烟稻轮作模式下除草剂药害影响及土壤改良修复研究.docx

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烟稻轮作模式下除草剂药害影响及土壤改良修复研究

湖南省烟草公司（专卖局）科技项目

工作总结报告

课题名称：

烟-稻轮作模式下除草剂药害影响及土壤改良修复研究

课题委托单位：

课题承担单位：

湖南省农业科学院

技术负责人：

龙世平

参加人员：

彭福元，崔新卫，黄艳宁、鲁耀雄

试验开始日期：

2010年6月15日

报告完成日期：

2013年4月20日

烟-稻轮作模式下除草剂药害影响及土壤改良修复研究

烟草是对除草剂较为敏感的一类作物，随着除草剂在各类作物上的普遍应用，烟草生产受到除草剂药害的现象时有发生，其中以烟-稻轮作区烟草药害尤其严重，发生面积和受害程度呈逐年扩大趋势，严重影响烟叶产量与品质；同时为防治杂草，化学除草剂也普遍被应用在烟草生产进程中，烟田所施用的除草剂对水稻等后茬作物也可能产生必然的药害，给其他农田生态系统带来潜在的影响。

为进一步查明烟-稻轮作区除草剂残留来源，明确前作除草剂利用对烟草生长的影响机制，和烟田自身施用除草剂对后茬作物及其他农田生态系统的影响，规避用药风险，协调烟区烟草生产及烟田生态系统与其他生态系统的和谐发展，实现烟区农业的可持续发展。

本项目拟从烟-稻轮作区烟田、稻田除草剂药害发生情况、稻田除草剂残留对后茬烟株生长影响、烟-稻轮作区污染土壤的修复等方面开展调查研究，综合分析烟田药害发生的根本原因，结合前茬作物除草剂利用对烟田生态系统和烟田除草剂利用对其他农田生态系统的影响，成立一套切实可行的污染防控办法。

一、各烟区除草剂药害发生情况调查

在湖南省内通过调查，按照各市县公司上报来的材料及实地调查，2009年湖南省烟叶产区发生除草剂药害面积约万亩，占发生药害产区种植面积的%，全年经济损失约万元；2010年发生除草剂药害面积约万亩，占种植面积的%，经济损失达万元；2011年药害面积上升至万亩，占种植面积的%，经济损失达万元。

随着除草剂的大面积应用，烟田除草剂药害面积逐年加大，经济损失愈来愈严重。

项目组2010年以郴州烟区为重点调查区域，兼顾其他产烟县市，肯定了桂阳县仁义镇、桂阳县浩塘乡、嘉禾县石羔乡等11个调查点，调查烟稻轮作区域水稻及烤烟的除草剂利用情况，调查点如表1。

