2,4-滴的回顧與展望(下)

筱 禾 編譯

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2,4-滴的回顧與展望(下)

筱 禾 編譯

(上海市農(nóng)藥研究所，上海 200032)

5 雜草對(duì)2,4-滴的抗性

5.1 抗性雙子葉雜草種類數(shù)量及近期趨勢(shì)

目前報(bào)道了32例對(duì)合成激素類除草劑具有抗性的雜草案例，一些雜草僅對(duì)二氯喹啉酸具有抗性，這里不再贅述。在這32例合成激素類抗性雜草中有28例為對(duì)2,4-滴的抗性：僅對(duì)2,4-滴具有抗性，對(duì)2,4-滴與其他合成激素類除草劑具有雙重抗性，或某雜草種群的一部分表現(xiàn)多重抗性。這28例涉及16種雙子葉雜草，其中野蘿卜()、野胡蘿卜()、黃花藺()、虞美人()和尖瓣花()以及2種飛廉屬()雜草等具有多個(gè)抗性案例。自2011年Mithila等人報(bào)道了激素類除草劑抗性之后，最受關(guān)注為最新增加的糙果莧()，野蘿卜的其他幾個(gè)種群，播娘蒿()以及一年生苦苣菜()種群等對(duì)苯氧乙酸除草劑2甲4氯(MCPA)具有抗性的植物。最近的遺傳研究探明西澳大利亞洲野蘿卜對(duì)MCPA的抗性受單一不完全顯性基因的控制。

5.2 可能的2,4-滴的靶標(biāo)位點(diǎn)和非靶標(biāo)位點(diǎn)抗性(NTSR)機(jī)制

盡管ABP1的作用與野芥菜()抗性有關(guān)，但迄今為止還沒有公開報(bào)道明確提及可賦予雜草2,4-滴抗性的不敏感或敏感性較低的生長素受體或生長素結(jié)合蛋白。因?yàn)樽罱袌?bào)道稱ABP1并非生長素信號(hào)傳導(dǎo)或擬南芥生長發(fā)育調(diào)控所必需，故這種抗性野芥菜種群或具有不同的抗性機(jī)制。這表明2,4-滴不與ABP1結(jié)合可能不是這種野芥菜種群的真正抗性機(jī)制，或者ABP1在擬南芥和蕓苔屬雜草中的作用不同。也有一些研究報(bào)道了不同的NTSR機(jī)制，包括代謝增強(qiáng)和運(yùn)輸減少。例如，與敏感種群相比，對(duì)2,4-滴具有抗性的野萵苣(L.)種群的吸收和運(yùn)輸減少，但是2,4-滴的代謝速率沒有差異。然而，重要的是要注意，這2種機(jī)制可能存在生理聯(lián)系，即主要可能是由于經(jīng)過第III階段的運(yùn)輸和解毒反應(yīng)，極性代謝物和除草劑綴合物在液泡中永久固定，它們?cè)陧g皮部的運(yùn)輸少于母體化合物，即極性代謝物的快速生成通常導(dǎo)致運(yùn)輸?shù)臏p少。

與之相悖的是，有研究報(bào)道抗MCPA的野蘿卜種群(種群間對(duì)MCPA的代謝無差異)向根部運(yùn)輸?shù)腗CPA增加，可能與以從根部向土壤分泌母體除草劑作為一種新穎的排出機(jī)制相關(guān)。其他代謝增強(qiáng)及對(duì)苯氧基乙酸除草劑具抗性的報(bào)道還有繁縷()和鼬瓣花()種群。尚未見到改變細(xì)胞吸收或螯合或2,4-滴-氨基酸綴合酶活性等其他賦予2,4-滴抗性的NTSR機(jī)制的報(bào)道。

基于靶標(biāo)位點(diǎn)的2,4-滴抗性的顯著缺陷或與可能的適合度代價(jià)(fitness penalties)和某些激素類除草劑的隱性抗性基因，與天然生長素或合成激素類除草劑結(jié)合的生物素受體的功能冗余以及合成激素類除草劑作用機(jī)制的復(fù)雜性等幾個(gè)因素有關(guān)。而3種生長素結(jié)合蛋白家族中的任一種生長素受體對(duì)2,4-滴敏感性的降低仍然可能賦予天然雜草種群對(duì)2,4-滴的抗性(下文進(jìn)行詳細(xì)論述)。評(píng)估雜草對(duì)合成激素類除草劑的抗性風(fēng)險(xiǎn)時(shí)需考慮的一個(gè)重要因素是，對(duì)生長素受體/結(jié)合蛋白、生長素感應(yīng)和信號(hào)傳導(dǎo)、生長素運(yùn)輸、代謝和體內(nèi)平衡機(jī)制和隨后植物對(duì)天然與合成激素類除草劑應(yīng)答間密切聯(lián)系的“生理解聯(lián)(physiologically uncouple)”可能非常困難，如上文提及植物對(duì)IAA和2,4-滴響應(yīng)的差異。下文詳細(xì)討論幾個(gè)可能的雜草抗性機(jī)制理論。

5.3 TIR1/AFB核受體的突變?cè)黾恿薎AA結(jié)合親和力

最近的研究表明，擬南芥TIR1輔助受體富含亮氨酸的重復(fù)結(jié)構(gòu)域中2個(gè)不同氨基酸的突變?cè)黾恿藢?duì)IAA的敏感性(即結(jié)合親和力增加)，導(dǎo)致Aux/IAA轉(zhuǎn)錄抑制子降解加快和生長素響應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄增加。這些突變也是造成突變體幼苗出現(xiàn)典型的類生長素超敏反應(yīng)(hypersensitivity)癥狀(包括偏上性生長)的原因。此外，每個(gè)TIR1突變的作用相加，使雙重突變體TIR1蛋白比任一單一突變具有更高的結(jié)合親和力。除了對(duì)IAA的結(jié)合親和力增加之外，這2個(gè)突變也增加了對(duì)其他幾種天然生長素和2,4-滴的結(jié)合親和力，但毒莠定不受影響，這與以前的研究報(bào)道毒莠定與AFB4和AFB5優(yōu)先作用一致。這些結(jié)果表明，擬南芥或其他雙子葉植物的TIR1/AFB蛋白的修飾，可增加生長素誘導(dǎo)的降解決定子(degron)系統(tǒng)的柔性，如增加或降低這些蛋白對(duì)2,4-滴或其他合成激素類除草劑的結(jié)合親和力，導(dǎo)致植物出現(xiàn)生長素超敏反應(yīng)或脫敏反應(yīng)(hyposensitivity)(即雜草抗性)。

除了雙子葉植物TIR1/AFB蛋白的突變可能影響2,4-滴結(jié)合之外，突變也可能發(fā)生在Aux/IAA轉(zhuǎn)錄抑制子蛋白中，影響其與作為總生長素信號(hào)傳導(dǎo)途徑組分的生長素受體TIR1/AFB家族的結(jié)合和相互作用能力。例如，已經(jīng)鑒定了擬南芥中幾種Aux/IAA轉(zhuǎn)錄抑制子基因保守區(qū)域中的突變以及非花卉植物小立碗蘚()的3種Aux/AA基因。由于小立碗蘚具有生長素抗性表型[即對(duì)NAA和發(fā)育轉(zhuǎn)變(developmental transitions)的應(yīng)答缺陷]，故其的突變系被稱為NAA抗性(nar)。在小立碗蘚野生型中，NAA在1 h內(nèi)激發(fā)了所有3種Aux/IAA基因的轉(zhuǎn)錄，表明生長素引起開花和不開花植物基因表達(dá)急劇變化，且基本生長素感應(yīng)機(jī)制是保守的。然而雙子葉植物中，在沒有經(jīng)合成激素類除草劑處理時(shí)，TIR1/AFB或Aux/IAA蛋白的這些突變和所得生長素抗性表型可能賦予顯著的適合度代價(jià)，從而限制了它們?cè)谔烊浑s草種群中的頻率。

5.4 與其他激素類除草劑和其他作用位點(diǎn)抑制劑的交互抗性模式

許多對(duì)2,4-滴的抗性案例報(bào)道沒有描述或提到與其他合成激素類除草劑的交互抗性。然而，報(bào)道的一些2,4-滴抗性案例顯示出與苯氧基乙酸類[例如2甲4氯或2甲4氯丙酸(mecoprop)]密切相關(guān)的抗性，但未發(fā)現(xiàn)對(duì)苯甲酸類(如麥草畏)或吡啶甲酸類(如毒莠定)等其他化學(xué)類別的激素類除草劑顯示抗性。這些不同的模式可能是由于未進(jìn)行合成激素類測(cè)定或是缺乏真正遺傳的交互抗性。最近報(bào)道了具2,4-滴抗性的糙果莧種群對(duì)麥草畏的敏感性也較低，但抗性和敏感生物型間的差異不如2,4-滴那么大。最新的研究報(bào)道，具2,4-滴抗性的糙果莧種群以及澳大利亞發(fā)現(xiàn)的抗2,4-滴野蘿卜種群對(duì)麥草畏的敏感性降低了。同樣的研究也表明，抗麥草畏地膚[(L.)Schrad.]種群對(duì)2,4-滴的敏感性降低。鑒于上文所述激素類除草劑的復(fù)雜結(jié)合模式和多種生長素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與最終的除草效果，故2,4-滴和其他激素類除草劑間的交互抗性模式的復(fù)雜性不足為奇。

