基于玉米膜下滴灌系统的药液扩散与除草效果研究.pdf
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1、第 60 卷 第 4 期 土 壤 学 报 Vol.60,No.4 2023 年 7 月 ACTA PEDOLOGICA SINICA Jul.,2023 *国家重点研发计划项目(2021YFD1400200)、兰州市科技计划项目(2021-1-174)和甘肃省现代农业科技支撑体系区域创新中心重点科技项目(2021GAAS54)资助 Supported by the National Key R&D Program of China(No.2021YFD1400200),the Science and Technology Project of Lanzhou City,Gansu Provin
2、ce,China(No.2021-1-174)and the Key Project of Modern Agricultural Science and Technology Regional Innovation Center for Support System of Gansu Province,China(No.2021GAAS54)作者简介:郭致杰(1972),男,甘肃民勤人,副研究员,主要从事植物保护研究,E-mail: 收稿日期:20211227;收到修改稿日期:20220327;网络首发日期():20220611 http:/ DOI:10.11766/trxb2021122
3、70633 郭致杰,张海英,李建军,徐生军,荆卓琼,吕和平.基于玉米膜下滴灌系统的药液扩散与除草效果研究J.土壤学报,2023,60(4):11831191.GUO Zhijie,ZHANG Haiying,LI Jianjun,XU Shengjun,JING Zhuoqiong,LYU Heping.Medicinal Liquid Diffusion and Weed Control Effect Based on Drip Irrigation System Under Maize FilmJ.Acta Pedologica Sinica,2023,60(4):11831191.基于玉
4、米膜下滴灌系统的药液扩散与除草效果研究*郭致杰1,2,张海英1,2,李建军1,2,徐生军1,2,荆卓琼1,2,吕和平3(1.甘肃省农业科学院植物保护研究所,兰州 730070;2.农业部天水作物有害生物科学观测实验站,甘肃甘谷 741299;3.甘肃省农业科学院马铃薯研究所,兰州 730070)摘 要:利用膜下滴灌系统,开展膜下滴灌土壤封闭式除草剂施用技术与田间杂草防除效果的关系研究,旨在探明滴灌系统应用除草剂的可能性,为玉米田间滴灌除草技术的合理应用及丰富滴灌施药理论提供科学依据。在三个不同滴灌带间距下,以三种方式滴施 40%乙莠悬乳剂,滴施后对不同分布区域土壤样品进行除草剂浓度检测,在杂草
5、发生期调查防效。结果表明,施用后除草剂在土壤中的分布与滴灌带铺设间距无关,与末次施药后清水冲洗时间相关,冲洗时间越长乙草胺在土壤中的浓度越低,垂直沉降明显,径向扩散距离缩短。通过滴施,以滴灌清水 15 min-滴灌药液 30 min-滴清水冲洗 5 min 对杂草的株防效和鲜生物量防效最佳。本研究认为,覆膜玉米田随滴灌水施用土壤封闭除草剂是可行的,省时省工省力,可为玉米田早期杂草的防除提供新方法,实际应用中需要针对不同药剂类型和药剂性质开展实用技术优化研究。关键词:膜下滴灌;土壤封闭除草剂;施药技术;分布规律;除草效果 中图分类号:S451.22 文献标志码:A Medicinal Liqui
6、d Diffusion and Weed Control Effect Based on Drip Irrigation System Under Maize Film GUO Zhijie1,2,ZHANG Haiying1,2,LI Jianjun1,2,XU Shengjun1,2,JING Zhuoqiong1,2,LYU Heping3(1.Institute of Plant Protection,Gansu Academy of Agricultural Sciences,Lanzhou 730070,China;2.Tianshui Crop Pest Scientific O
7、bservation and Experiment Station,Ministry of Agriculture,Gangu,Gansu 741299,China;3.Potato Research Institute,Gansu Academy of Agricultural Sciences,Lanzhou 730070,China)Abstract:【Objective】This study aimed to explore the possibility of herbicide application in a drip irrigation system.To do this,t
8、he relationship between the application technology of soil closed herbicide and the control effect of weeds in the field were studied by using a drip irrigation system under film.【Method】Under three different drip irrigation belt spacing,40%ethyl atrazine emulsion was applied in three ways.After the
