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氯氟吡啶酯对稻田杂草的室内除草活性及田间药效评价

2022-04-04范洁群温广月曲明清王伟民

植物保护 2022年2期
关键词:水稻

范洁群 温广月 曲明清 王伟民

摘要 氯氟吡啶酯是美国陶氏益农公司最新研制开发的芳基吡啶甲酸酯类除草剂。为了明确其在水稻田的应用技术,采用温室盆栽法测定了氯氟吡啶酯对稻田主要杂草的防效以及对8个水稻品种的安全性,同时开展了田间药效评价试验。温室测定结果表明,氯氟吡啶酯对鸭舌草、鳢肠、耳基水苋、碎米莎草、异型莎草和稗均有较好的除草活性,对千金子的除草活性相对较差。氯氟吡啶酯对上述杂草的GR90分别为12.8、13.0、13.1、16.0、16.0、26.0 g/hm2和59.1 g/hm2 (有效成分剂量,下同)。水稻安全性测定结果表明,氯氟吡啶酯36、45、54 g/hm2于水稻4~5叶期喷施,对供试的8个水稻品种生长安全,未见产生药害症状。田间药效试验结果表明,氯氟吡啶酯13.5 g/hm2对鸭舌草、耳基水苋和异型莎草的防效高达90%以上,防除稻田稗时,需提高使用剂量至27 g/hm2。喷施氯氟吡啶酯13.5~54 g/hm2提高了水稻产量,与清水对照处理相比,增产24.89%~31.90%。综上,氯氟吡啶酯是一个速效、广谱且对水稻生长安全的除草剂品种,在我国稻田杂草治理中具有很好的推广前景和价值。

关键词 氯氟吡啶酯; 水稻; 除草活性; 杀草谱

中图分类号: S482.4

文献标识码: B

DOI: 10.16688/j.zwbh.2021062

Abstract Florpyrauxifen-benzyl is a novel aryl picolinate herbicide developed by Dow AgroSciences. To explore its application in paddy field, greenhouse and field experiments were conducted to determine its efficacy against weeds and safety to rice. In the greenhouse experiments, florpyrauxifen-benzyl had high efficacy on Monochoria vaginalis, Eclipta prostrata, Ammannia auriculata, Cyperus iria, C.difformis and Echinochloa crus-galli, but relatively poor efficacy on Leptochloa chinensis. The GR90 values of florpyrauxifen-benzyl to the aforementioned weed species were 12.8, 13.0, 13.1, 16.0, 16.0, 26.0 g/hm2 and 59.1 g/hm2 (active ingredient, the same below), respectively. All the tested rice varieties displayed high tolerance to florpyrauxifen-benzyl at the application dose of 36, 45 and 54 g/hm2. In the field experiments, florpyrauxifen-benzyl at 13.5 g/hm2 provided over 90% efficacy on M.vaginalis, A.auriculata and C.difformis. When controlling E.crus-galli in paddy fields, the application dosage should be increased to 27 g/hm2. Compared with the untreated control, florpyrauxifen-benzyl at 13.5-54 g/hm2 increased rice yield by 24.89%-31.90%. The above results show that florpyrauxifen-benzyl is a herbicide with fast action and broad weed control spectrum, and it has good potential and value for weed management in paddy field in China.

Key words florpyrauxifen-benzyl; rice; herbicidal activity; weed control spectrum