另一個(gè)要考慮的問題是P450s或谷胱甘肽-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)可能解毒作用于不同靶標(biāo)位點(diǎn)/家族的除草劑，導(dǎo)致交互抗性和多重抗性的可能性。如果2,4-滴的NTSR機(jī)制由單顯性或不完全顯性基因控制，若大量應(yīng)用又缺乏抗性治理措施，那么可以預(yù)見抗2,4-滴(及對(duì)其他除草劑抗性可能的多種效應(yīng))雜草的蔓延會(huì)相當(dāng)迅速。而甄選活性增加的代謝尚未被商業(yè)化或發(fā)現(xiàn)的除草劑的P450s或GSTs又可能特別麻煩。目前，有報(bào)道稱具2,4-滴抗性野蘿卜中2,4-滴代謝增加，而一項(xiàng)該植物對(duì)2甲4氯抗性的類似研究未能說明抗性和易感種群間的代謝差異。

5.5 低劑量除草劑選擇壓力：對(duì)2,4-滴的影響

除了除草劑施用頻率、輪作不同作物和輪作不同作用位點(diǎn)的除草劑外，除草劑施用量可影響除草劑抗性雜草種群的選擇。就澳大利亞發(fā)現(xiàn)的ACCase和ALS抗性黑麥草種群而言，以低劑量禾草靈(即低于標(biāo)簽劑量)多次選擇禾草靈敏感種群，導(dǎo)致雜草3代內(nèi)即對(duì)該除草劑產(chǎn)生NTSR?？剐灾参飳⒑滩蒽`酸代謝為極性代謝物，代謝速度比敏感植物快2~3倍，而敏感植物葉部積累的禾草靈酸比抗性作物約高2倍，這可能是由于P450催化的解毒作用或葡萄糖結(jié)合反應(yīng)增強(qiáng)的結(jié)果。這些結(jié)果表明，如果未足量施用，雙子葉雜草對(duì)2,4-滴和其他合成激素類除草劑可以快速發(fā)展代謝抗性。業(yè)已表明，使用除草劑桶混制劑可延緩對(duì)除草劑抗性生物型的選擇，凸顯了抗2,4-滴作物商業(yè)化后玉米、大豆或棉花施用2,4-滴時(shí)使用草甘膦、草銨膦或其他桶混制劑的重要性。此外，應(yīng)將對(duì)雙子葉雜草具有活性的土壤處理除草劑以及預(yù)防、栽培和機(jī)械方法納入雜草綜合治理體系，高效、可持續(xù)地治理農(nóng)田雙子葉雜草。

6 雜草防除與作物耐藥性

6.1 應(yīng)用概況

2,4-滴已在全球被用于防除小粒谷物、水果、堅(jiān)果和蔬菜作物、牧場(chǎng)、草坪、道路、水域、林區(qū)等的各種闊葉雜草和木本植物。其他除草劑很少有2,4-滴這么多的登記用途。目前，美國已有50多種2,4-滴產(chǎn)品以及50多種2,4-滴與其他除草劑的混劑產(chǎn)品。對(duì)2,4-滴商業(yè)化以來的總使用情況已進(jìn)行了估算。但通常沒有指明這些估算是代表酸當(dāng)量、活性成分還是實(shí)際產(chǎn)品進(jìn)行。為了便于論述，Peterson等將報(bào)道的量均視為酸當(dāng)量。1945－1950年2,4-滴的產(chǎn)能從416 000 kg增加至635萬kg。隨著更多選擇性新穎除草劑的開發(fā)，2,4-滴在美國主要作物上的使用量從1966年占除草劑使用總量的34%約1 810萬kg，下降為1971年的1 540萬kg，占除草劑使用總量的15%。但從1960年到1971年，2,4-滴占小麥田農(nóng)藥用量的大半，甚至在20世紀(jì)90年代初期，仍有春小麥和硬粒小麥(durum)種植面積的40%~ 60%、冬小麥種植面積的15%~20%、玉米種植面積的10%、高粱種植面積的9%以上使用2,4-滴。據(jù)報(bào)道，2,4-滴登記用于65種以上作物以及許多非農(nóng)業(yè)用途，1992年美國使用了超過2 100萬kg的2,4-滴酸當(dāng)量。截至2012年，冬小麥種植面積的13%使用2,4-滴，平均用量為600 g/hm2，總計(jì)近110萬kg活性成分。而北達(dá)科他州春小麥和硬粒小麥的2,4-滴用量下降至種植面積的9%以下，大麥下降為5%，燕麥下降為14%，有利于其他更多選擇性除草劑的應(yīng)用。美國環(huán)保局(USEPA)農(nóng)藥計(jì)劃辦公室估計(jì)，1992－2000年美國2,4-滴年用量的約65%(2 100萬kg)用于農(nóng)業(yè)，其余為非農(nóng)業(yè)用途。用于草地和牧場(chǎng)的2,4-滴占總用量的1/4、農(nóng)業(yè)用途的1/3以上，春小麥和冬小麥田2,4-滴用量約占農(nóng)業(yè)用途的1/4。單獨(dú)或與化肥混用應(yīng)用于住宅草坪的2,4-滴占總用量的1/4、非農(nóng)業(yè)用途的近3/4。2000年以后，美國2,4-滴的使用總量僅略有增長。表2總結(jié)了EPA估算的各種農(nóng)業(yè)和非農(nóng)業(yè)用途。這些數(shù)據(jù)或略低于2,4-滴的實(shí)際用量，因?yàn)榭赡苌形从?jì)入預(yù)混產(chǎn)品中的用量。下文討論的基于2,4-滴新技術(shù)的推出可能引起玉米、大豆和棉花中2,4-滴應(yīng)用的增加。有研究者認(rèn)為與這些技術(shù)相關(guān)的2,4-滴用量增加了30倍。但這些估計(jì)的假設(shè)和方法已被質(zhì)疑，在未來幾年各種除草劑技術(shù)間的競爭更加激烈，任何特定的產(chǎn)品都不可能達(dá)到與抗草甘膦作物一樣的普及水平。

從廣義上來看，2,4-滴對(duì)闊葉雜草防效高，對(duì)禾本科雜草的防效有限。雖然2,4-滴有一定的土壤殘留活性，早期的調(diào)查也發(fā)現(xiàn)其具有芽前除草劑的活性，但該劑主要用于苗后除草。2,4-滴的使用劑量隨應(yīng)用方式的不同差異較大，但通常大多數(shù)作物中的用量為有效成分280~1 120 g/hm2。在美國以有效成分高于1 120 g/hm2(在某些情況下高達(dá)4 480 g/hm2)的劑量防除草坪、休耕、干草和牧場(chǎng)等非谷類作物的多年生闊葉雜草。使用劑量也因制劑的不同而不同，由于作物的耐受性問題，在苗后防除時(shí)鹽類制劑比酯類制劑更適合高劑量使用。但相同濃度和劑型商品的標(biāo)簽推薦劑量可能不同。通常，相同濃度產(chǎn)品間的差異為最大推薦使用劑量。此外，某些2,4-滴產(chǎn)品不具有與其他2,4-滴產(chǎn)品相同的用途。例如，一些產(chǎn)品不能用于燕麥或果園以及園藝的收獲前處理。因此，農(nóng)戶應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)簽上列出的用途選擇產(chǎn)品。

