王俊平 于佳星 李俊 董立尧

摘要

為了明确新型除草剂NC1的杀草谱、施药时期、使用剂量及对水稻的安全性，采用种子生物测定法测定34.5% NC1悬浮剂对稗草的生物活性，并与30%丙草胺乳油进行比较;采用室内整株生物测定法测定34.5% NC1 SC不同时期处理对禾本科杂草的控制作用和对水稻的安全性，并进行田间验证。结果表明：NC1对稗草种子的生物活性优于对照药剂丙草胺，且用量低。播后苗前用有效成分用量30 g/hm2 NC1 SC土壤处理，对供试敏感和抗性禾本科杂草的鲜重抑制率均高于93.26%，对水稻的选择性指数为4.12～27.82，对水稻安全;在杂草2.5～3.5叶期用有效成分用量144 g/hm2 NC1 SC茎叶喷雾处理，对稗属敏感杂草的鲜重抑制率均高于90.57%，对稗属抗性杂草、千金子、马唐的鲜重抑制效果稍差。9～144 g/hm2 NC1 SC茎叶喷雾对1.5～3.5叶期的水稻安全，其鲜重与对照相比无显著差异。田间试验表明：34.5% NC1 SC在直播水稻田播后苗前以有效成分用量60～75 g/hm2土壤处理或杂草1.5～2叶期以有效成分用量100～112.5 g/hm2茎叶处理，对禾本科杂草的防效均高于92.47%，且目测对水稻生长均无影响。NC1可以有效防除水稻田一年生禾本科杂草且对水稻安全。

  关键词

杂草防除;水稻;酰胺类除草剂;禾本科杂草;施药时期;安全性

中图分类号：

S451.21

文献标识码：A

DOI：10.16688/j.zwbh.2020663

Herbicidal activity of the newtype amide herbicide NC1 and its safety on rice

WANG Junping，YU Jiaxing，LI Jun，DONG Liyao*

（College of Plant Protection， Key Laboratory of Integrated Management of Crop Diseases and

Pests， Ministry of Education， Nanjing Agricultural University， Nanjing210095， China）

Abstract

To clarify the weed spectrum， application period， application dosage and safety to rice of NC1， herbicidal activity of NC1 34.5% SC against Echinochloa crusgalli var. crusgalli was determined using seed bioassay， and the pretilachlor 30% EC was used as a control. A wholeplant bioassay was conducted to determine the herbicidal activity of NC1 34.5% SC on annual gramineous weeds and safety to rice， and field trials were then performed to confirm its performance in the control of annual gramineous weeds and rice safety. The results revealed that the bioactivity of NC1 to the seeds of E.crusgalli var. crusgalli was better than that of pretilachlor 30% EC （the control） at much lower dosage. As a preemergence herbicide at a dose of 30 g/hm2，  the fresh weight inhibition rates of NC1 34.5% SC against the susceptible and resistant annual gramineous weeds were all above 93.26%; the selectivity index （Z） of rice ranged from 4.12 to 27.82， and it was safe to rice. At the 2.5 to 3.5leaf stages of grass weeds， the fresh weight inhibition rates of 144 g/hm2 NC1 to susceptible Echinochloa spp. were all above 90.57% after foliar spray treatment， but its effects to resistant Echinochloa spp.， Leptochloa chinensis and Digitaria sanguinalis were slightly lower. It was safe for rice at the 1.5 to 3.5leaf stage and there was no significant difference in fresh weight between 9144 g/hm2 NC1 treatment and control. Field test results showed that， when NC1 was treated with the dose of 60 and 75 g/hm2 as a preemergence herbicide， or by foliar spray treatment at the 1.5 to 2leaf stage at the dose of 100 and 112.5 g/hm2， the control efficacies of annual gramineous weeds were both higher than 92.47% and no negative effect on the growth of rice seedlings was observed by visual inspection. NC1 could be applied in rice fields to effectively control annual gramineous weeds and was safe to rice seedlings.

