稻麥輪作區(qū)日本看麥娘抗藥性水平測(cè)定及高效除草劑篩選

谷濤+李永豐+張自常+張磊+楊霞

摘要：以興化市釣魚鎮(zhèn)省長(zhǎng)示范方麥田采集的日本看麥娘種子與筆者保存的敏感型日本看麥娘為材料，采用室內(nèi)整株生物測(cè)定與大田除草劑配方試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，分析其對(duì)ALS類除草劑——啶磺草胺與甲基二磺隆、ACCase抑制劑類除草劑——炔草酯和精唑禾草靈的抗藥性情況，并篩選出可有效治理麥田雜草的除草劑配方。結(jié)果表明，采集的日本看麥娘種群對(duì)ACCase抑制劑類除草劑炔草酯和精唑禾草靈產(chǎn)生了中等水平抗藥性，抗性指數(shù)分別為600和5.17，但該種群未對(duì)供試的ALS抑制劑類除草劑產(chǎn)生抗藥性。田間配方篩選試驗(yàn)結(jié)果表明，在供試配方處理中，75%啶磺草胺141 g/hm2+40%唑草酮30 g/hm2混用能夠有效防除日本看麥娘，藥后60 d的株防效和干質(zhì)量防效分別為91.6%、93.9%。相對(duì)于不除草對(duì)照，不同處理的產(chǎn)量都顯著提高，尤其是7.5%啶磺草胺+40%唑草酮處理，產(chǎn)量達(dá)到了7 210.05 kg/hm2，與人工除草處理區(qū)基本一致。

關(guān)鍵詞：日本看麥娘；ACCase抑制劑類除草劑；ALS類除草劑；抗藥性；治理技術(shù)

中圖分類號(hào)： S451 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2017）18-0094-04

收稿日期：2016-10-27

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31501657）；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系類[編號(hào)：CX（12）1003]。

作者簡(jiǎn)介：谷 濤（1988—），男，山西大同人，博士，助理研究員，從事農(nóng)田草害研究。Tel：（025）84390821；E-mail：gtsghhz@163.com。

通信作者：李永豐，碩士，研究員，主要從事農(nóng)田草害研究。Tel：（025）84390821；E-mail：liyongfeng_2010@163.com。 日本看麥娘（Alopecurus japonicas）是一種越年生或一年生草本植物，屬禾本科看麥娘屬（Alepecurus），主要分布于我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)及華南地區(qū)，是危害麥、油菜等夏收作物的最主要的惡性雜草之一[1]。目前，用于防治日本看麥娘的莖葉處理劑主要以磺酰脲（胺）類除草劑（如甲基二磺隆、啶磺草胺等）、乙酰輔酶A羧化酶抑制劑類除草劑（如精唑禾草靈、炔草酯、烯草酮等）為主[2-3]。然而，由于長(zhǎng)期單一使用化學(xué)除草劑及栽培制度的改變，導(dǎo)致對(duì)日本看麥娘的防效下降，越來越多地區(qū)的日本看麥娘對(duì)一種或多種除草劑產(chǎn)生了抗性，抗性日本看麥娘種群呈急劇上升態(tài)勢(shì)。據(jù)報(bào)道，在我國(guó)小麥田中日本看麥娘已對(duì)甲基二磺隆、精唑禾草靈、炔草酸、氯磺隆、甲磺隆等除草劑產(chǎn)生抗性或交互抗性[4-9]，在油菜田中對(duì)高效氟吡甲禾靈、精喹禾靈等除草劑產(chǎn)生抗藥性[10-11]。筆者所在課題組近3年在對(duì)江蘇省興化市的稻茬小麥田調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，炔草酯、精唑禾草靈等藥劑對(duì)日本看麥娘防效下降，興化市的日本看麥娘抗藥性明顯。本試驗(yàn)以采集自江蘇省興化市稻茬小麥田的疑似抗性日本看麥娘及本課題組保存的敏感生物型日本看麥娘為研究材料，研究江蘇省興化市稻茬小麥田中日本看麥娘種群對(duì)乙酰乳酸合成酶（ALS）與乙酰輔酶A羧化（ACCase）抑制劑類除草劑的抗藥性，結(jié)合大田配方篩選試驗(yàn)，明確可有效控制抗性日本看麥娘的化學(xué)除草劑的最佳配方，旨在為小麥田化學(xué)除草劑的減量施用、有效控制麥田惡性雜草提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

日本看麥娘種子均采集自江蘇省興化市：敏感性材料（Jsxh-S）2006年采集于未使用過除草劑的溝邊和未開墾的荒地，并且經(jīng)室內(nèi)鑒定為對(duì)供試藥劑敏感；抗性材料（Jsxh-R）為2015年采集于興化市釣魚鎮(zhèn)小麥種植區(qū)。田間防除試驗(yàn)所選用的小麥品種為鎮(zhèn)麥9號(hào)。

