俞 航,程 起,唐海韻,陳國(guó)奇
(1揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院/江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省作物栽培生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 揚(yáng)州 225009;2揚(yáng)州大學(xué)/江蘇省糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 揚(yáng)州 225009)
使用除草劑防控小麥田雜草簡(jiǎn)便、省工、省時(shí)、高效,規(guī)范操作下對(duì)小麥及后茬作物生長(zhǎng)具有較好的安全性[1]。因此,近30年來,化學(xué)防除是中國(guó)小麥田控草的基本手段。當(dāng)前中國(guó)小麥田登記使用的除草劑有效成分共44種,其中12種屬于乙酰乳酸合酶(ALS)抑制劑,8種屬于合成激素類,5種屬于乙酰輔酶A羧化酶(ACCase)抑制劑,5種屬于酰胺類,4種原卟啉原氧化酶(PPO)抑制劑,2種取代脲類,其他8種分別屬于二硝基苯胺類、4-羥基苯基丙酮酸雙加氧酶(HPPD)抑制劑、氨基甲酸酯類、八氫番茄紅素脫飽和酶(PDS)抑制劑、苯腈類、吡啶酰胺類、吡唑類和三嗪類[2]。這些除草劑中,在中國(guó)小麥田長(zhǎng)期重復(fù)使用的種類主要是ALS抑制劑、ACCase抑制劑和激素類除草劑[2-3]。相應(yīng)地,中國(guó)小麥田雜草抗藥性相關(guān)的報(bào)道主要是針對(duì)上述3類藥劑,尤其是抗ALS抑制劑和抗ACCase抑制劑雜草,相關(guān)的抗藥性雜草種群已經(jīng)接近200個(gè),涉及的雜草種類數(shù)超過20種[4]。另一方面,全世界近30年未開發(fā)出全新作用機(jī)理的除草劑商品,現(xiàn)有藥劑輪用仍然是小麥田抗除草劑雜草防控的主要手段之一[5]。
撲草凈是三嗪類(甲硫基三氮苯類)內(nèi)吸傳導(dǎo)型除草劑,屬于光系統(tǒng)IIA位點(diǎn)抑制劑,經(jīng)莖葉、幼芽及根系吸收,通過木質(zhì)部和韌皮部傳導(dǎo)至分生組織,抑制植株生長(zhǎng),通常處理后7~14天頂芽壞死,2~4周植株死亡[6]。撲草凈的作用位點(diǎn)與異丙隆、綠麥隆相同,與其他41種中國(guó)小麥田登記使用的除草劑活性成分均不同,因此,具有防除中國(guó)小麥田現(xiàn)有抗藥性雜草的巨大潛力。特別是中國(guó)小麥田目前尚未有關(guān)于抗光系統(tǒng)IIA位點(diǎn)抑制劑雜草種群的報(bào)道[4]。目前,中國(guó)有9個(gè)撲草凈單劑和2個(gè)含撲草凈的復(fù)配劑登記在小麥田使用,均為可濕性粉劑,這些除草劑產(chǎn)品登記證分別由11家公司持有[2]。撲草凈單劑在小麥田登記的低量推薦劑量為375~480 g/hm2,高量推薦劑量為562.5~750 g/hm2,這些撲草凈單劑均推薦用于麥苗2~3葉期,此時(shí)部分麥田雜草已經(jīng)萌動(dòng),也有部分已經(jīng)出苗,田間大多數(shù)禾本科雜草處于0~2葉期之間,少數(shù)達(dá)到2~3葉期,闊葉雜草處于0~2對(duì)(輪)葉。除草劑登記產(chǎn)品使用后如果安全性存在問題,一旦發(fā)生藥害風(fēng)險(xiǎn),企業(yè)將不得不面臨數(shù)十倍甚至上百倍于銷售額的作物減產(chǎn)賠償。因此,在小麥2~3葉期按照除草劑產(chǎn)品標(biāo)簽使用撲草凈的安全性是有保障的。目前,關(guān)于撲草凈對(duì)小麥田主要雜草防除活性還缺乏研究報(bào)道。
