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江苏沿海地区麦田禾本科杂草对登记除草剂抗性初探

2021-02-03卞康亚王风良沈田辉朱展飞韦运河谷欢崔家华

农学学报 2021年3期
关键词:防效抗性除草剂

卞康亚 王风良 沈田辉 朱展飞 韦运河 谷欢 崔家华

摘要:為了规范麦田科学用药,探究常用茎叶除草剂对江苏沿海地区麦田禾本科杂草的防除效果,整理了用于麦田禾本科杂草茎叶化除的登记性除草剂,通过田间药效试验探究11个除草剂处理对麦田禾本科杂草的防除效果。结果表明:炔草酯在登记用量内单独使用株防效只有17.98%,异丙隆提高25%登记用量株防效为63.17%,炔草酯与异丙隆混用和复配在不同剂量下的株防效为55.58%~89.99%,啶磺草胺与炔草酯混用的株防效为56.68%,甲基二磺隆与异丙隆混用的株防效为63.7%,唑啉草酯登记用量下株防效只有47.38%,但鲜重防效为80.46%,环吡氟草酮作为新型除草剂对禾本科杂草株防效可达99.05%。由此得出,除草剂需进行复配使用增加防效延缓抗性,加大推广环吡氟草酮等高效低抗新型除草剂,同时对陈旧除草剂登记信息进行更新以更好地指导用药。

关键词:农药登记;禾本科杂草;除草剂;环吡氟草酮;防效;抗性

中图分类号:S451.221文献标志码:A论文编号:cjas20190900181

Resistance to Registered Herbicides: Gramineae Weeds in Wheat Field in the Coastal Areas of Jiangsu

Bian Kangya1, Wang Fengliang1, Shen Tianhui1, Zhu Zhanfei1, Wei Yunhe2, Gu Huan2, Cui Jiahua1, Che Jinying1, Zhang Yu1, Zhang Haibo1, Chen Hua1, Zhu Jiaping1

(1Dafeng Plant Protection Station, Yancheng 224100, Jiangsu, China;

2Dafeng Crop Cultivation Technology Guidance Station, Yancheng 224100, Jiangsu, China)

Abstract: The objective is to regulate the scientific use of herbicides in wheat fields, and to investigate the control effect of common stem and leaf herbicides on the weeds in wheat fields in the coastal areas of Jiangsu Province. The registered herbicides used for stem and leaf removal in the weeds in wheat fields were sorted out, and the control effects of 11 herbicides on weeds in wheat fields were investigated through field efficacy trial. The results showed that within the dosage of registration, the control effect with clodinafop-propargyl alone was only 17.98%, isoproturon increased 25% dosage of registration had control effect of 63.17%, clodinafoppropargyl compounded with isoproturon provided control effect from 55.58% to 89.99% under different doses, pyroxsulam compounded with Clodinafop- propargyl provided control effect of 56.68% , mesosulfuron compounded with isoproturon provided control effect of 63.7%. Within the registered dosage, azoline oxalate had only control effect of 47.38%, but the control effect of fresh weight was 80.46%. As a new herbicide, the control effect of cyclopyrazorone on grass weeds was 99.05%. The conclusion is that herbicides should be compounded to improve the control effect and delay the resistance effect, new herbicides with high efficiency and low resistance such as cyclohexanone should be promoted, meanwhile the registration information of old herbicides should be updated for the better use of pesticide.

Keywords: Pesticide Registration; Grass Weeds; Herbicide; Cyclopylofluorophenone; Control Effect; Resistance

0引言

中国小麦常年种植面积超过3000万hm2,总产量约1亿t,占粮食总产量的22%[1]。麦田草害是影响小麦产量和品质的重要因素,全国麦田草害面积年均1000万hm2,其中严重危害面积270万hm2[2]。据统计年均因杂草导致麦田减产的比例为10%~30%,严重时达70%以上,甚至绝收[3]。小麦是江苏省重要的粮食作物,常年种植面积约220万hm2,据省植保部门统计,经过防治后江苏全省每年仍因草害损失小麦5万t以上[4]。大丰地处江苏六大农业区的沿海农业区,小麦常年种植面积超过5万hm2[5]。据大丰植保部门统计,常年因杂草导致麦田减产超过1000 t,每年挽回损失4万t以上,麦田杂草是构成大丰小麦减产的重要威胁。