雜草是制约水稻生产的重要因素之一,我国每年因杂草而直接导致的稻谷损失高达1 000万t,平均损失率超过了15%[1]。稗Echinochloa crus-galli、千金子Leptochloa chinensis、鳢肠Eclipta prostrata、耳基水苋Ammannia auriculata、鸭舌草Monochoria vaginalis、异型莎草Cyperus difformis和碎米莎草C.iria是当前我国稻田的主要危害杂草[24]。化学除草因具有高效、经济、省工等优点,是当前应用最为广泛的杂草治理技术,并在未来有进一步上升的趋势[56],当今我国水稻田化学除草面积率已达100%[7]。五氟磺草胺 (penoxsulam)、氰氟草酯 (cyhalofop-butyl)、噁唑酰草胺 (metamifop)、二氯喹啉酸 (quinclorac)、灭草松 (bentazone)、2甲4氯钠 (MCPA-Na)是当前应用最为广泛的稻田苗后茎叶处理除草剂品种。杂草群落演替以及抗性杂草的发展是我国稻田杂草治理中面临的突出问题[8]。水稻轻型栽培模式的推广,导致千金子、耳基水苋、丁香蓼和碎米莎草的危害呈上升趋势[9]。除草剂的长期大量使用导致杂草产生抗药性,当前已有近80种稻田杂草生物型对除草剂产生抗药性[10]。我国多个水稻生产区都陆续报道了产生抗药性的稗、千金子、鸭舌草、鳢肠和耳基水苋等[1113]。新型除草剂的研发与应用推广是解决上述问题的有效方案。然而,据估算,开发一个新的农用化学品平均耗资超过2.56亿美元,开发周期超过9年[8]。因此,开展新型除草剂品种的应用技术研究显得至关重要。

氯氟吡啶酯(florpyrauxifen-benzyl)是美国陶氏益农公司最新研制开发的芳基吡啶甲酸酯类除草剂,商品名为灵斯科·丹。氯氟吡啶酯通过杂草的叶片和根部吸收,经木质部和韧皮部传导,积累在杂草的分生组织,从而发挥除草活性[14]。在当前已经发表的文献资料中,仅有少量关于氯氟吡啶酯及其与五氟磺草胺、氰氟草酯、丙草胺(pretilachlor)等混配使用的田间药效初报。吴宪等研究了植保无人机喷施氯氟吡啶酯对稻田野慈姑的防效[15],毕亚玲等研究了氯氟吡啶酯与双环磺草酮的联合除草活性及对水稻的安全性[16],孙进军等研究了氯氟吡啶酯与五氟磺草胺、氰氟草酯混配使用防除直播稻田杂草的效果[17]。除此外,有关氯氟吡啶酯对稻田主要杂草除草活性以及对水稻安全性的文献报道非常有限,开展氯氟吡啶酯对稻田主要杂草的室内及田间药效评价研究有助于我们更深入地了解氯氟吡啶酯的药剂特点,并为该药剂的应用与推广提供指导。因此,本研究的主要目标如下:1) 测定氯氟吡啶酯对稻田主要杂草的除草活性;2) 评价氯氟吡啶酯对8个水稻品种的安全性;3) 评估氯氟吡啶酯田间应用效果及适宜施用剂量。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试药剂

3%氯氟吡啶酯(florpyrauxifen-benzyl)乳油(EC),25 g/L五氟磺草胺(penoxsulam)可分散油悬浮剂(OD),美国陶氏益农公司生产,市售。

1.1.2 供试杂草

稗、千金子、鳢肠、耳基水苋、鸭舌草、异型莎草和碎米莎草等杂草的种子采自上海市农业科学院重固良种繁育场,种子采集后置于阴凉处风干,然后装袋保存在4℃冰箱中备用。

1.1.3 供試作物

选择上海市主栽水稻品种‘沪粳106’‘秀水134’‘南粳46’‘申优26’‘金丰’‘花优14’‘沪旱61’和‘旱优73’(籼稻)开展水稻安全性评价试验。

1.2 试验方法

1.2.1 试材培养

在直径15 cm,高8 cm的黑色塑料盆钵内装入6 cm深的消毒细土,并置于装有水的塑料托盘中,让水逐渐渗入,待土吸足水分,每盆分别定量播种杂草种子30~50粒,或水稻种子20粒,并根据种子大小覆土0.2~1 cm。播种后,将盆钵置于温室内培养,温度25~30℃,相对湿度65%~85%,待杂草或水稻长至4~5叶期进行喷药处理。施药前间去弱小苗,每盆定苗至10株。