本研究在溫室內(nèi)開展整株生物測(cè)定,研究撲草凈對(duì)中國(guó)小麥田常見的10種雜草出苗期和早期幼苗的防除活性,這10種雜草包括菵草(Beckmannia syzigachne)、看麥娘(Alopecurus aequalis)、日本看麥娘(Alopecurusjaponicus)、大穗看麥娘(Alopecurus myosuroides)、多花黑麥草(Lolium multiflorum)、耿氏假硬草(Pseudosclerochloa kengiana)、早熟禾(Poa annua)、播娘蒿(Descurainia sophia)、豬殃殃(Galium spurium)、薺菜(Capsella bursa-pastoris),以期為應(yīng)用該藥劑治理上述草害提供參考。
供試雜草包括7種禾本科雜草和3種闊葉雜草,所有供試雜草種子均采自小麥田。具體包括禾本科雜草菵草、日本看麥娘、看麥娘、大穗看麥娘、早熟禾、耿氏假硬草和多花黑麥草,闊葉類雜草播娘蒿、薺菜、豬殃殃。菵草、看麥娘、日本看麥娘、早熟禾、薺菜、豬殃殃、耿氏假硬草種子均采自揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院校內(nèi)小麥試驗(yàn)田,多花黑麥草和播娘蒿種子由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所徐洪樂采自其小麥試驗(yàn)田并贈(zèng)送。供試的撲草凈制劑為50%可濕性粉劑(山東勝邦綠野化學(xué)有限公司生產(chǎn),小麥田使用推薦劑量上限為1500 g/hm2,即有效成分750 g/hm2)。
2020年11月—2021年3月,取供試雜草種子播于直徑9 cm的培養(yǎng)皿中,置于光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行催芽,溫度設(shè)置為10℃/20℃(黑夜12 h/白天12 h)。雜草種子萌發(fā)時(shí)即播種到規(guī)格7 cm×7 cm×7 cm的塑料花盆中,每盒10粒,試驗(yàn)用土統(tǒng)一采用復(fù)合基質(zhì)(pH 6.8,總養(yǎng)分含量3.8%,南京多樂園藝有限公司生產(chǎn))與常規(guī)稻田土(pH 5.6,有機(jī)質(zhì)含量15 g/kg)按照1:1的體積比均勻混合,常規(guī)稻田土使用時(shí)經(jīng)過充分粉碎和過篩,并置于烘箱內(nèi)100℃條件下烘24 h,以殺滅其中的雜草種子。塑料花盆置于邊長(zhǎng)23 cm的正方形塑料托盤內(nèi),并轉(zhuǎn)移至揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院校內(nèi)玻璃溫室中繼續(xù)培養(yǎng),溫室光照采用自然光照,溫度為5~20℃。試驗(yàn)期間根據(jù)需要通過往托盤內(nèi)加水供應(yīng)試驗(yàn)植株水分需要。
設(shè)置2個(gè)撲草凈處理時(shí)期,即土壤處理和早期莖葉處理。土壤處理于雜草種子催芽播種后5天噴霧施藥,此時(shí)雜草正處于出苗期;早期莖葉處理時(shí)期為禾本科雜草2~3葉期,闊葉雜草2對(duì)(輪)真葉完全展開時(shí)噴霧施藥。噴霧設(shè)備噴頭孔徑為1.0 mm,噴霧壓力為0.2 MPa,噴液量500 L/hm2。對(duì)10種雜草的處理劑量設(shè)置為有效成分0、187.5、375、750、1500 g/hm2。每個(gè)處理重復(fù)4盆。施藥后繼續(xù)培養(yǎng)30天,收取每個(gè)花盆內(nèi)供試存活植株的地上部分,稱量鮮重,計(jì)算各處理下的供試材料死亡率和鮮重抑制率[式(1)]。
文中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。文中所有劑量均為有效成分用量。采用Excel 2010和SPSS 16.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)(independent samplet-test)和成對(duì)樣本T檢驗(yàn)(paired samplet-test)分析同種雜草在撲草凈不同施藥時(shí)期處理后對(duì)雜草抑制率間的差異性。