随着栽培方式的改变、杂草抗药性增强、除草剂药种的单一使用等,大丰麦田草相发生了很大变化。20世纪80年代麦田禾本科杂草优势种为棒头草、看麦娘、早熟禾,到21世纪初硬草、看麦娘种群上升,植保部门2017—2018年普查发现,麦田禾本科杂草优势种为日本看麦娘、菵草、硬草等[6-7]。防除小麦田禾本科杂草的除草剂主要为炔草酯、异丙隆、甲基二磺隆、啶磺草胺等,冬前化除占比不到20%,农户过分依赖春后茎叶化除[4]。近年来不断有农户反映除草剂打不死杂草,为追求防效不断加大药量,造成药害发生,且集中在防除禾本科杂草[8]。

新《农药管理条例》的实施加强了农药的管理和使用,笔者整理了国内已经登记的用于防除小麦田禾本科杂草茎叶化除的除草剂,选用了已获得登记的当地较常用的11个除草剂不同剂量和混用组合进行试验,以期明确各除草剂的化除效果,探究大丰区麦田禾本科杂草对除草剂的抗性水平,提出当前杂草防除亟需解决的问题,为指导当地及江苏沿海地区麦田禾本科杂草科学化除提供参考。

1登记药剂分析

1.1登记农药概况

2017年6月1日中国修订的《农药管理条例》正式颁布实施,新条例中明確规定:“农药使用者应当严格按照农药的标签标注的适用范围、施用方法和剂量、使用技术要求和注意事项使用农药,不能扩大适用范围,加大用药剂量或改变使用方式”。因此,防除麦田禾本科杂草茎叶化除一定要选择在农业农村部登记过用于防除此类杂草的药种。对此笔者对通过登记的药剂品种进行了分析归纳。截止到2021年1月14日,中国登记的用于冬小麦田防除禾本科杂草茎叶化除的药剂品种共有413个,其中单剂316个,复配剂97个,涉及有效成分10个,配方组合65个,见表1、表2。

1.1.1苯氧羧酸类苯氧羧酸类除草剂应用于冬麦田禾本科茎叶化除的为炔草酯和精噁唑禾草灵。炔草酯是由诺华公司研发并于1991年推出上市。国内最早由瑞士先正达公司于2009年9月21日登记了15%炔草酯WP[9]。截止到2021年1月14日国内已经登记了炔草酯单剂15个,涉及135个登记产品,复配剂17个组合,涉及40个登记产品,在防除冬麦田禾本科茎叶化除除草剂中数量排列第一。2014年江苏南通最早报道禾本科杂草对炔草酯产生了抗性,早熟禾、菵草、日本看麦娘对炔草酯都产生了较高抗性,15%炔草酯750 g/hm2对麦田禾本科杂草防效差[10]。精噁唑禾草灵由法国万安特作物科学公司1998年在中国首次获得登记,商品名为骠马,防除麦田一年生禾本科杂草,距今已有20多年使用史,很多药剂登记过期后并未续期[11]。最早见菵草对精噁唑禾草灵产生抗性的报道是在2008年左右,长江流域及西南地区稻茬麦田随着精噁唑禾草灵的大量施用,非优势种菵草上升为优势种,且登记内用量已经满足不了对菵草的防除[12]。后续不断报道麦田禾本科杂草包括日本看麦娘、野燕麦、早熟禾等对精噁唑禾草灵产生抗性,国内学者做了大量相关研究[13-14]。随着抗性和交互抗性的提升精噁唑禾草灵逐渐退出市场,目前麦田禾本科杂草对精噁唑禾草灵的抗性仍然较高[15]。

1.1.2磺酰脲类磺酰脲类除草剂作用机理是通过植物的茎叶吸收,经韧皮部和木质部传导,抑制敏感植物体内的乙酰乳酸合成酶ALS的活性,导致支链氨基酸的合成受阻,从而抑制细胞分裂,导致敏感植物死亡,包括甲基二磺隆和氟唑磺隆。甲基二磺隆是由赫斯特公司1996年发现、现由拜耳作物科学公司生产和销售的磺酰脲类除草剂,2002年进入中国市场。单剂只有30 g/L和1%甲基二磺隆可分散油悬浮剂两种。节节麦最早见报道对甲基二磺隆产生抗性[16]。随后各地关于日本看麦娘、菵草对甲基二磺隆的抗性研究被报道出来[17-18]。氟唑磺隆是由日本爱利思达生命科学公司研发并于2011年进入中国市场。暂未见关于氟唑磺隆抗性的报道。

1.1.3取代脲类异丙隆是取代脲类除草剂的代表,是法国Rhone-poulenc公司、瑞士Ciba-Geigy公司和西德Hoechst公司于1970年开发的除草剂,最先由Thizy于 1972年发表有关资料,20世纪90年代应用于国内麦田禾本科杂草上。作用机理是抑制杂草光合作用中的希尔反应,从而干扰光合作用使杂草死亡,至今已应用20余年。李永丰等[19]最先对异丙隆的抗性进行了研究,结果显示日本看麦娘对异丙隆的抗性很低。2011年江苏句容地区反映异丙隆抗性增强,50%异丙隆3750 g/hm2效果仍不稳定[20]。