9、 drip application,the herbicide concentration in soil samples in different 1184 土 壤 学 报 60 卷 http:/ distribution areas was evaluated.In order to provide a scientific basis for rational application of drip irrigation weed control technology in a maize field and enrich drip irrigation application theo
10、ry,the control effect was investigated in the stage of weed occurrence.【Result】The results showed that the distribution of herbicide in soil after it was applied was not related to the laying distance of drip irrigation belt,but was related to washing time of water after the last application.The lon
11、ger the washing time,the lower the concentration of acetochlor in soil,the obvious vertical settlement,and the shorter the radial diffusion distance.Through drip application,the control effect of weed plant and fresh weight was the best after 15 min of drip irrigation,30 min of drip irrigation and 5
12、 min of drip irrigation.【Conclusion】It is feasible to apply soil sealing herbicide with drip irrigation in a mulched maize field,which can save time,labor and energy,and provide a new method for early weed control in a maize field.Nevertheless,it is necessary to carry out practical technology optimi
13、zation research according to different pesticide types and properties.Key words:Drip irrigation under membrane;Soil sealing herbicide;Application technology;Distribution law;Weed control effect 玉米是我国主要的粮食作物之一,在农业和工业生产中均发挥着重要作用1。甘肃作为全国最大和最具优势的玉米制种基地,2013 年的制种面积达到 10 万 hm2,占全国制种总面积的 39.3%,制种产量为 5.8 亿
14、kg,占全国制种量的 42.6%2,然而,玉米田间杂草则成为制约玉米高产稳产的重要因素之一。据联合国粮农组织统计,每年全世界因草害造成的玉米产量损失占玉米总产量的 13%3。近年来,随着耕作栽培制度的改变和膜下滴灌技术的大面积推广应用,覆膜玉米田杂草趋于复杂化,危害程度日趋严重,对产量造成很大影响4。目前对覆膜玉米田杂草的防除仍然以玉米播后膜前,采用地表药剂封锁技术防除5,而膜下滴灌施药,不仅可将农药精准、适时、适量地注入土壤,达到防治病虫草害的目的,而且省时、省力、节水、增产,对非靶标生物和天敌安全6,开展膜下滴灌土壤封闭式除草剂施用技术与田间杂草防除效果的关系研究,可以为玉米田间滴灌除草技
15、术的合理应用及丰富滴灌施药理论提供科学依据。滴灌施药是一种可将农药安全有效地引入植物根系周围土壤的有效方法,同时可以保持绿洲农田的大孔隙特征和土壤水分入渗性能7-10,因可以有效控制作物病虫害的发生,受到国内外农业工作者的普遍关注。Arrington 等11研究表明,滴灌施用毒死蜱可有效控制草地粘虫,提高农药的利用率。也有研究表明,滴灌施药在防治作物根结线虫病上有着独特的优势,如使用噻唑膦12等杀线虫剂对于控制蔬菜及经济作物的根结线虫病效果显著。此外,滴灌施药不仅仅局限于杀虫剂的使用,也有研究滴 施苯醚甲环唑防治棉花黄萎病13等。除草剂在滴灌中的应用相对较晚,Mondayta 等14报道了滴灌
16、应用氯吡氟磺胺草醚、异丙甲草胺可有效控制油莎草;程功等15研究了 5 种土壤处理除草剂随水滴施防治烟草田杂草,不但可以有效抑制杂草生长,而且可显著改善烟草的经济和农艺性状。尽管滴灌施药在蔬菜及经济作物上取得了一些进展,但对大田作物的应用和研究少有报道,尤其对除草剂的应用尚需开展更深入的研究。本研究通过三种不同的膜下滴灌施药方式,探究土壤封闭除草剂 40%乙莠悬乳剂在不同滴灌带铺设间距下对玉米田杂草的防除效果和在土壤中的分布规律,以期为玉米膜下滴灌安全使用土壤封闭式除草剂及水药一体化技术的深入广泛应用提供理论依据。1 材料与方法 1.1 试验材料 供试玉米为郑丹 958,市售品种。供试药剂为40
17、%乙莠悬乳剂,由河北荣威生物药业有限公司生产,用量为 4.5 Lhm2。滴灌带布设方式为“膜带行”,压片式滴头,滴头间距 30 cm,滴头流量为 2.02.3 Lh1,酒泉大禹节水有限公司生产。1.2 试验地概况 试 验 地 设 在 甘 肃 武 威 市 中 心 灌 溉 试 验 站(3752N,10250E)。该地区属甘肃沙漠绿洲灌溉区,海拔 1 730 m 左右,土壤质地属灰钙质轻砂壤土,富含氮、磷、钾,土壤偏碱性,pH 7.4。土壤通透性好,孔隙率为 52%,田间最大持水率为 22%4 期 郭致杰等:基于玉米膜下滴灌系统的药液扩散与除草效果研究 1185 http:/ 25%,土壤有机质含量
