解草酮對高粱精異丙甲草胺藥害緩解作用研究

吳仁海，孫慧慧，蘇旺蒼，徐洪樂，魯傳濤，王恒亮，穆長安

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所，河南省農(nóng)作物病蟲害防治重點實驗室，鄭州 450002；2.扶溝縣農(nóng)業(yè)局，河南扶溝 461300)

解草酮對高粱精異丙甲草胺藥害緩解作用研究

吳仁海1，孫慧慧1，蘇旺蒼1，徐洪樂1，魯傳濤1，王恒亮1，穆長安2

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所，河南省農(nóng)作物病蟲害防治重點實驗室，鄭州 450002；2.扶溝縣農(nóng)業(yè)局，河南扶溝 461300)

為研究高粱田精異丙甲草胺安全劑的使用技術(shù)，在室內(nèi)盆栽條件下，研究解草酮對高粱精異丙甲草胺藥害的緩解作用。結(jié)果表明：解草酮20 g/kg種子處理可使精異丙甲草胺300～1 200 g/hm2對高粱株高抑制率降低38.28%～67.50%，隨著除草劑使用劑量加大，解草酮的緩解作用逐漸降低。解草酮1.25～20 g/kg種子處理，能夠使精異丙甲草胺1 800 g/hm2對高粱株高抑制作用降低40.14%～46.37%，解草酮處理劑量改變，其緩解效果變化并不顯著。進(jìn)一步研究表明，解草酮1 g/kg種子處理可顯著提高高粱對精異丙甲草胺的耐藥性，精異丙甲草胺對高粱株高和鮮質(zhì)量抑制中劑量(ED50值)分別提高32.06、35.17倍。對不同高粱品種進(jìn)行測定表明，解草酮1 g/kg種子處理對不同高粱品種保護(hù)效果差異較大，對‘綠寶甜’‘黃河’和‘龍雜13’等高粱品種保護(hù)效果較好，對‘沈雜5’‘龍雜5’‘龍雜10’‘龍雜11’等品種保護(hù)效果較差。以上研究表明，解草酮種子處理能夠有效提高部分高粱品種對精異丙甲草胺的耐藥性，降低精異丙甲草胺藥害風(fēng)險。

解草酮; 精異丙甲草胺; 高粱; 藥害；種子處理

高粱是中國重要的糧食作物，又是重要的釀酒、飼料和能源作物，用途廣泛。近年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高粱種植面積迅速擴(kuò)大，成為部分區(qū)域特色產(chǎn)業(yè)[1-2]。然而，高粱田雜草種類繁多，發(fā)生嚴(yán)重，對高粱豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。王麗娟等[3]、冷延瑞等[4]和劉利利等[5]對高粱田雜草防治進(jìn)行研究，篩選出一些對闊葉雜草有較好效果的防治藥劑，但目前仍缺乏對高粱安全性高對禾本科雜草防效好的防治措施。

精異丙甲草胺(s-metolachlor)為酰胺類除草劑，對牛筋草、馬唐、狗尾草等1 a生禾本科雜草以及莧菜、馬齒莧等闊葉雜草均有較好的防效，常用于大豆、棉花、花生等作物田的除草[6]。有報道表明，精異丙甲草胺與莠去津混合使用對高粱田禾本科雜草及闊葉雜草均有較好效果[3-5]，但存在較高的藥害風(fēng)險[3,7-10]。