1.1.4吡唑啉类唑啉草酯为先正达公司开发的苯基吡唑啉类除草剂,2005年首先在美国、英国取得登记,2010年瑞士先正达作物保护有限公司获得了5%唑啉草酯乳油的临时登记,2013年5%唑啉草酯乳油获得正式登记[21]。唑啉草酯的作用机理是抑制乙酰辅酶A羧化酶,使脂肪酸合成受阻,导致细胞生长分裂停止,细胞膜含脂结构受到破坏,导致杂草死亡。唑啉草酯相关的保护专利2019年到期,2019~2020年先后有多个唑啉草酯单剂及复配剂产品获得正式登记,目前未见麦田禾本科杂草对其产生抗性的报道。

1.1.5吡唑酮类吡唑酮类环吡氟草酮属于新型HPPD类除草剂,通过抑制HPPD酶的活性,使对羟基丙酮酸转化为尿黑酸过程受阻,从而导致生育酚及质体醌无法正常合成,影响靶标体内类胡萝卜素合成,导致叶片发白枯死。2018年环吡氟草酮首先在国内获得登记。在新型除草剂研发基本由国外企业垄断的形势下,国内企业首次自主研发了环吡氟草酮并申请专利,杀草谱主要有看麦娘、日本看麦娘、硬草、牛繁缕、婆婆纳、荠菜、麦家公等[22]。

1.1.6环已烯酮类三甲苯草酮,又名肟草酮,属于环已烯酮类除草剂,作用机理与精噁唑禾草灵、炔草酯、唑啉草酯类似,抑制乙酰辅酶A羧化酶活性,阻碍脂肪酸的生物合成,破坏细胞分裂。先正达公司受日本曹达公司开发烯禾啶的启发,开发了三甲苯草酮。三甲苯草酮只有一个单剂的登记,无混剂。之前有关于75%肟草酮·溴苯腈水分散粒剂防除麦田杂草试验的报道,但未进行正式登记[23],目前市场该药剂应用较少。

1.1.7磺酰胺类啶磺草胺,商品名为优先,是美国陶氏益农公司于2009年推出的防除冬小麦田禾本科杂草兼阔叶杂草的磺酰胺类除草剂,只有7.5%和4%两种剂量单剂,混剂为20%啶磺·氟氯酯一种,目前专利仍在保护期内。虽没有关于啶磺草胺产生抗性的大量报道,但近几年国内学者已经开始研究禾本科杂草对啶磺草胺产生抗性的机理[24]。

1.1.8吡氟酰草胺取代吡啶基酰苯胺类除草剂吡氟酰草胺,由拜耳公司研发,通过抑制类胡萝卜素生物合成中关键的酶——八氰番茄红素酶,从而抑制杂草的叶绿体和叶绿素,影响光合作用,达到破坏其生长的效果。20世纪末应用到中国市场,目前有7个产品登记中包括禾本科杂草。董宜浩等[25]曾对吡氟酰草胺的杀草谱进行初步试验,建议不单独进行禾本科杂草的防除或只能在防除阔叶杂草时作为辅助药剂防除禾本科杂草。

根据上述整理的除草剂种类结合当地用药实况,笔者选取了11种除草剂单、混用组合进行试验,以期明确各除草剂的化除效果,探究本区麦田禾本科杂草对除草剂的抗性水平。

2材料与方法

2.1试验地点

供试试验田位于盐城市大丰区刘庄镇民主村某农业公司土地流转小麦高产示范田,前茬为水稻。地势平坦,土壤质地为粘壤土,有机质含量为1.26%,pH 7.9,肥力中等。供试小麦品种为‘镇麦168’,于2018年11月3日播种。试验田内杂草发生基数高,分布均匀,主要为禾本科杂草日本看麦娘和少量菵草、硬草,冬前未用药。

2.2供试药剂

4%啶磺草胺可分散油悬浮剂(商品名称为优先,陶氏益农);15%炔草酯微乳剂(江苏江南农化有限公司);50%异丙隆可湿性粉剂(安徽华星化工有限公司);30 g/L甲基二磺隆可分散油悬浮剂(商品名世玛,拜耳股份公司);5%唑啉草酯乳油(瑞士先正达);60%异隆·炔草酯可湿性粉剂(55.5%异丙隆+4.5%炔草酯,江苏省南京惠宇农化有限公司);25%环吡·异丙隆可分散油悬浮剂(3%环吡氟草酮+22%异丙隆,江苏清原农冠杂草防治有限公司)。