调查地址

地点

坐标

海拔（m）

耕作制度

烟草品种

桂阳县仁义镇梧桐村汪山组

N：

25°′

E：

112°′

237

烟稻轮作

云烟87

桂阳县仁义镇白云村

N：

25°′

E：

112°

226

烟稻轮作

云烟87

桂阳县仁义镇梧桐村梧桐组

N：

25°′

E：

112°′

218

烟稻轮作

云烟87

桂阳县余田乡匡家村

N：

25°′

E：

112°′

169

烟稻轮作

云烟87

桂阳县浩塘乡菖蒲村

N：

25°′

E：

112°′

144

烟稻轮作

粤烟97

嘉禾县塘村镇塘水村

N：

25°′

E：

112°′

233

烟稻轮作

嘉禾县石羔乡甫口村

N：

25°′

E：

112°′

199

烟稻轮作

安仁县承坪乡乐江村毛垄组

N：

26°′

E：

113°′

135

烟稻轮作

云烟87

安仁县坪上乡石禾村梨嘴组

N：

26°′

E：

113°′

135

烟稻轮作

K326

宜章县白沙玗乡腊元村

N：

25°′

E：

112°′

217

烟稻轮作

KRK26

永州道县驷马桥镇

烟稻轮作

经调查，在晚稻一季，农户主要利用的除草剂有草甘膦，甲磺隆、乙草胺，敌稗、砜嘧磺隆、喹禾灵、除草醚、百草枯、二甲四氯、二氯喹啉酸、苄嘧磺隆等。

利用频率：

草甘膦23，甲磺隆3、乙草胺15，敌稗10、砜嘧磺隆五、喹禾灵八、除草醚六、百草枯14、二甲四氯7、二氯喹啉酸九、苄嘧磺隆6。

农户利用稻田除草剂的种类不统一，主观随意性较大，没有专门的农技人员进行指导，据课题组调查的结果，草甘膦、敌稗、喹禾灵、百草枯、二甲四氯、二氯喹啉酸利用较为普遍，农户一般此6种除草剂作为常常利用除草剂，

烟田应用的除草剂主要有：

草甘膦、大惠利、宝成、都尔、大田净、金都尔、磺草灵、草乃敌、除草通、精稳杀得、禾草克、禾耐斯、烟舒等。

调查25户农户中，有16户采用整地喷洒草甘膦。

利用最多的是都尔与金都尔及宝成。

其余除草剂也有不同程度的利用。

移栽后垄间除草多以人工除草为主，配合化学药剂除草。

郴州烟区采用地膜覆盖与稻草覆盖能有效控制杂草，揭膜培土技术模式栽培条件下采用都尔、金都尔等芽前除草剂前期可较好地控制杂草的发生危害，但揭膜培土后杂草又从头萌生危害。

揭膜后烟田除草90%以上采用人工除草，再也不利用任何除草剂。

成熟后期配合晚稻生产，利用草甘膦，百草枯等灭生性除草剂。

二、稻田除草剂残留对后茬烟株生长影响

结合前期调查烟区生态体系中在前茬水稻田中常常利用除草剂种类及对烟草致畸情况，2010年下半年在大田中已经做了不同用量稻田常常利用除草剂处置。

本部份研究内容为前茬水稻田中常常利用除草剂种类及对烟草致畸情况，通过大田实验验证稻田常常利用除草剂对后茬烟株生长的影响。

本实验处置为几种稻田常常利用除草剂：

二氯喹啉酸、二甲四氯、苄嘧磺隆、乙草胺及5种用量（推荐用量的0倍、倍、1倍、2倍、3倍、4倍）如表2。

表2稻田常常利用除草剂安全性实验设计：

用量

除草剂种类

倍

1倍

2倍

3倍

4倍

二氯喹啉酸

25g/亩

50g/亩

100g/亩

150g/亩

200g/亩

二甲四氯

30g/亩

60g/亩

120g/亩

180g/亩

240g/亩

苄嘧磺隆

10g/亩

20g/亩

40g/亩

60g/亩

80g/亩

乙草胺

2.5g/亩

5g/亩

10g/亩

15g/亩

20g/亩

注：

二氯喹啉酸、二甲四氯兑水喷施；苄嘧磺隆、乙草胺拌土撒施，实验设计中1倍为推荐利用量。

表3处置编号：

编号

除草剂

二氯喹啉酸

25g/亩

50g/亩

100g/亩

150g/亩

200g/亩

编号

除草剂

二甲四氯

30g/亩

60g/亩

120g/亩

180g/亩

240g/亩

编号

除草剂

苄嘧磺隆

10g/亩

20g/亩

40g/亩

60g/亩

80g/亩

编号

除草剂

乙草胺

2.5g/亩

5g/亩

10g/亩

15g/亩

20g/亩

表4植烟处置小区散布示用意

桂阳→仁义烟草站

保护行

A、B处置每一个小区面积133m2，C、D处置每一个小区面积16m2。

2011年实验在2010的基础上进行，小区散布如上图：

选取有代表性的烟株5株作为定点株，别离于团棵期后5d、l五、30d调查记载从顶部数第二、五、8片叶的叶宽，计算出各小区烟叶叶宽抑制率，并观察记载烟叶生长畸形情况，抑制率公式和药害分级标准如下。

