水直播稻田杂草竞争临界期及苗后一次化除研究

赵浩宇 李旭毅 朱建义 刘胜男 皮冰 周小刚

摘要：对冬小麦-水稻连作制度下的水直播稻田杂草发生动态进行监测，建立水稻播后有草/无草天数与水稻产量损失率之间的函数关系，推导出杂草与水稻的竞争临界期，并探讨水直播稻田杂草苗后一次化除技术方案。结果表明，水稻产量损失率随水稻播后有草天数的增加而增大，随无草天数的增加而降低;以3%作为水稻产量损失的最大忍受限度，则四川省水直播稻田杂草与水稻的竞争临界期为播后16～55 d。水稻播后 15 d 喷施3%氯氟吡啶酯乳油22.5 g a.i./hm2+300 g/L丙草胺乳油450 g a.i./hm2，播后20 d喷施20%二氯喹啉草酮可分散油悬浮剂600 g a.i./hm2+75%氯吡嘧磺隆水分散粒剂33.75 g a.i./hm2+100 g/L氰氟草酯乳油150 g a.i./hm2，或11%唑酰草胺·五氟磺草胺可分散油悬浮剂123.75 g a.i./hm2对水直播稻田总杂草的鲜重防效均在98%以上，且对水稻安全。

关键词：直播稻;杂草;竞争临界期;一次化除;防效

中图分类号：S451.1  文献标志码：A  文章编号：1003-935X（2020）01-0049-06

Abstract：The occurrence dynamics of weeds in direct-seeding paddy fields under a continuous cropping system of winter wheat and rice was monitored，to establish the functional relationship between days from sowing in presence and absence of weeds and the rice crop yield. The threshold period of weeds-rice competition was determined and the efficacy of a one-time postemergence herbicide treatment was assessed. Crop yield loss rate raised with the number of days weeds interfered with the crop. Conversely，yield losses declined with the period the crop remained weed-free. The critical period of competition between weeds and rice was about 16 to 55 days after sowing in Sichuan province. Florpyrauxifen-benzyl （3% EC） applied at 22.5 g a.i./hm2 in mixture with pretilachlor （300 g/L EC） at 450 g a.i./hm2 at 15 days after sowing provided above 98% weed control and selectivity to rice. Al alternative treatment is the mixture of quintrione （20% OD） at 600 g a.i./hm2 plus halosulfuron-methyl （75% WG） at 33.75 g a.i./hm2 plus either 150 g a.i./hm2 cyhalofop-butyl （100 g/L EC） or 123.75 g a.i./hm2 metamifop·penoxsulam （11% OD） 20 days after sowing.

Key words：direct-seeding rice; weeds; critical period of competition; spraying herbicide for one-time; control efficiency

水稻直播是一项轻简化的稻作技术，近年来随着农村劳动力的转移，水稻生产集约化程度提高，机械直播技术以其节本省工的优点得到迅速发展，应用面积不断扩大[1-2]。但直播田干湿交替的水浆管理模式导致田间草害严重，已成为直播稻优质、高产的重要障碍之一。四川省直播稻田杂草共有34种[3]，在水稻生育期内发生量大，出草期长，生产中的常规防治方法是播种时同步进行封闭除草，并在苗后茎叶喷雾处理1～2次，即“一封二杀”或“一封二杀三补”。水稻生长中后期除草对药剂选择、施药时期、用药量等使用技术有较高要求，农户往往难以掌握，导致化除次数多、成本高而防效不理想。

