随着劳动力短缺和集约化种植规模不断扩大，利用除草剂抑制田间杂草生长的技术也在不断发展，除草剂的种类越来越多[10]。然而，除草剂作为化学药剂，在抑制杂草生长的同时，对农作物的生长发育也有一定的影响[11]。有研究[12-13]显示，除草剂会对蚕豆的根尖细胞造成损伤，可能不利于蚕豆生长，但不同的除草剂效果不一致。目前，针对蚕豆田间除草剂使用的技术体系还不完善，特别是仅有的研究大多是从除草剂对田间杂草的防治效果来判断其对最终产量的影响，而对除草剂影响蚕豆正常生长发育的研究鲜有报道[14-15]。因此，从不同功能除草剂对蚕豆正常生长和田间杂草防治2个方面对除草剂的安全性和防效进行综合评价，为除草剂在蚕豆田间防草应用技术体系发展提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于甘肃省临夏回族自治州农业科学院现代农业试验基地进行，该地位于青藏高原与黄土高原过渡地带，平均海拔2035m，年均气温7.2℃，年均降水量450mm，年均日照时数2323.5h，≥0℃活动积温3005℃，≥10℃有效积温2283.2℃，无霜期155d。蚕豆是当地主栽粮食作物之一，主要杂草有稗草、凹头苋、籽粒苋、小蓟、灰黎、田旋花、苦苣菜、酸模、猪泱泱、狗尾草、牛筋草、早熟禾等，其他有少量车前草、硬草、雀麦和野燕麦等。
1.2 试验设计
供试蚕豆品种为临蚕6号，根据该品种生长特性和市场除草剂种类，选择3种播前封闭除草剂，分别为金都儿（s-metolachlor，S-met）、二甲戊灵（pendimethalin，Pend）和氟乐灵（trifluralin，Trif）；3种播后除草剂，分别为金都儿、二甲戊灵和乙草胺（acetochlor，Acet），6种茎叶除草剂分别为灭草松（bentazone，Bent）、高效盖草能（haloxyfop-R- methyl，Halo）及5%、10%、15%精喹禾灵（quizalofop- p-ethyl，Quiz）和氟磺胺草醚（fomesafen，Fome），以喷施等量清水为对照（CK），共13个处理。具体施用浓度如表1所示。
表1 除草剂的种类和施用浓度
Table 1
| 除草剂种类 Herbicide type | 浓度 Concentration (%) | 施用时间 Application period |
|---|---|---|
| 金都儿S-met | 96 | 播前/播后 |
| 二甲戊灵Pend | 33 | 播前/播后 |
| 氟乐灵Trif | 48 | 播前 |
| 乙草胺Acet | 90 | 播后 |
| 灭草松Bent | 48 | 茎叶 |
| 高效盖草能Halo | 11 | 茎叶 |
| 精喹禾灵Quiz | 5、10和15 | 茎叶 |
| 氟磺胺草醚Fome | 25 | 茎叶 |
采用单因素随机区组设计，选择排灌良好、肥力中等的地块，每个处理3次重复，小区面积15m2，每个小区8行，每行播种30粒，分别在播种前7d、播后7d和杂草的2~3叶期按照除草药剂使用方法及浓度在试验区内进行喷施处理。
1.3 测定项目与方法
在蚕豆苗期调查每个小区出苗率和畸形苗。在花期测量蚕豆的株高和分枝数，在成熟期测定蚕豆的单株荚数和产量。在蚕豆的花期调查田间杂草数量，并测量杂草的鲜重，计算株防效和鲜重防效。
株防效（%）=（对照区杂草株数-处理区杂草株数）/对照区杂草株数×100；
鲜重防效（%）=（对照区杂草鲜重-处理区杂草鲜重）/对照区杂草鲜重×100。
1.4 数据处理
利用Excel 2019和SPSS 25对数据进行整理和分析，使用Duncanʼs新复极差法比较处理间的差异显著性，使用Office 2019和Origin 2021绘制图表。
2 结果与分析
2.1 除草剂对蚕豆幼苗的影响
2.1.1 苗期除草剂对蚕豆幼苗的影响
图1
图1
苗期除草剂对蚕豆出苗及致畸性的影响
不同小写字母代表不同处理在P < 0.05下的差异达显著性水平，下同
Fig.1
Effects of herbicide at seedling stage on emergence and teratogenicity of broad bean
Different lowercase letters indicate significant difference at the 0.05 level, the same below
2.1.2 茎叶除草剂对蚕豆幼苗的影响
图2显示，茎叶除草剂对蚕豆的出苗数没有产生显著影响，而不同除草剂处理均会增加畸形苗数，表现为氟磺胺草醚>15%精喹禾灵>高效盖草能>10%精喹禾灵>灭草松>5%精喹禾灵。其中，氟磺胺草醚的致畸性超过10%，显著高于其他处理。
图2
图2
茎叶期除草剂对蚕豆出苗及致畸性的影响
Fig.2