抑制率公式为

按小区规范栽植烟苗，观察烟株生长发育。

别离在烟草团棵期后5d、15d、30d、调查烟株农艺性状。

药害分级标准如下：

“一”为无药害；“+”为轻度药害，不影响作物正常生长；“++”为明显药害，可恢复，不会造成作物减产；“+++”为高度药害，影响作物正常生长，对作物产量和质量造成必然程度的损失，一般要求补偿部份经济损失；“++++”为严重药害，作物生长受阻，产量和质量损失严重。

2结果与讨论

结果表明，如表5田间观察结果表明，在大田移栽至缓苗期，烟株生长未受明显抑制，随着生育期的增加，到团棵期，烟株生物量增加，烟株根系加大了对土壤的接触面积，同时从土壤中吸收的养分也增加，对除草剂残留也增加了，此时，土壤中除草剂残留对烟株的抑制也显现出来，200g/亩50％二氯喹啉酸处置的所有小区烟叶生长都受到抑制最严重，症状从心叶开始，叶片向两边伸展受到明显抑制，叶片出现畸形，叶片变窄变厚，叶色浓绿，新叶边缘向外卷曲皱缩，但整叶边缘向叶背面内卷皱缩，并逐渐发展为线状叶型，药害程度为“++++”。

在团棵期至旺长前期，前茬水稻利用利用二氯喹啉酸100g/亩、150g/亩、200g/亩均出现不同程度药害。

烟叶叶片蜷曲，生长长势影响明显。

实验发现利用二氯喹啉酸100g/亩，烟叶轻微发生蜷曲，到后期通过施肥，喷洒微生物肥料能以部份修复；利用二氯喹啉酸150g/亩，烟叶较为严重的发生蜷曲，而且通过技术手腕大体上已不能修复；利用二氯喹啉酸150g/亩发生很严重的药害，叶片严重蜷曲，严重影响烟叶质量，大体上已无工业可用性。

