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二氯喹啉酸在烟草上发生药害原因及预防措施

2014-04-29于庆涛宾波曾钰

农学学报 2014年8期
关键词:除草剂烟草

于庆涛 宾波 曾钰

摘 要:简述了二氯喹啉酸作为中国水稻田常用的一种除草剂的特性及作用机理,回顾二氯喹啉酸在国内各烟草产区对烟草产生药害的历史,分析了二氯喹啉酸的使用对烟草产生药害的症状、原因及防治措施。通过各地的试验、实践得出如下结论。二氯喹啉酸是稻田中比较好的除草剂,对烟草产生的药害是可以防止的,通过轮作间隔期、合理施药等方法即可避免。但是,药害一旦发生,则很难通过生理生化等方法使烟草产生的畸形症状得以恢复。文章可为二氯喹啉酸类除草剂的合理使用提供依据及技术指导。

关键词:二氯喹啉酸;除草剂;烟草

中图分类号:S482.4 文献标志码:A 论文编号:2013-1021

Quinclorac Injury Occurred Causes and Preventive Measures on Tobacco

Yu Qingtao, Bin Bo, Zeng Yu

(Shaoyang City Branch of Hunan Provincial Tobacco Corporation, Shaoyang 422000, Hunan, China)

Abstract: Quinclorac, which was a common chemical herbicide in rice field in China its characteristics and mechanism was summarized. The history of the quinclorac caused drug harms to tobacco in Chinese tobacco producing areas were reviewed, the symptoms of drug harms were described, the reasons how the harms happened and how to prevent harms were analyzed. Through most of the rest, practice, it was the conclusion that quinclorac was effective chemical herbicide, the drug harms to tobacco could prevent. Rotation and rational use could avoid the drug harms due to quinclorac. Then once the drug harms occurred, tobacco malformation caused by the drug harms couldnt recover. The basis and technical guidance were provided for rational application and preventions of the tobacco harms occurrence.

Key words: Quinclorac; Herbicides; Tobacco

0 引言

化學农药是防治农作物病虫害及农产品丰收的重要保障,其中化学除草剂具有高效、省工的优点,可大幅度提高劳动生产率,为农业增产增收提供保障,但同时也易带来除草剂药害等一系列问题。从除草剂对作物的安全性角度来看,包括除草剂对当季作物的安全性及对后茬作物的安全性2个方面。二氯喹啉酸属激素型喹啉羧酸类除草剂,药效好、价格低,在水稻田大龄稗草及其他杂草的防除上发挥着极其重要的作用,目前在国内水稻上登记的二氯喹啉酸产品达150种以上[1]。但是,随着其用量的逐年增加,近些年在烟稻轮作区域发生稻田施用含二氯喹啉酸类除草剂导致后茬烟草产生药害而严重影响烟草种植的现象。2009年仅湖南省因除草剂造成的药害面积在667 hm2左右,造成了严重的经济损失[1]。江西每年约有4.5万hm2烟田发生除草剂药害。广东省五华县烟草曾发生大面积畸形,猜测是因为前茬稻田施用过二氯喹啉酸除草剂,对后茬烟草生产带来严重影响[2]。

1 二氯喹啉酸特性及分析

二氯喹啉酸通用名为quinclorac,化学名为3,7-二氯-8-喹啉羧酸,商品名为FACE,是由BASF公司于20世纪80年代首先开发的一类喹啉羧酸除草剂,主要用于防治稻田稗草,1~7叶期均有效,还可应用于休耕地、草坪、大田作物田防治马唐、牛筋草等禾本科杂草和部分阔叶杂草,施用适用期长,用量少,残效期长,对稗草特效。二氯喹啉酸是一种激素型除草剂,Grossmnann[3]认为其残留活性与其刺激植物乙烯生物合成密切相关,对陆生动物急性毒性试验显示其为一种低毒农药。

植物的组织可快速吸收二氯喹啉酸并传导到茎和顶端,致使杂草中毒[4],导致杂草组织迅速失绿甚至坏死,而电解质渗漏则是二氯喹啉酸作为激素型除草剂应具备的特点[5]。影响二氯喹啉酸作用的主要因素为土壤中有机质含量,另外也有研究证明二氯喹啉酸会随着环境温度的降低,其吸附率也下降,从而其在土壤中的持久性和有效量也减少。

