冯 煜，黄贵斌, ，赵颖楠，王 娜，高小丽

（1. 西北农林科技大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室，陕西 杨凌 712100；2. 宁夏农林科学院固原分院，宁夏 固原 756000）

糜子 (Panicum miliaceum) 属禾本科黍属，是我国干旱、半干旱地区的重要禾本作物，具有抗旱、耐贫瘠、耐盐碱、早熟等优良特性，不仅在我国北方旱作农业区粮食稳产和抗旱避灾中起着重要的作用，而且在我国西部农业种植业结构调整和产业发展中具有不可替代的作用[1]。因糜子播种后正是杂草生长的旺盛期和繁殖期，杂草发生量大并且生长极快，密度大，与糜子植株争夺生存空间，严重阻碍了糜子的生长发育，所以杂草是影响糜子产量和品质的重要限制因素之一。研究发现，在陕西榆林地区，糜子农田杂草大约有40 种，其中，神木是杂草危害较严重的地区，杂草导致糜子减产的农田占25%左右[2]。糜子属于直播密植作物，传统的人工除草成本高、效率低且难以满足生产的需求，因此化学除草剂是解决杂草问题最切实可行的方法[3]。除草剂的使用虽然可以有效控制杂草生长，但亦会对目的作物产量产生一定的影响[4-6]。有研究表明，小麦(Triticum aestivum)始花期施用烟嘧磺隆千粒重会减少92%以上，莠去津和甲·乙·莠导致小麦千粒重降低约35%[7]。

张胜博等[8]研究表明，10%单嘧磺隆对春谷田杂草有较好的防除效果，且对谷子(Setaria italica)安全。高宗军等[9]研究表明，苯·唑·2 甲钠能有效防除小麦田阔叶类杂草。苯磺隆、唑草酮和2 甲4 氯钠三者复配后可以显著提高杂草防效，减少了苯磺隆高剂量对后茬作物的残留要害[10]。左永梅等[11]研究表明，330 g·L−1二甲戊灵乳油能有效防除水稻(Oryza sativa)旱育秧田的一年生单、双子叶杂草，对水稻出苗率、生长发育无不良影响。由于目前国内尚无糜子田专用除草剂，糜子田除草剂大多选用禾本科作物所用除草剂[12]。因此，本研究选取目前禾谷类作物常用的4 种除草剂在糜子田施用，测定杂草防除效果、糜子植株地上部干物质积累、旗叶叶绿素含量、农艺性状及产量，旨在筛选出安全、高效的糜子田除草剂，以实现糜子集约化生产，节本增效，提高经济效益。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地点位于陕西省神木市赵家沟旱作示范园，地理位置38°47′41.10″ N，110°47′22.87″ E，地区地势高，土壤的保水性不佳，大陆性气候显著，年均日照时数2 900 h，日照百分率在60%以上，年均降水量约440.8 mm。

1.2 供试材料

试验以当地主栽糜子品种榆糜2 号为材料。

选取4 种禾谷类作物田常用除草剂，其中土壤封闭型除草剂为330 g·L−1二甲戊灵乳油(天津市博克化工有限公司)和10%单嘧磺隆可湿性粉剂(天津市绿保农用科技开发有限公司)，茎叶型除草剂为36%唑草·苯磺隆可湿性粉剂(苯磺隆含量14%，唑草酮含量22%，苏州富美实植物保护剂有限公司)和55%苯·唑·2 甲钠可湿性粉剂(苯磺隆含量2.6%，2 甲4 氯钠含量50%，唑草酮含量2.4%，苏州富美实植物保护剂有限公司)。

1.3 试验设计

除草剂选用推荐剂量，设喷施等量清水的不除草为对照(CK)，共5 个处理，每处理4 个重复，随机区组排列，小区面积20 m2。于2016 年6 月中旬播种，土壤封闭型除草剂处理于糜子播种后当天喷施进行土壤封闭，茎叶型除草剂处理于糜子三叶期时喷施。喷药后每隔15 d 进行杂草防效调查，糜子抽穗后每隔7 d 取样测定叶绿素、干物质积累，成熟期收获测产。糜子全生育期栽培管理措施和当地大田种植相同。各供试除草剂施用量及施用方法如表1 所列。

表1 各供试除草剂的施用量及方法Table 1 Application amount and method of each tested herbicide

1.4 试验方法

1.4.1 杂草鲜重防效调查

施药后15 d 开始调查鲜重防效，在每个取样小区用面积0.25 m2的正方形铁丝框随机取样，拔取铁丝框内所有杂草装入纱网袋中带回室内，用电子天平称其鲜重[13]。之后每隔15 d 调查一次，苗前除草剂各处理共调查5 次，苗后除草剂各处理共调查4 次。

