張昊 張勇 潘月敏 周鳳艷 姚傳春 韓云靜
摘要:稗草是安徽省稻田主要的惡性雜草之一,近年來(lái)安徽省多地區(qū)稗草對(duì)市面上常用除稗劑均產(chǎn)生了一定的抗藥性。為初步探明安徽省稻田稗草的抗性分布及機(jī)制,采集安徽省主要稻區(qū)稗草種群樣本51份,通過(guò)室內(nèi)生測(cè)法,施用二氯喹啉酸、雙草醚、唑酰草胺和五氟磺草胺4種常用除稗劑,對(duì)稗草種群抗藥性進(jìn)行初篩。結(jié)果表明,安徽省主要稻區(qū)稗草對(duì)二氯喹啉酸的抗性頻率最高,已達(dá)34.8%,對(duì)雙草醚、五氟磺草胺、唑酰草胺的抗性頻率則分別為21.7%、13.7%、9.8%。其中,有2個(gè)種群(2016B2和B24)對(duì)4種除稗劑都表現(xiàn)出明顯抗藥性,4個(gè)種群(B6、B7、B9、2015B1)對(duì)3種除稗劑均表現(xiàn)出抗藥性,5個(gè)種群(B4、B11、B26、B27、2016B3)對(duì)2種除稗劑表現(xiàn)抗藥性,有8個(gè)種群僅對(duì)1種除稗劑表現(xiàn)出抗藥性(其中有6個(gè)種群僅對(duì)二氯喹啉酸表現(xiàn)出抗藥性),其余32個(gè)種群沒(méi)有檢測(cè)到抗藥性。
關(guān)鍵詞:安徽省;稗草;除稗劑;二氯喹啉酸;抗藥性
中圖分類號(hào):S451.2 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A ?文章編號(hào):1003-935X(2021)03-0044-07
Abstract:Echinochloa spp. is one of the most important malignant weeds in rice fields in Anhui Province. In recent years,Echinochloa spp. has evolved resistance to common herbicides in many areas of Anhui Province. To preliminarily determine the resistance distribution and among Echinochloa spp. in paddy fields,we collected samples of 51 populations from the main rice areas in Anhui Province and screened their response to four herbicides in laboratory bioassays. The highest frequency of resistance (35%) was found with quinclorac followed by bispyribac-sodium,penoxsulam and metamifop at 21.7%,13.7% and 9.8%,respectively. Two populations (2016B2 and B24) were clearly resistant to the four herbicides,four populations (B6,B7,B9 and 2015B1) were resistant to three herbicides,five populations (B4,B11,B26,B27,2016B3) were resistant to two herbicides,eight populations were resistant to only one herbicide (six of which were only resistant to quinclorac). The remaining 32 populations were susceptible to the herbicides tested.