1.2.2 氯氟吡啶酯对稻田主要杂草的室内毒力测定试验

根据预试验结果,3%氯氟吡啶酯EC设9、13.5、18、22.5、27、36 g/hm2(有效成分用量,下同)6个供试剂量,另设清水对照处理,每个处理重复4次。喷药工具为北京农业信息技术研究中心生产的ASS-4型自动控制喷雾台,扇形喷头,喷雾压力275 kPa,喷液量450 L/hm2。喷药时,将盆钵放置在喷雾台上,调整喷头与盆钵顶部的距离为50 cm,按照设计的剂量均匀喷雾。喷药后不定期观察并记录杂草受害症状,如生长抑制、失绿、畸形等。喷药后14 d称量并记录杂草地上部鲜重,按公式(1)计算鲜重防效。

式(1)中:E为株防效或鲜重防效 (%);NCK为对照处理的杂草株数或鲜重 (g);Nt为施药处理的杂草株数或鲜重 (g)。

1.2.3 氯氟吡啶酯对水稻的安全性评价试验

供试水稻品种为‘沪粳106’‘秀水134’‘南粳46’‘申优26’‘金丰’‘花优14’‘沪旱61’和‘旱优73’。3%氯氟吡啶酯EC设36、45、54 g/hm2 3个供试剂量,以清水处理为对照,每个处理重复4次。水稻4~5叶期喷药,喷药方法同1.2.2。喷药后不定期观察并记录水稻受害症状,如生长抑制、失绿、矮化、畸形等。喷药后14 d测量水稻株高并称量地上部鲜重,计算平均值。

1.2.4 氯氟吡啶酯防除水稻直播田杂草田间药效试验

田间药效试验在上海市农业科学院重固良种繁育场进行。试验田地势平坦,排灌方便,土质为青紫泥,有机质含量2.0%,pH 6.9。3%氯氟吡啶酯EC设13.5、18、27、36、54 g/hm2 5个供试剂量,以25 g/L五氟磺草胺OD 22.5 g/hm2为对照,另设人工除草和清水对照处理,小区面积20 m2,每个处理重复4次,随机区组排列。人工除草区于施药后14、28 d人工拔草2次。水稻品种为‘南粳46’,田间优势杂草为稗、耳基水苋、鸭舌草和异型莎草。施药时水稻4~5叶期,杂草3~5叶期。施药工具为新加坡利农私人有限公司生产的HD 400背负式喷雾器,单个扇形喷头,压力1 kgf/cm2,喷液量450 L/hm2。施药当天晴,最高温度28.6℃,最低温度22℃,平均温度24.4℃。施药前1 d排干田水,施药后1 d复水回田,并保持3~5 cm水层7 d。

施药后不定期观察并记录杂草和水稻的受药症状,如生长抑制、失绿、畸形等。施药后14、28 d每个小区随机取样调查4个样方,每个样方0.25 m2,分种类计数样方内残存杂草株数,计算株防效,施药后28 d调查小区残存杂草株数的同时称量杂草地上部鲜重,计算株防效和鲜重防效,株防效和鲜重防效按公式 (1)计算。水稻成熟后,每个小区实收测产,并折算成公顷产量。

1.2.5 数据处理和分析

氯氟吡啶酯对稻田主要杂草的毒力试验所得数据采用DPS 7.05统计软件,以供试剂量的对数值和鲜重防效的几率值进行回归分析,建立回归方程,计算GR50(抑制杂草鲜重50%的有效剂量)和GR90 (抑制杂草鲜重90%的有效剂量)和95%置信限等。氯氟吡啶酯对水稻的安全性试验以及田间药效试验所得数据,采用SPSS 20统计软件,利用Duncan氏新复极差法在0.05水平进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 氯氟吡啶酯对水稻田主要杂草的毒力