18、 0.40.8 gkg1。1.3 试验设计 本试验设滴灌带间距三个,分别为 0.9 m、1.1 m、1.3 m,滴灌施药方式分别为 A、B、C(详见表1),不同间距设土壤覆膜前喷施除草剂CK1(常规施药)和不施除草剂 CK2 为对照,共 15 个处理,每个小区面积 300 m2,随机区组排列,重复 3 次。播种前基施农家肥 20 thm2、纯氮 100 kghm2、五氧化二磷50 kghm2。玉米大喇叭口期按150 kghm2追施尿素,玉米全生育期灌水 3 次。前茬作物为小麦,未使用除草剂。露地覆膜栽培,地膜幅宽700 mm,厚度 0.008 mm,覆膜后穴播机人工穴播,每穴玉米籽粒 12 粒
19、,播种量 37.5 kghm2,每幅膜上双行种植,株行距 30 cm40 cm。表 1 试验各处理设置情况 Table 1 Test settings of each treatment 编号 Dealing Numbers 试验处理 Treatment 滴灌带间距 Spacing between drip irrigation pipe/m 滴灌方式 Drip irrigation mode 1 0.9A 0.9 滴灌清水 15 min-滴灌药液 30 min-滴清水冲洗 20 min 2 0.9B 0.9 滴灌清水 15 min-滴灌药液 30 min-滴清水冲洗 10 min 3 0.9
20、C 0.9 滴灌清水 15 min-滴灌药液 30 min-滴清水冲洗 5 min 4 0.9CK1 0.9 乙草胺喷施后覆膜,滴灌处理同期滴清水 55 min 5 0.9CK2 0.9 覆膜种植后,滴灌处理同期滴清水 55 min 6 1.1A 1.1 滴灌清水 15 min-滴灌药液 30 min-滴清水冲洗 20 min 7 1.1B 1.1 滴灌清水 15 min-滴灌药液 30 min-滴清水冲洗 10 min 8 1.1C 1.1 滴灌清水 15 min-滴灌药液 30 min-滴清水冲洗 5 min 9 1.1CK1 1.1 乙草胺喷施后覆膜,滴灌处理同期滴清水 55 min 1
21、0 1.1CK2 1.1 覆膜种植后,滴灌处理同期滴清水 55 min 11 1.3A 1.3 滴灌清水 15 min-滴灌药液 30 min-滴清水冲洗 20 min 12 1.3B 1.3 滴灌清水 15 min-滴灌药液 30 min-滴清水冲洗 10 min 13 1.3C 1.3 滴灌清水 15 min-滴灌药液 30 min-滴清水冲洗 5 min 14 1.3CK1 1.3 乙草胺喷施后覆膜,滴灌处理同期滴清水 55 min 15 1.3CK2 1.3 覆膜种植后,滴灌处理同期滴清水 55 min 1.4 试验方法及测定内容 1.4.1 土壤样品采集及测定 除草剂滴施完毕24 h
22、 后,每小区按对角线 5 点取样,每点 3 个滴头,以滴灌原点为圆心,距离圆心 05 cm、510 cm、1015 cm,环带上分别取深度 05 cm、510 cm、1015 cm 的试验土样,每个环带上取三个点,相同部位土壤进行混匀装入自封袋,做好标记,18冷冻保存待检。待检土样送欧陆分析技术服务(苏州)公司进行除草剂有效成分乙草胺和莠去津含量的检测,由于莠去津在待检的所有样品中含量均较低,无法做相关分析,故本文仅探讨乙草胺在土壤中的分布情况,其中检出值低于 0.05 mgkg1的数据,均以 0.05 mgkg1做分析。1.4.2 施药时间及防效调查 5月 13日上午滴灌施药,共施药 1 次
23、,分别于药后 15 d(6 月 13 日)目测各处理对田间杂草的防效;药后 30 d(7 月 13日)每小区按对角线 5 点取样,每点 1 m2,调查膜内杂草种类和株数,计算株防效;药后 45 d(7 月 4日)按同样方法调查杂草种类和株数,并称地上部鲜物质量,计算株防效和鲜物质量防效。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 1186 土 壤 学 报 60 卷 http:/ 鲜物质量防效/%=(对照区杂草鲜物质量处理区杂草鲜物质量)/对照区杂草鲜物质量100 1.5 数据处理 利用 Excel2007 软件进行数据处理,采用 DPS7.05 软件进行最小显著差异法(
24、LSD)检验;采用 SigmaPlot14.0 软件构建乙草胺在土壤中的空间分布图。2 结 果 2.1 乙草胺在不同深度土壤中的分布 乙草胺在 05 cm 深度土层中的分布见图 1a,由图 1a 可知乙草胺在同一滴施方式下,在土壤中的浓度以滴头为中心,径向 015 cm 范围逐渐扩散降低,其范围为 0.051.56 mgkg1,其中径向 05 cm 注:不同字母表示同一径向距离、不同处理间差异达 5%显著水平。下同。Note:Different letters showed a significant difference at a 5%level among different treatm
25、ents in the same radial distance.The same below.图 1 不同处理下乙草胺在 05 cm(a)、510 cm(b)、1015 cm(c)土层中的分布 Fig.1 Distribution of acetochlor in 05 cm(a),510 cm(b)and 1015 cm(c)soil layer under different treatments 4 期 郭致杰等:基于玉米膜下滴灌系统的药液扩散与除草效果研究 1187 http:/ 的浓度为 0.571.56 mgkg1,径向 510 cm 的浓度为 0.381.0 6mgkg1,径向
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