順國等[12]對谷子輕簡化高效生產(chǎn)技術及抗除草劑谷子品種培育進展進行了研究；周漢章等[13]闡述了對谷田雜草化學防除面臨的問題及發(fā)展趨勢。

由于除草劑藥效和藥害會隨著自然環(huán)境和作物生長條件而發(fā)生變化[14-15]，因此，除草劑使用時安全性應作為第一要素， 需要在保證作物正常生長發(fā)育的前提下，進行除草效果的研究，避免除草劑對作物造成藥害而導致減產(chǎn)或絕收[16-17]。因此篩選高效且安全的除草劑用于谷田草害的防治， 是目前提高谷子生產(chǎn)效率的一項緊迫任務。 對谷田進行雜草防控時首要因素應考慮植株的安全性。 本試驗擬對6 種類型除草劑的田間防效及對谷子產(chǎn)量和安全性影響進行研究， 以期篩選出谷田高效且安全的除草劑種類及劑量，為谷子輕簡化高效生產(chǎn)服務。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用谷子品種為豫谷28， 由河南省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所選育。

試驗用6 種除草劑分別為10% 單嘧磺隆可濕性粉劑、960 g/L 丙甲草胺乳油、40%莠去津水懸浮劑、56% 2 甲4 氯可溶性粉劑、24%乙氧氟草醚乳油、15%噻吩磺隆可濕性粉劑， 以噴施等量清水為對照。除草劑處理劑量及處理代碼見表1。

表1 除草劑類型與處理劑量

1.2 試驗設計

試驗分別于2018 年和2019 年在河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)基地（河南新鄉(xiāng)）進行。 試驗地平坦，肥力均勻。試驗共19 個處理（含空白對照CK），3 次重復，共計57 個小區(qū)。 小區(qū)面積15 m2（5 m×3 m），小區(qū)之間設1 m 隔離帶。 其中10%單嘧磺隆可濕性粉劑施藥采用播后苗前土壤封閉處理方法， 其他5 種除草劑類型均于谷子苗后3～5 葉期單次施藥、 莖葉處理。施藥量為450 kg/hm2。 小區(qū)水肥管理與大田生產(chǎn)保持一致。

1.3 雜草防除對象

谷田主要雜草防除對象有7 個科、17 個種。分別為禾本科雜草，如狗尾草、谷莠子、稗子、馬唐和牛筋草；闊葉雜草，如菊科的苦苣菜、刺兒菜、和山苦荬，馬齒莧科的馬齒莧， 莧科的反枝莧， 十字花科的薺菜，藜科的小藜、刺藜、藜和豬毛菜，旋花科的牽?；ê痛蛲牖?。

1.4 測定內(nèi)容與方法

1.4.1 不同除草劑防除效果 分別于施藥前及施藥后7 d 和15 d 定點調(diào)查各小區(qū)單位面積禾本科雜草和闊葉雜草數(shù)量，每個小區(qū)取對角線3 點，每點調(diào)查0.67 m2。 根據(jù)測定數(shù)據(jù)計算兩種類型雜草的株防效、鮮重防效及總防效。

株防效（%）=（空白對照區(qū)雜草株數(shù)-除草劑噴施區(qū)雜草株數(shù)）/空白對照區(qū)雜草株數(shù)× 100；

鮮重防效（%）=（空白對照區(qū)雜草鮮重-除草劑噴施區(qū)雜草鮮重）/空白對照雜草鮮重×100。

1.4.2 不同除草劑的安全性評價 除草劑噴施后7 d 和15 d 分別調(diào)查每個小區(qū)谷子生長情況，根據(jù)我國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準藥害等級劃分（表2）評價藥害嚴重程度。 調(diào)查除草劑噴施后植株損傷程度并計算谷子幼苗損傷率。

表2 谷子植株藥害級別劃分標準

谷子幼苗損傷率（%）=損傷谷子幼苗株數(shù)/谷子幼苗總株數(shù)×100。

1.4.3 谷子產(chǎn)量性狀的測定 于施藥15 d 后各指標與性狀調(diào)查完畢，立即將對照（CK）中的雜草進行人工去除，之后生長期均按大田常規(guī)管理，成熟期每小區(qū)取中間9 m2收獲， 測定株高、 籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量，計算單位面積產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

利用Excel 2003 和SPSS 19.0 對不同除草劑和施用濃度的株防效、鮮重防效，以及除草劑安全性和產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行單因子方差分析，結(jié)合Duncan 法進行多重比較（P<0.05）和數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。由于農(nóng)事活動中的地表微地勢差異造成的田間雜草分布不均[18]，因此田間雜草以一種非均勻形式符合負二項分布[19]，Ullalena[20]、Mulugeta[21]、Znania[22]在相關研究中均有類似報道。 本試驗數(shù)據(jù)分析時對容易造成結(jié)果數(shù)據(jù)分析有誤的情況進行了統(tǒng)計控制， 并對防效數(shù)據(jù)進行了反正弦平方根法轉(zhuǎn)換。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同除草劑對谷子田間雜草的株防效