其余处置均未见明显药害。

表5不同水稻除草剂对后茬烟草生长的影响

处理

施药后5d

施药后15d

施药后30d

药害

程度

倒数第2片叶

倒数第5片叶

倒数第8片叶

倒数第2片叶

倒数第5片叶

倒数第8片叶

倒数第2片叶

倒数第5片叶

倒数第8片叶

叶宽

（cm）

抑制率（%）

叶宽

（cm）

抑制率（%）

叶宽

（cm）

抑制率（%）

叶宽

（cm）

抑制率（%）

叶宽

（cm）

抑制率（%）

叶宽

（cm）

抑制率（%）

叶宽

（cm）

抑制率（%）

叶宽

（cm）

抑制率（%）

叶宽

（cm）

抑制率（%）

+++

++++

表6利用水稻除草剂后土壤、烟叶中二氯喹啉酸检测结果

样品名称

样品编号

检测结果（mg/kg）

土壤

二氯喹啉酸-1

二氯喹啉酸-2

二氯喹啉酸-3

二氯喹啉酸-4

二氯喹啉酸-5

二氯喹啉酸-6

烟叶

A-1

A-2

A-3

A-4

A-5

A-6

备注

为未检出，即表示残留量低于最低检出浓度

表7利用水稻除草剂后土壤、烟叶中二甲四氯检测结果表

样品名称

样品编号

检测结果（mg/kg）

土壤

二甲四氯-1

二甲四氯-2

二甲四氯-3

二甲四氯-4

二甲四氯-5

二甲四氯-6

烟叶

B-1

B-2

B-3

B-4

B-5

B-6

备注

为未检出，即表示残留量低于最低检出浓度

表8利用水稻除草剂后土壤、烟叶中乙草胺检测结果表

样品名称

样品编号

检测结果（mg/kg）

土壤

乙草胺-1

乙草胺-2

乙草胺-3

烟叶

C-6

备注

为未检出，即表示残留量低于最低检出浓度

表9利用水稻除草剂后土壤、烟叶中苄嘧磺隆检测结果表

样品名称

样品编号

检测结果（mg/kg）

土壤

苄嘧磺隆-1

苄嘧磺隆-2

苄嘧磺隆-3

烟叶

D-6

备注

为未检出，即表示残留量低于最低检出浓度

由以上数据得出，除二氯喹啉酸外，其余水稻除草剂通过晚稻农事操作，后期烟叶中均没有检测出或痕量，我国规定二氯喹啉酸在水稻上的MRL别离为·kg-1。

结果显示，实验中二氯喹啉酸在土壤和烟叶中施用药剂浓度越高，残留量越大。

当用量超过50g/亩时，烟叶中二氯喹啉酸的含量会超标。

许多报导表明烟草对二氯喹啉酸较敏感，其临界值低于田间推荐用量的25%即可造成烟叶畸形生长，而且烟叶属于吸食消费食物，对人体健康有必然的影响。

因此，对于烟稻轮作的一些地域，稻田除草剂二氯喹啉酸类的选择必然要慎重，同时要严格控制利用用量，避免影响后茬烟草的生长。

三、烟田除草剂残留对其他作物生长的影响

选择正常农事操作的烟田，种植水稻或其他旱地作物。

在水稻返青期、分蘖期、抽穗开花期和黄熟期进行取样，取样方式采用五点取样法，每一个点取5株稻株，并在各样株上挂上标签，取样时间为早上8：

00，别离测定各项生理生化指标。

通过生长势及其他生理生化指标的测定，比较有无除草剂残留对于后茬作物的生长影响。

结果表明，烟田除草剂对种植水稻没有影响，利用烟田除草剂不会对水稻产质等造成明显影响。

四、烟-稻轮作区污染土壤的改良修复

烟稻轮作区土壤中残留二氯喹啉酸可致烟草生长畸形，为了减缓对烟草生长的影响，设计了不同的修复处置，评价其修复的效果。

采用大田实验，田间前茬水稻施用二氯喹啉酸的不同的剂量，处置种烟后可造成烟草畸形生长，而且随着用量的加大，畸形症状加重。

选用施嘉乐、光合细菌、氨基酸肥、芸苔素内酯及利用物理修复办法、生物质炭对畸形烟草进行修复实验。

修复实验结果表明：

物理办法、生物质炭对二氯喹啉酸处置的土壤造成烟草畸形有很好的减缓作用。

物理修复对二氯喹啉酸引发的烟草畸形有必然的减轻症状作用，但不能使烟草恢复正常。

当生物质炭质量分数为750kg·hm-2时，烟草生长正常，畸形症状可恢复到正常的生长水平。

继续增大生物质炭的用量，对烟草生长不产生不良影响，对残留二氯喹啉酸的土壤处置具有指导意义。

1材料与方式

试验材料

供试烤烟品种为云烟87，由郴州市烟草公司桂阳县分公司提供。

温室播种、育苗，于5～6片真叶期移栽。

稻田除草剂：

50%二氯喹啉酸可湿性粉剂（江苏新沂中凯农用化工有限公司）；除草剂解毒剂：

施嘉乐（济南仕邦农化有限公司）、芸薹素内酯（广东省江门市农药厂）、生物质炭（自制，含碳量20%左右，含水量%左右）。

实验设计

实验于2011年8月～2012年10月在郴州市烟草公司烟叶生产技术中心实验基地进行。

2011年8～11月种植晚稻（品种为Y两优2号）。

除草剂实验设两个处置：

T，水稻移栽后15d对水喷施二氯喹啉酸，利用量为常规用量的3倍，即2250g/ha；CK，喷施等量清水，每处置3次重复，共6小区，每小区100m2，正常水肥管理。