Key words:Echinochloa spp.;herbicide;quinclorac;resistance
水稻是我國(guó)的主要糧食作物之一,根據(jù)2020年國(guó)家統(tǒng)計(jì)局關(guān)于糧食產(chǎn)量的數(shù)據(jù)公告,2020年我國(guó)水稻播種面積是3 0036萬(wàn)hm2,占總播種面積的25.76%,僅次于玉米,排名全國(guó)第二,產(chǎn)量占全年總產(chǎn)量的31.64%,單位面積產(chǎn)量排名全國(guó)第一[1]。而安徽省是我國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)之一,其產(chǎn)量對(duì)全國(guó)水稻總產(chǎn)量尤為重要。
稗草(Echinochloa spp.)是水稻田的主要惡性雜草之一,由于其生長(zhǎng)周期與水稻相似,因此它會(huì)在水稻生長(zhǎng)過(guò)程中與其爭(zhēng)奪水資源、陽(yáng)光、肥料、氧氣等,從而影響水稻的產(chǎn)量及品質(zhì),例如當(dāng)稗草在稻田密度達(dá)到9株/m2時(shí),水稻產(chǎn)量會(huì)下降56%左右[2],嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致水稻絕產(chǎn)絕收。
目前,防除稻田里的稗草多是依賴化學(xué)防除的方法,市面上常用的除草劑有五氟磺草胺、唑酰草胺、雙草醚、二氯喹啉酸等。但近10年來(lái),由于除草劑的長(zhǎng)期單一使用,導(dǎo)致稗草對(duì)這些常用除草劑產(chǎn)生了不同程度的抗藥性,且往往不僅是對(duì)一種除草劑產(chǎn)生抗藥性,甚至出現(xiàn)對(duì)多種除草劑產(chǎn)生交互抗性或多抗性的現(xiàn)象[3-5]。我國(guó)上海、湖南、江蘇、四川、寧夏、黑龍江、廣東、遼寧、江西等地均有關(guān)于稻田稗草對(duì)五氟磺草胺、唑酰草胺、雙草醚、二氯喹啉酸等常用除草劑產(chǎn)生抗藥性的報(bào)道[3-13],如上海稻田稗草出現(xiàn)對(duì)五氟磺草胺、二氯喹啉酸、氰氟草酯這3種除草劑均具有抗藥性的種群[3];江蘇省稻田普通稗和西來(lái)稗對(duì)雙草醚和氰氟草酯均產(chǎn)生一定抗藥性[5]。這些問(wèn)題的出現(xiàn)大大增加了田間稗草防除的難度。
由于安徽省水稻種植區(qū)主要分布在淮河以南地區(qū)的長(zhǎng)江沿岸和巢湖流域,包括合肥市、六安市、安慶市、蕪湖市、宣城市、銅陵市等。因此,本研究采集安徽省主要稻區(qū)的疑似抗藥性稗草作為研究對(duì)象,調(diào)查其對(duì)市面上常用的五氟磺草胺、唑酰草胺、雙草醚、二氯喹啉酸等4種除稗劑是否已經(jīng)產(chǎn)生抗藥性以及抗藥性發(fā)生區(qū)域分布情況等,旨在為安徽省稻田稗草的防除策略提供參考,幫助農(nóng)民更加科學(xué)地使用除草劑,延緩稗草的抗性進(jìn)化,提高田間稗草化學(xué)防除效果,保障糧食安全生產(chǎn)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
疑似抗藥性的稗草種子均采自稗草發(fā)生嚴(yán)重的稻田,分別于2017年9月11—15日采自安徽省合肥市、六安市、安慶市、蕪湖市、銅陵市等地(B1~B35),2017年10月17—26日采自安徽省宣城市(B37~B56),2015—2016年采自合肥市廬江縣(2015B1~2016B4),共計(jì)51個(gè)種群,試驗(yàn)對(duì)照選用的敏感性稗草種子采自銅陵市未施用過(guò)農(nóng)藥的水塘邊,采集地點(diǎn)詳見(jiàn)表1。
1.2 供試藥劑
供試藥劑有25 g/L五氟磺草胺可分散油懸浮劑(美國(guó)陶氏益農(nóng)公司);10%唑酰草胺乳油(蘇州富美實(shí)植物保護(hù)劑有限公司);50%二氯喹啉酸可濕性粉劑、20%雙草醚可濕性粉劑(江蘇省激素研究所股份有限公司)(表2)。
