不同化肥農(nóng)藥減施組合對(duì)水稻主要病蟲害發(fā)生及產(chǎn)量的影響

張舒，趙華，呂亮，常向前，楊小林，楊利，盧殿友，陳明學(xué)

1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華中作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)作物重大病蟲草害可持續(xù)控制湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所，武漢430064；2.湖北省襄陽(yáng)市南漳縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，南漳 441500

化學(xué)肥料和農(nóng)藥是保障國(guó)家糧食安全和主要農(nóng)產(chǎn)品有效供給不可替代的投入品[1]。化肥農(nóng)藥過(guò)量施用所帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境污染、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、耕地質(zhì)量下降、生物多樣性破壞、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)成本持續(xù)升高等問(wèn)題越來(lái)越凸顯[2-4]，因此，開展新的栽培模式下化學(xué)肥料農(nóng)藥減施的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、集成與推廣應(yīng)用，是當(dāng)前水稻安全生產(chǎn)與綠色發(fā)展的途徑。有研究證明化學(xué)肥料的過(guò)量使用會(huì)影響水稻病蟲害的發(fā)生程度[5-6]，生物農(nóng)藥替代[7-10]與綠色助劑[11-13]可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)農(nóng)藥的減量，但是有關(guān)肥藥融合對(duì)病蟲害及產(chǎn)量影響的研究較少。本研究擬通過(guò)對(duì)化學(xué)肥料的不同減施幅度與不同農(nóng)藥減量措施組合下水稻重大病蟲害發(fā)生及產(chǎn)量進(jìn)行比較分析，探索符合綠色發(fā)展理念的化肥農(nóng)藥“雙減”可行技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 供試農(nóng)藥

22%芐·乙WP，浙江天豐生物科學(xué)有限公司產(chǎn)品；20%氯蟲苯甲酰胺EC，美國(guó)杜邦公司產(chǎn)品；25%吡蚜酮WP，安徽豐樂(lè)農(nóng)化有限責(zé)任公司產(chǎn)品；8%井岡霉素AS，武漢科諾生物科技股份有限公司產(chǎn)品；75%三環(huán)唑WP，通州正大農(nóng)藥化工有限公司產(chǎn)品；63%激健(減量降殘?jiān)霎a(chǎn)助劑)，四川蜀峰作物科學(xué)有限公司產(chǎn)品；180億孢子/mL金龜子綠僵菌CQMa421OD，重慶聚立信生物工程有限公司產(chǎn)品；20%井·烯·三環(huán)唑WP，通州正大農(nóng)藥化工有限公司產(chǎn)品；25%井岡·枯芽菌AS，江蘇省蘇科農(nóng)化有限責(zé)任公司產(chǎn)品；80%敵敵畏EC，湖北沙隆達(dá)股份有限公司產(chǎn)品。

1.2 供試肥料

45%復(fù)合肥(15-15-15)，湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司產(chǎn)品；17.1%碳酸氫銨，湖北新生源生物工程股份有限公司產(chǎn)品；46.4%尿素，湖北三寧化工股份有限公司產(chǎn)品；60%氯化鉀，黑龍江倍豐農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料集團(tuán)有限公司產(chǎn)品；鋅肥(大粒鋅)，武漢高飛農(nóng)業(yè)有限公司產(chǎn)品；硼肥(庫(kù)亞硼)，阿道夫(武漢)作物營(yíng)養(yǎng)有限公司產(chǎn)品；水稻專用硅肥，阿道夫(武漢)作物營(yíng)養(yǎng)有限公司產(chǎn)品。

1.3 供試作物

供試作物為C兩優(yōu)華占中稻，種子購(gòu)自北京金色農(nóng)華種業(yè)科技股份有限公司。667 m2用種量1.25 kg，人工移栽。

1.4 防治對(duì)象

紋枯病Rhizoctoniasolani、稻曲病Ustilaginoideavirens、稻瘟病Phyriculariagrisea,二化螟Chilosuppressalis、稻飛虱(Nilaparvatalugens和Sogatellafurcifera)和稻縱卷葉螟Cnaphalocrocismedinalis。

1.5 試驗(yàn)安排

試驗(yàn)田設(shè)在南漳縣清河區(qū)黃連樹村，面積為8 500 m2，前茬為空閑。土壤為輕壤土，pH值6.8，有機(jī)質(zhì)含量中等，土壤肥力中等。

1.6 處理與設(shè)計(jì)

