氟磺胺草醚的生物測(cè)定方法研究

高世杰，韓玉軍，蔣凌雪，陶 波*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，哈爾濱 150030；2.黑龍江尖山農(nóng)場(chǎng)，黑龍江 嫩江 161444）

氟磺胺草醚［（Fomesafen），化學(xué)名稱(chēng) 5－（2－氯－4－三氟甲基苯氧基）－N－甲磺酰－2－硝基苯甲酰胺］是1977年英國(guó)ICI Plant Protection Division公司開(kāi)發(fā)的一種高度選擇性的大豆苗后除草劑。它能被雜草根葉吸收，使其迅速枯黃死亡，有效地防除大豆田闊葉雜草，并對(duì)大豆安全，是當(dāng)前我國(guó)大豆田中防治闊葉雜草的主要品種。隨著大豆種植面積的擴(kuò)大，氟磺胺草醚的應(yīng)用面積逐年擴(kuò)大。特別是近幾年大豆田多年生闊葉雜草抗性增加，以及惡性雜草的增加和天氣原因?qū)е路前凡菝训挠昧考眲≡黾?，使土壤中殘留了大量的氟磺胺草醚，不但污染了土壤環(huán)境，同時(shí)對(duì)后茬多種敏感作物造成藥害[1-4]，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整。因此，生產(chǎn)當(dāng)中急需一種快速、有效、準(zhǔn)確的測(cè)定方法，確定土壤中氟磺胺草醚的殘留濃度及其對(duì)后茬敏感作物的影響，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氟磺胺草醚的正確使用及合理輪作給予指導(dǎo)。

近年來(lái)，生物測(cè)定方法以其快速、準(zhǔn)確和對(duì)象性強(qiáng)等特點(diǎn)逐漸受到農(nóng)藥領(lǐng)域的重視，如在開(kāi)發(fā)新農(nóng)藥、農(nóng)藥毒力和活性測(cè)定、農(nóng)藥毒理、農(nóng)藥對(duì)環(huán)境影響和農(nóng)藥殘留測(cè)定等方面有著廣泛的應(yīng)用[5]。

目前，在國(guó)內(nèi)外沒(méi)有氟磺胺草醚生物測(cè)定的相關(guān)報(bào)道。本研究利用氟磺胺草醚對(duì)敏感作物的抑制作用，系統(tǒng)的研究了3種敏感作物及其相應(yīng)的指標(biāo)在不同條件下與氟磺胺草醚濃度之間的相互關(guān)系，建立一種快速檢測(cè)土壤中氟磺胺草醚殘留濃度的方法。

1 材料與方法

1.1 材料

供試植物：玉米（龍單52），向日葵（龍食葵2號(hào)），高粱（黑雜34）；

供試藥品：25%氟磺胺草醚水劑（大連松遼）。

1.2 生物測(cè)定方法的選擇

預(yù)先采集的土壤經(jīng)自然風(fēng)干，去除雜質(zhì)后待用。挑取飽滿、大小均一的作物種子經(jīng)浸種后催芽，待種子露白后備用。將氟磺胺草醚混入土樣中，配制一系列濃度梯度的氟磺胺草醚藥土，將不同濃度的藥土分別裝入營(yíng)養(yǎng)缽，每缽播種5粒，每處理3次重復(fù)，將營(yíng)養(yǎng)缽放入一定溫度、光照的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

1.2.1 最佳指示植物及指標(biāo)的選擇

玉米采用的氟磺胺草醚毒土濃度分別為0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、2.5 mg·kg-1，27 ℃培養(yǎng)5 d取樣測(cè)定株高、鮮重；向日葵、高粱采用的氟磺胺草醚毒土濃度分別為0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg·kg-1，27℃培養(yǎng)9 d開(kāi)始取樣觀測(cè)。

1.2.2 最佳指示溫度和培養(yǎng)時(shí)間的選擇

在上述方法的基礎(chǔ)上，將玉米播種后放置于15、27、35℃的條件下培養(yǎng)，在96、120、144 h連續(xù)取樣測(cè)定株高，選擇最佳溫度和培養(yǎng)時(shí)間。

2 結(jié)果與分析

2.1 指示作物與指標(biāo)的選擇

2.1.1 玉米作為指示植物進(jìn)行生物測(cè)定方法的研究由圖1可知，在整個(gè)濃度梯度內(nèi)，玉米株高抑制率和鮮重抑制率隨著氟磺胺草醚濃度的增加而規(guī)律性的增加，株高抑制率隨濃度的變化比鮮重抑制率大。整個(gè)線性范圍內(nèi)，株高抑制率、鮮重抑制率與氟磺胺草醚濃度之間的回歸方程分別為y=19.136x-0.0815、y=31.848x+4.5585，相關(guān)系數(shù)分別為0.9522、0.8432。株高與氟磺胺草醚濃度的相關(guān)性優(yōu)于鮮重，故而采用株高作為氟磺胺草醚生物測(cè)定方法研究的指示指標(biāo)。