2012年1～3月为盆栽预实验，在郴州市烟草公司烟叶生产技术中心温室大棚进行，设5个处置，依次为CK1、T1、T2、T3、T4（表1），每处置3次重复，共15小区，每小区7盆（长×宽×高=10cm×8cm×15cm）。

取上述实验中水稻收获后稻田土，风干后粉碎装盆，2月15日移栽事前备好的烟苗，每盆一株，移栽后30和60d别离观测各小区烟草受害状况，拍照记录，并测定株高及顶叶下第4片叶的叶宽、叶长，计算叶长、叶宽、株高抑制率。

表1实验设计

Experimentaldesignofalltreatments

处理

Treatment

稻田药剂

Drugappliedinricefield

烟田药剂

Drugappliedintobaccofield

烟田药剂用量

Drugdosageintobaccofield

施用时期

Applieddate

施用方式

Appliedmethod

CK1

清水

225L/ha

移栽后3d

喷施

二氯喹啉酸

生物质炭

750kg/ha

移栽前

混拌入土

二氯喹啉酸

生物质炭

1125kg/ha

移栽前

混拌入土

二氯喹啉酸

生物质炭

1500kg/ha

移栽前

混拌入土

二氯喹啉酸

生物质炭

1875kg/ha

移栽前

混拌入土

2012年3月开始植烟实验，实验设6个处置，依次为CK1、CK2、T3（由盆栽预实验挑选取得）、T5、T6、T7（表2），每处置3次重复，共18个小区，每小区面积20m2。

3月30日移栽烟苗，在移栽后30和60d别离观测各小区烟草受害状况，拍照记录，并测定株高及顶叶下第4片叶的叶宽、叶长，计算叶长、叶宽、株高抑制率，成熟期按上、中、下3个部位分次采收，三段式烘烤跋文录干重，并参照闫克玉（2003）方式进行烟叶分级。