按肥料與農(nóng)藥減量2個(gè)因子，肥料減量設(shè)減量10%(F1)、減量20%(F2)、減量30%(F3)共3個(gè)梯度方案，農(nóng)藥減量因子設(shè)常規(guī)防治(P1)、生物農(nóng)藥替代(P2)、綠色助劑減量(P3)共3個(gè)方案，組合成9個(gè)處理:F1P1、F1P2、F1P3、F2P1、F2P2、F2P3、F3P1、F3P2、F3P3，另設(shè)1個(gè)常量肥料、不進(jìn)行藥劑防治方案作為對(duì)照(CK)，共10個(gè)處理，每個(gè)處理面積825 m2。為方便施肥施藥和水分管理，本試驗(yàn)按大區(qū)設(shè)計(jì)，處理之間作埂鋪農(nóng)膜，以防串水。調(diào)查時(shí)，每處理調(diào)查3個(gè)點(diǎn)，視為3次重復(fù)。

1.7 肥藥施用方法

1)肥料施用。每667 m2大量元素肥料正常用量(kg)為N 12、P2O56、K2O 9,補(bǔ)充微量元素肥料大粒鋅400 g、庫(kù)亞硼400 g、水稻專用硅肥800 g；氮肥運(yùn)籌方式釆取分次施用和氮肥后移，氮肥采用5-3-2的方式(底肥50%,分蘗肥30%于插秧后7～11 d施入，穗肥20%于幼穗分化5～6期時(shí)施)；50% N、67% K、100% P、100% Zn、100% B按不同處理的減量標(biāo)準(zhǔn)作底肥施用；30% N、100% Si按不同處理的減量標(biāo)準(zhǔn)配合除草劑作返青分蘗肥施用。20% N、33% K按不同處理的減量標(biāo)準(zhǔn)作穗肥施用。

2)農(nóng)藥施用。依據(jù)2018年病蟲情報(bào)，結(jié)合試驗(yàn)田病蟲草害具體發(fā)生情況，確定防治對(duì)象及防治時(shí)期，以下方案中提及的農(nóng)藥劑量均為每667 m2制劑用量。①雜草：于6月7日用22%芐·乙WP 25.5 g拌尿素及硅肥撒施。②病蟲害:第1次集中于7月21日噴藥，防治2代二化螟、稻飛虱、紋枯病、稻瘟病、稻曲病。常規(guī)防治方案(P1)：7月21日用20%氯蟲苯甲酰胺EC 10 mL+25%吡蚜酮WP 20 g+8%井岡霉素AS 100 g+75%三環(huán)唑WP 30 g集中防治；生物農(nóng)藥替代方案(P2)：7月17日用180億孢子/mL金龜子綠僵菌CQMa421 OD 40 mL提前防治稻飛虱和稻縱卷葉螟，7月21日用20%氯蟲苯甲酰胺EC 7 mL+25%吡蚜酮WP 14 g+8%井岡霉素AS 70 g+75%三環(huán)唑WP 21 g+25%井岡·枯芽菌AS 100 mL集中再防治；綠色助劑減量方案(P3):7月21日用20%氯蟲苯甲酰胺EC 7 mL+25%吡蚜酮WP 14 g+8%井岡霉素AS 70 g+75%三環(huán)唑WP 21 g+63%激健(減量助劑)15 mL集中防治。第2次集中于8月7日噴藥，防治稻瘟病、稻曲病、稻飛虱、稻縱卷葉螟。常規(guī)防治方案(P1):8月7日用20%井·烯·三環(huán)唑WP 100 g+25%吡蚜酮WP 20 g集中防治；生物農(nóng)藥替代方案(P2):8月1日用180億孢子/mL金龜子綠僵菌CQMa421 OD 40 mL提前防治稻飛虱和稻縱卷葉螟，8月7日用20%井·烯·三環(huán)唑WP 70 g+25%吡蚜酮WP14 g+25%井岡·枯芽菌AS 100 mL集中再防治；綠色助劑減量方案(P3)：8月7日用20%井·烯·三環(huán)唑WP 70 g+25%吡蚜酮WP 14 g+63%激健減量助劑15 mL集中防治。第3次集中于8月21日噴藥，防治4代稻飛虱。常規(guī)防治方案(P1)，8月21日用80%敵敵畏EC 250 mL防治；生物農(nóng)藥替代方案(P2)，8月15日用180億孢子/mL金龜子綠僵菌OFK 40 mL提前防治稻飛虱，8月21日用80%敵敵畏EC 175 mL再防治；綠色助劑減量方案(P3)，8月21日80%敵敵畏EC 175 mL+63%激健減量助劑15 mL防治。