表2 2,4-滴的應(yīng)用、施藥時(shí)期及用量

注：數(shù)據(jù)來源于USEPA(2005)。

就闊葉雜草對(duì)2,4-滴的敏感性進(jìn)行一些粗略地概括。菊科、豆科、十字花科和旋花科的一年生雜草是對(duì)2,4-滴最敏感的雜草，而蓼科、唇形科、茄科雜草通常更具有耐受性。但某些科內(nèi)成員有例外。藜科藜()對(duì)2,4-滴非常敏感，而地膚具有耐受性。2,4-滴以較高的劑量(有效成分840~1 120 g/hm2)應(yīng)用時(shí)，對(duì)莧屬雜草防效較高。2,4-滴酯類制劑通常能更迅速地引發(fā)植物響應(yīng)，特別是在環(huán)境脅迫條件下。雖然已有文獻(xiàn)記載了作物耐受性的降低，但是在文獻(xiàn)中難以找到酯類制劑在整體防除中的優(yōu)勢(shì)報(bào)道，且多年生雜草比一年生更為常見。早期進(jìn)行溫室試驗(yàn)比較胺類和酯類制劑的研究并未闡明兩者之間的本質(zhì)差異。由于胺和酯類均以2,4-滴酸存在于植物體內(nèi)，所以酯類制劑的主要優(yōu)點(diǎn)是能更好地滲透蠟質(zhì)層而使吸收加快。因?yàn)樽魑镂占涌旆瓤赡艹隽似鋵?,4-滴代謝為無毒分子的能力，或會(huì)引起更嚴(yán)重的作物藥害。對(duì)所有雜草種類或在所有條件下，其并不總是具有較高的雜草防除效果。

通常2,4-滴與其他除草劑混配使用，特別是用于谷類作物或草坪時(shí)。這擴(kuò)大了活性譜，減少了使用劑量，降低了作物藥害幾率，并在某些情況下提供疊加防效(overlapping control)，有助于防止抗性雜草的進(jìn)化。如上所述，2,4-滴可以拮抗或協(xié)同的方式與其他除草劑相互作用。稀禾定(sethoxydim)或苯草酮(tralkoxydim)等ACCase抑制劑類除草劑建議與2,4-滴胺桶混應(yīng)用或者提高使用劑量以改善對(duì)禾本科雜草的防除活性。某些情況下，可以使用2,4-滴酯，而不能用胺類制劑。

6.2 播前應(yīng)用

免耕的擴(kuò)張拓寬了2,4-滴在條播作物種植前的使用。此多用于大豆、棉花等闊葉作物(表2)春季播種前防除冬季一年生、早春新生雜草，或還有助于防除多年生雜草。據(jù)NASSHighlights統(tǒng)計(jì)，1992年2,4-滴在免耕大豆種植前的應(yīng)用占種植總面積的1%，次年增至7%，2012年達(dá)11%。在防除禾本科雜草，提高對(duì)寶蓋草(L.)、三葉草(spp.)、野萵苣以及問荊或小飛蓬[(L.) Cronq.]等抗草甘膦雜草防效時(shí)，2,4-滴通常與草甘膦、百草枯等廣譜除草劑混配應(yīng)用。雖然2,4-滴的土壤半衰期較短約6 d，但有一些產(chǎn)品標(biāo)簽限定了滅生(burndown)應(yīng)用和某些農(nóng)作物種植的間隔時(shí)間。施藥和播種的間隔期因劑型不同而不同，2,4-滴酯通常比2,4-滴胺間隔期短。這可能并非是土壤半衰期的差異所致，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)土壤中，酯會(huì)迅速轉(zhuǎn)化為酸的形式，田間土壤降解率沒有差異。一般認(rèn)為標(biāo)簽推薦的差異是由于酯制劑水溶性較低和相關(guān)經(jīng)土壤進(jìn)入敏感作物根系的移動(dòng)較弱。有研究者發(fā)現(xiàn)播前施用的2,4-滴后，只有2,4-滴滲入種區(qū)，才會(huì)造成玉米苗減少，生長速度降低，而2,4-滴丁酯制劑不能像三乙醇胺鹽制劑那樣在滲濾水(percolating water)中自由移動(dòng)。2007年進(jìn)行的大田研究發(fā)現(xiàn)，大豆對(duì)播前應(yīng)用2,4-滴酯與胺制劑的耐受性沒有差異。播前應(yīng)用對(duì)棉花耐受性的類似研究沒有發(fā)現(xiàn)與劑型相關(guān)的差異。

6.3 谷類中的應(yīng)用

許多春、冬季一年生闊葉雜草和一些兩年生及多年生闊葉雜草在春、秋季谷物[小麥、大麥、燕麥、水稻、黑麥(L.)]中普遍存在。隨著農(nóng)作物種植(秋季或春季播種)、輪作，雜草譜在不同產(chǎn)區(qū)不同。闊葉雜草中等至密集程度的侵染可造成小麥嚴(yán)重減產(chǎn)，因雜草種類的不同和發(fā)生時(shí)間的長短減產(chǎn)程度不同，約10%~50%。

秋播作物一般比春播作物中的雜草少，除非環(huán)境條件有利于雜草萌發(fā)或在冬季作物出苗后不久。鑒于此，需使用除草劑防除雜草的冬小麥為25%~40%，而北部大平原的春小麥和硬粒小麥則大于90%。即使已使用了70年，但2,4-滴仍然是小麥和大麥的最常用除草劑。2,4-滴最常用于防除芥菜、藜和莧。它常與苯磺隆、噻吩磺隆或甲磺隆等ALS抑制劑類除草劑，氟草煙或二氯吡啶酸等激素類除草劑，或溴苯腈等觸殺型除草劑混用，可提高對(duì)地膚、寶蓋草和卷莖蓼(s L.)等闊葉雜草的防效。

6.3.1谷類作物的耐受性

20世紀(jì)40年代末和50年代初的大量研究有助于明確如何使2,4-滴的使用最佳化，并為今天的使用奠定了基礎(chǔ)。雖然不同谷類作物對(duì)2,4-滴的耐受性不同，但作物應(yīng)用2,4-滴的最佳生育期通常是植株至少有3~4個(gè)分蘗但在莖伸長之前。小麥對(duì)應(yīng)的可能為Feekes 3至Feekes 5生育期。谷類作物在孕穗期特別容易發(fā)生藥害，小麥即是Feekes 10生育期。業(yè)已知曉，不同作物品種對(duì)2,4-滴敏感性不同。播前應(yīng)用2,4-滴時(shí)，太接近播種期可能會(huì)影響成苗。一般來說，在應(yīng)用2,4-滴后接收至少15 mm的降雨或灌溉，2周后播種小麥較為安全。有研究發(fā)現(xiàn)在分蘗前施用2,4-滴可使谷類作物成苗減少，造成葉片卷曲和扭曲呈洋蔥狀，分蘗減少，籽粒產(chǎn)量降低。2,4-滴在莖伸長早期(拔節(jié)期)的應(yīng)用可導(dǎo)致匍匐生長或穗分蘗傾斜，還可能減少孕穗時(shí)抽穗。還有人報(bào)道可能形成畸形穗，臨近花期應(yīng)用可能導(dǎo)致不育。Freyman等觀察到2,4-滴處理對(duì)冬小麥的抗寒性有不利影響。由于可能造成明顯藥害和減產(chǎn)，不建議在深秋休眠期(inactive growth)冬性谷類(winter cereals)作物應(yīng)用。早在1951年有研究者探討了生殖細(xì)胞處于分化期(primordial stage)時(shí)，小粒谷類作物對(duì)2,4-滴敏感性的2個(gè)普遍時(shí)期。在30多年后，2,4-滴處理不同時(shí)期大麥分生組織的掃描電鏡圖象表明了這一點(diǎn)。Johanson等發(fā)現(xiàn)2,4-滴無論葉面噴施還是直接根施都可促進(jìn)小麥生根，但抑制側(cè)根伸長。

在干燥環(huán)境下，低揮發(fā)性酯類制劑可能比胺、鹽或酸制劑更有效，因?yàn)樗鼈兏子跐B透葉表皮蠟質(zhì)層，但在條件有利于作物快速生長時(shí)，酯類制劑引起藥害的風(fēng)險(xiǎn)更大，經(jīng)常表現(xiàn)為分蘗匍匐生長及穗畸形。根據(jù)靶標(biāo)雜草的敏感性和生長階段以及環(huán)境條件，小麥、大麥和黑麥的推薦使用劑量為有效成分280~560 g/hm2，若可接受較高的作物藥害風(fēng)險(xiǎn)，允許有效成分使用劑量達(dá)840 g/hm2。目前，小麥在蠟熟中期(mid-dough stage)至硬黃熟期(hard-dough stage)及節(jié)間轉(zhuǎn)黃時(shí)可施用0.6 kg/hm2(此前高達(dá)1.2 kg/hm2)的2,4-滴防除現(xiàn)蕾期到開花期的田旋花等多年生雜草使其不能結(jié)籽[在生產(chǎn)認(rèn)證種子(certified seed)田是必要的]或防除一年生雜草。2,4-滴收獲前應(yīng)用的安全間隔期為14 d，故種植者希望盡早噴施。過早應(yīng)用2,4-滴，如作物莖節(jié)仍然是綠色時(shí)，通常會(huì)引起上部莖發(fā)生斷裂，還可能降低作物種子萌發(fā)。在谷類作物收獲前，雜草個(gè)體較大，此時(shí)進(jìn)行雜草防除通常達(dá)不到滿意的效果。此外，經(jīng)過處理的闊葉雜草的莖在收獲過程中往往會(huì)變脆并裂成小塊，即造成收獲的谷物中摻雜較多的外來雜質(zhì)。自從草甘膦登記用于收獲前，此用途的2,4-滴使用減少了。