喷施3%氯氟吡啶酯EC后3 d目测观察,供试杂草已表现出明显的中毒症状,且剂量越高,症状越明显,具体表现为植株扭曲,茎节膨大。这表明,3%氯氟吡啶酯EC除草速度较快。喷药后14 d取样测定结果表明,3%氯氟吡啶酯EC对鸭舌草、鳢肠和耳基水苋的除草活性最高,GR50和GR90分别为9.4、9.6、9.8 g/hm2和12.8、13.0、13.1 g/hm2;其次是对碎米莎草和异型莎草的除草活性,GR50和GR90分别为11.9、12.0 g/hm2和16.0、16.0 g/hm2;再次是对稗的除草活性,GR50和GR90分别为13.3 g/hm2和26.0 g/hm2;对千金子的除草活性最差,GR50和GR90分别为17.5 g/hm2和59.1 g/hm2 (表1)。

2.2 氯氟吡啶酯对水稻的安全性

施药后不定期观察结果表明,喷施3%氯氟吡啶酯EC 36、45、54 g/hm2的各水稻品种生长正常,未见明显药害症状。喷药后14 d取样测定秧苗素质,结果表明,各供试水稻品种的稻苗株高及地上部鲜重与各自的清水对照处理相比没有显著差异 (表2)。这表明,水稻4~5叶期喷施3%氯氟吡啶酯EC 36、45、54 g/hm2对供试的8个水稻品种,包括粳稻和籼稻,都具有较好的安全性。

2.3 氯氟吡啶酯防除水稻直播田杂草田间药效

2.3.1 作用速度

施药后3 d目测观察,3%氯氟吡啶酯EC处理区杂草表现出扭曲、茎节膨大等中毒症状。表明3%氯氟吡啶酯EC作用速度较快,这与温室盆栽试验结果一致。

2.3.2 除草效果

田间药效调查结果表明,3%氯氟吡啶酯EC对耳基水苋、鸭舌草、异型莎草和稗均有较好的防效。施药后14 d取样调查,3%氯氟吡啶酯EC 13.5~54 g/hm2对耳基水苋和鸭舌草的株防效均为100%,对异型莎草的株防效为90.53%~100%,对稗的株防效为81.71%~100%,总草株防效为92.53%~100%。方差分析结果表明,3%氯氟吡啶酯EC 13.5~54 g/hm2的总草株防效显著优于对照药剂25 g/L五氟磺草胺OD 22.5 g/hm2处理 (表3)。

施药后28 d取样调查,3%氯氟吡啶酯EC各供试剂量对耳基水苋、鸭舌草和异型莎草的防效依然稳定,株防效和鲜重防效均大于90%。此时,3%氯氟吡啶酯EC 13.5、18 g/hm2处理对稗的防效有所下降,株防效和鲜重防效均不足90%,但27、36、54 g/hm2处理对稗的防效依然稳定,株防效和鲜重防效均大于95%。方差分析结果表明,3%氯氟吡啶酯EC各供试剂量的总草株防效和鲜重防效均显著优于对照药剂25 g/L五氟磺草胺OD 22.5 g/hm2处理 (表4,5)。

2.3.3 对水稻产量的影响

水稻测产结果表明,3%氯氟吡啶酯EC 13.5~54 g/hm2处理区水稻产量分别为6 900.0、7 225.0、7 287.5、7 250.0 kg/hm2和7 275.0 kg/hm2,比清水对照处理分别增产24.89%、30.77%、31.90%、31.22%和31.67%。方差分析结果表明,3%氯氟吡啶酯EC 13.5~54 g/hm2处理区水稻产量与人工除草处理之间没有显著差异,但都显著高于对照药剂25 g/L五氟磺草胺OD 22.5 g/hm2处理和清水对照处理 (表6)。

