水稻田間雜草防除研究進展

袁小琴 趙軍 先元華 陳其敏 周黎軍

【摘 ?要】水稻是我國重要的糧食作物，隨著中美貿易戰(zhàn)和全球糧食出口緊縮的加劇，其高產穩(wěn)產對糧食安全具有重要作用。隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，為保障糧食產量，曾大量投入農藥、化肥等，其中，在田間雜草的防除中，農田施用大量除草劑不僅引起環(huán)境和生態(tài)問題，同時對水稻品質等也存在潛在的危害，最終影響著人們的生命健康，還對我國未來的水稻生產帶來了巨大的挑戰(zhàn)。本文通過對水稻田雜草防除的水稻品種選擇、耕作制度、藥劑防除、化控等進行綜述，根據目前對田間雜草防治措施存在的不足和新時代對綠色、環(huán)保農業(yè)所提出的要求，加強對稻田雜草生物學特性和發(fā)生規(guī)律的研究，實施綜合防控技術，確保在水稻安全生產的前提下加強雜草防除，以保證我國水稻的安全和可持續(xù)生產。

【關鍵詞】水稻;田間雜草;防除;研究進展

四川因地貌復雜，田塊小而分散，農業(yè)基礎條件薄弱，水稻栽種機械化程度不高，農作勞動強度大，種稻比較效益低。加之隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，農村青壯勞動力向城市轉移力度較大，稻田棄耕撂荒越來越嚴重，嚴重制約著本區(qū)域糧食生產能力。四川常年水稻種植面積約186萬hm2，占糧食播種面積的30 %左右，產量占糧食總產的40 %以上。四川稻區(qū)雜草危害十分嚴重，據調查，稻田各類雜草有200余種，雜草種類主要分為禾本科雜草、闊葉雜草、莎草科雜草這3大類，其主要常見的為千金子、矮慈姑、稗草、牛毛氈、莎草、鴨舌草、闊葉草、異型莎草、千金子、空心蓮子、水莧菜等;根據雜草的生活型主要分為一年生雜草與多年生雜草。據聯(lián)合國糧農組織（FAO）估計，全世界每年因病蟲草害損失約占糧食總產量的1/3，其中因病害損失10 %，蟲害損失14 %，草害損失11 %。因此，加強水稻田間雜草防除前人重點在水稻品種選擇、耕作制度、藥劑防除、化控等方面做了大量的工作供我們參考和選擇，以期在新時代農業(yè)發(fā)展過程中提供思路和指導。

1 抗雜草水稻品種的選育

自上世紀60年代以來，隨著育種技術和基因技術的快速發(fā)展，農業(yè)科學工作者通過選育耐草甘膦、降解草甘膦和抗草銨膦的水稻品種，助力水稻雜草的防除。我國科學家從兩面神菌屬Janibactersp.和可變白蟻菌Isoptericolavariabilis中分別克隆到的抗草甘膦基因aroAJ.sp和I.variabilis-EPSPS并將其轉入粳稻品種中花11和秈稻恢復系品種明恢86中，培育出了高抗草甘膦轉基因水稻材料;這2個基因均為具有自主知識產權的新型基因，其中轉I.variabilis-EPSPS基因水稻ZY21、ZY25和ZY29純合家系可以耐受10倍商業(yè)推薦使用劑量的草甘膦處理，且主要農藝性狀并未發(fā)生改變，將為我國具有獨立知識產權的抗草甘膦轉基因水稻以及其他農作物的發(fā)展提供參考。Fitzgibbon&Braymer等科學家發(fā)現(xiàn)，從假單胞菌中分離克隆到的igrA基因可以將草甘膦降解為肌氨酸和無機磷。Fartyaletal等科學家將突變的水稻EPSPS基因與igrA基因共同轉入秈稻Swarna中，將2種不同作用機理的抗草甘膦基因聚合使用，培育出了高抗、低殘留的轉基因水稻。目前已經培育出多個具有應用價值的抗草銨膦轉基因水稻新材料，如將bar基因轉入多種兩系或者三系恢復系水稻品種中，包括秀水04、D68、明恢63、E32、R187、R893等，以及旱稻297和旱稻502中。隨著城鎮(zhèn)化速度加快，勞動力資源短缺愈發(fā)加重，加之我國大部分地區(qū)地形地貌等條件的限制，水稻栽培方式的巨大變化給農業(yè)生產帶來很大的困難。然而這些年由于轉基因技術快速發(fā)展，其優(yōu)勢越來越明顯，培育抗除草劑轉基因水稻不但可以解決雜草危害的問題，同時，通過創(chuàng)制轉抗除草劑基因恢復系或不育系可以提高雜交種純度，方便機械化收種，簡化制種程序，是順應我國水稻種植方式轉變的一種行之有效的方法，也是適應農業(yè)減肥、減藥的需要[1]。