6.4 水稻中的應(yīng)用

雜草通過直接競爭使水稻減產(chǎn)，同時(shí)降低稻米品質(zhì)和等級(jí)。有人指出，雜草造成美國水稻產(chǎn)區(qū)的產(chǎn)量損失估計(jì)為12%~35%，平均損失17%。2,4-滴可用于防除沼生異蕊花[(SW) Willd.]、鴨跖草(Burm. f.)、鱧腸(L.)、大果田菁[(P. Mill.) McVaugh]、牽牛(spp.)、假馬齒莧(spp.)等一些常見稻田闊葉雜草。1990年2,4-滴的應(yīng)用占美國水稻種植面積的近17%，用量為1 kg/hm2，但2013年僅占水稻種植面積的7%。

6.4.1水稻的耐受性

與小粒谷物相似，水稻在分蘗期之前和孕穗期之后，發(fā)生藥害的幾率最高，而在這兩個(gè)時(shí)期之間發(fā)生藥害的幾率很低。對(duì)水稻的藥害癥狀(莖和葉扭曲、穗畸形和小花不育)與小麥或大麥類似，也可能發(fā)生根畸形和抑制根的發(fā)育。在加利福尼亞州以外的美國水稻產(chǎn)區(qū)，2,4-滴胺、鹽和酸制劑在播前2~4周以1.1 kg/hm2施用，或在水稻分蘗后期(通常在出苗后6~9周左右)以1.33 kg/hm施用。播前間隔期和最大苗后使用劑量可能因2,4-滴產(chǎn)品不同而有所差異。當(dāng)水稻莖節(jié)間長超過1.3 cm或幼穗分化后，因?yàn)榭赡軙?huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的作物藥害和產(chǎn)量損失，不能應(yīng)用2,4-滴。

沼生菰()生長于北美洲的五大湖地區(qū)。280 g/hm2的2,4-滴胺是明尼蘇達(dá)州唯一可用于沼生菰防除常見澤瀉(water plantain)的除草劑。但作物的耐受性是有限的，在作物發(fā)育的分蘗早期至中期不應(yīng)使用2,4-滴。

6.5 玉米、高粱和谷子中的應(yīng)用

直到20世紀(jì)70年代，盡管存在不適時(shí)用藥會(huì)發(fā)生藥害的風(fēng)險(xiǎn)，但2,4-滴仍被廣泛用于玉米和高粱作物。20世紀(jì)80~90年代期開發(fā)的各種替代除草劑以及抗除草劑玉米的出現(xiàn)被認(rèn)為是造成玉米中2,4-滴使用量下降的主要原因，使2,4-滴從1968年占除草劑活性成分總量的13%到2008年的1%。

雜草造成玉米產(chǎn)量損失變化較大，通常無除草劑處理為15%~40%，除草劑處理則為15%。雜草造成的高粱產(chǎn)量損失一般為30%~50%，但極端情況下可能導(dǎo)致顆粒無收。田旋花、西亞馬利筋(L.)、大麻狀羅布麻和刺果豚草(Hook)等多年生雜草也可侵染高粱田，一般在高粱田中比玉米田中更具競爭力。苗后應(yīng)用2,4-滴可較好地防除藜、莧、牽?；ā㈦嗖荨㈤L芒莧和青麻等玉米和高粱田重要一年生闊葉雜草。珍珠粟(pearl millet)和黍(proso millet)中最常見的闊葉雜草可用2,4-滴高效防除，但不是所有的2,4-滴產(chǎn)品都可用于谷子。2,4-滴的一般用量為280~560 g/hm2，但為了避免藥害通常以較低用量應(yīng)用。以較低用量應(yīng)用限制了2,4-滴的有效性，而自引入均三氮苯類和其他高效播前和芽前除草劑防除禾本科雜草和闊葉雜草以來，2,4-滴在玉米和高粱中的應(yīng)用已經(jīng)減少了。在某些情況下，如防除深根、多年生雜草或偶爾與其他除草劑桶混，2,4-滴有時(shí)仍可用于玉米。研究表明，2,4-滴胺與甲磺隆和氟噻甲草酯(fluthiacet- methyl)桶混提高了對(duì)闊葉雜草的防效，減輕了對(duì)高粱的藥害。

6.6.1玉米、高粱和谷子的耐受性

玉米株高低于20 cm，高粱株高10~25 cm，珍珠粟分蘗完全后株高20 cm時(shí)為撒施2,4-滴的最佳生育期。黍只能使用2,4-滴胺制劑，應(yīng)在2~5葉期后但在孕穗早期之前施用。2,4-滴對(duì)玉米、高粱及谷子的藥害癥狀有倒伏和脆化，發(fā)育遲緩、畸形、復(fù)合支柱根(fused brace roots)，卷葉，抽穗后偶爾倒伏，減產(chǎn)。中部地區(qū)的高粱在5~7葉期施用2,4-滴對(duì)根損傷最為嚴(yán)重，鏈烷醇胺鹽和異丙基酯制劑對(duì)產(chǎn)量的影響無顯著性差異。低揮發(fā)性2,4-滴酯制劑通常對(duì)闊葉雜草防效更高，但對(duì)高粱的藥害可能比胺制劑更大。所有劑型的藥害風(fēng)險(xiǎn)取決于使用劑量，作物在高溫、高濕和高土壤水分條件下迅速生長時(shí)發(fā)生藥害的風(fēng)險(xiǎn)更大。在高粱株高低于10 cm時(shí)施用可能引起嚴(yán)重倒伏或植物死亡，所有上述作物在花期(孕穗前和孕穗期)施用可導(dǎo)致部分小花不育及產(chǎn)量下降。在植物株高20~25 cm時(shí)施用應(yīng)該用滴噴嘴(drop nozzles)以減少噴霧藥液葉面截留，盡可能降低作物出現(xiàn)藥害的可能性。已知玉米和高粱雜交種對(duì)2,4-滴耐受性不同，該劑應(yīng)只適用于具耐受性的雜交種。即使以較低用量在推薦的時(shí)間施用，2,4-滴對(duì)玉米的藥害也時(shí)有發(fā)生。

6.6 牧場(chǎng)和草地的應(yīng)用

草地、草原及多年生草地而非農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的雜草(如美國自然保護(hù)計(jì)劃)，有可造成牲畜死亡和生病的頻繁、有時(shí)重大經(jīng)濟(jì)損失的毒性本土植物和影響飼料數(shù)量和品質(zhì)、減少物種多樣性、改變生態(tài)系統(tǒng)功能的外來入侵雜草。根據(jù)美國州和聯(lián)邦調(diào)查數(shù)據(jù)，估計(jì)5 100萬hm2的牧場(chǎng)、草地、國家公園、自然保護(hù)區(qū)和其他荒地被16種外來入侵植物：旱雀麥(L.)、飛廉(L.)、丁羽菊[(L.) DC.]、鋪散矢車菊(Lam)、斑紋矢車菊(L.)、黃色矢車菊(L.)、田薊、乳漿大戟、山柳菊(spp.)、多年生獨(dú)行菜(L.)、截葉鐵掃帚[(Dumont) G. Don]、丹麥柳穿魚[(L.) P. Mill.]、千屈菜(L.)、毛果茄(Dunal)、水母頭濱麥[(L.) Nevski]和檉柳(Ledeb)侵染。大多數(shù)雜草主要在西部的17個(gè)州蔓延，從北達(dá)科他州到得克薩斯州以及西至太平洋海岸。

2,4-滴主要用于放牧草地的治理，這些草地通常每年處理一次，而草原則很少處理。1971年用某苯氧基類除草劑處理的草地面積達(dá)200萬hm2，占美國4 000萬hm2草地的約5%；超過2.14億hm2的草原只有85萬hm2(0.4%)被處理。1992－2000年，約僅有3%的草原和草地應(yīng)用了2,4-滴，但用量為農(nóng)業(yè)用途的36%，占總用途的24%。

通常，2,4-滴與其他生長調(diào)節(jié)劑除草劑混配施用，多為氨氯吡啶酸、麥草畏、氟草煙、毒莠定或綠草定，撒施和點(diǎn)施應(yīng)用。防除敏感兩年生雜草的一般用量為1.1 kg/hm2，防除兩年生和多年生雜草和木本植物為1.1~2.2 kg/hm2。對(duì)于惡性雜草和木本植物，在第一次施藥30 d后可能需要再次施藥。收割牧草的安全間隔期為7 d。