1.2 供試藥劑

15%炔草酯可濕性粉劑，瑞士先正達(dá)作物保護(hù)有限公司；7.5%啶磺草胺水分散劑，美國(guó)陶氏益農(nóng)公司；69%精唑禾草靈水乳劑，拜耳作物科學(xué)公司；30 g/L甲基二磺隆油懸乳劑，拜耳作物科學(xué)公司；50%丙草胺乳油，北京中農(nóng)科美化工有限公司；40%唑草酮干懸浮劑，美國(guó)富美實(shí)公司；20%氯氟吡氧乙酸乳油，美國(guó)陶氏益農(nóng)公司。

1.3 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)田位于江蘇省興化市釣魚鎮(zhèn)，土壤為黏壤土。前茬為水稻，土壤肥力中等，2015年12月初播種小麥，2016年6月測(cè)產(chǎn)。室內(nèi)生測(cè)試驗(yàn)于2016年4月完成。調(diào)查發(fā)現(xiàn)田間優(yōu)勢(shì)雜草為日本看麥娘，伴生雜草還有菵草、藜、牛繁縷、田旋花、豬殃殃、野老鸛等，雜草的總密度達(dá)到了500～520株/m2。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和方法

1.4.1 整株水平測(cè)定日本看麥娘種群的抗藥性 在洗凈的培養(yǎng)皿中鋪上2層濾紙，倒入適量的蒸餾水，將顆粒飽滿且成熟的日本看麥娘種子放入培養(yǎng)皿中，置于智能光照培養(yǎng)箱中（光照度為10 000 lx，光—暗周期為12 h—12 h；溫度：白天25 ℃，晚上20 ℃）。種子露白后，采用人工種植，將日本看麥娘均勻移栽入裝有混合營(yíng)養(yǎng)土（蛭石 ∶ 營(yíng)養(yǎng)土 ∶ 石英砂=1 ∶ 2 ∶ 1）的塑料杯中，每杯25株，然后用少量細(xì)土覆蓋于種子表面。處理完畢后，將試驗(yàn)材料放置在人工氣候箱中培養(yǎng)（光密度為12 000 lx，光—暗周期為12 h—12 h；溫度：白天 25 ℃，晚上20 ℃）。待日本看麥娘長(zhǎng)至1～2葉期時(shí)定苗，每杯留長(zhǎng)勢(shì)一致的苗20株，3～4葉期時(shí)用除草劑啶磺草胺、甲基二磺隆、炔草酯和精唑禾草靈進(jìn)行莖葉噴霧處理。各除草劑的噴施劑量見表1，各處理重復(fù)4次，試驗(yàn)整體重復(fù)1次。噴霧采用農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所生產(chǎn)的 3WPSH-500D型生測(cè)噴霧塔，圓盤直徑50 cm，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度6 r/min，噴頭孔徑0.03 cm，噴霧壓力0.3 MPa，霧滴直徑100 μm，噴頭流量90 mL/min。

1.4.2 大田除草劑配方篩選試驗(yàn) 田間化學(xué)防除雜草試驗(yàn)在興化試驗(yàn)田進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理：（1）50%丙草胺+75%氯吡嘧磺?。═1）。在小麥播后2～4 d，用50%丙草胺乳油1.2 L/hm2和75%氯吡嘧磺隆可濕性粉劑135 g/hm2，兌水450 L/hm2均勻噴霧。（2）50%丙草胺+40%唑草酮（T2）。小麥播后2～4 d，用50%丙草胺乳油1.2 L/hm2，兌水450 L/hm2均勻噴霧。待1年生禾本科雜草2.5～5.0葉期時(shí)，用40%唑草酮干懸浮劑30 g/hm2，兌水450 L/hm2均勻噴霧。（3）7.5%啶磺草胺+15%炔草酯（T3）。1年生禾本科雜草2.5～5.0葉期，用7.5%啶磺草胺水分散劑 141 g/hm2 和15%炔草酯可濕性粉劑300 g/hm2，兌水 450 L/hm2 均勻噴霧。（4）7.5%啶磺草胺+40%唑草酮（T4）。7.5%啶磺草胺水分散劑和40%唑草酮干懸浮劑用量分別為141 g/hm2和30 g/hm2，用法同（3）。（5）15%炔草酯+20%氯氟吡氧乙酸（T5）。15%炔草酯可濕性粉劑和20%氯氟吡氧乙酸乳油用量分別為300 g/hm2和 750 mL/hm2，用法同（3）。（6）人工拔草（T6）。噴清水，用水量為450 L/hm2，定時(shí)拔草，保證小麥整個(gè)生育期無草。（7）空白對(duì)照（不除草，CK）。噴清水，450 L/hm2。每個(gè)處理小區(qū)面積為30 m2，重復(fù)4次，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。按照上述試驗(yàn)設(shè)計(jì)的用藥劑量配藥，采用帶扇型噴頭的噴霧器進(jìn)行噴霧，噴霧采用細(xì)霧滴，在無風(fēng)或者微風(fēng)的條件下噴施。endprint