杂草与作物的田间竞争受土壤、气候、水肥管理等多种因素的制约，研究者们在杂草危害的生态学基础上引入竞争临界期模型，以期准确描述杂草-作物共生期长短对作物产量和品质的影响，从而确定最佳的防治时期[4-5]。目前，關于杂草与作物的竞争临界期研究已有较多文献报道，涉及的作物包括水稻[6-8]、小麦[9-10]、玉米[11-12]、棉花[13-14]等，而关于单子叶、双子叶杂草混合种群与直播稻竞争临界期的相关研究仍较欠缺。本研究从川西平原水稻直播生产中的实际问题出发，旨在明确稻麦两熟制度下水直播稻田杂草的发生消长动态及防除关键时期，探索建立通过一次封杀实现水直播稻田全程控草的化除新方案，以期为直播稻田杂草的科学防治提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2018年在四川省绵竹市孝德镇金星村4组试验基地进行。试验田土壤质地为沙壤土，pH值为5.9，前茬作物为小麦。水稻品种为黄华占，5月20日浸种，5月22日撒播，播种量为 75 kg/hm2。田间优势杂草为稗（Echinochloa crusgalli）、牛筋草（Eleusine indica）、碎米莎草（Cyperus iria）、陌上菜（Lindernia procumbens）和泥花草（Lindernia antipoda），另有少量马唐（Digitaria sanguinalis）、丁香蓼（Ludwigia prostrata）、异型莎草（Cyperus difformis）、肠（Eclipta prostrata）和水苋菜（Ammannia baccifera）等。

1.2 供试除草剂

3%氯氟吡啶酯乳油、100 g/L氰氟草酯乳油，购自美国陶氏益农公司;300 g/L丙草胺乳油，购自先正达作物保护有限公司;16%丙草胺·吡嘧磺隆大粒剂，购自南京高正农用化工有限公司;20%二氯喹啉草酮可分散油悬浮剂，购自定远县嘉禾植物保护剂有限责任公司;75%氯吡嘧磺隆水分散粒剂，购自江苏省激素研究所股份有限责任公司;11%唑酰草胺·五氟磺草胺可分散油悬浮剂，购自济南绿霸农药有限公司。

1.3 试验设计和调查方法

杂草-水稻竞争临界期试验：水稻生育期内分别设8个有草天数处理，即水稻播后10、20、30、40、50、60、70、80 d内任杂草自然生长，其后保持小区内无草直至收获;以及8个无草天数处理，即水稻播后10、20、30、40、50、60、70、80 d内保持小区内无草，其后任杂草自然生长;另设全程有草处理和全程无草处理。小区面积为10 m2，每个处理3次重复，随机区组排列。水稻收获期各小区测实产，计算产量损失率，利用SPSS 13.0进行模型选优，采用最小二乘法进行数据拟合，分别建立水稻播后有草/无草天数（x1/x2）与产量损失率[y（%）]的函数关系模型。此外，在全程无草区内固定3点，每点1 m2，水稻播后每隔10 d调查1次，记录杂草发生种类和株数，每次调查须在全程无草处理拔除杂草之前，调查结束后拔除已出苗杂草，直到无杂草出苗时停止调查。

水直播稻田杂草苗后一次化除试验：试验设计见表1，小区面积为20 m2，四周筑埂，单独排灌，每个处理3次重复，随机区组排列。各处理药后10、30 d 分别目测水稻有无药害症状;水稻播后 90 d 调查作物株高、茎蘖数。由于不同处理施药时期不同，统一水稻播后40 d调查各处理靶标杂草株防效，播后70 d调查杂草鲜重防效，调查时每个小区定3点，每点0.25 m2。采用SPSS 13.0软件对数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 水直播稻田杂草出苗消长规律

由图1可知，从水稻播种至播后70 d杂草停止出苗，试验田块杂草萌发量总计4 294株/m2，其中禾本科杂草、阔叶杂草、莎草科杂草分别为519、2 234、1 541株/m2。总杂草的出苗高峰期在播后 10～30 d，占总出苗数的78%。禾本科、莎草科杂草的出草期相对较短，在水稻播后40 d左右停止萌发，而阔叶杂草的出草期可持续至水稻封行。禾本科杂草出苗高峰位于播后0～20 d，其中稗草出苗高峰期来临较早，牛筋草、马唐则稍迟。碎米莎草出苗高峰期位于播后10～30 d，6月下旬后萌发量明显下降。阔叶杂草的出苗高峰期位于播后10～40 d，其中陌上菜、丁香蓼、肠的发生消长规律较为一致，集中在播后10～20 d内出苗;泥花草出苗高峰期较晚，为播后20～40 d，且出草期明显长于其他杂草。杂草发生动态监测结果表明，在制定水直播稻田全程控草策略时应重点针对播后第1次出草高峰，该阶段水稻苗小竞争力弱，而杂草萌发量大、生长势强，极易形成草害。