6.7 草坪中的應(yīng)用

草坪管理包括住宅及非住宅的草坪、公園、運(yùn)動(dòng)和娛樂設(shè)施及高爾夫球場(chǎng)，在美國估計(jì)超過1 600萬hm2。美國東部和南部某些州的草皮和草坪屬頂級(jí)農(nóng)產(chǎn)品。最近一項(xiàng)對(duì)草坪業(yè)的分析顯示其產(chǎn)值為579億美元。草坪雜草維護(hù)占管理費(fèi)用的大部分。草坪主要闊葉雜草有蒲公英(G.H. Weber ex Wiggers)、大車前(L.)、長葉車前(L.)、三葉草、皺葉酸模(L.)、婆婆納(ssp.)和酢漿草(L.)。苗后應(yīng)用2,4-滴對(duì)這些雜草的防效優(yōu)于許多其他草坪除草劑。大多數(shù)草坪草對(duì)2,4-滴具有耐受性，但翦股穎(spp.)和鈍葉草[(Walt.) Kuntze]等少數(shù)幾種會(huì)出現(xiàn)一定的藥害。

應(yīng)用最廣泛的選擇性、苗后防除闊葉雜草的除草劑有2,4-滴、2,4-滴丙酸(2,4-DP-p)、2甲4氯丙酸(MCPP-p)和麥草畏。適于私房房主和城市的商業(yè)產(chǎn)品有單一活性成分或由2個(gè)或2個(gè)以上活性成分組合的液體制劑(可噴施)以及與肥料復(fù)合的粒劑，此粒劑以滴施或撒施機(jī)施用。肥料和除草劑復(fù)合產(chǎn)品俗稱“weed-n-feed”產(chǎn)品，在有可能對(duì)產(chǎn)品中除草劑活性成分敏感的觀賞植物附近區(qū)域要慎用。美國環(huán)保署估計(jì)，每年應(yīng)用于草坪的2,4-滴活性成分超過520萬kg。

草坪和花園用商業(yè)產(chǎn)品的用量因粒劑和液體制劑產(chǎn)品中除草劑有效成分的比例或濃度不同而不同。但觀賞草坪限定每年2次撒施，最大用量為1.7 kg/hm2。種籽或草皮草的最大用量為2.2 kg/hm2。人或?qū)櫸镌谌~面噴霧干燥前不應(yīng)進(jìn)入處理區(qū)。

6.8 林區(qū)、道路的應(yīng)用

林業(yè)用產(chǎn)品的用途為使用除草劑為造林整地，防除草本雜草以及防除與林木競爭的木本植物。此目的不是完全防除雜草，而是為樹木超越競爭性植被提供短期的生長優(yōu)勢(shì)。商業(yè)林中使用的除草劑無法精確估計(jì)，因?yàn)槊绹鴽]有國家系統(tǒng)來跟蹤使用的林業(yè)除草劑。但美國林業(yè)局跟蹤了在聯(lián)邦領(lǐng)土上使用的農(nóng)藥，使用除草劑主要是為了防除有害雜草，顯示在2004年2,4-滴是繼毒莠定之后的第二個(gè)最常用的除草劑，在超過20 000 hm2以上的聯(lián)邦森林和草地應(yīng)用。目前，其他除草劑的使用比仍用于整地和針葉林防除雜草的2,4-滴更為廣泛。

公路、鐵路、溝岸、公用事業(yè)道路用地、管道和工業(yè)用地邊沿雜草和灌木的防除往往被討論作為工業(yè)植被管理。通常主要目的是為了避免在這些環(huán)境中行進(jìn)或其他作業(yè)時(shí)受到草本雜草或灌木的干擾。綠草定、毒莠定和氨氯吡啶酸等其他激素類除草劑，經(jīng)常與2,4-滴混用以提高對(duì)木本植物和多年生雜草的防除活性。2,4-滴有效成分用于道路比電力、工業(yè)用地、管道和鐵路合在一起使用的更多。所有這些用途占2,4-滴年總用量的5%左右。

6.9 果樹、堅(jiān)果、葡萄園的應(yīng)用

管理良好、限于每行樹之間區(qū)域的果園地面覆蓋植物可使果園受益。這種植物覆蓋，無論是原生植被還是種植的覆蓋作物，為器械作業(yè)提供了穩(wěn)定的表面，減少土壤板結(jié)，改善土壤結(jié)構(gòu)和水分滲透性。雖然原生植被的覆蓋性很好，但它可能包含侵入樹行且難以防除的雜草。另一方面，妥善管理覆蓋作物可以防止雜草入侵果園。可取的做法是保持區(qū)域內(nèi)的樹行相對(duì)無雜草，以減少對(duì)水分和養(yǎng)分的競爭，同時(shí)減少蟲害、嚙齒類動(dòng)物和病害的危害。耕作是防除果園雜草的方法之一，但其具有一些明顯的缺點(diǎn)，如需要?jiǎng)趧?dòng)力和燃料以及會(huì)損傷樹木根部和增加根部被侵蝕的幾率。修剪(mowing)是一種更為實(shí)用的機(jī)械除草方法，而且所需的勞動(dòng)力、燃料和設(shè)備都與耕作相同。除草劑是維護(hù)果園地面覆蓋的一種有力和高效的手段，通常為草甘膦與敵草腈、敵草隆或氨磺樂靈(oryzalin)等土壤長效產(chǎn)品混用。2,4-滴在果園常用于防除發(fā)生在樹行或樹行之間的植被覆蓋內(nèi)的多年生闊葉雜草。2,4-滴胺、鹽和酸制劑用于果園和葡萄園的用量為1.6 kg/hm2，主要用于防除果園地面的矮小、生長迅速的一年生和多年生闊葉雜草，抑制樹行之間禾本科雜草(藥劑修剪)。其他用途有防除歐洲榛子(L.)的綠色根蘗苗(green sucker)，收獲前應(yīng)用2,4-滴異丙酯以延遲落果和使柑橘和葡萄柚果實(shí)膨大。對(duì)仁果類果樹的安全間隔期為14 d，核果類果樹為40 d，堅(jiān)果果園為60 d。沒有其他的苯氧基除草劑登記用于這些作物。1993年在仁果和核果類果樹中應(yīng)用的2,4-滴約62萬kg，平均用量0.9 kg/hm2。估計(jì)在2個(gè)重要堅(jiān)果作物——杏樹和榛子樹中應(yīng)用的2,4-滴達(dá)35 000 kg，施藥面積約22 000 hm2。雖然就2,4-滴的用量而言這是一個(gè)較小的市場(chǎng)，但對(duì)這些作物很重要。

在加利福尼亞州，2,4-滴也可用于葡萄落花后和新梢伸向地面之前，或在距離收獲100 d前的休眠期內(nèi)。葡萄數(shù)對(duì)2,4-滴非常敏感，不能用于葉、新梢或莖。

6.10 水域棲息地(aquatic habitats)的應(yīng)用

侵入的水生植物威脅生態(tài)系統(tǒng)多樣性，降低水質(zhì)，干擾商業(yè)和休閑活動(dòng)，阻礙溪流和灌溉渠道的通航和水流。許多水生物種是非常有害(nuisance)的植物，因?yàn)樗鼈儠?huì)產(chǎn)生危及人類和動(dòng)物健康的毒素，改變?yōu)l危物種的重要棲息地。腐爛的水生植物和藻類會(huì)產(chǎn)生難聞的氣味，由藍(lán)細(xì)菌(通常指藍(lán)綠色藻類)產(chǎn)生的淡水毒素對(duì)包括人類在內(nèi)的脊椎動(dòng)物有害。

2,4-滴可用于防除幾種挺水和沉水雜草，但其主要用于選擇性防除鳳眼藍(lán)[(Mart.) Solms]和穗狀狐尾藻(L.)。用液體胺制劑防除挺水和沉水植物，用BEE粒劑制劑防除沉水雜草。此外，最近已經(jīng)登記了一種胺制劑粒劑。沉水雙子葉雜草的一般用量為0.5~4 mg/L，葉面施用的一般用量為2.2~4.5 kg/hm2。一些原生挺水植物，如睡蓮(spp.)、萍蓬草[ssp.(Ait.) Kartesz & Gandhi]和藨草(spp.)對(duì)2,4-滴敏感，因此應(yīng)注意避免對(duì)這些植物造成藥害。

水域用除草劑可直接噴灑于浮水或挺水水生植物上，或以液體、粒劑或丸劑形式施用于水中。粒劑有低揮發(fā)性2,4-滴BEE酯制劑，液體制劑有2,4-滴二甲胺鹽。粒劑可有效防除沉水雜草，液體制劑在春季雜草發(fā)生時(shí)最有效。在大多數(shù)州對(duì)水域用除草劑的應(yīng)用進(jìn)行了限制(限制使用)。在美國西北地區(qū)2,4-滴BEE酯制劑不能用于有瀕危鮭魚的水域。水域施用2,4-滴BEE產(chǎn)品后24 h內(nèi)禁止游泳(胺制劑無游泳限制)，在鄰近飲用水取水口的應(yīng)用有特定限制。