由表3 可知， 谷子田間雜草株防效受不同類型除草劑處理影響顯著。 960 g/L 丙甲草胺處理對禾本科雜草具有較好的防除效果， 但對闊葉雜草防除效果極差；56% 2 甲4 氯和15%噻吩磺隆處理對闊葉雜草防除效果較好，但對禾本科雜草防除效果較差；10%單嘧磺隆、40% 莠去津和24%乙氧氟草醚處理可綜合防治禾本科和闊葉雜草， 其中40% 莠去津和24%乙氧氟草醚處理對雜草總防效最高可分別達到100%和99.6%。 另外，隨除草劑濃度和處理時間的增加，防效呈上升趨勢。噴施除草劑后7 d 株總防效，以T9 最高（99.4%），T15 次之，以T4 最差（32.4%）。噴施除草劑后15 d， 不同濃度處理的總防效均顯著高于藥后7 d 處理， 其中仍以T9 處理總防效最高， 達到100%，T15 次之，T4 最低，為49.8%。

表3 不同除草劑處理后谷子田雜草株防效（單位：%）

2.2 不同類型除草劑對谷子田雜草鮮重的防效

雜草鮮重防效是衡量除草劑藥效的重要指標。由表4 可知， 雜草鮮重防效在不同類型除草劑處理下差異顯著。 在6 種除草劑處理下，禾本科雜草、闊葉雜草及總防效均隨著濃度和處理時間的增加呈上升趨勢。 各除草劑對雜草鮮重防效與雜草株防效的趨勢基本一致， 在施藥后15 d 雜草鮮重防效最為顯著且趨于穩(wěn)定，仍然是960 g/L 丙甲草胺對禾本科雜草鮮重具有較好的防除效果，56% 2 甲4 氯和15%噻吩磺隆對闊葉雜草鮮重防除效果較好，10%單嘧磺隆、40 %莠去津和24%乙氧氟草醚對禾本科和闊葉雜草的綜合防除效果最好， 總防效最高分別達77.8%、100%和99.6%。 結(jié)果表明，在10%單嘧磺隆、40% 莠去津和24%乙氧氟草醚3 種類型的除草劑處理下，大部分禾本科雜草和闊葉雜草枯萎死亡，部分對除草劑反應遲鈍的雜草生長得到抑制。

表4 不同除草劑處理后谷子田雜草鮮重防效（單位：%）

2.3 不同類型除草劑對谷子幼苗損傷參數(shù)分析

由表5 可知， 谷子傷苗率受不同類型除草劑處理影響顯著， 同一除草劑處理時隨著濃度的增加傷苗率呈上升趨勢。 在施藥后7 d 調(diào)查結(jié)果顯示，在不同除草劑處理下傷苗率差異已較為顯著，40%莠去津和24%乙氧氟草醚對幼苗的損傷率相對較高，960 g/L丙甲草胺和10%單嘧磺隆次之，56% 2 甲4 氯傷苗率相對較低，15%噻吩磺隆傷苗率為0。 施藥后15 d幼苗損傷參數(shù)與施藥后7 d 基本一致。 表明在參試的6 種除草劑中，40%莠去津和24%乙氧氟草醚對幼苗的損傷較大， 低濃度下傷苗率分別為13.2%和20.7%，高濃度下傷苗率分別為20.9%和26.9%，分別達到3 級和4 級藥害水平；960 g/L 丙甲草胺和10%單嘧磺隆處理雖然對幼苗也有損傷， 但低濃度處理時傷苗率分別為7.1%和0。 綜上表明，分別以低濃度960 g/L 丙甲草胺、10%單嘧磺隆、56%2 甲4 氯和15%噻吩磺隆噴施，綜合防除效果最好，可作為谷子田除草的重要參考。

表5 不同除草劑處理下谷子幼苗損傷參數(shù)