撲草凈用于土壤封閉和早期莖葉處理對(duì)豬殃殃均表現(xiàn)出一定的防除活性,且早期莖葉處理效果較好(圖1)。獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)的結(jié)果表明,撲草凈750 g/hm2劑量處理后30天,播后苗前處理對(duì)豬殃殃地上部分鮮重抑制率平均為82.36%,顯著低于早期莖葉處理的89.75%(P<0.05);187.5 g/hm2劑量處理后兩者之間也存在顯著性差異。在1500 g/hm2劑量處理后30天對(duì)豬殃殃的鮮重抑制率在2種施藥時(shí)期均達(dá)到90%以上。成對(duì)樣本T檢驗(yàn)結(jié)果顯示,在93.75~1500 g/hm2劑量處理后30天,撲草凈早期莖葉處理施藥對(duì)豬殃殃地上部分鮮重抑制率總體上顯著高于土壤處理施藥(P<0.05)。
圖1 撲草凈不同劑量在播后苗前和2對(duì)(輪)葉期處理30天后對(duì)豬殃殃、薺菜、播娘蒿地上部分鮮重抑制率
撲草凈用于播后苗前土壤封閉和早期莖葉處理對(duì)薺菜均表現(xiàn)出一定的防除活性(圖1)。撲草凈750、1500 g/hm2劑量處理后30天,2種施藥時(shí)期對(duì)薺菜地上部分鮮重抑制率均無顯著差異(P>0.05),750 g/hm2劑量處理后30天對(duì)薺菜的抑制率小于80%,1500 g/hm2劑量處理后30天對(duì)薺菜的抑制率在94%以上。較低劑量(93.75~375 g/hm2)撲草凈處理下,土壤處理施藥對(duì)薺菜的抑制率顯著高于早期莖葉處理,但均低于60%。
撲草凈用于早期莖葉處理對(duì)播娘蒿表現(xiàn)出較好的防除活性(圖1),在375、750、1500 g/hm2劑量處理后30天的鮮重抑制率分別達(dá)到89.64%、94.04%、100%。然而,該藥劑土壤處理對(duì)播娘蒿的防除活性相對(duì)較低,在375、750、1500 g/hm2劑量處理后30天的鮮重抑制率分別為31.27%、69.82%、89.82%。成對(duì)樣本T檢驗(yàn)顯示,撲草凈供試劑量在2種處理時(shí)期對(duì)播娘蒿的抑制率具有顯著性差異(P<0.05)。
撲草凈用于播后苗前土壤封閉和早期莖葉處理對(duì)看麥娘和日本看麥娘具有較好的防除活性,對(duì)大穗看麥娘的活性略低(圖2)。撲草凈劑量在187.5 g/hm2以上的各處理對(duì)看麥娘地上部分鮮重抑制率均在85%以上,特別是劑量在375 g/hm2以上各處理鮮重抑制率可達(dá)90%以上。成對(duì)樣本T檢驗(yàn)結(jié)果顯示,在93.75~1500 g/hm2劑量處理后30天,撲草凈早期莖葉處理施藥對(duì)日本看麥娘、大穗看麥娘地上部分鮮重抑制率均顯著高于土壤處理施藥(P<0.05)。撲草凈用于早期莖葉處理劑量在187.5 g/hm2以上時(shí),對(duì)日本看麥娘的抑制率均在85%以上;而187.5、375、750 g/hm2作土壤處理對(duì)日本看麥娘的抑制率僅38.13%、64.72%、81.49%,均顯著低于同一劑量的早期莖葉處理組(P<0.05)。撲草凈劑量在375、750、1500 g/hm2下對(duì)大穗看麥娘土壤處理的抑制率僅為59.83%、77.61%、90.43%,而早期莖葉處理的抑制率為76.69%、95.80%、100%。
圖2 撲草凈不同劑量在播后苗前和2~3葉期處理后30天對(duì)看麥娘、日本看麥娘、大穗看麥娘地上部分鮮重抑制率
撲草凈對(duì)菵草具有一定的防效,在較低劑量下對(duì)菵草2~3葉期幼苗的活性高于土壤封閉活性(圖3);撲草凈750 g/hm2土壤處理和早期莖葉處理后30天對(duì)菵草地上部分鮮重抑制率分別為85.97%和82.77%,兩者間無顯著性差異(P>0.05),較低劑量處理下的活性欠佳。撲草凈對(duì)多花黑麥草防效欠佳,高劑量早期莖葉處理活性高于土壤處理(圖3);推薦劑量倍量(1500 g/hm2)土壤處理和早期莖葉處理后30天對(duì)多花黑麥草地上部分鮮重抑制率僅為50.38%和78.82%,較低劑量處理下的抑制率低。