安全劑能夠提高作物對除草劑的耐藥性。國外，常利用解草安(flurazole)、解草胺腈(cyometrinil)來保護(hù)高粱免受精異丙甲草胺的藥害[11-13]，但Yenne等[14]研究指出解草胺腈可導(dǎo)致高粱的發(fā)芽率顯著下降。而國內(nèi)，由于這2種安全劑并未商業(yè)化開發(fā)，未有在田間應(yīng)用的報道。Rowe等[15]、Peek等[16]研究指出解草酮(benoxacor)可有效降低精異丙甲草胺對玉米的藥害，且解草酮在國內(nèi)已工業(yè)化生產(chǎn)。近年來，吳仁海等[17]研究發(fā)現(xiàn)，解草酮種子處理可有效提高高粱對精異丙甲草胺的耐藥性，但對解草酮有效的使用劑量、不同劑量下的緩解效果以及對不同高粱品種的保護(hù)效果等缺乏詳細(xì)研究，而這是解草酮田間應(yīng)用的基礎(chǔ)。為此，本研究在室內(nèi)盆栽條件下，系統(tǒng)研究解草酮種子處理對高粱精異丙甲草胺藥害緩解作用、解草酮種子處理劑量效應(yīng)及其與精異丙甲草胺的劑量效應(yīng)、對不同高粱品種精異丙甲草胺的藥害緩解作用，為研究高粱田精異丙甲草胺安全劑的使用技術(shù)，篩選對高粱安全、對禾本科雜草防效好的措施提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

于2013―2015年在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院人工氣候箱進(jìn)行試驗。培養(yǎng)條件：溫度為28 ℃±1 ℃，濕度為70%，光照/黑暗為16 h/8 h，光照度30 000 lx。笤帚高粱，鄭州市陽光種子有限公司，市售；‘綠寶甜’、‘黃河’高粱，太谷縣綠寶種業(yè)有限公司，市售；‘晉農(nóng)早’高粱，太谷縣晉農(nóng)瓜菜種子繁育場，市售；‘沈雜5’‘龍雜5’‘龍雜10’‘龍雜11’‘雜龍13’高粱，黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院提供。

1.2 試 劑

精異丙甲草胺乳油(有效成分960 g/L)由先正達(dá)(中國)投資有限公司生產(chǎn)；97%解草酮原藥由南京艾森精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)。

1.3 藥害緩解作用測定方法

利用笤帚高粱為試驗材料，進(jìn)行解草酮緩解藥害作用測定。高粱種子處理、種植、培養(yǎng)及除草劑處理方法參照文獻(xiàn)[16]。

1.3.1 解草酮種子處理對高粱精異丙甲草胺藥害緩解作用 試驗設(shè)置2組。根據(jù)吳仁海等[17]前期研究，種子處理組以解草酮20 g/kg種子處理，對照組以丙酮種子處理。各組于播后苗前土表噴施精異丙甲草胺300、600、1 200、1 800 g/hm2，以土表噴施清水為對照，每個處理重復(fù)4次，培養(yǎng)7 d后測定高粱苗株高，計算抑制率及緩解率。

1.3.2 解草酮種子處理劑量效應(yīng) 設(shè)置解草酮種子處理劑量為1.25、2.5、5、10、20 g/kg，以丙酮種子處理為對照組。播后土表噴施精異丙甲草胺1 800 g/hm2，以土表噴施清水為對照，每個處理重復(fù)4次，培養(yǎng)7 d后測定高粱苗株高，計算抑制率及緩解率，以此比較不同劑量解草酮對高粱精異丙甲草胺藥害的緩解效果。

1.3.3 解草酮種子處理與精異丙甲草胺的劑量效應(yīng) 鑒于以上試驗結(jié)果，設(shè)置2組。種子處理組以解草酮1 g/kg種子處理，對照組以丙酮種子處理。種子處理組噴施精異丙甲草胺1 125、2 250、3 000、4 500、9 000 g/hm2，對照組播后苗前噴施精異丙甲草胺46.875、93.75、187.5、375、750 g/hm2，每個處理重復(fù)4次，以土表噴施清水為對照。各處理培養(yǎng)7 d后測定高粱苗株高、鮮質(zhì)量，計算抑制率及生長抑制方程、抑制中劑量(ED50值)，利用ED50值計算緩解倍數(shù)。