1.8 田間管理

每667 m2用45%洋豐牌復(fù)合肥(N、P、K含量為15-15-15)40 kg作底肥,返青后每667 m2追施尿素8 kg作分蘗肥，7月中旬末每667 m2用氯化鉀5 kg、尿素5 kg作穗肥。全生育期施純氮12 kg、五氧化二磷6 kg、氧化鉀9 kg，N、P、K比為1∶0.5∶0.75。5月13日浸種催芽,5月16日播種，播種時(shí)各處理間作20 cm高田埂以防竄水。6月6日移栽，株行距20.0 cm×13.3 cm，全生育期除按方案施用殺菌劑，不再施用任何其他殺菌劑，草害及蟲害防治和其他農(nóng)事操作同常規(guī)。

1.9 施藥時(shí)間及方法

共3次集中用藥。第1次在水稻分蘗末期(7月21日)，第2次在孕穗破口前(8月7日)，第3次在齊穗期(8月21日)，生物農(nóng)藥提前4～6 d用藥。施藥時(shí)間均選擇在下午16:00左右進(jìn)行，若施藥后12 h內(nèi)遇雨天，翌日補(bǔ)施。施藥時(shí)用塑料隔離，以防止不同藥劑間交叉污染。

1.10 調(diào)查記載

7月21日(藥前)、7月31日(藥后10 d，第3代稻飛虱)和8月29日(第3次藥后8 d，第4代稻飛虱)調(diào)查稻飛虱危害；8月6日調(diào)查稻縱卷葉螟危害；8月29日調(diào)查二化螟危害；9月8日調(diào)查紋枯病、稻瘟病、稻曲病發(fā)生情況。9月9日和9月20日分別進(jìn)行理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量測(cè)定。

二化螟、稻縱卷葉螟和稻飛虱的調(diào)查方法及計(jì)算公式參照GB/T 17980.1—2000、GB/T 17980.2—2000和GB/T 17980.4—2000執(zhí)行；稻瘟病和紋枯病的調(diào)查方法、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及危害率計(jì)算公式分別參照GB/T 17980.19—2000和GB/T 17980.20—2000執(zhí)行。稻曲病調(diào)查方法、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及危害率計(jì)算參照NY/T 1464.54—2014執(zhí)行。

理論測(cè)產(chǎn)按通用方法進(jìn)行。實(shí)際產(chǎn)量收獲時(shí)測(cè)定，每處理實(shí)收1 m2，單收單脫單曬，折合單位面積實(shí)際產(chǎn)量。

1.11 數(shù)據(jù)處理方法

利用DPS、Excel統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行studentt測(cè)驗(yàn)和完全隨機(jī)設(shè)計(jì)兩因素有重復(fù)的試驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，比較各處理間的差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)水稻主要害蟲發(fā)生的影響

將9個(gè)不同化肥農(nóng)藥減施組合處理水稻稻飛虱、稻縱卷葉螟和二化螟的危害率與CK進(jìn)行studentt檢測(cè)，結(jié)果列于表1,結(jié)果顯示：3代稻飛虱百蔸蟲量F1P1、F2P1與CK間差異顯著，其他各處理CK間沒(méi)有顯著性差異；4代稻飛虱百蔸蟲量F1P1和F3P1與CK間差異極顯著，F(xiàn)2P1和F3P2與CK間差異顯著，其他各處理與CK間沒(méi)有顯著性差異；稻縱卷葉螟卷葉率、二化螟白穗率和百株蟲量與CK比較均沒(méi)有顯著性差異。

表1 不同化肥農(nóng)藥減施組合水稻主要蟲害的發(fā)生情況 Table 1 Occurrence of major pests of rice in different fertilizer and pesticide reduction combinations