鲜重抑制率 = (对照区杂草鲜重 − 处理区杂草鲜重)/对照区杂草鲜重 × 100%。

1.4.2 干物质积累

在糜子抽穗初期于每个小区选取长势与抽穗基本一致的植株挂牌标记，抽穗后随机拔取各小区挂牌植株2 株，带回室内分解后置于105 ℃烘箱内杀青30 min，然后将烘箱温度调至80 ℃烘至恒重，用电子天平称植株地上部的干重[14]。于抽穗后开始取样测定干物质，每隔7 d 取样测定一次，共测定5 次。

1.4.3 叶绿素测定

作物籽粒灌浆期间功能叶片光合能力的强弱与最终产量密切相关[15-17]，功能叶光合产物对籽粒的贡献可达80%，其中30%左右来自旗叶[18]。有研究表明，光合速率与SPAD 值变化趋势基本一致，说明光合作用的下降可能是由于SPAD 值的下降引起的[19]，因此使用SPAD-502Plus 叶绿素测定仪测定叶绿素相对含量，抽穗后每隔7 d 取样测定一次。摘取植株样品的旗叶，于叶片的顶部、中部、基部3 个部位随机选取3 个点测定叶绿素相对含量后，取平均值作为该叶片的相对叶绿素含量[20]。

1.4.4 农艺性状及产量

成熟期每小区选择长势一致的糜子2 株，3 个重复共6 株糜子，测量株高(直尺测量)、主茎粗(游标卡尺测量)、主穗重(电子天平称量)。未取样的中间行划区测产。

1.5 数据统计与处理

试验数据的录入、整理和制图采用Excel 2010，用平均值和标准误表示测定结果，用SPSS 22.0 对除草剂对糜子农田杂草的鲜重抑制效果、不同除草剂处理下糜子农艺性状和产量进行单因素方差分析。采用Duncan’s 新复极差法测验进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 除草剂对糜子农田杂草鲜重防效的影响

如表2 所列，土壤封闭型除草剂二甲戊灵(H1)对杂草的鲜重抑制率在15 和30 d 时分别为98.1%和98.4%，保持较高水平，45～90 d 时随时间推移不断下降，90 d 时鲜重抑制率仅有55.9%，显著低于单嘧磺隆(H2)处理(P ＜ 0.05)。H2在整个生育期对杂草的鲜重抑制率均在99.7%以上，15 和90 d 时达到了100%。

茎叶型除草剂唑草·苯磺隆(H3)在喷药后15 d时防效较差，对杂草的鲜重抑制率仅有63.7%，显著低于其余除草剂(P ＜ 0.05)，之后抑制率随时间推移而上升，60 d 时又有所下降，为86.9%。苯·唑·2 甲钠(H4)的杂草鲜重抑制率随时间推移表现为先上升后下降，施药60 d 时抑制率最高，为99.5%；75 d 时抑制率最低，为88.4%。

总体来看，土壤封闭型除草剂单嘧磺隆(H2)的鲜重抑制率在全生育期最高，杂草防效最好。

2.2 除草剂对糜子旗叶叶绿素含量的影响

如图1 所示，糜子旗叶叶片的叶绿素含量从抽穗后开始先上升后下降。抽穗7 d 时，H4处理的糜子旗叶叶绿素含量显著低于CK (P ＜ 0.05)，抽穗7 d后到成熟，H1处理的糜子旗叶叶绿素含量均显著高于CK 及其他除草剂处理(P ＜ 0.05)，除草剂H2、H3、H4处理的糜子旗叶叶绿素含量与CK 相比差异不显著(P ＞ 0.05)。

表2 除草剂对糜子农田杂草的鲜重抑制效果Table 2 Inhibitory effects of herbicides on the fresh weight of weeds in proso millet farmland %

2.3 除草剂对糜子植株地上部干物质积累的影响

如图2 所示，糜子抽穗后，植株地上部干物质积累均呈上升趋势。抽穗时除草剂H4处理的糜子地上部干重显著高于H1、H2、CK 3 个处理(P ＜ 0.05)，抽穗后7 d 时H4处理地上部干重显著大于H1、H2、H33 个处理(P ＜ 0.05)，但与CK 差异不显著(P ＞ 0.05)，H2处理干重显著低于其他处理(P ＜ 0.05)；抽穗后14 d 时各处理间差异 均 不显著(P ＞ 0.05)；抽穗后21、28 d 时H1处理的地上部干重均显著大于其他除草剂处理(P ＜ 0.05)，但与CK 间无显著差异(P ＞0.05)，H2、H3、H43 个除草剂处理间差异也不显著(P ＞ 0.05)。