Key words

weed control;rice;amide herbicide;gramineous weed;application period;safety

水稻是世界三大粮食作物之一，也是我国最主要的粮食作物，其播种面积占全国粮食播种面积的30%左右，产量占50%左右[1- 2]。水稻作为重要的农作物，保障其生产安全具有重要的意义，但杂草是影响水稻产量和品质的重要因素之一[3 -4]。据统计，我国水稻每年因杂草危害造成的产量损失约1 000万t，平均损失率在15%左右，危害严重时造成水稻减产50%以上[5]。近年来，随着农村劳动力的减少，水稻从传统的移栽方式向直播方式转变[6 -7]，稻田禾本科杂草演变为以稗Echinochloa crusgalli var. crusgalli、无芒稗E.crusgalli var. mitis、西来稗E.crusgalli var. zelayensis、硬稃稗E.glabrescens、千金子Leptochloa chinensis、马唐Digitaria sanguinalis等多种杂草种群混生危害，给稻田杂草防除提出了新的挑战[8 -9]。

化学防除仍是目前稻田杂草治理最经济有效的方法，为水稻丰产丰收作出了巨大的贡献[10]。但是随着除草剂长时间大量使用也带来了杂草抗药性、杂草群落演替、常规药剂防效不理想、水稻药害等问题[11]，特别是稻田杂草抗药性问题发生严重，据报道，全球已经有164种稻田杂草生物型对9种不同作用机理的除草剂产生了抗药性[12]。农民为了有效防除田间抗性杂草，随意提高除草剂用量的现象普遍存在，这样不仅提高了稻田杂草化学防除的成本，而且导致水稻药害严重，甚至颗粒无收，还会严重破坏生态系统的平衡[13 -15]。针对稻田杂草发生新形势以及防除现状，研发新型高效、安全、可有效防除稻田杂草的除草剂具有重要的意义[16- 18]。

NC1是一种能有效防除水稻田禾本科杂草、对阔叶草和莎草无效的新型酰胺类除草剂。目前尚无任何关于NC1的除草活性及其对作物安全性的报道。本文的主要目的：1）明确NC1防除稻田禾本科杂草的使用剂量和时期;2）田间试验评价NC1对水稻田禾本科杂草的作用，以期为该药剂的推广使用提供理论依据及实践指导。

1材料与方法

1.1供试材料

供试杂草：杂草种子采集信息见表1。敏感和抗性的杂草种子均采自农田，后置于阴凉处自然風干，随后装入种子袋中，将其储存在4℃冰箱里待用，每年繁种以保持种子活力。抗性种群每年繁种时用相应的药剂处理，使其保持抗性。

供试水稻：籼稻‘旱优73’、粳稻‘徐稻9号’、糯稻‘大华1号’于2017年购买于市场，粳稻‘淮稻5号’由农户提供。

1.2供试药剂

34.5% NC1悬浮剂（SC），南京农业大学植物保护学院除草剂毒理与抗药性实验室提供;30%丙草胺乳油（EC），江苏东宝农药化工股份有限公司;40%苄嘧·丙草胺可湿性粉剂（WP），浙江天一农化有限公司市售产品;60 g/L五氟·氰氟草可分散油悬浮剂（OD），科迪华农业科技有限责任公司产品。

1.3试验方法

1.3.1  种子生物测定法测定NC1对稗草的生物活性

参照徐洪乐的种子生物测定法，并略作改动[19]，将15粒已解除休眠的稗草种子放于铺有两层定性滤纸直径为9 cm的培养皿中， 每个处理4次重复，加入5 mL 0.025、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8 mg/L 的NC1（浓度根据预试验确定，均为有效成分用量），以丙草胺作为对照药剂。加盖保持湿润，并封上封口膜，置于光照培养箱内（昼夜温度30℃/25℃;光照周期：L∥D=12 h∥12 h，光照强度为8 000 lx）。10 d后测量稗草的根（芽）长，计算根（芽）长抑制率。