生長抑制率、緩解率和緩解倍數(shù)的計算公式：

生長抑制率=[對照株高(鮮質(zhì)量)-處理株高(鮮質(zhì)量)]/對照株高(鮮質(zhì)量)×100%

緩解率=TN-Ts

其中，TN為N劑量下精異丙甲草胺對高粱的生長抑制率；TS為利用解草酮處理后，N劑量下精異丙甲草胺對高粱的生長抑制率。

緩解倍數(shù)=A1/A0

式中，A0為精異丙甲草胺對高粱的ED50值；A1為利用解草酮處理后，精異丙甲草胺對高粱的ED50值。

1.4 解草酮種子處理對不同高粱品種精異丙甲草胺藥害緩解作用

選取‘綠寶甜’‘黃河’‘晉農(nóng)早’‘沈雜5’‘龍雜5’‘龍雜10’‘龍雜11’‘龍雜13’高粱進(jìn)行試驗，以解草酮1 g/kg種子處理，播種后土表噴施精異丙甲草胺1 800 g/hm2。以不進(jìn)行種子處理，土表噴施精異丙甲草胺1 800 g/hm2為除草劑對照，設(shè)置以不進(jìn)行種子處理，土表噴施清水為空白對照，每個處理重復(fù)4次，培養(yǎng)7 d后測定高粱苗株高，計算抑制率及緩解率，比較對不同高粱品種的保護(hù)效果。

1.5 數(shù)據(jù)分析

參照文獻(xiàn) [18]在Microsoft office excel 2003(11.6355.6360)SP1上計算除草劑對高粱生長抑制方程；以DPS軟件采用新復(fù)極差法(Duncan’s)進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 解草酮種子處理對高粱精異丙甲草胺藥害緩解作用

2.1.1 高劑量解草酮(20 g/kg種子)處理對高粱藥害緩解作用 精異丙甲草胺300～1 800 g/hm2土壤封閉處理，高粱生長抑制達(dá)60%以上；而利用解草酮20 g/kg種子處理后高粱生長抑制作用降低到40%以下，緩解率介于38.28%～67.50%(表1)。 精異丙甲草胺300～1 200 g/hm2處理下，隨著精異丙甲草胺使用劑量增大，解草酮種子處理對高粱藥害的緩解效果逐漸下降。

2.1.2 解草酮種子處理劑量優(yōu)化 精異丙甲草胺1 800 g/hm2土壤封閉對高粱株高抑制率達(dá)到76.36%。利用1.25 g/kg～20 g/kg解草酮種子處理，能夠顯著減輕精異丙甲草胺1 800 g/hm2對高粱的生長抑制作用，各處理高粱生長抑制率低于40%，較精異丙甲草胺單獨使用時下降40.14%～46.37%，不同解草酮劑量處理間緩解率差異不大，緩解作用并不隨著解草酮種子處理劑量的上升而升高(表2)。

表1 解草酮種子處理對不同劑量精異丙甲草胺高粱藥害的緩解效應(yīng)Table 1 Alleviation effect of seed-treatment with benoxacor on phytotoxicity of different dose of s-metolachlor

注：同列數(shù)值后不同字母表示處理間差異極顯著(P<0.01)(大寫)或顯著(P<0.05)(小寫),下同。

Note:Data in the same row followed by different letters were extremely significant difference (P<0.01)(capital),significantly difference(P<0.05)(lowercase),the same as below.

表2 不同解草酮種子處理劑量對精異丙甲草胺高粱藥害緩解效應(yīng)Table 2 Alleviation effect of different dose of benoxacor on phytotoxicity of s-metolachlor

2.1.3 解草酮種子處理對高粱精異丙甲草胺藥害緩解效率 在室內(nèi)盆栽條件下，高粱對精異丙甲草胺較為敏感，其株高ED50值為94.77 g/hm2，鮮質(zhì)量ED50值為126.69 g/hm2。利用解草酮1 g/kg種子處理后，精異丙甲草胺對高粱株高的ED50值為3 037.87 g/hm2，鮮質(zhì)量ED50值為4 456.29 g/hm2，分別上升為精異丙甲草胺單獨處理的32.06倍、35.17倍(表3)，表明解草酮1 g/kg 種子處理能夠有效緩解精異丙甲草胺對高粱的藥害，提高高粱對精異丙甲草胺的耐藥性。