撲草凈對(duì)早熟禾具有一定的防效,并且土壤處理和早期莖葉處理活性相近(圖3);撲草凈750 g/hm2土壤處理和早期莖葉處理后30天對(duì)早熟禾地上部分鮮重抑制率分別為90.98%和83.59%,兩者間無顯著性差異(P>0.05)。撲草凈375 g/hm2以上劑量對(duì)耿氏假硬草2~3葉期幼苗莖葉噴霧使用具有較好的防除活性(圖3);撲草凈187.5、375、750 g/hm2早期莖葉處理施藥后30天對(duì)耿氏假硬草地上部分鮮重抑制率分別達(dá)80.29%、93.87%、100%;而上述劑量土壤處理施藥后30天對(duì)耿氏假硬草地上部分鮮重抑制率分別為11.74%、41.45%、91.54%。
圖3 撲草凈不同劑量在播后苗前和2~3葉期處理后30天對(duì)菵草、多花黑麥草、早熟禾、耿氏假硬草地上部分鮮重抑制率
撲草凈可用于播娘蒿、豬殃殃早期莖葉處理防除。目前,中國(guó)小麥田闊葉雜草對(duì)ALS抑制劑抗藥性發(fā)生較為嚴(yán)重,抗ALS抑制劑豬殃殃、播娘蒿、薺菜等均有較多的報(bào)道[4]。撲草凈推薦在小麥2~3葉期使用,此時(shí)田間闊葉雜草處于萌芽期至2對(duì)(輪)葉期。景進(jìn)等[7]報(bào)道撲草凈可用于防控婆婆納(Veronica polita)、薺菜、豬殃殃、蒼耳(Xanthium strumarium)等闊葉雜草。張真益和胥國(guó)昌[8]報(bào)道撲草凈750 g/hm2劑量處理對(duì)牛繁縷(Myosoton aquaticum)防效達(dá)到92.15%。本研究發(fā)現(xiàn),撲草凈推薦劑量(750 g/hm2)對(duì)播娘蒿、豬殃殃幼苗具有較好防效,對(duì)薺菜幼苗防效不佳;對(duì)未出苗的播娘蒿、豬殃殃和薺菜防效均欠佳。因此,撲草凈可以用于抗ALS抑制劑播娘蒿、豬殃殃等闊葉雜草的防控,并對(duì)薺菜具有一定的抑制作用。為控制麥田闊葉雜草危害,麥田早期莖葉處理施用撲草凈應(yīng)與其他除草劑復(fù)配使用,以確保對(duì)闊葉雜草具有土壤封閉活性兼具早期莖葉處理活性[2]。
撲草凈早期莖葉處理使用對(duì)看麥娘、日本看麥娘、耿氏假硬草、早熟禾防效好,對(duì)大穗看麥娘、菵草具有較好的防效,對(duì)多花黑麥草防效不佳。在稻茬麥田菵草、日本看麥娘是危害最重、大面積廣泛發(fā)生的禾本科雜草,其次是看麥娘[1],這3種雜草是中國(guó)小麥田抗ACCase抑制劑、ALS抑制劑發(fā)生危害最重的雜草[9-11]。多花黑麥草、耿氏假硬草、大穗看麥娘在黃淮海麥區(qū)部分旱連作麥田大面積發(fā)生嚴(yán)重危害[12-13],中國(guó)多地報(bào)道了抗ACCase抑制劑的多花黑麥草、耿氏假硬草和大穗看麥娘種群[14-16]。高興祥等[17]在山東麥田發(fā)現(xiàn)抗ALS抑制劑大穗看麥娘種群。早熟禾在局部地區(qū)發(fā)生較重,該雜草對(duì)ACCase具有天然的靶標(biāo)抗性[18]。因此,小麥田禾本科雜草防控亟需ACCase抑制劑和ALS抑制劑之外的除草劑種類。本研究結(jié)果表明,撲草凈早期莖葉處理對(duì)看麥娘、日本看麥娘、耿氏假硬草、早熟禾具有高活性,對(duì)大穗看麥娘、菵草具有較好的防除效果,對(duì)多花黑麥草防效不佳。此外,撲草凈土壤處理對(duì)看麥娘、耿氏假硬草也有較好的防效。因此,撲草凈可以用于抗ACCase抑制劑或ALS抑制劑看麥娘、日本看麥娘、耿氏假硬草、早熟禾治理,并輔助用于上述相關(guān)抗藥性大穗看麥娘和菵草治理。在小麥2~3葉期,田間禾本科雜草大多數(shù)處于出苗期至2葉期,此時(shí)使用撲草凈防治禾本科草害可以與其他除草劑混配使用以增強(qiáng)藥效或擴(kuò)大殺草譜[19-20]。
撲草凈早期莖葉處理對(duì)看麥娘、日本看麥娘、大穗看麥娘、耿氏假硬草、早熟禾、播娘蒿、豬殃殃有效,對(duì)菵草和薺菜也有一定的防除活性,對(duì)多花黑麥草防效差。撲草凈推薦750 g/hm2對(duì)播娘蒿、豬殃殃、看麥娘、日本看麥娘、耿氏假硬草也具有土壤封閉活性。因此,撲草凈可作為麥田除草劑復(fù)配劑的重要組分,用于小麥田抗除草劑雜草的治理。