1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法
將田間采集的稗草種子晾曬編號(hào)后,溫室培養(yǎng)(晝夜溫度為30 ℃/25 ℃,光照/黑夜時(shí)長(zhǎng) 14 h/10 h),于稗草3~4葉期用3WP-2000型行走式噴霧塔(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所)進(jìn)行莖葉噴霧處理,噴頭流量為390 mL/min,噴頭500 m/s中速行走,有效噴幅為350 mm。分別噴施五氟磺草胺、唑酰草胺、雙草醚、二氯喹啉酸等除草劑,檢測(cè)其對(duì)常用除稗劑的抗藥性。具體步驟如下:在塑料杯中裝入營(yíng)養(yǎng)土,每杯播入稗草種子30~50粒,上面覆蓋1層細(xì)沙土。待稗草2葉期時(shí),人工間苗到每盆剩余20株稗草。在稗草3~4葉期,噴施除草劑,具體噴藥方案見(jiàn)表2。每個(gè)處理3次重復(fù),第1組施用五氟磺草胺、唑酰草胺,在藥后24 d記錄稗草存活情況,第2組施用雙草醚、二氯喹啉酸,在藥后24 d記錄稗草存活情況,統(tǒng)計(jì)各種群稗草存活率。
1.4 數(shù)據(jù)分析
由于種群內(nèi)存在個(gè)體差異,為更準(zhǔn)確地區(qū)分采集種群地點(diǎn)的抗性水平,藥后24 d時(shí)目測(cè)稗草存活的個(gè)體所占比例,進(jìn)行稗草抗性水平判斷分析,分為4個(gè)等級(jí),具體如下:A表示盆缽內(nèi)稗草有75%左右單株存活,在本研究中標(biāo)記為疑似高抗性;B表示盆缽內(nèi)稗草有50%左右單株存活,標(biāo)記為疑似中抗性;C表示盆缽內(nèi)稗草有25%左右單株存活,標(biāo)記為疑似低抗性;“/”表示盆缽內(nèi)稗草存活率低于25%,基本死亡或全部死亡,標(biāo)記為無(wú)抗性。在本研究中,種群內(nèi)存活稗草個(gè)體占比達(dá)25%及以上認(rèn)為該地區(qū)稗草存在抗藥性。
2 結(jié)果與分析
2.1 安徽省部分稻區(qū)稗草對(duì)五氟磺草胺等4種常用除稗劑的抗藥性試驗(yàn)結(jié)果
對(duì)采集到的安徽省各地稻田稗草共計(jì)51個(gè)種群進(jìn)行抗藥性篩選,藥后24 d試驗(yàn)結(jié)果如下:噴施五氟磺草胺后,共計(jì)有7個(gè)種群存活下來(lái),其中B6、B7、B24、2016B2種群內(nèi)有75%左右單株存活,B4、B9有50%左右單株存活,2016B3則有25%左右單株存活,其余44個(gè)種群均死亡;噴施唑酰草胺后,共計(jì)有5個(gè)種群存活下來(lái),其中B24種群有75%左右單株存活,B9、2015B1有50%左右單株存活,B47、2016B2則有25%左右單株存活,其余46個(gè)種群均死亡;噴施雙草醚后,共計(jì)有10個(gè)種群存活下來(lái),其中B6、B7、B24、2016B2有75%左右單株存活,B26、2015B1、2016B3有50%左右單株存活,B11、B27、2015B3有25%左右單株存活,其余36個(gè)種群均死亡;噴施二氯喹啉酸后,共計(jì)有16個(gè)種群存活下來(lái),其中B6、B7、B9、B11、B15、B16、B24、B27、B32、B37、B55、2015B1、2016B2有75%左右單株存活,B4、B14有50%左右單株存活,B26有25%左右單株存活,其余30個(gè)種群均死亡。
從表3可以看出,在采集的51個(gè)樣本中,利用二氯喹啉酸最高田間推薦劑量的2.4倍處理時(shí),有34.8%稗草種群表現(xiàn)出了抗藥性;雙草醚最高田間推薦劑量的3.3倍處理和五氟磺草胺最高田間推薦劑量的2.5倍處理分別有21.7%、13.7%稗草種群表現(xiàn)出抗藥性;而唑酰草胺最高田間推薦劑量的2.5倍處理僅有9.8%稗草種群表現(xiàn)出抗藥性。