2.4 不同除草剂对糜子的农艺性状和产量的影响

图1 不同除草剂处理下糜子旗叶的叶绿素相对含量变化Figure 1 Change of chlorophyll relative (SPAD) of flag leaf of proso millet plants under different herbicide treatment

图2 不同除草剂处理下糜子地上部干重的动态变化Figure 2 Change of the aboveground dry weight of proso millet under different herbicide treatment

表3 不同除草剂处理下糜子农艺性状和产量Table 3 Agronomic characters and yield of proso millet treated with different herbicides

不同除草剂对糜子的农艺性状和产量的影响如表3 所列。4 种除草剂均能显著增加糜子产量，其中H2和H4处理的产量显著大于其余2 个除草剂(P ＜ 0.05)，较CK 分别增产271.66%和275.34%。处理H1、H3、H4的糜子株高均低于CK，其中H3处理的株高与CK 差异显著(P ＜ 0.05)，其他处理与CK差异不显著(P ＞ 0.05)。各除草剂处理对糜子主茎粗有一定影响，但差异不显著(P ＞ 0.05)，除了H4处理的主茎粗大于CK，其他处理的主茎粗均小于CK。4 种除草剂均提高了糜子的主穗重，其中H2、H3和H4处理的主穗重显著大于对照CK (P ＜ 0.05)，分别为5.71、4.86 和5.52 g。

3 讨论

杂草与作物存在养分、水分、阳光和空间的争夺，产生抑制物质阻碍作物生长，不仅导致作物产量下降，影响农产品质量，而且妨碍农事操作，严重影响农业生产[21]。姜超等[22]比较6 种除草剂对糜子田间杂草的防除效果，其中44%单嘧磺隆杂草株防效达88%，增产7.1%，产生药害在施药5～10 d 后恢复正常，对糜子相对安全；高宗军等[9]研究表明55%苯·唑·2 甲钠对小麦田阔叶杂草均有很好的防除效果，对小麦的安全性较好，小麦增产12.2%～14.5%，对后茬作物无药害残留。本研究表明，单嘧磺隆和苯·唑·2 甲钠对糜子田杂草防效较好，未产生明显药害，对糜子农艺性状影响较小，安全性较好，增产显著，适合在该地区糜子生产中使用。

植物体内叶绿素含量的高低直接影响光合作用强弱[23]，生物产量的95%左右来自光合作用，光合产物量即干物质积累是作物生长发育的重要指标[24-26]，作物营养生长阶段的干物质积累不仅影响着生物产量，而且是经济产量的基础[27-29]。有研究表明，农药可以降低植物叶片中的色素含量[30]，宋双等[31]研究表明，不同类型除草剂对葡萄(Vitis vinifera)叶片叶绿素SPAD 值的影响不同，部分除草剂会使叶片SPAD 值上升。王艺凝等[32]研究表明，除草剂胁迫会使作物叶片产生光合电子传递受阻，反应中心活性下降等影响。党建友等[18]研究表明，除草剂胁迫对作物光合可产生不利影响，使小麦旗叶SPAD 值和净光合速率下降，并通过改变旗叶光合特性和灌浆进程来影响产量；王伟等[33]证实了这种不利影响会影响燕麦(Avena sativa)叶片的同化物转运及植株生长前期的碳素吸收，这可能是除草剂影响作物生物量积累的原因之一。其他学者[34-35]的研究结果也表明，除草剂会抑制作物地上部干物质的积累，与本研究结果一致。但有些除草剂被证实有生长调节剂的作用，可提高叶片SPAD 值，促进作物光合作用，有研究表明，低浓度的2, 4-D 丁酯可以增加小麦叶片的SPAD 值和净光合速率[36]。Koeppe 等[37]认为，阿特拉津对玉米(Zea mays)叶片的生理代谢会起到激素的作用。本研究中，二甲戊灵处理的地上部干物质积累未受到抑制，或许是因为二甲戊灵提高了糜子旗叶叶绿素的含量，促进了光合作用，导致地上部干物质积累较高，但最终主穗重和产量并不高，可能是茎叶营养生长过旺，光合产物分配不足，导致穗和籽粒生长受到影响，具体原因有待进一步探讨。单嘧磺隆和苯·唑·2 甲钠虽然地上部干物质略有降低，但株高、主茎粗均未受到显著抑制，主穗重显著增加，所以产量较高。

4 结论

本研究结果表明，单嘧磺隆在苗前进行土壤封闭处理，苯·唑·2 甲钠在三叶期进行茎叶喷雾有利于糜子田间杂草的防除，对糜子的安全性高，显著提高了糜子产量。本研究说明除草剂使用得当可有效防除杂草，提高产量，降低人工除草成本，提高生产效率，因此在糜子生产中进行化学除草是切实可行的，但必须选择适宜的除草剂种类、施药剂量及施药时间。