將減肥和減藥兩因素對(duì)水稻稻飛虱、稻縱卷葉螟和二化螟的影響進(jìn)行完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果列于表2。結(jié)果顯示，3代稻飛虱減肥(F)與減藥(P)互作的各處理間無(wú)顯著差異，減藥處理(P)對(duì)3代稻飛虱的影響達(dá)顯著差異(P<0.01)，而減肥處理(F)對(duì)3代稻飛虱的影響不明顯；在減藥因素中，P1、P2、P3相互之間達(dá)極顯著差異。4代稻飛虱減肥(F)與減藥(P)互作的各處理間無(wú)顯著差異，減藥處理(P)對(duì)4代稻飛虱的影響達(dá)極顯著差異，而減肥處理(F)對(duì)4代稻飛虱的影響達(dá)顯著差異；在減肥因素中，F(xiàn)1與F2、F2與F3之間差異不顯著，F(xiàn)1與F3之間差異極顯著，在減藥因素中，P1、P2、P3相互之間達(dá)極顯著差異。稻縱卷葉螟減肥(F)與減藥(P)互作的各處理間無(wú)顯著差異，減肥處理(F)對(duì)稻縱卷葉螟的影響達(dá)顯著差異，而減藥處理(P)對(duì)稻縱卷葉螟的影響不明顯；在減肥因素中，F(xiàn)1和F2之間沒(méi)有顯著差異，二者均與F3差異顯著。二化螟(百蔸蟲量)F因素間、P因素間、F×P之間各處理均無(wú)顯著差異。

表2 肥藥因素對(duì)水稻主要害蟲的影響 Table 2 Effects of fertilizer and pesticide factors on main rice pests

2.2 對(duì)水稻主要病害的影響

將9個(gè)不同肥藥減施組合處理水稻紋枯病、稻瘟病和稻曲病的病情指數(shù)與CK進(jìn)行studentt檢測(cè)，結(jié)果列于表3。結(jié)果顯示，F(xiàn)1P3、F2P2、F2P3和F3P3組合紋枯病病情指數(shù)與CK間差異顯著，其他各處理CK間沒(méi)有顯著差異；稻瘟病和稻曲病各處理與CK比較均沒(méi)有顯著性差異。

將減肥和減藥兩因素對(duì)水稻紋枯病、稻瘟病和稻曲病影響進(jìn)行完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果列于表4。從表4可以看出，紋枯病隨著肥料減幅增加及減藥幅度變小，病情有減輕趨勢(shì)。在減肥(F)因素中，F(xiàn)1與F2間病情指數(shù)無(wú)顯著性差異，二者均極顯著高于F3；在減藥(P)因素中，P2與P3間病情指數(shù)無(wú)顯著性差異，二者均極顯著高于P1。稻瘟病和稻曲病F因素、P因素之間各處理均無(wú)顯著性差異。

表3 不同化肥農(nóng)藥減施組合水稻主要病害的發(fā)生情況 Table 3 Occurrence of major diseases of rice in different fertilizer and pesticide reduction combinations

表4 肥藥因素對(duì)水稻主要病害的影響 Table 4 The significant differences of fertilizer and pesticide factors on the main diseases of rice

2.3 對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

將9個(gè)不同肥藥減施組合處理的理論和實(shí)測(cè)產(chǎn)量與CK進(jìn)行studentt檢測(cè)，結(jié)果列于表5。由表5可知，不同肥藥組合處理的理論產(chǎn)量為535.7～625.2 kg/667 m2，對(duì)照處理的理論產(chǎn)量為620.6 kg/667 m2，不同肥藥組合處理除F3P1、F3P3處理產(chǎn)量顯著低于CK外，其他組合處理與CK比較均沒(méi)有顯著性差異。不同肥藥組合處理的實(shí)測(cè)產(chǎn)量介于513.9～590.6 kg/667 m2，對(duì)照處理的實(shí)測(cè)產(chǎn)量為575.5 kg/667 m2，不同肥藥組合處理除F2P2、F3P1、F3P2和F3P3處理產(chǎn)量顯著低于CK外，其他組合處理與CK均沒(méi)有顯著性差異。總的來(lái)講，減肥30%對(duì)水稻產(chǎn)量有顯著影響。

表5 不同化肥農(nóng)藥減施組合的產(chǎn)量測(cè)定 Table 5 Yield measurement of different fertilizer and pesticide combinations with reduced application

將減肥和減藥兩因素對(duì)水稻產(chǎn)量影響進(jìn)行完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果列于表6。從表6可以看出，F(xiàn)1與F2之間理論和產(chǎn)量均沒(méi)有顯著性差異，二者均極顯著高于F3產(chǎn)量，且F3理論和實(shí)測(cè)產(chǎn)量均低于CK，說(shuō)明減肥幅度在20%以內(nèi)較為合適。P2、P3與P1理論產(chǎn)量分別相差2.1、13.7 kg，實(shí)測(cè)產(chǎn)量分別相差14.1、8.2 kg，方差分析結(jié)果顯示P1、P2與P3之間理論產(chǎn)量和實(shí)測(cè)產(chǎn)量均沒(méi)有顯著性差異，說(shuō)明2種減量的植保措施可以作為農(nóng)藥減量的技術(shù)措施。