圖1 玉米株高、鮮重與氟磺胺草醚濃度間的關(guān)系Fig.1 Relationship of plant height and fresh weight of corn with dosages of fomesafen

2.1.2 向日葵作為指示植物進(jìn)行生物測(cè)定方法的研究

由圖2可知，以向日葵作為指示植物，27℃培養(yǎng)9 d后測(cè)定株高和鮮重。在0.1～1.0 mg·kg-1的濃度梯度內(nèi)，株高抑制率和鮮重抑制率隨著氟磺胺草醚濃度的增加而增加，株高抑制率隨濃度的變化比鮮重抑制率大。株高抑制率、鮮重抑制率與氟磺胺草醚濃度之間的回歸方程分別為y=107.39x+13.717、y=75.098x+19.824，相關(guān)系數(shù)分別為 0.9254、0.7901。由相關(guān)系數(shù)可知，向日葵株高與氟磺胺草醚的相關(guān)性較好。

2.1.3 高粱作為指示植物進(jìn)行生物測(cè)定方法的研究

由圖3可知，高粱作為指示植物，在0.1～1.0 mg·kg-1整個(gè)設(shè)計(jì)的濃度梯度內(nèi)，株高抑制率和鮮重抑制率隨著氟磺胺草醚濃度的增加而增加。

高粱的株高抑制率、鮮重抑制率與氟磺胺草醚濃度之間回歸方程分別為y=85.318x-3.2519、y=68.995x-2.851；相關(guān)系數(shù)分別為0.8967、0.7366。

可以發(fā)現(xiàn)，就高粱作為氟磺胺草醚生物測(cè)定的指示植物而言，株高與氟磺胺草醚濃度的相關(guān)性優(yōu)于鮮重。

圖2 向日葵株高抑制率、鮮重抑制率與氟磺胺草醚濃度間的關(guān)系Fig.2 Relationship of plant height and fresh weight of sunflower with dosages of fomesafen

圖3 高粱株高抑制率、鮮重抑制率與氟磺胺草醚濃度間的關(guān)系Fig.3 Relationship of plant height and fresh weight of sorghum with dosages of fomesafen

由圖1～3相比可知，玉米、向日葵、高粱分別作為指示植物，株高和鮮重作為指示指標(biāo)進(jìn)行氟磺胺草醚生物測(cè)定方法的研究，株高與氟磺胺草醚的相關(guān)性均優(yōu)于鮮重，其中玉米株高與氟磺胺草醚之間的相關(guān)性優(yōu)于其他作物，故選玉米作為氟磺胺草醚生物測(cè)定方法的指示作物。

2.2 生物測(cè)定最佳溫度的選擇

由圖4可知，以玉米作為指示植物，不同溫度對(duì)株高和氟磺胺草醚之間的相關(guān)性有所不同，其中27℃時(shí)株高抑制率與氟磺胺草醚的相關(guān)性最好，其回歸方程為：y=47.775x-1.9046，R2=0.9623。在35℃的條件下，由于溫度較高，玉米長(zhǎng)的較快，尤其對(duì)照生長(zhǎng)更加迅速，導(dǎo)致抑制率過(guò)高，生物測(cè)定回歸方程為y=34.961x+0.9419，相關(guān)系數(shù)為0.9356。在整個(gè)梯度范圍內(nèi)線性關(guān)系。在15℃的溫度下，玉米生長(zhǎng)相對(duì)緩慢，抑制率較低，回歸方程為y=43.406x-10.235，相關(guān)系數(shù)R2=0.9088。因此，以27℃為最佳氟磺胺草醚生物測(cè)定溫度。

2.3 生物測(cè)定最佳培養(yǎng)時(shí)間的確定

以玉米作為生物測(cè)定的指示植物，株高為指示指標(biāo)，研究了不同培養(yǎng)時(shí)間對(duì)株高抑制率與氟磺胺草醚的相關(guān)性的影響。由圖5可以看出，玉米作為指示植物，在27℃條件下培養(yǎng)120 h，其株高抑制率與氟磺胺草醚濃度之間的相關(guān)性最好?；貧w方程為y=17.884x-0.3161，R2=0.9958。溫度過(guò)高和過(guò)低，都致使株高抑制率與氟磺胺草醚之間的相關(guān)系數(shù)降低。

2.4 生物測(cè)定方法可靠性檢驗(yàn)