2.3试验设计

试验共设12个处理,如表3所示。每个处理设置3个重复,各小区30 m2,于2月21日小麦分蘖期杂草3~5叶期进行茎叶喷雾,用水量600 kg/hm2。施药时天气阴,东北风3级,温度3.8℃~7.3℃,平均5.1℃。分别于施药后10/20/35天目测各小区小麦长势、叶片受害情况、杂草中毒症状。施药后35天采用对角线五点取样,每点取样0.2 m2,调查杂草的种类及数量,计算杂草株防效,采用相同方法于35天称取杂草地上部分鲜重,计算鲜重防效,计算见公式(1)、(2)。

3结果与分析

3.1安全性

药后10天观察,麥子均未受影响;药后20天观察,处理区和对照区都出现小麦叶尖发黄现象,分析是由于3月7日夜间出现-1℃极端寒流天气,麦苗幼嫩出现冻害,非药害;药后35天观察,麦苗叶片基本恢复正常。

3.2防除效果

药后10天目测观察,各处理杂草基本无影响;药后20天目测观察,处理5杂草无影响,处理1、2、3、4、6、7、8、9杂草生长都不同程度受到抑制,处理10、11杂草叶片发白、黄化,部分小草已枯死;药后35天目测观察,处理1、2、3、6、7小杂草已死亡干枯,大草有所抑制但未死,处理8中毒僵化,生长停滞但未死,处理4、9、10、11大小杂草基本都死亡干枯,处理5杂草基本无影响。

3.2.1不同药剂处理的杂草株防效试验结果标明,处理11的25%环吡·异丙隆制剂量3750 mL/hm2防除麦田以日本看麦娘、菵草、硬草为主的禾本科杂草,防效可以达到99.05%。处理4和处理9是炔草酯和异丙隆的不同组合,也能达到89.36%、89.99%的株防效。处理3、6、7株防效在61.58%~63.7%,无显著差异。处理1、2、12、7株防效依次下降,从56.68%降到17.98%,参见表4。

3.2.2不同药剂处理的杂草鲜重防效药后35天不同药剂处理对禾本科杂草的鲜重防效见表5,处理10、11的鲜重防效最高,达到99.52%以上,其次是处理4、13、12,鲜重防效在80.46%~85.51%。处理7、8的鲜重防效接近,在69.53% ~70.2%。处理1/2/3的防效在63.74%~66.15%之间,无显著差异。鲜重防效最低的是处理5,只有34.86%。

4讨论与结论

麦田禾本科杂草是影响小麦产量和品质的重要因素,控制好禾本科杂草的发生和危害,对保证国家粮食安全生产尤为重要。综合防治是控制麦田杂草的重要措施,但目前化学防治在综合防治中仍占有重要地位。前人已对麦田禾本科杂草茎叶化除进行了大量田间药剂筛选试验,但针对江苏沿海地区稻茬麦田禾本科杂草的抗性研究没有跟进,本研究选用了11个药剂处理对大丰地区的麦田禾本科杂草进行防效试验。试验结果表明,禾本科杂草对炔草酯的防效最差,其次是异丙隆。2种除草剂正常用量下都不能很好地防除禾本科杂草,异丙隆要提高25%登记用量才对禾本科杂草有一定防效。炔草酯和异丙隆的复配剂正常用量下可防除禾本科杂草,防效要优于2种单剂直接混合使用,且复配剂的用量要低于2种单剂直接混合的使用剂量。甲基二磺隆需与异丙隆混用,且只能用于低龄禾本科杂草,啶磺草胺需与炔草酯混用,且只能用于低密度的禾本科杂草。唑啉草酯的鲜重防效优于株防效,正常用量下仍可控制杂草在经济阈值以下,本试验结果与黄世金的研究结果较一致[26]。禾本科杂草对环吡氟草酮没有产生抗性,防效可达99%。国内唯一登记的25%环吡·异丙隆在登记剂量范围内可有效防除大、小龄禾本科杂草。

本试验选取的田块在施药时草龄普遍偏大,同时试验中遇到一次寒流天气,对试验结果可能造成一定影响。试验选用的除草剂种类不够全面,并且试验地的禾本科杂草种类不够丰富,没有次要杂草,不能完全代表江苏沿海地区的杂草种类,因此,在今后的研究过程中还要扩大除草剂范围,丰富试验地杂草草相,使研究结果更准确。

本研究结果表明,新获得登记的环吡氟草酮,以及炔草酯和异丙隆的复配剂、唑啉草酯都能不同程度控制麦田禾本科杂草为害。广大科研工作者可以在这些药剂的基础上进一步加以研究,加大创制新产品的研发和登记力度,以满足农药减量控害下杂草防除的需要。

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