6.11 小宗作物的應(yīng)用

許多小宗作物依賴于2,4-滴進(jìn)行雜草防除，它們包括蘆筍、藍(lán)莓、酸果蔓、草莓和啤酒花。甘蔗在美國的種植面積相對(duì)較小，但在世界熱帶地區(qū)更為重要。2,4-滴胺、鹽或酸制劑可以2.2 kg/hm2撒施防除甘蔗出苗前發(fā)生的闊葉雜草，或在甘蔗枝葉郁閉后施用。

2,4-滴鮮為人知但有趣的用途有加深某些品種馬鈴薯的塊莖顏色，提高柑橘的保果率和果實(shí)大小。

世界各地的監(jiān)管機(jī)構(gòu)為上述用途中的2,4-滴建立了殘留限量。對(duì)產(chǎn)品標(biāo)簽不包含而間接或無意接觸到藥劑的一些水果和蔬菜作物等也已建立了殘留限量。

7 揮發(fā)性和飄移

除草劑的蒸發(fā)運(yùn)動(dòng)指活性成分分子由液體轉(zhuǎn)化為氣體，并隨風(fēng)或氣流脫離原定施用位置。蒸發(fā)取決于除草劑的固有物理性質(zhì)與施藥期間和之后的環(huán)境條件。

2,4-滴酸在25 ℃時(shí)的蒸氣壓為1.43×10－7 mm Hg，被認(rèn)為蒸氣飄移的可能性較低。2,4-滴鹽的蒸氣壓無測(cè)量意義，因?yàn)闇y(cè)得的值通常是解離形成的酸的蒸氣壓。2,4-滴由鹽蒸發(fā)的實(shí)際蒸發(fā)損耗和運(yùn)動(dòng)取決于2,4-滴陰離子和相關(guān)陽離子之間的結(jié)合強(qiáng)度以及陽離子的穩(wěn)定性。易解離的鹽會(huì)以近似的酸蒸發(fā)，特別是如果陽離子易于失去的話。二甲胺離子易于蒸發(fā)損耗，2,4-滴二甲胺鹽就是這種情況。膽堿鹽等具有較低解離度和更穩(wěn)定反離子的鹽，蒸發(fā)損耗和運(yùn)動(dòng)顯著減少。

可根據(jù)用于制備酯的醇的碳鏈的長度來確定酯制劑是低揮發(fā)性還是高揮發(fā)性。由具有4個(gè)或以下碳原子烷基鏈的醇生成的酯被認(rèn)為是高揮發(fā)性的，包括在2005年未在美國重新登記的甲基、異丙基和丁基酯。另一方面，由具4個(gè)以上碳原子烷基鏈的醇生成的2,4-滴酯被歸類為低揮發(fā)性酯，包括BEE和2-EHE。盡管這些低揮發(fā)性酯比早期酯制劑造成蒸氣飄移的可能性小得多，但是它們的揮發(fā)性仍比鹽制劑高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

有幾個(gè)環(huán)境因素可以影響除草劑在田間的揮發(fā)。溫度是影響揮發(fā)性的主要環(huán)境因素。另一個(gè)因素是與氣流相關(guān)的大氣混合。

物理飄移是由氣流引起的噴霧微粒的運(yùn)動(dòng)。鑒于這不是2,4-滴所獨(dú)有的，這里不再贅述。

8 非靶標(biāo)植物的敏感性

根據(jù)作物種類、活性成分、使用劑量和暴露時(shí)期的生長階段，低劑量的2,4-滴等激素類除草劑用于敏感植物時(shí)常會(huì)出現(xiàn)輕則葉畸形，重則莖扭曲的癥狀。飄移藥害可能與霧粒飄移、揮發(fā)性或噴霧器污染有關(guān)。一般地面施藥可造成噴霧幅寬外0~2 m處的順風(fēng)沉積達(dá)0.1%~9%，在3 m處降至0.02%~ 4%，超過該距離呈指數(shù)下降。如果假設(shè)2,4-滴的一般施用量為有效成分560~1 120 g/hm2，用量為有效成分5~10 g/hm2時(shí)試驗(yàn)植物的敏感性接近0~10 m處的飄移藥害，更遠(yuǎn)距離以有效成分0.5~1.0 g/hm2處理似乎較為合理。一些研究者則以使用劑量的1/1000表示蒸氣飄移。

雖然這些不同來源的低劑量處理可引起敏感植物出現(xiàn)類似的癥狀，但可能難以通過試驗(yàn)來確定某些來源的劑量反應(yīng)。因?yàn)樵O(shè)置一致的已知?jiǎng)┝糠浅＠щy，所以植物對(duì)不同蒸氣濃度的反應(yīng)特別有挑戰(zhàn)性。研究人員常試圖以施用于靶標(biāo)植物的標(biāo)準(zhǔn)用量的分?jǐn)?shù)(fractional amounts)代表用量來模擬敏感植物對(duì)除草劑飄移的反應(yīng)。為確保試驗(yàn)覆蓋均勻、用量準(zhǔn)確，這種“模擬飄移量”的噴施量一般為100~200 L/hm2。已經(jīng)利用這種技術(shù)獲得了有關(guān)植物敏感性的大部分有效數(shù)據(jù)。但這些條件可能不能準(zhǔn)確地反映真實(shí)的飄移情況，即撞擊在植物上的實(shí)際噴霧溶液體積要低很多個(gè)數(shù)量級(jí)。植物毒性效應(yīng)常與噴霧量和植物覆蓋率呈正相關(guān)，這些模擬飄移研究可能會(huì)高估由特定處理的飄移所造成藥害的量。在少數(shù)情況下，除草劑的葉部滲透可能取決于濃度，此時(shí)，在飄移的噴霧液滴中存在較多濃溶液可能會(huì)引起更大的藥害。由于噴霧暴露是慢性的，與急性和瞬時(shí)蒸氣暴露(由于空氣混合和缺乏顆粒沉積)相反，在這些模擬飄移試驗(yàn)中，來自揮發(fā)暴露的除草劑效應(yīng)會(huì)更加被高估。另一方面，當(dāng)以較低的噴霧量、較高的濃度施用時(shí)，一些除草劑的反應(yīng)增多。但這些研究對(duì)關(guān)聯(lián)癥狀與生長發(fā)育和產(chǎn)量等其他植物參數(shù)可能有啟發(fā)意義。

在一些2,4-滴植物敏感性的研究中還有一個(gè)復(fù)雜影響因素，即某些情況下添加的表面活性劑。這些助劑可能會(huì)提高2,4-滴的覆蓋和滲透性，但其一般不會(huì)在2,4-滴的產(chǎn)品標(biāo)簽上標(biāo)注。由于2,4-滴通常與可能需要添加表面活性劑的其他除草劑混用，所以這些研究被視為“最不利的情況”。

許多作物可由低劑量的激素類除草劑藥害中充分地恢復(fù)，沒有明顯的產(chǎn)量損失。極低劑量的生長素除草劑其實(shí)可以刺激某些植物的生長繁殖。大多數(shù)物種暴露于低劑量和高劑量激素類除草劑具有雙向反應(yīng)。低劑量表現(xiàn)為有限的劑量效應(yīng)和短暫的藥害，而高劑量則具有較明確的劑量效應(yīng)，可導(dǎo)致持久的藥害。如上所述，不同物種對(duì)激素類除草劑的天然敏感性各不相同，確切地說，對(duì)相同作用機(jī)制的各種活性成分亦不同。

大豆是對(duì)生長素敏感的物種之一，一般種植在2,4-滴等激素類除草劑處理的區(qū)域附近。有人在大豆三節(jié)期(V3)以葉面噴施有效成分11.2、56 g/hm2或112 g/hm2的2,4-滴來模擬飄移，造成的最大表觀藥害分別為5%、23%和33%。11.2 g/hm22,4-滴的處理并未引起植物生物量明顯下降，只有112 g/hm2(占2,4-滴最大使用劑量的10%~20%)的處理會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)。這并非飄移暴露的真實(shí)劑量。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，以11.2 g/hm2或56 g/hm2的2,4-滴進(jìn)行處理的作物產(chǎn)量與未處理組相同。最近有研究對(duì)在大豆二節(jié)期(V2)、五節(jié)期(V5)和盛花期(R2)葉面施用2,4-滴后發(fā)生的藥害數(shù)據(jù)進(jìn)行了非線性回歸分析。該分析表明，在大豆V2、V5和R2生育期處理14 d后引起20%的表觀藥害所需的2,4-滴用量分別為有效成分77、29、109 g/hm2。表觀藥害和產(chǎn)量的相關(guān)回歸分析表明，當(dāng)處理14 d后觀察到表觀藥害達(dá)35%時(shí)，對(duì)應(yīng)產(chǎn)量降低10%。其他研究中模擬2,4-滴飄移暴露的用量需超過140 g/hm2才能達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的顯著減產(chǎn)。對(duì)49年間進(jìn)行的9項(xiàng)以上有關(guān)大豆藥害和減產(chǎn)研究的綜合分析表明，大豆對(duì)2,4-滴具有極高耐受性。分析預(yù)測(cè)，在營養(yǎng)階段或生殖階段，大豆暴露于5.6 g/hm22,4-滴時(shí)不會(huì)造成明顯的產(chǎn)量損失，而在56 g/hm2時(shí)略有減產(chǎn)(1.5%~3.0%)。這些研究表明，雖然表觀藥害有時(shí)可能容易引起種植者的關(guān)注，但2,4-滴暴露對(duì)大豆產(chǎn)量損失風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低。