表6 肥藥因素對(duì)產(chǎn)量的影響 Table 6 Influence of fertilizer and pesticide factors on yield

3 討 論

本試驗(yàn)研究了人工移栽模式下不同化肥農(nóng)藥減量組合對(duì)水稻主要病蟲害發(fā)生及產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，減肥有減輕病蟲發(fā)生程度的趨勢(shì)，減藥有加重病害發(fā)生程度的趨勢(shì)。減肥10%～30%時(shí)紋枯病的病情指數(shù)由19.99降低至17.96，生物農(nóng)藥替代化學(xué)農(nóng)藥(P2)和綠色助劑減量(P3)分別比常規(guī)化學(xué)防治(P1)的病情指數(shù)增加2.51、3.25，方差分析結(jié)果表明單獨(dú)減肥或減藥影響水稻紋枯病的發(fā)生。就稻瘟病和稻曲病而言，雖然不同減肥水平和不同植保方案下稻瘟病和稻曲病的病情指數(shù)有一定差異，但方差分析結(jié)果顯示減肥減藥不同處理間沒(méi)有顯著性差異，可見不同減肥減藥處理對(duì)稻曲病和稻瘟病沒(méi)有顯著影響。從對(duì)水稻主要害蟲的危害率分析可見，單獨(dú)減肥或減藥可顯著影響稻飛虱、稻縱卷葉螟發(fā)生程度，但對(duì)二化螟發(fā)生程度無(wú)顯著影響。減肥10%～20%時(shí)對(duì)水稻產(chǎn)量沒(méi)有影響，減肥30%時(shí)對(duì)水稻產(chǎn)量有明顯影響；3個(gè)植保方案之間產(chǎn)量沒(méi)有顯著性差異。綜上分析，減肥20%以內(nèi)，采用生物農(nóng)藥替代化學(xué)農(nóng)藥和綠色助劑減藥措施基本上能達(dá)到控制水稻主要病蟲害發(fā)生而不減產(chǎn)的目的，在生產(chǎn)上是可行的。

肥料和農(nóng)藥是水稻生產(chǎn)必不可少的農(nóng)用化學(xué)品，是水稻增產(chǎn)增收的主要貢獻(xiàn)者，但是肥料和農(nóng)藥的過(guò)量使用，也會(huì)帶來(lái)污染環(huán)境、土壤板結(jié)、影響生物多樣性等問(wèn)題。王會(huì)福等[14]研究了肥藥雙減運(yùn)籌對(duì)單季稻病蟲害發(fā)生和產(chǎn)量的影響，通過(guò)控肥+生態(tài)調(diào)控措施，稻縱卷葉螟百叢蟲苞比對(duì)照少1.3～1.6個(gè),稻飛虱百叢蟲量比對(duì)照少3.7～5.4頭,紋枯病病指比對(duì)照低0.18～0.26,稻曲病病指比對(duì)照低0.08～0.13，理論和實(shí)割產(chǎn)量分別比對(duì)照增538.5～967.5 kg/hm2和505.5～924.0 kg/hm2,增產(chǎn)率達(dá)5.9%～10.8%。成曉松等[15]研究水稻氮肥后移加保蛛控蟲技術(shù)，在減少氮肥28.71%和農(nóng)藥28.71%的情況下，通過(guò)氮化肥后移和蜘蛛控虱，紋枯病穴發(fā)病率控制在5%以下，蛛虱比一直控制在1∶3以內(nèi)，示范區(qū)比對(duì)照區(qū)增產(chǎn)166.5 kg/hm2。探索水稻穩(wěn)產(chǎn)情況下的減肥減藥融合技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)減量控害、糧食安全和綠色發(fā)展的根本出路。

本研究探索了化學(xué)肥料減施幅度和2種化學(xué)農(nóng)藥替代技術(shù)組合對(duì)水稻主要病蟲害和產(chǎn)量的影響，但僅限人工移栽栽培模式下，其他耕作栽培模式下病蟲害發(fā)生和肥水管理會(huì)有差異，其影響有待進(jìn)一步研究。