2.4 不同類型除草劑對谷子產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)的影響

不同除草劑處理下谷子產(chǎn)量及經(jīng)濟系數(shù)存在明顯差異， 用同一除草劑處理時隨著濃度的增加產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)均呈下降趨勢（表6）。10%單嘧磺隆、56%2 甲4 氯和15%噻吩磺隆低濃度處理下籽粒產(chǎn)量分別較對照小幅度提高， 差異不顯著， 但顯著高于960 g/L 丙甲草胺、40%莠去津和24%乙氧氟草醚低濃度處理， 且各類型除草劑處理下的經(jīng)濟系數(shù)與產(chǎn)量趨勢均一致。 其中15%噻吩磺隆450 g/hm2濃度處理時產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)分別較對照增加10.3%和9.1%。 表明10%單嘧磺隆與56% 2 甲4 氯或15%噻吩磺隆中低濃度組合噴施時， 可提高谷子田雜草的防除效率和減輕谷子幼苗損傷率， 且顯著降低除草劑對谷子產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)的影響。

表6 不同類型除草劑處理下谷子產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)分析

3 結(jié)論與討論

谷子屬于我國北方地區(qū)生產(chǎn)面積較大的雜糧作物，對除草劑非常敏感，因此專用除草劑較少。 目前，已報道的選育出的具有抗抗拿捕凈、 抗咪唑啉酮及抗咪唑乙煙酸等除草劑品種[23]，然而抗除草劑谷子品種在生產(chǎn)上推廣種植存在局限性， 大部分品種對除草劑較為敏感[24-25]。 田間雜草株防效和鮮重防效是衡量除草劑藥效的重要指標。 一般情況下，雜草防控效果隨著除草劑施用濃度的增加而提高。 本研究發(fā)現(xiàn)，除草劑噴施后7 d 和15 d 40%莠去津和24%乙氧氟草醚對谷子田雜草株防效和鮮重防效均表現(xiàn)最好，高濃度10%單嘧磺隆和高濃度15%噻吩磺隆在株防效和鮮重防效方面也表現(xiàn)較為突出。6 種類型除草劑對雜草株防效和鮮重防效均隨著處理濃度和時間的增加逐漸提高，呈現(xiàn)良好的“劑量效應”。

高安全性和高防效是除草劑使用的主要目標，因此， 對谷子田除草劑應用的安全性研究具有重要意義[26-27]。 本研究選取了一種苗前土壤封閉性除草劑（10%單嘧磺隆），該除草劑是通過破壞細胞分裂必須物的生物合成從而達到除草的目的， 其他5 種激素類除草劑， 對植物代謝過程中產(chǎn)生的敏感物具有活化作用， 如影響植物生長發(fā)育的乙烯大量合成并積累，從而造成植物組織壞死、莖稈彎曲、葉片卷曲畸形、光合作用削弱、生長發(fā)育受阻等異常癥狀[28-29]。 本研究發(fā)現(xiàn)，6 種除草劑中，10%單嘧磺隆1 200 g/hm2、56% 2 甲4 氯1 500 g/hm2、15%噻吩磺隆450 g/hm2在谷子田的綜合施用效應最佳，不僅防效高，而且幼苗損傷率較低，其中15%噻吩磺隆450 g/hm2處理時谷子產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)分別較對照增加10.0%和9.1%， 在其他5 種除草劑處理下產(chǎn)量較對照顯著降低或無明顯差異。

受除草劑類型、施用濃度、施用方法及環(huán)境的影響，不同基因型谷子遭受除草劑藥害和受損程度各有不同。王節(jié)之等[30]研究莠去津?qū)茸蛹肮忍镫s草影響結(jié)果表明，在谷子2～3 葉期，噴施38%莠去津劑量為1 500 mL/hm2時，谷子幼苗表現(xiàn)為植株矮小和生長緩慢，導致幼苗的損傷率較高。 趙夏童[31]研究膜間噴施乙草胺和丙甲草胺對谷子安全性評價結(jié)果表明，低劑量丙甲草胺處理（250～400 mL/hm2）下谷子葉面積、株高與對照無顯著差異，高劑量（900～1 200 mL/hm2）處理對谷子株高和葉面積產(chǎn)生顯著抑制作用。 冷廷瑞等[32]對谷子田間草害防治初探研究表明，前期噴施撲草凈時谷子幼苗表現(xiàn)略有藥害， 后期噴施24%乙氧氟草醚藥害嚴重，苗稀少或者無苗。 關于不同除草劑對禾本科作物的藥害機制， 還需更深入的研究和探討。 本研究結(jié)果表明，谷子籽粒產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)受除草劑處理濃度和時間的影響顯著大于除草劑類型的影響，56% 2 甲4 氯、40%莠去津等除草劑處理下籽粒產(chǎn)量隨濃度和時間的增加顯著下降，15%噻吩磺隆處理下籽粒產(chǎn)量隨濃度和時間的增加先升后降。衡量除草劑防效的另一重要指標是籽粒產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)的變化。 因此在確定施用除草劑的類型和最佳濃度時，需同時兼顧雜草防效、作物安全性及籽粒產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)的變化。