2 作用机理

二氯喹啉酸是芽前芽后水田除草剂,处理后杂草叶片扭曲变形,颜色变红加深,14~28天整株杂草死亡。二氯喹啉酸的作用机理尚不确定,普遍认为与激素类除草剂作用机理类似。Grossmann[3-4]认为,二氯喹啉酸的选择性可能在其受体或随后的信号传导水平上,由生长素途径调节基因表达或逆转录,诱导ACC合成酶的合成并提高其活性,ACC氧化酶催化ACC稀释放出乙烯和氰化物,其中氰化物可以抑制多种生物化学过程,而乙烯可抑制细胞壁的合成,又因双子叶植物较为敏感,乙烯含量的增加可导致脱落酸ABA积累,阻碍植物生长使叶片衰老等。Koo等[5]则认为二氯喹啉酸的靶标位点位于细胞壁的生物合成中,从而抑制细胞壁的合成,因杂草种类不同而出现选择性差异是因为作用位点对二氯喹啉酸的敏感性差异所致。Berghaus等[6]研究发现,二氯喹啉酸对阔叶植物有激素型除草剂特点,症状与2,4-D相似,但在稗草中有其他作用机制。

3 二氯喹啉酸在烟草上发生药害症状

稻田残留除草剂一般在烟草的团棵期到旺长期产生药害症状,此时烟株处于旺盛的吸收土壤中水分及养分,在吸收同时极易将残留的农药也吸入体内,在揭膜或打顶前后有所表现,1~2天内突然表现药害症状。

研究表明,二氯喹啉酸对烟草的影响颇大,包括对烟草的叶片宽度和幼苗根的长度都有较大的抑制作用。轮作田前茬种植水稻,并施用过二氯喹啉酸,则后茬可用来种植烟草的安全间隔期为1年,可大大减少甚至消除二氯喹啉酸将对稻烟轮作地区烟叶的生产影响,在产量和质量方面皆有所体现。烟草受二氯喹啉酸直接(漂移等)或间接(前茬残留)危害后,新叶会不正常生长,叶片边缘将向下卷曲并向叶背面内卷皱缩,最后形成狭长叶形,更甚者会出现线状叶形,造成烟草大幅度减产,质量大大下降。

4 对烟草产生药害原因

在轮作田里,因为上一茬作物除草剂残留而对烟草产生药害的现象较为普遍,尤其在旱地烟草区及北方烟草小麦轮作的烟区较为突出。相对而言,对于南方水稻烟草轮作烟区在以前很少发生此种药害,但近年来,随除草剂用量逐年增大而有烟草药害增多的趋势,其中,二氯喹啉酸由于在酸性土壤中降解较为缓慢,极易导致后茬敏感作物造成严重危害,特别在水稻与烟草轮作产区,容易造成烟草生长畸形[4]。

陈泽鹏等[2,7]研究表明,导致烟草药害的主要原因是农药残留,试验对二氯喹啉酸、草甘膦、二甲四氯、丁草胺等数十种除草剂进行室内测定,发现二氯喹啉酸造成的药害最严重,抑制率高达60%以上,有的甚至导致新叶不能正常生长。李晶新等[8]研究表明,当二氯喹啉酸的浓度为0.05、0.25、1.25 mg/L时,对烟草种子发芽抑制作用明显,差异显著。王静[9]对二氯喹啉酸土壤残留引起烟草药害的生理生化机制进行了研究,阐述了烟草叶片组织中蛋白质、叶绿素、氨基酸等的含量和保护酶系统与畸形烟草之间可能存在的关系。研究还表明,二氯喹啉酸经过烟草吸收及运输传导,导致烟草顶部叶片出现畸形,出现激素除草剂药害的症状[10-13]。在田间,残留量为2.08×10-3 mg/mL时就会造成烟草畸形,症状也将随着浓度的升高而加重,另外,烟草叶片蛋白质的含量也大大降低,比正常值低了约30%[12]。

5 预防措施

国内对二氯喹啉酸残留而造成药害的治理还停留在摸索阶段。二氯喹啉酸施用于农田后,可被土壤微粒少量吸收,吸收的量因土壤类型和土壤有机物含量的差异而不相同。存在于土壤的部分微生物可降解二氯喹啉酸,降解速度因土壤施药量、土壤氧气含量以及土壤温度不同而不同,适当提高土壤温度可促进其分解。陈泽鹏等[7]采用多种手段进行了盆栽模拟解毒试验,拟缓解土壤中残留二氯喹啉酸对烟草畸形生长的影响。

研究表明,假如土壤中二氯喹啉酸的含量超过了烟草的忍耐度,则植物生长调节剂类药剂几乎不可能使烟草恢复正常生长,但叶片肥的使用对急性药害可能会有一定的恢复效果,即使如此,对于已经产生畸形的烟草叶片肥亦无法使其恢复正常生长[14-15]。但是,利用生石灰并掌握好使用的质量分数以及使用活性炭,可形成保护带,防止二氯喹啉酸对烟草的伤害。