根據(jù)安徽省稗草抗性地圖(圖1)可知,本研究采集的6個(gè)市的稗草均已出現(xiàn)抗藥性,其中合肥市廬江縣抗性稗草發(fā)生面積較大。
2.2 安徽省部分稻區(qū)稗草對(duì)4種常用除稗劑的抗性初步分析
對(duì)采集到的安徽省稻田稗草分別噴施五氟磺草胺、唑酰草胺、雙草醚、二氯喹啉酸等除草劑,抗性初篩結(jié)果(表4)表明,2016B2和B24對(duì)五氟磺草胺等4種常用除稗劑全部表現(xiàn)出抗藥性,合肥地區(qū)的4個(gè)種群(B6、B7、B9、2015B1)對(duì)3種除稗劑均表現(xiàn)出抗藥性;此外,有5個(gè)種群對(duì)2種除稗劑表現(xiàn)出抗藥性,有8個(gè)種群僅對(duì)1種除稗劑表現(xiàn)出抗藥性(其中6個(gè)種群僅對(duì)二氯喹啉酸表現(xiàn)出抗藥性)。
3 結(jié)論與討論
近些年由于除草劑單一使用或藥劑使用量過(guò)大、農(nóng)田耕作方式、種植模式的改變等原因,稻田的抗性稗草發(fā)生越來(lái)越頻繁,這給農(nóng)田雜草的防治帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。目前,有關(guān)稻田稗草對(duì)除草劑產(chǎn)生抗藥性的研究報(bào)道在不斷增加[14-25],但仍然缺少安徽省主要稻田稗草抗藥性發(fā)生情況的報(bào)道。因此,本研究采集安徽省主要稻區(qū)的疑似抗藥性稗草51個(gè)種群作為研究對(duì)象,對(duì)其抗藥性初篩結(jié)果表明,安徽省主要稻區(qū)的稗草對(duì)4種常用除稗劑均產(chǎn)生了一定的抗藥性,其中以對(duì)二氯喹啉酸產(chǎn)生抗藥性發(fā)生頻率最高。同時(shí),由安徽省稗草抗性地圖可以看出,抗藥性稗草在本研究調(diào)查的6個(gè)市均普遍存在,在有抗藥性稗草的地區(qū),其稻田稗草均對(duì)二氯喹啉酸表現(xiàn)出抗藥性。
目前, 有很多已報(bào)道的具有抗藥性的稗草,也
同時(shí)具有多抗性或交互抗性[11,26-27]。本研究結(jié)果與上述報(bào)道基本相似,合肥市廬江縣、蕪湖市無(wú)為縣、安慶市桐城市、銅陵市等地稗草對(duì)2種或2種以上除草劑產(chǎn)生了抗藥性,其中在蕪湖市無(wú)為縣采集到的稗草種群B24中有75%左右的單株個(gè)體對(duì)4種除草劑表現(xiàn)出了抗藥性;在合肥市廬江縣采集到的稗草種群B6、B7、2016B2中都有單株個(gè)體占比75%左右的稗草種群對(duì)五氟磺草胺、雙草醚、二氯喹啉酸3種除草劑表現(xiàn)出了抗藥性,同時(shí)在廬江縣采集到的10個(gè)稗草種群中,有3個(gè)種群對(duì)4種除草劑沒(méi)有表現(xiàn)出抗藥性,而其余7個(gè)種群中有1個(gè)種群對(duì)4種除草劑均表現(xiàn)出抗藥性,有4個(gè)種群對(duì)3種除草劑表現(xiàn)出抗藥性。其余地區(qū)稗草種群也主要是對(duì)1種或2種除草劑表現(xiàn)出抗藥性。
在本研究中,對(duì)二氯喹啉酸表現(xiàn)出抗藥性的稗草種群,其抗藥性單株的個(gè)體占比幾乎均在75%左右, 而一個(gè)種群中越多單株表現(xiàn)出抗藥性,則抗性發(fā)生的可能性越大。由此推測(cè),在此次調(diào)查研究的6個(gè)市中,稻田稗草對(duì)二氯喹啉酸均存在抗藥性,但是具體的抗性水平還有待進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。本研究對(duì)安徽省不同地區(qū)水稻田稗草種群的抗藥性情況進(jìn)行了初篩,分析了抗藥性種群的交互抗性和多抗性發(fā)生情況,為進(jìn)一步研究安徽省稻田稗草的抗性水平提供了研究材料。
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