1.3.2NC1土壤处理对禾本科杂草的生物活性

根据前期预试验药剂剂量，设置34.5% NC1 SC有效成分用量1.875、3.75、7.5、15、30、60 g/hm2， 以清水喷雾为对照，每个处理设置4个重复。参照Fang等的室内整株生物测定法[20]，将取自南京城郊的农田土和江苏兴农基质科技公司的有机栽培基质肥按质量比1 ∶1混匀，过筛并高温灭菌，混合土pH为6.1，有机质含量为1.4%。将混合土装入规格为7 cm×7 cm×7 cm且底部打孔的小白盒中，底部吸水至土壤水分饱和，分别播种20粒已经解除休眠的杂草种子，并覆上1～2 cm的细土，播后3 d保持土壤湿润，杂草未出芽时进行土壤喷雾。采用农业农村部南京农业机械化研究所生产的3WP2000型行走式生测喷雾塔进行喷雾，喷头型号为TP6501E扇形喷头，流量为390 mL/min，有效喷幅350 mm，行走距离1 340 mm，行走速度432 mm/s，喷液压力为0.3 MPa，喷雾高度200 mm，喷雾面积0.312 m2。 按公式（1）称取药剂质量（m）并稀释到所需要的剂量;按公式（2）计算喷液量（V），其中喷雾塔喷液量与田间喷液量45 L/667m2保持一致，建议喷施20 mL。 待药剂晾干后，放入温室培养（模拟田间生长环境，光照为自然光照），需要时从小白盒底部浇水以保持土壤湿润。施药后30 d，剪下杂草地上部分称鲜重，按公式（3）计算鲜重抑制率。

药剂质量=（药剂设置有效成分剂量×喷雾面积×配置体积）/（制剂质量×10 000×喷液量） （1）

喷液量=田间每平方米用水量×喷雾面积 （2）

鲜重抑制率=（对照组鲜重-处理组鲜重）/对照组鲜重×100% （3）

1.3.3NC1茎叶处理对禾本科杂草的生物活性

根据前期预试验药剂剂量，设置34.5% NC1 SC的有效成分用量9、18、36、72、144、288 g/hm2，以清水喷雾为对照。每盆播种已经解除休眠的杂草种子20粒左右，培养方法同1.3.2。待杂草长至2.5～3.5叶期时，每盆定苗至长势一致杂草10株且每个处理4盆。喷雾塔参数为行走速度291 mm/s，喷雾高度300 mm，喷雾面积0.469 m2，喷雾塔喷液量与田间喷液量45 L/667m2保持一致，建议喷施30 mL。药后21 d，将杂草地上部分剪下称鲜重，并计算鲜重抑制率。

1.3.4NC1对不同类型水稻的安全性

选取3种不同类型的水稻：籼稻‘旱优73’、粳稻‘徐稻9号’、糯稻‘大华1号’室内模拟旱直播的条件，每盆播种水稻种子15粒左右，并与杂草（稗属杂草、千金子、马唐）同时播种。水稻播后3 d进行土壤处理，施药方法及药后培养条件同1.3.2。计算水稻与杂草的选择性指数（Z），当Z<2表示对作物不安全;当24表示对作物安全[21]。

Z=抑制水稻10%的剂量/抑制杂草90%的剂量。

1.3.5NC1对不同叶龄水稻的安全性

间隔一定时间播种3种不同类型的水稻，待水稻分别生长到1.5、2.5、3.5叶期时进行茎叶喷雾，其他条件同1.3.3。

1.3.6NC1土壤处理田间试验

田间试验于2018年6至8月在江苏省扬州市江都区宜陵镇同心村进行，试验地前茬为小麦，试验地主要发生稗、千金子等一年生禾本科杂草。水稻（‘淮稻5号’）于2018年6月19日播种， 播后3 d喷雾处理，34.5% NC1 SC的有效成分用量60、75、90、150 g/hm2， 以40%苄嘧·丙草胺WP有效成分用量480 g/hm2为对照药剂。每个处理设3个重复，随机区组排列，每个小区面积20 m2（4 m×5 m）。喷雾使用新加坡利农HD400手动喷雾器（容量为16 L），配除草剂专用扇形喷头，喷雾压力为450 kPa，喷液量为45 L/667m2。施药时田块平整，保证供试各小区畦面无明显积水，施药后确保土壤湿润。调查采取随机取样计数法，于药后45 d每个小区取3个点，每个点0.25 m2，分别记录样方内的禾本科杂草株数并称取鲜重，计算株防效和鲜重防效。

1.3.7NC1茎叶处理田间试验

于雜草1.5～2叶期喷雾处理，34.5% NC1 SC有效成分用量100、112.5、125、250 g/hm2，以60 g/L五氟·氰氟草OD有效成分用量180 g/hm2 为对照药剂，施药时先排除多余田水，保持水膜或1～2 cm浅水层;药后24 h回水正常管理，确保不没秧心。其他条件同1.3.6。