表3 解草酮對高粱精異丙甲草胺藥害緩解作用測定結(jié)果Table 3 Results on alleviation effect of benoxacor on phytotoxicity of s-metolachlor

注：x代表精異丙甲草胺劑量，y代表相應(yīng)精異丙甲草胺劑量下株高(鮮質(zhì)量)抑制率。

Note:xrepresents the dose of s-metolachlor,yrepresents the plant height (fresh mass) inhibition rate on the dose of s-metolachlor.

2.2 解草酮1 g/kg種子處理對不同品種高粱的安全性

在室內(nèi)條件下，測定解草酮種子處理對8個高粱品種的保護(hù)效果見表4。在無安全劑種子處理組，精異丙甲草胺1 800 g/hm2對8個品種高粱株高、鮮質(zhì)量均有嚴(yán)重抑制，生長抑制率均在60%以上。解草酮1 g/kg種子處理可有效降低各高粱品種精異丙甲草胺1 800 g/hm2的藥害，鮮質(zhì)量抑制率降低19.23%～115.95%，但對不同的高粱品種保護(hù)效果有很大差異。其中對‘綠寶甜’‘黃河’‘龍雜13’保護(hù)效果最好，其除草劑藥害基本完全消除；對‘沈雜5’‘龍雜5’‘龍雜10’‘龍雜11’保護(hù)效果較弱，其株高抑制率仍高于50%，藥害程度依然較高。

目前，中國種植高粱品種很多。以上結(jié)果表明，解草酮對提高不同高粱品種對精異丙甲草胺耐藥性差異很大；對于不清楚保護(hù)效果的品種，田間大規(guī)模使用前應(yīng)預(yù)先評價。

表4 解草酮種子處理對不同高粱品種的保護(hù)效果Table 4 Protection effect of seed-treatment with benoxacoron different sorghum cultivars

注：解草酮種子處理用量為1 g/kg種子，精異丙甲草胺噴施劑量為1 800 g/hm2。

Note:one kg seed treated with 1 g benoxacor,s-metolachlor sprayed with the dosage of 1 800 g/hm2before seedling emergence.

3 討論與結(jié)論

酰胺類除草劑對高粱田雜草有較好防效，但易于產(chǎn)生藥害[19-20]。王麗娟等[3]和李鶴鵬等[8]研究表明，在1 008 g/hm2～2 304 g/hm2劑量下，精異丙甲草胺對高粱產(chǎn)生輕微到中度藥害。酰胺類除草劑對雜草的活性與對作物的藥害受溫度和濕度影響非常大，通常溫度越低、濕度越大時，藥害作用就會越強(qiáng)；高溫、土壤高濕條件下除草效果好(土壤處理)[21]。在本試驗條件下(28 ℃、土壤含水量20%)，‘笤帚’‘綠寶甜’‘黃河’‘晉農(nóng)早’‘沈雜5’‘龍雜5’‘龍雜10’‘龍雜11’‘龍雜13’高粱均對精異丙甲草胺十分敏感，其中笤帚高粱株高ED50值為94.77 g/hm2，鮮質(zhì)量ED50值為126.69 g/hm2，其余8個品種高粱株高受抑制程度介于60.26%～85.16%，鮮質(zhì)量受抑制程度介于64.58%～86.23%。因此，高粱田使用精異丙甲草胺應(yīng)十分警惕環(huán)境引發(fā)的除草劑藥害。