2.2 杂草-水稻竞争临界期

由表2可知，考察水稻播后有草/无草对产量的影响，播后80 d有草处理区水稻产量仅为 189.09 kg/667 m2，为有草处理中最低，仅比全程有草处理（161.64 kg/667 m2）高16.98%;播后 10～20 d 内有草处理和全程无草处理的实际产量差异不显著。无草处理中，播后10 d无草处理区产量最低，当无草天数大于50 d时，水稻产量与全程无草处理差异不显著。试验结果表明，杂草-水稻共生期长短对水稻产量影响较大，水稻实际产量随播后有草天数的增加而减少，随播后无草天数的增加而增加。

针对杂草-水稻共生期与产量损失率的对应关系进行拟合模型选优，结果（图2）显示，水稻播后有草天数（x1）与水稻产量损失率[y（%）]之间符合回归模型y=0.011 5x21-0.046 1x1+0.598 8，r2=0.990 9。以产量损失率3%为水稻的经济危害允许水平（EIL），带入y=3，计算得出x1=16.59，表明水稻播后约16 d不防除杂草，此后保持无草就能保证水稻产量损失率在3%之内。

根据同样的建模原理，水稻播后无草天数（x2）与水稻产量损失率[y（%）]之间符合回归模型y=0.014 3x22-1.957 7x2+67.157 0，r2=0964 2。以产量损失率3%为水稻的经济危害允许水平，带入 y=3，计算得出x2=54.34，即保持田间无草至水稻播后55 d，此后田间生长的杂草对水稻产量造成的损失不超过3%。综合有草/无草天数对应水稻产量损失率的拟合结果，水稻播后16～55 d为杂草-水稻的競争临界期。

2.3 不同除草剂处理的杂草防效

由表3可知，水稻播后40 d（药后20～30 d），各药剂处理对总杂草的株数防效在83.70%～9824%之间。20%二氯喹啉草酮可分散油悬浮剂单剂对莎草科杂草的株数防效为66.59%，而混用75%氯吡嘧磺隆水分散粒剂和100 g/L氰氟草酯乳油处理的株数防效为100%。11%唑酰草胺·五氟磺草胺可分散油悬浮剂处理对丁香蓼的株数防效为73.21%，其余处理对该杂草的株数防效均在90%以上。

由表4可知，水稻播后70 d（药后50～60 d），各药剂处理对总杂草的鲜质量防效在91.82%～99.46%之间，其中3%氯氟吡啶酯乳油混用 300 g/L 丙草胺乳油、20%二氯喹啉草酮可分散油悬浮剂混用75%氯吡嘧磺隆水分散粒剂和100 g/L氰氟草酯乳油、11%唑酰草胺·五氟磺草胺可分散油悬浮剂等3个处理的防效均在98%以上，显著高于其余2个处理。杀草谱方面，20%二氯喹啉草酮可分散油悬浮剂750 g a.i./hm2对碎米莎草、异型莎草的除草活性较低;11%唑酰草胺·五氟磺草胺可分散油悬浮剂123.75 g a.i./hm2对丁香蓼的除草活性较低，对泥花草的封闭作用较弱。

2.4 不同除草剂处理对水稻的安全性

药后10、30 d目测各处理水稻株高、叶色与人工除草处理组无明显差异。由表5可知，播后 90 d 水稻齐穗期，各处理区水稻平均株高、茎蘗数均与人工除草处理组无显著差异。

3 小结与讨论

竞争临界期是杂草与作物竞争光、水、肥等生态资源的关键时期，在作物分布均匀且栽植密度固定的前提下，杂草萌发早、密度大、生长势强，则竞争临界期来临早;杂草出草期长或出现多次出苗高峰，则竞争临界期持续时间长。川西平原地区在冬小麦-水稻连作制度下，水直播稻田杂草的生态经济防除阈期为水稻播后16～55 d，此期间控制杂草生长即可保证水稻产量损失率在3%以内。