2 化學藥劑對雜草的防除

化學除草能有效防治稻田雜草的再生長，減少田間雜草對水稻生長的競爭，為水稻后期干物質的積累與轉運提供有利條件。嘧草醚（pyriminobac-methyl）作為內吸傳導型乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制劑，能夠有效抑制乙酰乳酸合成酶活性和干擾支鏈氨基酸合成代謝，從而最終導致雜草死亡，對稻田稗草和小齡千金子有較好的防治效果。五氟磺草胺（penoxsulam）通過抑制乙酰乳酸合成酶活性最終導致雜草死亡，高效廣譜，能夠有效防除闊葉類、莎草科及稗草等雜草[2]。前人也在48 %滅草松水劑、46 %二甲·滅草松水劑、10 %吡嘧磺隆可濕性粉劑和66 %吡嘧磺隆·丁草胺·西草凈油分散制劑對水稻田雜草的防除進行了試驗，均達到防除雜草率94.3 %。但由于長時間使用單一藥劑進行雜草防除，各類雜草對當前使用藥劑的抗性越來越強，導致藥劑防效不夠理想，且混合使用除草劑可減少土壤殘留量。因此，采用不同藥劑組合全程防治直播稻田雜草藥效示范試驗，30%丙草胺EC80 mL+36 %異噁草松CS20 mL組合最佳，達到99.02 %的防除效果。芐嘧丙草胺復配劑、丙草胺與丙嗪嘧磺隆混配機插同步噴施對水稻安全，但丙草胺與雙唑草腈混配機插同步噴施能降低水稻分蘗。隨灌溉水施用雙唑草腈對水稻安全，但雜草防效受田塊平整性限制，均一性差。插秧后15 d，各處理雜草株防效均大于95 %。為最大限度地避免雜草產生耐藥性，將藥劑交替輪換使用，如旱直播藥劑土壤封閉可選用48 %仲丁靈1125～1200 mL/hm2或90 %禾草丹1050～1500 mL/hm2濕潤封閉，也可在水稻種子萌發(fā)后用30 %掃氟特900～1050 mL/hm2等交替輪換進行。

3 耕作制度對雜草的防除

直播方式、耕作制度、肥水管理等栽培管理措施對稻田雜草發(fā)生及水稻產量具有顯著影響。不同直播方式下稻田雜草種類差異不明顯，其雜草種類主要有稗草、雀舌草和牛筋草等禾本科雜草及鴨跖草、鴨舌草、馬齒莧和水竹葉等闊葉類雜草;但不同直播方式下稻田雜草的優(yōu)勢種群差異明顯，旱直播稻田以稗草為優(yōu)勢種群，占總雜草比例的48.60 %～54.17 %，而濕直播和水直播稻田均以鴨舌草為優(yōu)勢種群，分別占總雜草的43.00 %～46.44 %、36.00 %～38.66 %。不同直播方式下稻田雜草數(shù)量差異顯著，供試品種的稻田雜草數(shù)量排序均為旱直播<濕直播<水直播，旱直播雜草數(shù)量比濕直播、水直播分別降低3.44%～6.71%、40.92%～42.89%，且旱直播稻田雜草干物質量也均低于濕直播和水直播。與濕直播、水直播方式相比，旱直播提高了供試品種的出苗率、有效穗數(shù)及結實率，并顯著增加了水稻產量，因此，采用旱直播方式可減少稻田雜草發(fā)生，提高早秈稻產量。不同的灌溉方式也將影響水稻田的雜草產量及密度。間歇灌溉稻田各生育期雜草密度平均降低27.8%;優(yōu)勢雜草種類雖與淹灌基本一致，但闊葉類雜草矮慈姑重要值降低9.76%，單子葉雜草浮萍重要值降低65.38%;間歇灌溉稻田以旱生雜草生長為主，總體各生育期旱生雜草群落密度增加277.51%，水生雜草群落密度降低81.44%，而淹灌稻田以水生雜草為主。間歇灌溉提高了稻田雜草多樣性，有效地抑制了優(yōu)勢種雜草生長，有利于改善稻田生態(tài)保護。長期不同施肥處理小區(qū)，雜草密度為施氮磷肥>不施肥>僅施氮肥>施氮鉀肥>均衡施肥，土壤養(yǎng)分的盈虧決定了田面雜草密度和優(yōu)勢種群，氮磷虧缺導致雜草群落多樣性高于氮磷鉀均衡施肥，且土壤氮含量對雜草群落的影響最顯著。