Effects of stem and leaf herbicide on seedling emergence and teratogenicity of broad bean
2.2 除草剂对蚕豆生长性状和产量的影响
2.2.1 苗期除草剂对蚕豆生长和产量的影响
表2显示，播前7d喷施除草剂均会抑制蚕豆生长。与其他处理相比，喷施金都儿对蚕豆株高的抑制最显著，降低34.6%。喷施除草剂对蚕豆分枝数没有明显影响，而对单株荚数和产量影响有差异。与CK相比，喷施金都儿的单株荚数和产量明显降低，喷施二甲戊灵和氟乐灵的单株荚数和产量有所提升，喷施金都儿的产量下降21.0%，喷施二甲戊灵和氟乐灵的蚕豆产量分别增加2.6%和7.9%，氟乐灵的增产效果最明显。与播前喷施除草剂相比，播后7d喷施除草剂主要影响了蚕豆的分枝数和单株荚数，但对产量和株高的影响不显著（表3）。与CK相比，喷施金都儿和乙草胺的分枝数有所降低，但差异不显著；而喷施3种除草剂后各处理的单株荚数均显著增加。
表2 播前7d喷施除草剂对蚕豆生长和产量的影响
Table 2
| 处理 Treatment | 株高 Plant height (cm) | 分枝数 Number of branches | 单株荚数 Pods number per plant | 产量（kg/小区） Yield (kg/plot) |
|---|---|---|---|---|
| CK | 64.7±0.6a | 1.0±0.0a | 6.9±0.2ab | 3.8±0.2a |
| 金都儿S-met | 42.3±7.1b | 0.8±0.2a | 6.2±0.5b | 3.0±0.2b |
| 二甲戊灵Pend | 54.7±2.9a | 1.1±0.1a | 7.5±0.6a | 3.9±0.3a |
| 氟乐灵Trif | 60.0±2.0a | 1.1± 0.1a | 7.4±0.2a | 4.1±0.2a |
不同小写字母代表不同处理在P < 0.05下的差异显著性水平，下同
Different lowercase letters indicate significant difference at the 0.05 level, the same below
表3 播后7d喷施除草剂对蚕豆生长和产量的影响
Table 3
| 处理 Treatment | 株高 Plant height (cm) | 分枝数 Number of branches | 单株荚数 Pods number per plant | 产量（kg/小区） Yield (kg/plot) |
|---|---|---|---|---|
| CK | 64.7±0.6a | 1.0±0.0ab | 6.9±0.2b | 3.8±0.2a |
| 金都儿S-met | 53.7±3.8a | 0.9±0.1b | 8.0±0.4a | 3.6±0.9a |
| 二甲戊灵Pend | 64.7±6.1a | 1.2±0.0a | 7.5±0.3a | 3.7±1.1a |
| 乙草胺Acet | 56.3±5.8a | 0.9±0.2b | 7.9±0.3a | 3.3±1.4a |
2.2.2 茎叶除草剂对蚕豆生长和产量的影响
如表4所示，喷施6种茎叶除草剂对蚕豆的分枝数、单株荚数和产量的影响不同。其中，喷施氟磺胺草醚对蚕豆的分枝数、单株荚数和产量的降低作用最明显；随着精喹禾灵喷施浓度增加，蚕豆的单株荚数和产量呈先升高后降低的趋势；灭草松处理的单株荚数和产量最高。以对照蚕豆产量为标准，不同除草剂对产量提升效果由高到低为灭草松>10%精喹禾灵>15%精喹禾灵>5%精喹禾灵>高效盖草能>氟磺胺草醚。
表4 茎叶除草剂对蚕豆生长和产量的影响
Table 4
| 处理 Treatment | 株高 Plant height (cm) | 分枝数 Number of branches | 单株荚数 Pods number per plant | 产量（kg/小区） Yield (kg/plot) |
|---|---|---|---|---|
| CK | 64.7±0.6a | 1.0±0.0ab | 6.9±0.2ab | 3.8±0.2ab |
| 灭草松Bent | 65.0±6.1a | 0.9±0.2ab | 8.7±0.8a | 4.1±0.6a |
| 高效盖草能Halo | 66.3±4.9a | 1.2±0.2a | 7.2±0.9ab | 3.2±0.7bc |
| 5%精喹禾灵5 % Quiz | 60.3±6.8a | 0.9±0.1ab | 7.2±0.7ab | 3.4±0.4abc |
| 10%精喹禾灵10 % Quiz | 66.3±6.7a | 1.0±0.2ab | 8.7±0.6a | 4.0±0.2a |
| 15%精喹禾灵15% Quiz | 64.3±4.9a | 0.9±0.1ab | 6.4±0.5b | 3.5±0.2abc |