1.4数据分析

试验数据通过DPS 15.10、Excel 2010进行统计分析，并用Duncan氏新复极差法（P<0.05）进行显著性分析。

2结果与分析

2.1种子生物测定法测定NC1对稗草的生物活性

由表2可知：34.5% NC1 SC处理稗草种子后10 d，对敏感和抗性稗草芽长的EC90分别为0.15 mg/L 和0.36 mg/L，对根长的EC90分别为0.09 mg/L和0.15 mg/L; 30%丙草胺EC处理稗草种子，对敏感和抗性稗草芽长的EC90分别为0.25 mg/L和0.60 mg/L，对根长的EC90分别为0.16 mg/L和0.33 mg/L。NC1对稗草根长抑制作用优于芽长，与对照药剂丙草胺抑制作用一致，但NC1的用量更低。

2.2NC1土壤处理对禾本科杂草的生物活性

由表3可知，药后30 d， 34.5% NC1 SC土壤处理对稗属杂草、千金子、马唐均具有较高的生物活性，其ED90为4.56～26.41 g/hm2。在有效成分用量7.5 g/hm2  时，对敏感千金子、马唐和抗性千金子的鲜重抑制率高于93.66%;在有效成 分用量30 g/hm2时，对稗属敏感和抗性的杂草鲜重抑制率均高于93.26%。

2.3NC1茎叶处理对禾本科杂草的生物活性

由表4可知，药后21 d， 34.5% NC1 SC茎叶处理对2.5～3.5叶期禾本科杂草的生物活性要弱于土壤处理，对抗性杂草的鲜重抑制效果要低于同种敏感杂草，其ED90为118.34～274.86 g/hm2。对千金子、马唐的鲜重抑制效果较差。在有效成分用量144 g/hm2时， 34.5% NC1 SC对稗属敏感杂草的鲜重抑制率高于90.57%;对稗属抗性杂草的鲜重抑制率为71.39%～86.78%。在有效成分用量288 g/hm2时，对敏感千金子、马唐的鲜重抑制率分别为88.43%和93.07%;对抗性千金子的鲜重抑制率为57.34%。

2.4NC1对不同类型水稻的安全性

施药后目测观察，各药剂处理土壤后水稻种子均能顺利萌发，且株高、叶色、叶片数均生长正常，未见药害。由表5可知，34.5% NC1 SC土壤处理对水稻（籼稻‘旱优73’、粳稻‘徐稻9号’、糯稻‘大华1号’）和禾本科杂草（稗、西来稗、硬稃稗、无芒稗、千金子、马唐）的选择性指数在4.12～27.82之间，大于4，表明34.5% NC1 SC对供试水稻安全。在有效成分用量60 g/hm2时，对籼稻的抑制率为7.14%，鲜重显著低于对照，且NC1各剂量处理对籼稻鲜重抑制率要高于粳稻和糯稻的鲜重抑制率。因此针对不同类型水稻施药时，要注意使用剂量。

2.5NC1对不同叶龄水稻的安全性

施药后目测观察，各药剂处理的水稻株高、叶色、叶片数均生长正常，未见药害。由表6可知，34.5% NC1 SC有效成分用量9～288 g/hm2范围内茎叶处理，各处理2.5、3.5叶期的水稻（籼稻‘旱优73’、粳稻‘徐稻9号’、糯稻‘大华1号’）的鲜重与清水对照无显著差异，说明对供试水稻安全;有效成分用量9～144 g/hm2时，1.5叶期的3种水稻的鲜重与清水对照无显著差异，说明对供试水稻均安全，但当有效成分用量为288 g/hm2时，对籼稻、粳稻的抑制率分别为7.80%、7.48%，鲜重显著低于清水对照，且NC1各处理剂量对1.5叶期水稻的鲜重抑制率要高于2.5、3.5叶期水稻的鲜重抑制率，因此早期施药时要注意使用剂量。

2.6NC1土壤处理田间药效试验结果

34.5% NC1 SC土壤处理后45 d，对直播水稻田禾本科杂草的株防效和鲜重防效较好，且目测对水稻生长没有影响。由表7可知，在有效成分用量75 g/hm2的中剂量下对稗草的株防效和鲜重防效均为100.00%，均显著高于对照药剂40%苄嘧·丙草胺WP 480 g/hm2的株防效（88.01%）和鲜重防效（86.37%），而与其他处理无显著差异;对千金子的株防效和鲜重防效分别为97.85%和99.45%，显著高于对照药剂40%苄嘧·丙草胺WP 480 g/hm2的防效（分别为66.59%和77.06%），而与其他处理无显著差异。