進(jìn)行生物測(cè)定曲線的可靠性檢驗(yàn)。氟磺胺草醚濃度分別為 0.3、0.5、0.7、0.9、1.5 mg·kg-1的處理其株高抑制率分別為（11.39±0.1）%、（16.97±0.06）%、（22.61±0.04）%、（25.77±0.044）%、（42.54±0.03）%，帶入回歸方程y=17.884x-0.3161，求得氟磺胺草醚濃度分別為（0.32±0.039)、(0.48±0.04)、(0.67±0.042)、(0.82±0.043)、(1.53±0.047)mg·kg-1。最后得知，玉米株高法檢測(cè)土壤中氟磺胺草醚的濃度，檢出率在89.52%～110.27%之間（見(jiàn)表1）。

圖4 不同溫度培養(yǎng)5 d時(shí)玉米株高抑制率與氟磺胺草醚濃度間的關(guān)系Fig.4 Relationship of plant height of corn with dosages of fomesafen after 5 d in different temperature

圖5 不同培養(yǎng)時(shí)間玉米株高抑制率與氟磺胺草醚濃度之間的關(guān)系Fig.5 Relationship of plant height of corn with dosages of fomesafen in different days

表1 氟磺胺草醚生物測(cè)定方法檢驗(yàn)Table 1 Checking for the bioassay method of fomesafen

3 討論

3.1 指示植物與指標(biāo)的選擇

不同植物對(duì)氟磺胺草醚的敏感性差別很大，因此指示植物的選擇是生物測(cè)定能否成功的關(guān)鍵。在選擇生物測(cè)定指示植物時(shí)，應(yīng)選擇敏感的植物，敏感植物隨著除草劑濃度的變化，某種指標(biāo)會(huì)有規(guī)律的變化，如黃瓜下胚軸長(zhǎng)度和玉米的葉綠素含量會(huì)與廣滅靈濃度呈負(fù)相關(guān)，敏感植物的這種變化會(huì)明確的指示出除草劑的濃度。

3.2 生物測(cè)定方法的優(yōu)點(diǎn)

玉米株高法能準(zhǔn)確測(cè)定氟磺胺草醚的活性及殘留動(dòng)態(tài)，檢測(cè)極限達(dá)0.1 mg·kg-1，并能直觀反映作物受害情況。因此利用此方法，能準(zhǔn)確測(cè)定土壤中氟磺胺草醚的含量，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的換茬及種植結(jié)構(gòu)調(diào)整提供了有效的測(cè)定手段。此外，與儀器分析相比而言，生物測(cè)定方法所需儀器、藥品簡(jiǎn)單、費(fèi)用低。儀器分析所需要的試劑都是色譜純的，其價(jià)格較高，同時(shí)儀器分析也需要專(zhuān)業(yè)的操作人員。生物測(cè)定與儀器分析相比較，不需要專(zhuān)業(yè)人員和價(jià)格昂貴的儀器和試劑。

4 結(jié)論

本文通過(guò)高粱、向日葵、玉米對(duì)氟磺胺草醚的敏感性研究表明，高粱和向日葵過(guò)于敏感，不宜作為氟磺胺草醚生物測(cè)定的指示植物，玉米作為指示植物具有較強(qiáng)的可行性和重復(fù)性，最終確定氟磺胺草醚的生物測(cè)定方法為玉米株高法：光照條件下27℃培養(yǎng)120 h效果最佳。

[1] 陶波，胡凡.雜草化學(xué)防除實(shí)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

［2］ 王險(xiǎn)峰，關(guān)成宏，辛明遠(yuǎn).我國(guó)長(zhǎng)殘效除草劑使用概況、問(wèn)題及對(duì)策[J].農(nóng)藥，2003,42(11):5-10.

［3］ 王險(xiǎn)峰，長(zhǎng)殘效除草劑對(duì)后茬作物的影響[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2008(8)：10-12.

［4］ 邢巖，耿賀利.除草劑藥害圖鑒[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2003.

［5］ 姚東瑞,宋曉玲,李慶康，等.磺酰脲類(lèi)除草劑殘留降解生物測(cè)試研究進(jìn)展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，1996(3):40-45.

［6］ 劉伊玲.生測(cè)法測(cè)定甲草胺在土壤中的殘留量[J].植物保護(hù)學(xué)報(bào)，1989，16(1)：67-71.

［7］ 宋小玲,馬波,皇甫超河,等.除草劑生物測(cè)定方法[J].雜草科學(xué)，2004(3)：1-5.

［8］ 陶波,蘇少泉.廣滅靈生測(cè)方法的研究[J].農(nóng)藥科學(xué)與管理，1995(3)：8-10.

［9］ 劉亞光,楊謙.長(zhǎng)殘留除草劑廣滅靈的生物測(cè)定方法[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,36(4):463-466.