| 氟磺胺草醚Fome | 71.0±8.2a | 0.7±0.1b | 6.3±0.9b | 3.0±0.2c |
2.3 除草剂对田间杂草的防治效果
2.3.1 苗期除草剂对田间杂草生长和防治效果的影响
图3
图3
播前7d除草剂对杂草数量和质量的影响
Fig.3
Effects of herbicide on weed quantity and quality seven days before sowing
表5 播前7d除草剂对田间杂草的防治效果
Table 5
| 处理 Treatment | 株防效 Plant control effect | 鲜重防效 Fresh weight control effect |
|---|---|---|
| CK | - | - |
| 金都儿S-met | 78.5 | 84.5 |
| 二甲戊灵Pend | 86.1 | 82.7 |
| 氟乐灵Trif | 70.1 | 82.3 |
图4
图4
播后7d除草剂对杂草数量和质量的影响
Fig.4
Effects of herbicide on weed quantity and quality seven days after sowing
表6 播后7d除草剂对田间杂草的防治效果
Table 6
| 处理 Treatment | 株防效 Plant control effect | 鲜重防效 Fresh weight control effect |
|---|---|---|
| CK | - | - |
| 金都儿S-met | 94.4 | 88.3 |
| 二甲戊灵Pend | 77.8 | 66.1 |
| 乙草胺Acet | 93.1 | 89.1 |
2.3.2 茎叶除草剂对田间杂草生长和防效的影响
图5
图5
茎叶除草剂对杂草数量和鲜重的影响
Fig.5
Effects of stem and leaf herbicide on weed quantity and fresh weight
表7 茎叶除草剂对田间杂草的防治效果
Table 7
| 处理 Treatment | 株防效 Plant control effect | 鲜重防效 Fresh weight control effect |
|---|---|---|
| CK | - | - |
| 灭草松Bent | 18.8 | 58.1 |
| 高效盖草能Halo | 31.9 | 54.6 |
| 5%精喹禾灵5% Quiz | 13.2 | 22.6 |
| 10%精喹禾灵10% Quiz | 38.2 | 57.0 |
| 15%精喹禾灵15% Quiz | 41.7 | 68.8 |
| 氟磺胺草醚Fome | 31.2 | 39.5 |
3 讨论
当前对除草剂在蚕豆上的应用大多停留在不同种类或者不同方式配合施用的研究，一些研究[16-17]显示，除草效果较好的处理并不能获得相匹配的产量。一方面可能是大田环境差异导致，另一方面可能未充分考虑除草剂给蚕豆生长带来的不利影响。本研究发现，在蚕豆的播前、播后和杂草的2~3叶期喷施除草剂均会增加畸形苗数，以金都儿和氟磺胺草醚的致畸性最强，这也是造成蚕豆产量下降的主要原因。同时，致畸性强的金都儿还会明显抑制蚕豆出苗，不适于当作蚕豆的苗期除草剂，而氟磺胺草醚的致畸性较高，除草效果较差，也不适于作为蚕豆的茎叶除草剂。一些研究[18]认为，除草剂对作物生长抑制的作用是导致产量降低的主要因素。在本试验中，尽管除草剂处理对蚕豆的株高、分枝数和单株荚数有一定影响，但处理间差异较小，而各处理产量随蚕豆畸形苗数发生变化，这表明在喷施除草剂时减少药剂的致畸性可能是提高产量的有效办法。
研究[19]表明，不同时期施用除草剂对作物和杂草的影响有所差异，如在冬油菜盛苗期未封行施用除草剂的效果要优于其他时期。本研究显示，苗期施用除草剂的效果优于茎叶除草剂，播后7d喷施除草剂的效果优于播前7d。然而，相同除草剂在不同时期的除草效果有所差异，如二甲戊灵和金都儿在播前施用的效果要优于播后。不同浓度的除草剂的防治效果也具有显著差异[20]，本研究结果显示，随着精喹禾灵的浓度增加，对杂草的株防效和鲜重防效作用逐渐提升，然而产量呈先升高后降低的趋势，这可能是高浓度的精喹禾灵会诱导产生更多的畸形苗，进而导致减产。我们已经明确除草剂对蚕豆的致畸性会显著影响产量形成，如何保证除草剂在抑制和灭杀杂草的同时降低对蚕豆的损伤，还需要进一步研究。近年来，除草剂安全剂的使用越来越广泛，其能够中和除草剂毒性，减小除草剂对作物的危害[21-22]。目前，还未见在蚕豆中应用，这可能是今后开展研究的一个主要方向。
4 结论
综上所述，与除草剂的株防效能力相比，除草剂对蚕豆苗的致畸性对产量的影响更高，特别是在蚕豆播种期。因此，致畸性可以作为筛选蚕豆除草剂种类的重要条件。通过以上筛选，二甲戊灵、氟乐灵、灭草松和10%精喹禾灵对提高蚕豆产量的效果最好。