2.7NC1茎叶处理田间药效试验结果

34.5% NC1 SC茎叶处理后45 d，对直播水稻田1.5～2叶期禾本科杂草的株防效和鲜重防效较好，且目测对水稻生长没有影响。由表8可知，在有效成分用量112.5 g/hm2的中剂量下对稗草的株防效和鲜重防效分别为98.44%和99.30%，均显著高于低剂量100 g/hm2的防效（分别为96.78%和98.58%），而与对照药剂60 g/L五氟·氰氟草OD 180 g/hm2的防效（分别为98.44%和99.40%）及高剂量125 g/hm2的防效（分别为99.71%和99.88%） 无显著差异;对千金子的株防效和鲜重防效均为100.00%，均显著高于对照药剂60 g/L五氟·氰氟草OD 180 g/hm2的防效（分别为80.87%和88.47%），而与其他处理无显著差异。

3结论与讨论

NC1是一种新型的酰胺类除草剂，通过抑制杂草种子萌发过程中各种蛋白酶的合成，阻碍营养物质的运输，以此干扰蛋白质的合成，表现为幼芽受害、胚芽鞘变粗、叶片畸形等症状。本研究发现：34.5%  NC1 SC用作土壤处理剂时，有效成分用量60 g/hm2对室内和田间的禾本科杂草抑制效果均在90%以上，说明NC1可以用于土壤处理。 室内以有效成分用量144 g/hm2茎叶处理，对2.5～3.5叶期的敏感稗属杂草鲜重抑制率均高于90.57%，但对抗性稗属杂草、千金子的抑制效果稍差。由田间试验可知在杂草1.5～2叶期采用有效成分用量100～112.5 g/hm2 茎叶处理，对禾本科杂草的防效高于96.78%，说明NC1适宜于早期茎叶处理，可以在杂草出苗前或萌芽期到2叶期以前处理，与酰胺类除草剂的最佳除草时期一致[22]。

NC1作为土壤处理剂时，对抗五氟磺草胺的稗属杂草、抗氰氟草酯千金子、抗二氯喹啉酸西来稗均具有较高的抑制效果，因此可以作为杂草抗性治理的候选药剂。目前，ALS类、ACCase類、激素类茎叶处理除草剂抗性发展速度快[23 24]，而苗前使用的酰胺类除草剂的抗性发展相对较慢[25]，为NC1推广和杂草抗药性治理提供了理论基础。随着传统移栽水稻向直播水稻的转变，马唐等旱生杂草加重，目前防除水稻田马唐的药剂主要为噁唑酰草胺（metamifop）[26]。34.5% NC1 SC有效成分用量7.5 g/hm2土壤处理对马唐的抑制效果达到93.66%，可以作为旱直播水稻田防除马唐的候选药剂。同时，NC1对水稻具有较好的安全性且用量低：NC1土壤处理对不同类型的水稻均具有较好的选择性;NC1对种子的抑制活性测定表明，其对稗草根长和芽长的抑制活性均高于对照药剂丙草胺，且用量低。目前水稻田苗前除草剂主要以丙草胺、丁草胺（butachor）、苯噻酰草胺（mefenacet）为主，但用量大，且使用不当会造成药害[27- 28];34.5% NC1 SC有效成分用量144 g/hm2茎叶处理对不同类型的1.5叶期水稻均具有较好的安全性，因此可以抓住这个关键时期施药。目前水稻田茎叶处理剂一般对低龄水稻有危害，如二氯喹啉酸对低龄水稻药害严重，易形成葱管叶[29]。

针对水稻田多种禾本科杂草对ALS类、ACCase 类、激素类等除草剂产生了抗性的问题，建议可以将NC1作为选择性除草剂，在播后苗前以有效成分用量60～75 g/hm2进行土壤处理或杂草1.5～2叶期采用100～112.5 g/hm2茎叶喷雾处理，可以安全、有效地防除水稻田抗性禾本科杂草，应用前景广阔。

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收稿日期：2020 12 10修订日期：2020 12 28

基金项目：

国家重点研发计划（2018YFD0200300）

* 通信作者

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