直播稻田杂草发生量大，出草期长，生产中通常需要多次化除实现全程控草，同时也带来了高成本、隐性药害等问题以及杂草抗药性风险。根据水直播稻田杂草发生特点、防治难点，结合16～55 d的竞争临界期，本研究选取了5种除草剂单剂/混用组合，探索水稻生育早期（播后10～20 d）一次封杀控草的可能性。试验结果表明，3%氯氟吡啶酯乳油22.5 g a.i./hm2混用300 g/L丙草胺乳油 450 g a.i./hm2 在水稻播后15 d喷雾处理，或20%二氯喹啉草酮可分散油悬浮剂 600 g a.i./hm2 混用75%氯吡嘧磺隆水分散粒剂33.75 g a.i./hm2和100 g/L氰氟草酯乳油 150 g a.i./hm2 播后20 d喷雾处理对水直播稻田的稗草、碎米莎草、异型莎草、陌上菜、泥花草、丁香蓼、肠、水苋菜等杂草防效优秀，对总杂草的鲜重防效均在98%以上，且对水稻安全，可在水直播稻田进一步放大示范。李小艳指出20%二氯喹啉草酮可分散油悬浮剂 600 g a.i./hm2 处理药后45 d对旱直播稻田2～3叶期碎米莎草、异型莎草的株数、鲜重防效均超过95%[15]，而本研究中相同药剂750 g a.i./hm2对相同靶标的鲜重防效仅为 44.32%，这可能与杂草叶龄差异有关，本研究中播后20 d施药时一年生莎草科杂草以4叶期为主，药后10 d目测均出现不同程度的药害症状，但部分未死亡。11%唑酰草胺·五氟磺草胺可分散油悬浮剂123.75 g a.i./hm2对水直播稻田一年生禾本科、莎草科杂草及部分阔叶杂草防效优秀，但在以丁香蓼为主要杂草的田块中使用须谨慎。

参考文献：

[1]佘雪晴，肖层林，刘爱民. 水稻机械化直播生产技术概述[J]. 作物研究，2008，22（5）：416-419.

[2]王在满，罗锡文，唐湘如，等. 基于农机与农艺相结合的水稻精量穴直播技术及机具[J]. 华南农业大学学报，2010，31（1）：91-95.

[3]姜心禄，黄明波，蒋继承，等. 四川省水稻机直播田杂草防控技术研究[J]. 中国稻米，2018，24（5）：78-82.

[4]Singh M，Saxena M C，Abu-irmailehm B E，et al. Estimation of critical period of weed control[J]. Weed Science，1996，44（2）：273-283.

[5]Halford C，Hamill A S，Zhang J，et al. Critical period of weed control in no-till soybean （Glycine max） and corn （Zea mays）[J]. Weed Technology，2001，15（4）：737-744.

[6]李永豐，娄群峰，吴竞仑，等. 抛栽水稻田间杂草生态防治阈期[J]. 江苏农业学报，2004，20（4）：244-248.

[7]薛连秋，门国强，郭 鹏，等. 辽宁省水稻田杂草生态经济防除阈期研究[J]. 杂草科学，2008（1）：23-26.

[8]董立尧，沈晋良，高同春，等. 水直播稻田千金子的生态经济阈值及其防除临界期[J]. 南京农业大学学报，2003，26（3）：41-45.

[9]李儒海，褚世海，魏守辉，等. 麦田恶性杂草猪殃殃与冬小麦的竞争临界期研究[J]. 湖北农业科学，2014，53（24）：6026-6029.

[10]吴翠霞，刘伟堂，张 勇，等. 冬小麦田杂草防除适期研究[J]. 杂草学报，2017，35（4）：36-39.

[11]丁祖军，张洪进，张夕林，等. 玉米田杂草发生规律、经济防除阈值及竞争临界期研究[J]. 杂草科学，2003（3）：15-17.

[12]徐淑霞，刘金荣，周 青. 玉米田杂草出苗规律及玉米与杂草共生竞争对产量影响的临界期[J]. 陕西农业科学，2005（4）：18，37.

[13]冯建永，庞民好，刘颖超，等. 棉田黄顶菊的经济阈值及竞争临界期[J]. 植物保护学报，2009，36（6）：561-566.

[14]马小艳，马 艳，奚建平，等. 豫北露地直播棉田杂草的发生及其与棉花的竞争作用[J]. 棉花学报，2012，24（1）：91-96.

[15]李小艳. 二氯喹啉草酮及其复配剂在水稻田中的应用[D]. 南京：南京农业大学，2016.