国家烟草局早就明确的规定了禁止使用的除草剂成分,但在实际生产中,使用可能危害烟株的除草剂现象还时有发生。农民看中的是高效、用量少、残留期限长的除草剂,盲目重复使用,加大剂量使用和施药方法不规范现象严重。用药量的盲目加大,可导致土壤有机质含量降低,土壤微生态平衡受到严重破坏。值得一提的是,使用过二氯喹啉酸的水稻田的水去浇灌烟草等敏感作物,也会造成除草剂药害。

较为普遍认可的预防方法为:(1)采用恰当的施药方法,根据除草剂性能及天气情况来决定施药方法;(2)合理选择除草剂,把握好施用适期适当用药,降低长残留除草剂的施药剂量;(3)准确了解土壤质地、环境气候因素等,因地制宜合理用药;(4)掌握好药剂间隔期,合理轮作,要求施用12個月内不能种植茄子、烟草。对于水稻烟草轮作田应采用其他药剂防治水稻杂草,或施过1次二氯喹啉酸的1年后才种植烟草[15]。

6 展望

水稻是中国第一大粮食作物和农作物,约有0.3亿hm2,产量年均约2亿t,而受到杂草危害减产多达1000万t。随着农村劳动力的城市化发展,人工除草由以往的正常事情变成了极难完成的任务,除草剂的需求日益增大,而二氯喹啉酸药效好,价格低,广受农户追捧,国内水稻上登记的二氯喹啉酸产品多达150多个。除此之外,已登记的乙草胺和苄嘧磺隆为主要成分的商品化的除草剂亦对烟草敏感。在实际生产应用中,很多的药品亦会有毒副作用或者对其他植物威胁作用的产生,要应用其有利的一面,通过适宜时期施药,明确不同作物轮作间隔期等措施,避免危险或将危险程度降到最低。同时,需要积极研究二氯喹啉酸的解毒方法,通过生石灰施用、激素调节、烟叶酶的调整等措施,找到一种或几种缓解或消除二氯喹啉酸对烟草产生药害的影响,保证烟草环境安全和质量品质,使水稻低成本丰收,找到解决问题的最佳途径。

参考文献

[1] 宋稳成,余苹中.二氯喹啉酸的生态毒理学研究进展[J].农药科学与管理,2006,25(9):13-17.

[2] 陈泽鹏,王静,万树青,等.广东部分地区烟叶畸形生长的原因及治理的研究[J].中国烟草学报,2004,10(3):34-37.

[3] Grossmann K, Kwiakowski J. Evidence for a causative role of cyanide, derived from ethylene biosynthesis, in the herbicidal made of action of quinclorac in barnyard grass[J]. Pesticide biochemistry and physiology,1995,51(2):150-160.

[4] Grossmann K. Quinclorac belongs to a new class of highly selective auxin herbicides[J]. Weed Science,1998,46(6):707-716.

[5] Koo S J, Neal J C, DiTomaso J M. Mechanism of action and selectivity of quinclorac in grass roots[J]. Pesticide biochemistry and physiology,1997,57(1):44-53.

[6] Berghaus R, Wuerzer B. The mode of action of the new experimental herbicide quinclorac (BAS 514H)[A]. Proceedings 11th Asian-Pacific Weed Science Society Conference[C].1987:81-87.

[7] 李晶新,韩锦峰,刘华山.二氯喹啉酸对烤烟种子萌发及幼苗生长的影响[J].河南农业科学,2010(2):37-39.

[8] 王静.土壤残留二氯喹啉酸引起烟草畸形生长的研究[D].广东:华南农业大学,2004.

[9] 宋稳成,杨仁斌,郭广元,等.二氯喹啉酸除草剂残留与讲解研究进展[J].世界农药,2005,27(3):42-44.

[10] 陈泽鹏,邓建朝,万树青,等.二氯喹啉酸致烟草畸形的解毒剂筛选与解毒效果[J].生态环境,2007,16(2):453-456.

[11] 李欣.二氯喹啉酸在煙地中的残留降解吸附及烟地和烟叶中的效应研究[D].湖南:湖南农业大学,2011:16-23.

[12] 韩锦峰,张志勇,刘华山,等.稻田残留二氯喹啉酸对后茬烤烟的危害及其修复研究进展[J].中国烟草学报,2013,19(1):81-83.

[13] 刘华山,左涛,韩锦峰,等.降解菌H36对二氯喹啉酸胁迫下烤烟茎尖及叶片超微结构的影响[J].植物生态学报,2012,36(3):262-268.

[14] 易建华,韩锦峰,刘华山,等.博德特氏菌HN36对二氯喹啉酸胁迫下烤烟的修复效应[J].河南农业科学,2012,41(3):51-55.

[15] 黄光环.二氯喹啉酸发生药害原因及预防措施[J].福建农业科技,2010,5:59-60.

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