参考文献
Quality,yield and nitrogen fixation of faba bean seeds as affected by sulphur fertilization
Breeding and genomics status in faba bean (Vicia faba)
DOI:10.1111/pbr.12644
[本文引用: 1]
Faba bean is an important legume crop because of its high-yield potential and nutrition-dense grains. There have been significant achievements in faba bean improvement in the last four decades, which led to the doubling of the global yield average. This study reviews the genetic diversity, the breeding methodologies, major achievement on biotic and abiotic traits, and the recent molecular approaches. The high genetic diversity among faba bean accessions has been useful for increasing yield potential of the crop. Substantial increase in yield potential can be gained through the development of cultivars in open pollinated conditions. In the past, many faba bean varieties that are tolerant to abiotic and biotic stresses were released worldwide. The average yield gains varied from 1.65% per year in Syria to 4.17% per year in Ethiopia. The recent advances in molecular technologies will be used to develop more coherent genetic maps, which would also facilitate assembling and ordering genomic scaffolds in a future genome-sequencing effort and molecular-breeding approach.
不同除草剂处理水平对小麦品种'豫麦49'生长的影响
DOI:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0137
[本文引用: 1]
为了探讨飞防前提下有效药剂的安全使用范围,采用田间小区试验,以常量喷雾方法模拟田间飞防操作情况下不同除草剂处理水平对小麦品种‘豫麦49’的生长影响试验。结果表明,供试除草剂在推荐用量、2倍剂量和4倍剂量下小麦旗叶叶绿素含量、N含量、光合速率、株高、叶锈病病情指数均显著降低。施用3.6%二磺·甲碘隆WDG2倍剂量和15%炔草酯WP4倍剂量下旗叶叶绿素含量和N含量不降反升。推荐剂量、倍量下小区试验产量显示增产效果;而当施用剂量达4倍剂量时,产量均明显下降。
除草剂‘禾耐斯’对‘兰引3号’结缕草交播草坪春季转换的影响
DOI:10.11733/j.issn.1007-0435.2021.03.022
[本文引用: 1]
针对‘兰引3号’结缕草(Zoysia japonica ‘Lantai No.3’)交播草坪春季转换困难的难题，本研究通过喷施不同浓度的‘禾耐斯’(Henace)除草剂，以期达到显著抑制多年生黑麦草(Lolium perenne)、促进‘兰引3号’结缕草交播草坪春季平稳转换的目的。结果表明：喷施1 500和2 000 mg·L<sup>-1</sup>‘禾耐斯’除草剂效果最好，在5月底～6月初，交播草坪归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)分别为0.758和0.774，绿色指数(Grass index,GI)分别为3.012和3.028，均达到草坪的适宜状态，‘兰引3号’结缕草的密度分别达到112.22枝·dm<sup>-2</sup>和117.44枝·dm<sup>-2</sup>，草坪密度达到适宜状态，完成了交播草坪的平稳转换。