本試驗系統(tǒng)研究解草酮對高粱精異丙甲草胺藥害的緩解效果，結(jié)果表明，20 g/kg解草酮種子處理對精異丙甲草胺300～1 800 g/hm2高粱藥害有明顯的緩解作用，但其緩解作用隨著精異丙甲草胺使用劑量上升而下降。比較解草酮1.25～20 g/kg種子處理對高劑量精異丙甲草胺(1 800 g/hm2)高粱藥害的緩解作用表明，不同解草酮劑量之間對精異丙甲草胺高粱藥害緩解效果差異不大，緩解作用并不隨著安全劑使用劑量的上升而增強(qiáng)。進(jìn)一步研究表明，解草酮1 g/kg種子處理，提高高粱對精異丙甲草胺耐藥性達(dá)30余倍，表現(xiàn)出很強(qiáng)的保護(hù)能力，有效降低精異丙甲草胺對高粱產(chǎn)生的藥害風(fēng)險。然而，解草酮對不同的高粱品種保護(hù)效果有很大差異，對部分高粱品種保護(hù)作用較差，因而在田間大規(guī)模應(yīng)用前應(yīng)預(yù)先評價。

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(責(zé)任編輯：史亞歌 Responsible editor:SHI Yage)

Alleviating Effect of Benoxacor on Phytotoxicity of S-metolachlor in Sorghum

WU Renhai1,SUN Huihui1,SU Wangcang1,XU Hongle1,LU Chuantao1,WANG Hengliang1and MU Chang’an2

(1.Henan Key Laboratory of Crop Pest Control,Institute of Plant Protection,Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China; 2.Agricultural Bureau of Fugou County,Fugou Henan 474750,China)

To study the application technology of s-metolachlor in sorghum field,the alleviation effect of benoxacor on phytotoxicity of s-metolachlor was investigated in potted seedlings indoor.The results showed that 20 g/kg benoxacor seeds-treatment reduced the inhibition rate of plant height,ranging from 38.28 % to 67.51% which depending on the dosage of s-metolachlor from 300 g/hm2to 1 800 g/hm2.However,the alleviation effect decreased with the increase of s-metolachlor application.The decrease of inhibition was about 40.14%-46.37% in the seed treatment with 1.25 g/kg-20 g/kg benoxacor,which indicated that the dosage effect of benoxacor was limited for the alleviating effect.Further study showed that the median inhibited effective dose(ED50) of s-metolachlor by seeds pre-treated with 1 g/kg benoxacor was 32.06,35.17 times higher than theED50of herbicide control to the height,mass of sorghum seedlings,respectively.Seeds-treated with 1 g/kg benoxacor give different protection effect on different sorghum cultivars,well effect were detected in ‘Lübao sweet’‘Yellow river’,and ‘Longza No.13’ sorghum,while non effect were detected in ‘Shenza No.5’‘Longza No.5’‘Longza No.10’‘ Longza No.11’ etc.sorghum cultivars.This study revealed that benoxacor could effectively enhance the resistance of sorghum seedlings to s-metolachlor and reduce the phytotoxicity risk.

Benoxacor; S-metolachlor; Sorghum; Phytotoxicity; Seeds-treated

WU Renhai,male,Ph.D,associate research fellow.Research area:herbicide application technology.E-mail:renhai.wu@163.com

LU Chuantao,male,research fellow.Research area:integrated management of pest.E-mail:chuantaolu@qq.com

日期：2017-03-30

2016-03-09

2016-05-11

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費(201203098)；河南省科技攻關(guān)計劃項目(152102110141)；農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣財政補助資金項目(YCN201519110)。

吳仁海，男，博士，副研究員，主要從事除草劑應(yīng)用技術(shù)研究，Email：renhai.wu@163.com

魯傳濤，男，研究員，主要從事作物病蟲草害綜合防治研究。Email：chuantaolu@qq.com

S482.4；S511.22+2

A

1004-1389(2017)04-0641-06

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20170330.1509.042.html

Received 2016-03-09 Returned 2016-05-11

Foundation item Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest (No.201203098); Key Science and Technology Program of Henan Province(No.152102110141); Henan Province Fiscal Subsidy Funds for Popularizing Agricultural Techniques(No.YCN201519110).