4 生態(tài)綜合系統(tǒng)對雜草的防除

水稻的化感抗（耐）雜草是水稻植株向環(huán)境釋放化學物質從而抑制或影響周圍雜草生長的作用，以化感作用控制有害生物是利用植物體的自身防御或抗逆能力，是一種資源節(jié)約、環(huán)境友好的雜草生物防治方法。作物產生的這些化感物質在體內大多以無活性的糖苷形式存在，通過根系釋放的化感物質與土壤生物和非生物因子發(fā)生一系列作用，并以有效濃度遷移到達雜草根系從而發(fā)生抑制作用。迄今為止已發(fā)現(xiàn)報道的水稻的化感抗性物質主要有3類，分別為酚酸類、萜類和固醇類。這3類化合物均為植物次生代謝產物，不僅與生物抗性（抗病蟲草害）有關，而且與非生物抗性（抗旱、耐冷等）也密切相關。過去，人們一直努力將雜草從農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中清除出去，但近年來，保護農業(yè)生產區(qū)域中雜草等野生植物的多樣性，以及發(fā)揮其在維持生態(tài)平衡中的作用逐漸為人們所重視。其中，稻鴨共作農作系統(tǒng)就是一個典型的維護生態(tài)系統(tǒng)案例，是指在稻田中放入一定數(shù)量的鴨子，鴨子全天候在稻田吃掉雜草、害蟲和水生小動物，并通過在稻田中不斷地游走覓食、排泄糞肥、渾水耘田，達到控蟲防病、中耕除草等作用。通過稻鴨共作系統(tǒng)最大限度發(fā)揮稻田在時空上的優(yōu)勢，補充常規(guī)稻田存在的不足，形成物質和能量的多級利用，提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而高效利用資源，實現(xiàn)結構和功能的相互協(xié)調，最終提高了稻田生態(tài)系統(tǒng)的生產能力。不僅能多收入養(yǎng)鴨，還能減少對農藥化肥的投入，同時該生態(tài)系統(tǒng)具有顯著的增產能力。

5 綜合雜草防除技術

為滿足綠色、生態(tài)、環(huán)保等可持續(xù)農業(yè)發(fā)展需要，在以下幾個方面深入發(fā)力，一是采用稻旱輪作的種植制度。由于不同作物的田間雜草種群有差異，使用除草劑的作用機理不同，稻旱輪作有利于藥劑效用的充分發(fā)揮。同時，清潔稻田周邊雜草，可以田間雜草種子基數(shù)。二是積極引導科學使用。有關農技服務、科研院所應當積極開展稻田雜草防治技術系統(tǒng)研究，強化對零售商和稻農的技術培訓，引導科學合理使用除草劑，為農藥減施提供強有力的技術支撐。三是加強農民和新型經營主體培訓，避免濫用、亂用除草藥劑，根據田間水稻的生育需求、雜草發(fā)生規(guī)律、除草劑特性和天氣狀況，合理選擇施藥時期，選用高效、精準的施藥機械，配備扇形噴頭，確保施藥質量。四是積極推廣新型綜合防治技術，如集成創(chuàng)新了以“宜直播品種選擇、最宜高產播期播量、高效平衡施氮、雜草綜合防控”為核心的水稻直播高產高效技術體系，較好地解決了直播稻田倒伏、雜草防控等關鍵技術問題，且降低了種稻用工量，減少了化肥施用量，提高了生產效率和種植效益。

綜上可知，根據目前對田間雜草防治研究措施存在的不足和新時代對綠色、環(huán)保等可持續(xù)農業(yè)所提出的新要求，加強對稻田雜草生物學特性和發(fā)生規(guī)律的研究，確保在水稻安全生產的前提下加強雜草防除，實施綜合防控技術，以保證我國水稻的安全和可持續(xù)生產，是四川水稻長足發(fā)展的重要途徑。

參考文獻：

[1]溫莉嫻，周菲，鄒玉蘭. 抗除草劑轉基因水稻的研究進展[J]. 植物保護學報，2018，45（05）：954-960.

[2]吳希寶，莊治國，宋化穩(wěn)，等. 嘧草醚與五氟磺草胺復配的聯(lián)合除草作用及田間防除效果[J]. 農藥，2021，60（06）：446-449+454.

[3]曾強，易峰，張平. 不同藥劑組合及施用方式對水稻田間雜草的防除效果初探[J]. 上海農業(yè)科技，2021，（03）：126-127.

基金項目：

宜賓職業(yè)技術學院科研項目（編號：ybzysc18-32）資助。