3 结论与讨论

氯氟吡啶酯属合成激素类除草剂,该类除草剂与靶标位点结合后,可诱导细胞内相关生命活动暴增,从而破坏植物生长调节进程,最终导致敏感植物死亡[14]。传统的激素类除草剂,除草速度快,但杀草谱较窄,通常只能防除某一类杂草。例如,二氯喹啉酸仅对稗具有较好的除草活性,氯氟吡氧乙酸 (fluroxypyr)、二氯吡啶酸 (clopyralid)、2, 4-滴等仅能防除阔叶杂草。氯氟吡啶酯与传统的激素类除草剂一样,也具有较快的除草速度,喷药后3 d杂草已表现出明显的受害症状。然而,有趣的是,不同于传统的激素类除草剂杀草谱较窄,氯氟吡啶酯对稗、鳢肠、耳基水苋、鸭舌草、异型莎草和碎米莎草等禾本科杂草、阔叶杂草和莎草均有较好的除草活性,具有较广的杀草谱。氯氟吡啶酯对禾本科杂草千金子的除草活性相对较差,仅表现出一定的抑制作用,并不能彻底控制千金子,这与孙进军等的试验结果相符[17]。

3%氯氟吡啶酯EC的田间登记剂量为18~36 g/hm2。水稻安全性评价试验结果表明,水稻4~5叶期喷施3%氯氟吡啶酯EC 36、45、54 g/hm2,对供试的8个水稻品种,包括粳稻和籼稻,均有较好的安全性。吴绘鹏研究表明,稻苗2~3叶期喷施氯氟吡啶酯45 g/hm2对‘龙粳31’和‘龙粳47’的植株鲜重具有明显的抑制作用[18],这说明不同的施药时期以及水稻品种都会影响氯氟吡啶酯对水稻的安全性。本研究仅测定了氯氟吡啶酯对上海地区8个主栽水稻品种的安全性,测定结果对于氯氟吡啶酯的应用推广有一定的指导意义。然而,全国各地种植的水稻品种繁多,每个地区的主栽品种也不相同。因此,不同水稻生产区推广使用氯氟吡啶酯之前,仍需开展药剂安全性评价,以确定施药适期和施用剂量。

除草剂药效受土壤、气候和环境等多种因素的影响[19]。田间药效试验结果表明,3%氯氟吡啶酯EC对本地区水稻直播田杂草防效优异。施药后14、28 d两次调查结果表明,即使是最低剂量13.5 g/hm2处理,对耳基水苋、鸭舌草和异型莎草的株防效和鲜重防效也都大于90%。氯氟吡啶酯对稗也有较好的防效,当施用剂量27 g/hm2时,株防效和鲜重防效均大于95%。3%氯氟吡啶酯EC 13.5~54 g/hm2处理的总草株防效和鲜重防效均显著優于对照药剂25 g/L五氟磺草胺OD 22.5 g/hm2处理。作为当前应用最为广泛的稻田茎叶处理除草剂,25 g/L五氟磺草胺OD在中国已有近20年的使用历史。近年来,多地先后报道了五氟磺草胺因杂草抗药性而导致的除草效果下降问题[2021]。氯氟吡啶酯可作为五氟磺草胺的轮换药剂补充、完善我国稻田杂草化除体系。

新型除草剂的应用推广是解决杂草种群演替和抗性杂草发展的有效方案[8]。合成激素类除草剂作用靶标复杂多样,不易产生抗药性,且与当前水稻田常用的ALS、ACCase以及HPPD抑制剂类除草剂不存在交互抗性,是治理抗性杂草的有力武器[14]。本研究结果表明,氯氟吡啶酯作为一个新颖的合成激素类除草剂,不仅除草速度快、杀草谱广,而且对水稻生长安全,是一个非常具有推广潜力和价值的除草剂品种,可为种植户治理稻田杂草提供更多解决方案。

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(责任编辑:田 喆)

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