棉花同樣對(duì)植物激素類除草劑敏感，是對(duì)2,4-滴暴露最敏感的植物之一。有研究評(píng)估了棉花對(duì)0.48~2.8 g/hm22,4-滴的反應(yīng)。根據(jù)位置-年份和生育期，單次施用1.4 g/hm22,4-滴處理后28 d對(duì)棉花的藥害為8%~75%，在生育前期應(yīng)用時(shí)會(huì)造成更大的藥害。但此劑量時(shí)雖然對(duì)棉花有明顯的葉面藥害，但沒有明顯的產(chǎn)量損失。2,4-滴以1.4 g/hm2多次施用會(huì)引起棉花明顯的表觀藥害和產(chǎn)量損失，盡管表觀藥害程度較高，但較低的劑量只造成中度至無產(chǎn)量損失。有人進(jìn)行了類似的研究，剖析了0.28~280 g/hm22,4-滴對(duì)子葉期到盛花期棉花的影響。盡管觀察到了對(duì)棉花的藥害，但表觀藥害率高估了最終的產(chǎn)量損失，特別是在早期應(yīng)用時(shí)，2.8 g/hm2的2,4-滴對(duì)棉花的藥害為12%~50%，但對(duì)產(chǎn)量無明顯影響。最近有報(bào)道稱，2,4-滴以0.53 g/hm2應(yīng)用時(shí)，可造成4~6葉期棉花出現(xiàn)2%~16%的表觀藥害。上述研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)2,4-滴的量高于5.3 g/hm2時(shí)一般會(huì)發(fā)生明顯的減產(chǎn)。根據(jù)一項(xiàng)就2,4-滴對(duì)棉花影響的綜合分析，棉花在營養(yǎng)階段和生殖階段暴露于0.56 g/hm22,4-滴，預(yù)測(cè)其產(chǎn)量分別降低19%、9%。但這個(gè)數(shù)據(jù)的差異很大，營養(yǎng)階段的回歸系數(shù)(2)為0.28，繁殖階段為0.38~0.48。類似地，分析發(fā)現(xiàn)2,4-滴的表觀藥害與棉花產(chǎn)量之間的相關(guān)性較低(2=0.32)。這種差異程度可能與棉花對(duì)暴露后環(huán)境條件的反應(yīng)有關(guān)。在有利的生長條件下，植物或能夠恢復(fù)并補(bǔ)償早期的藥害。

葡萄是關(guān)注激素類除草劑飄移藥害的另一種作物。和棉花一樣，葡萄暴露于極低劑量的2,4-滴即可出現(xiàn)表觀藥害，但低劑量模擬飄移應(yīng)用(甚至多次暴露)對(duì)產(chǎn)量無影響。研究表明，在生長季節(jié)以1~10 g/hm2的2,4-滴模擬飄移處理葡萄1~4次，若葡萄的表觀藥害分級(jí)不高于2 (2=癥狀清晰可見，葉片面積減小20%，脈間組織生長受限，葉邊緣卷曲，葉面粗糙)則可以恢復(fù)。一般以測(cè)試劑量單次施藥并不能觀察到這種程度的藥害，但因10 g/hm2的多次施用超過了限制而顯現(xiàn)了藥害癥狀。

已有多項(xiàng)研究報(bào)道了番茄對(duì)激素除草劑的敏感性。在番茄花期，1~2 g/hm2的2,4-滴可使番茄出現(xiàn)表觀藥害，約3~20 g/hm2的處理則會(huì)使番茄總產(chǎn)量降低。在生長后期，番茄減產(chǎn)較少。除了可能引起番茄產(chǎn)量降低之外，還有研究者在約2 g/hm2處理中觀察到畸形果和延緩成熟的情況。據(jù)報(bào)道，葉面施用1.1~560 g/hm2的2,4-滴胺，番茄產(chǎn)量降低2%~84%。與番茄類似，接近花期時(shí)的2,4-滴暴露對(duì)辣椒產(chǎn)量(減產(chǎn))的影響最大，花期后則較小。這可能是由于此時(shí)會(huì)破壞辣椒生殖組織的緣故。

其他蔬菜作物對(duì)低劑量2,4-滴的敏感性各異。有研究報(bào)道，20.8 g/hm22,4-滴對(duì)青花菜、甘藍(lán)、胡蘿卜、花椰菜、黃瓜、萵苣、洋蔥、蘿卜、蕪菁甘藍(lán)(var.L.)或蕪菁(subsp.)的產(chǎn)量無明顯影響。但在此劑量時(shí)沒有一種根菜類作物能長出適銷的根莖。最近的研究表明，施用2.1~16.8 g/hm22,4-滴對(duì)青花菜和甜椒的藥害差異顯著?？傮w來說，青花菜對(duì)2,4-滴的敏感性低于甜椒，當(dāng)2,4-滴的劑量低于16.8 g/hm2時(shí)對(duì)青花菜的藥害一般小于10%。而甜椒以4.2 g/hm2處理7 d后的藥害高達(dá)33%。在處理28 d后，這2種情況的表觀藥害均減少了。在2年的試驗(yàn)中，僅最高劑量的處理對(duì)青花菜的產(chǎn)量有影響。盡管甜椒的總體產(chǎn)量一般不受2,4-滴的影響，但在16.8 g/hm2處理中最早收獲期的產(chǎn)量則減少了。與前面報(bào)道的根菜類作物相比，馬鈴薯似乎對(duì)2,4-滴的耐受性較低，某些品種可用2,4-滴處理加深塊莖顏色。

花生對(duì)低劑量2,4-滴具有很高的耐受性，當(dāng)以70 g/hm2或更高的劑量應(yīng)用時(shí)才能造成明顯減產(chǎn)。有人調(diào)查了2,4-滴以9.5~151.2 g/hm2應(yīng)用時(shí)對(duì)苦蕎麥[(L.) Gaertn.]、油菜、豌豆、扁豆(Medik.)和向日葵的藥害。研究發(fā)現(xiàn)，向日葵是其中最為敏感的，9.5 g/hm22,4-滴可造成的表觀藥害為9%~83%；油菜相對(duì)不敏感，在75.6 g/hm2或更低劑量時(shí)的藥害為0~5%。

上述研究表明，敏感雙子葉作物意外暴露于激素類除草劑確實(shí)會(huì)出現(xiàn)表觀藥害癥狀，有時(shí)在極低用量時(shí)即可出現(xiàn)。當(dāng)以較高用量(如高于使用劑量的1/10)應(yīng)用時(shí)，有幾個(gè)研究出現(xiàn)了作物減產(chǎn)的情況。但在許多情況下，尤其是在有利的生長條件下，正常的飄移(或可能的蒸氣暴露)導(dǎo)致的藥害癥狀一般可以恢復(fù)，幾乎沒有或沒有產(chǎn)量損失。對(duì)園藝產(chǎn)品質(zhì)量的影響可能更為復(fù)雜，有必要進(jìn)一步研究。

有時(shí)2,4-滴自農(nóng)業(yè)應(yīng)用中飄移至鄰近庭院和花園造成了樹木和觀賞植物藥害。此外，草坪應(yīng)用2,4-滴時(shí)邊界的易感植物可能暴露于藥劑中。在任何一種情況下，表觀癥狀有時(shí)可能會(huì)與由螨蟲和病害等生物因子引起的癥狀混淆。設(shè)2,4-滴的用量為有效成分1~375 g/hm2，對(duì)這些效應(yīng)進(jìn)行定量研究。當(dāng)用量為11.2 g/hm2時(shí)，處理30 d后對(duì)玫瑰的藥害為7%~10%，處理60 d后為0~5%。白櫟樹苗(L.)在展葉始期和完全展葉期暴露于15 g/hm2的2,4-滴時(shí)表現(xiàn)中等藥害(2~4級(jí)，共分1~10級(jí))，但藥害不一定與對(duì)照有顯著差異，且逐年變化明顯。有研究就2,4-滴對(duì)9種不同年生壇植花卉的藥害進(jìn)行了評(píng)估，藥劑用量1~64 g/hm2的表觀藥害約為10%~15%。矮牽牛(Hort. Vilm.)是一個(gè)例外，其在2,4-滴用量為4 g/hm2時(shí)即可顯現(xiàn)28%的表觀藥害。