表2实验遍地置设计情况

Experimentaldesignofalltreatments

处理

Treatment

稻田药剂

Drugappliedinricefield

烟田药剂

Drugappliedintobaccofield

烟田药剂用量

Drugdosageintobaccofield

施用时期

Applieddate

施用方式

Appliedmethod

CK1

清水

225L/ha

移栽后3d

喷施

CK2

二氯喹啉酸

清水

225L/ha

移栽后3d

喷施

二氯喹啉酸

生物质炭

1500kg/ha

移栽前

混拌入土

二氯喹啉酸

施嘉乐

750mL/ha

移栽后3d

对水喷施

二氯喹啉酸

芸薹素内酯

75mL/ha

移栽后3d

对水喷施

二氯喹啉酸

碧护

30g/ha

移栽后3d

对水喷施

数据统计分析

按下式别离计算叶宽、叶长、株高抑制率及单位面积烟叶产值降低百分率。

叶宽抑制率（%）=（对照叶宽－处置叶宽）/对照叶宽×100

叶长抑制率（%）=（对照叶长－处置叶长）/对照叶长×100

株高抑制率（%）=（对照株高－处置株高）/对照株高×100

烟叶产值降低百分率（%）=（对照烟叶产值－处置烟叶产值）/对照烟叶产值×100

实验数据采用MicrosoftExcel2003软件汇总整理，并用进行统计分析。

2结果与分析

不同浓度生物质炭对烟田土壤中二氯喹啉酸药害的影响

由表3可以看出，移栽后30、60d测量，随着生物质炭施用量增大，烟草的叶宽、叶长、株高大体呈增加趋势，相应其抑制率逐渐降低。

处置间LSD分析结果表明，T4处置除60d株高外，其它测按时期的叶宽、叶长、株高均最大，且叶长、叶宽、株高均与CK1无显著性不同，这表明烟田残留的二氯喹啉酸取得了很好的吸附固定，其对植株叶片及株高制率已降至最小，T4处置除30d株高外，叶长、叶宽、株高均显著高于T1处置，且部份指标显著高于T2处置（如60d测得的叶长）；T3处置除60d的株高高于T4处置外，其它测定指标均小于T4处置，表明该处置对二氯喹啉酸毒性抑制率相对较小，其叶宽、叶长、株高中除30d叶宽外均与CK一、T4处置无显著性不同，同时其叶宽、叶长、株高均高于T2处置但不显著，而大部份指标显著高于T1处置。

由此可见，T3、T4两处置对后茬烟田除草剂二氯喹啉酸毒性消纳吸生效果显著，除30d时T3处置叶宽抑制率%）外，T3、T4处置的叶宽、叶长、株高抑制率均低于10%，两处置均与CK1无显著性统计学不同，大体达到完全修复。

以上结果表明，生物质炭施用量达到1500kg/ha时烟草畸形症状大体减缓，烟株可正常生长，因此选用T3处置进行后续实验。

表3不同用量生物质炭对二氯喹啉酸残留烟田烟株生长的影响

Effectsofdifferentbiomasscharcoaldosagesonseedlinggrowthofquincloracresiduesoil

处理

30d

60d

叶宽（cm）

（

±.）

叶宽抑

制率（%）

叶长（cm）

（

±.）

叶长抑制率（%）

株高（cm）

（

±.）

株高抑

制率（%）

叶宽（cm）

（

±.）

叶宽抑

制率（%）

叶长（cm）

（

±.）

叶长抑制率（%）

株高（cm）

（

±.）

株高抑

制率（%）

±0.18c

±0.56c

±0.49c

±1.23c

±1.44c

±0.86a

CK1

±0.25a

－

±0.31a

－

±0.63a

－

±0.64a

－

±0.58a

－

±1.71a

－

2.2施用不同修复药剂对二氯喹啉酸处置烟草生长的影响

由表4可以看出，喷施二氯喹啉酸除草剂后，后茬烟田采用不同解毒药剂处置对烟株生长的影响各不相同。

其中，前茬未喷施除草剂的CK1处置烟株长势良好，其叶宽、叶长、株高均最大；而前茬喷施除草剂且未进行任何修复的CK2处置，烟株发育不良，生长畸形，叶宽、叶长、株高均最小，除草剂对烟株生长抑制率最大，对移栽后30和60d的烟株叶宽、叶长、株高抑制率别离高达37%和%、%和%、%和%，与CK1相比，CK2的烟株叶宽、叶长、株高很不协调，植株畸形严重。

对采用不同种类修复剂处置的T3、T五、T六、T7处置间比较发现，烟株移栽后30d时，T3处置叶宽、叶长、株高均相对较大，且大部份显著大于其他处置，进一步比较抑制率发现，其叶宽、叶长、株高抑制率均相对较小，介于%%，而其他处置的抑制率相对较高，介于%%；烟株移栽60d时，以T3处置的叶宽、叶长、株高表现最好，T7处置次之，二者无显著不同，且T3处置与T五、T6两处置均不同显著，比较抑制率发现，T3、T7两处置叶宽、叶长、株高抑制率均相对较小，介于%～%，而T五、T6处置抑制率介于%～%。

由此可见，T3处置修复效果最好，其进一步与CK一、CK2比较发现，T3处置修复效果显著优于未采取任何修复办法的CK2处置，且与正常生长的CK1处置无显著性不同。

表4不同药剂处置对二氯喹啉酸残留烟田烟株生长的影响

Effectsofdifferentchemicaldrugsonseedlinggrowthofquincloracresiduesoil

处理

Treatment

30d

60d

叶宽（cm）

Leafwidth

（

±.）

叶宽抑

制率（%）

ofleafwidth

叶长（cm）

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