上述研究大多采用直接噴霧施用法。暴露于除草劑蒸氣的植物反應(yīng)對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)有著獨(dú)特的情況和挑戰(zhàn)。要產(chǎn)生一致的、可測(cè)量的蒸氣濃度需要復(fù)雜的裝置，也難以重復(fù)。在田間，大氣混合、暴露持續(xù)時(shí)間和影響植物敏感性的環(huán)境因素將極大地影響敏感雙子葉植物在蒸氣相中對(duì)2,4-滴的反應(yīng)。雖然一些田間研究已能證明除草劑和制劑間的定性差異，但測(cè)得的大氣中2,4-滴濃度和闊葉作物藥害間的定量相關(guān)性不一致。其他定量的嘗試取決于蒸氣條件下的表觀植物反應(yīng)與通過直接噴霧應(yīng)用產(chǎn)生的劑量-反應(yīng)曲線的相關(guān)性。

9 對(duì)野生生物的影響

農(nóng)藥可能通過直接接觸、間接接觸或影響棲息地來影響野生生物。野生生物暴露于2,4-滴，無論是直接噴灑還是攝入被處理的植被，均具有低毒性。目前的研究表明，2,4-滴對(duì)魚類和兩棲動(dòng)物(青蛙)實(shí)際無毒，對(duì)水生無脊椎動(dòng)物僅有輕微毒性，對(duì)蜜蜂和蚯蚓實(shí)際無毒。

根據(jù)綠頭鴨和北美鶉的8 d飼喂研究，認(rèn)為所有2,4-滴制劑對(duì)鳥類僅有輕微的毒性或?qū)嶋H無毒。對(duì)禽類繁殖研究(鵪鶉)的評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)2,4-滴的無作用劑量大于1 000 mg/L，對(duì)產(chǎn)卵和卵殼厚度等實(shí)際無毒。蜜蜂和蚯蚓等陸生無脊椎動(dòng)物對(duì)2,4-滴的敏感性低。以類似的方式進(jìn)行了研究，已證明2,4-滴的大多數(shù)制劑對(duì)水生無脊椎動(dòng)物實(shí)際無毒。

事實(shí)上，2,4-滴對(duì)野生生物的最大影響可能是噴施藥劑后呈現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)化的棲息地，其間植物生長結(jié)實(shí)延緩。一項(xiàng)長達(dá)20年的研究表明，許多常見狩獵物種喜歡經(jīng)藥劑處理后的棲息地。

10 環(huán)境行為

2,4-滴的半衰期相對(duì)較短，在土壤中的遷移性有限。最近美國進(jìn)行的35項(xiàng)田間降解研究中，所施用的2,4-滴向下遷移超過15.24 cm(6英寸)的不足5%。在美國南部的土壤中探測(cè)到的平均深度最低為15.24~30.48 cm(6~12英寸)，在期望會(huì)有較大遷移的低有機(jī)質(zhì)土壤中為40.64~60.96 cm(16~24英寸)。

自土壤121.92 cm(48英寸)深處取樣，并分析2,4-滴及其土壤代謝物，直到在每個(gè)取樣深度2次分析均顯示“無法檢測(cè)”的結(jié)果。盡管室內(nèi)溶解度研究表明2,4-滴有遷移的可能，但在正常限度內(nèi)的施用條件下土壤中的快速降解和植物的吸收使淋溶最小化了。

田間降解研究發(fā)現(xiàn)，2,4-滴的土壤半衰期為6.2 d，最短的為1.7 d，最長的達(dá)13.1 d。土壤的水分含量似乎對(duì)半衰期有很大的影響，因?yàn)榻到獾闹饕緩绞俏⑸铩３Ｓ玫?,4-滴胺鹽和2,4-滴酯在大多數(shù)環(huán)境條件下不持久。在大多數(shù)環(huán)境條件下，預(yù)計(jì)2,4-滴胺鹽的解離是瞬間發(fā)生的(<3 min)。在自然土壤和水分條件下，2,4-滴的酯通常在2 d以內(nèi)生物轉(zhuǎn)化、水解成酸。因此，在陸生和水生環(huán)境中預(yù)期2,4-滴酯和2,4-滴胺的環(huán)境暴露均最小。

10.1 生物累積-生物富集

環(huán)境行為和動(dòng)物數(shù)據(jù)顯示，2,4-滴存在時(shí)間相對(duì)較短。動(dòng)物代謝研究表明，該除草劑被迅速代謝掉，且具有較低的生物累積或生物富集潛力。加拿大的一項(xiàng)多年研究表明，2,4-滴在土壤中沒有累積效應(yīng)。

11 2,4-滴抗性性狀

一段時(shí)間，研究人員一直試圖將2,4-滴的抗性并入由選擇性育種或生物技術(shù)培育的敏感性理想植物中。其目的是使2,4-滴可用于作物，或者使非靶標(biāo)植物對(duì)低劑量的2,4-滴具有更大的耐受性。

業(yè)已知曉2,4-滴在土壤中可被微生物降解。20世紀(jì)80年代后期已鑒定了土壤細(xì)菌礦化2,4-滴的特異性酶。后來將此酶基因插入作物中，使作物對(duì)2,4-滴具有一定的耐受性。但這些早期的工作并沒有獲得對(duì)有效防除雜草的應(yīng)用劑量的2,4-滴具耐受性的作物。編碼芳氧基鏈烷酸酯加雙氧酶(AADs)的細(xì)菌基因的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)為對(duì)2,4-滴具有極高抗性的新穎轉(zhuǎn)基因作物提供了一條思路，從而為該除草劑開辟了新的應(yīng)用模式，并為玉米、棉花和大豆田雜草防除增添新的手段。這些AADs來自于最初從土壤中分離所得的細(xì)菌和，能催化2,4-滴酸降解為無除草活性代謝物二氯苯酚的2步雙加氧酶反應(yīng)。編碼AADs的基因已被成功地引入到擬南芥、玉米、大豆、棉花、水稻、油菜和煙草等植物中。目前，這種轉(zhuǎn)基因玉米、大豆和棉花已在美洲的幾個(gè)國家商業(yè)化。研究表明，這些性狀所賦予作物的耐受性非常高，在這些作物的生長期2,4-滴的應(yīng)用量可高達(dá)4 480 g/hm2。

2,4-滴以有效成分800~1 100 g/hm2劑量與草甘膦混配苗后應(yīng)用對(duì)禾本科雜草和闊葉雜草具有廣譜防效，包括對(duì)草甘膦產(chǎn)生抗性的闊葉雜草。此苗后應(yīng)用劑量比大多數(shù)作物中高。陶農(nóng)科公司已經(jīng)開發(fā)了一種2,4-滴膽堿+草甘膦(有效成分195 g/L+205 g/L)的預(yù)混劑，與AAD作物配合應(yīng)用。目前該產(chǎn)品在美國的推薦用量為1 640~2 185 g/hm2，即800~1 065 g/hm2的2,4-滴膽堿和840~1 120 g/hm2的草甘膦。已經(jīng)進(jìn)行了其他研究測(cè)定2,4-滴與草銨膦混用替代與草甘膦組合的效果。

這些混劑用于雜草治理項(xiàng)目(應(yīng)用多種雜草防除工具)可進(jìn)行最佳雜草防除和抗性治理。在滅生或芽前應(yīng)用土壤長效除草劑后施用2,4-滴膽堿+草甘膦為幾種抗草甘膦物種提供了持續(xù)的防效。

12 結(jié) 語

2,4-滴的開發(fā)已超過70年，但其一直是各種作物和非作物用途中雜草防除的重要工具。對(duì)2,4-滴化學(xué)、生理、作用機(jī)制、環(huán)境行為和藥效等方面的研究不僅有助于闡明其自身的特性，為除草劑作用機(jī)制和生理學(xué)研究奠定基礎(chǔ)，還對(duì)其后新穎除草劑的研發(fā)具有重要的借鑒意義。近年來，隨著對(duì)分子水平作用機(jī)制的深入研究，借助生物技術(shù)手段發(fā)展了2,4-滴的新用途，延長了使用壽命，使其能更好地繼續(xù)為人類生產(chǎn)和生活服務(wù)。

10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2017.04.06

TQ450

A

1009-6485(2017)04-0032-11

筱禾，女，工程師。Tel: 021-64387891-201。

2017-08-03。