1.5 測(cè)定指標(biāo)

1.5.1 日本看麥娘地上部分干質(zhì)量 藥后21 d觀察日本看麥娘存活狀態(tài)，并將各處理殘存日本看麥娘的地上部分剪下，分別用自來水沖洗莖、葉，再用蒸餾水沖洗3遍，瀝去水分，裝入紙袋后，120 ℃殺青30 min，然后在70 ℃下烘干72 h至恒質(zhì)量，用BS214D電子天平稱質(zhì)量。

1.5.2 雜草株防效和干質(zhì)量防效 藥后60 d，大田除草劑配方篩選試驗(yàn)各處理小區(qū)選擇4個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)0.25 m2（0.5 m×0.5 m），調(diào)查各小區(qū)存活雜草的株數(shù)，并參照“1.5.1”節(jié)方法測(cè)定各處理區(qū)的樣本干質(zhì)量。株防效和干質(zhì)量防效的計(jì)算公式如下：

株防效=（對(duì)照區(qū)雜草基數(shù)-藥后雜草株數(shù)）/對(duì)照區(qū)雜草基數(shù)×100%；

干質(zhì)量防效=（對(duì)照區(qū)雜草干質(zhì)量-處理區(qū)雜草干質(zhì)量）/對(duì)照區(qū)雜草干質(zhì)量×100%。

1.5.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素測(cè)定 于小麥成熟期，各小區(qū)分別取樣1 m2，調(diào)查各小區(qū)的小麥穗數(shù)，每穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量。各小區(qū)實(shí)收計(jì)產(chǎn)。

1.6 數(shù)據(jù)分析

大田配方篩選數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用DPS軟件進(jìn)行。生測(cè)試驗(yàn)中，數(shù)據(jù)處理使用Seefeldt等描述的雙邏輯非線性回歸模型進(jìn)行[12][見公式（1）]，軟件為Sigmaplot 12.3。求出種群的GR50值，進(jìn)而求出抗性指數(shù)RI。

Y=C+D-C1+xGR50b。

注：式中Y為特定除草劑劑量下所測(cè)雜草地上部分干重相對(duì)于不噴藥對(duì)照的百分?jǐn)?shù)；x為除草劑的用量；C為劑量反應(yīng)下限，D為劑量反應(yīng)上限。GR50為生長(zhǎng)抑制中量；b為斜率?？剐灾笖?shù)（RI）=抗性種群GR50/敏感種群GR50。抗性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：高水平抗性，RI>10；中水平抗性，RI=5～10；低水平抗性，RI=2～4。

2 結(jié)果與分析

2.1 日本看麥娘對(duì)供試藥劑的抗性水平

從圖1可以看出，在供試的4種除草劑中，Jsxh-S和Jsxh-R對(duì)啶磺草胺的劑量反應(yīng)曲線近于重疊（圖1-a），二者的GR50值接近（Jsxh-S的GR50為28.56 g a.i./hm2，Jsxh-R的GR50為38.64 g a.i./hm2）（表2）。種群Jsxh-R相對(duì)于種群Jsxh-S（敏感性材料）的抗性指數(shù)僅有1.35，表明興化麥田中采集的日本看麥娘種群Jsxh-R對(duì)啶磺草胺未產(chǎn)生抗藥性。甲基二磺隆與啶磺草胺同是ALS抑制劑類除草劑，從圖1-b、表2可以看出，Jsxh-R對(duì)甲基二磺隆的反應(yīng)與啶磺草胺相似，對(duì)甲基二磺隆沒有產(chǎn)生抗藥性。從圖 1-c、圖1-d、表2可知，Jsxh-R對(duì)炔草酯、精唑禾草靈產(chǎn)生了抗藥性，抗性指數(shù)分別為6.00與5.17，表明示范區(qū)日本看麥娘種群（Jsxh-R）對(duì)炔草酯與精唑禾草靈產(chǎn)生了中等水平的交互抗性。

2.2 控制抗性日本看麥娘的除草劑配方篩選

從表3可以看出，與空白對(duì)照相比，丙草胺+氯吡嘧磺?。═1）、丙草胺+唑草酮（T2）、啶磺草胺+炔草酯（T3）、啶磺草胺+唑草酮（T4）、炔草酯+氯氟吡氧乙酸（T5）處理后，雜草發(fā)生數(shù)目分別降低84.5 %、76.8%、65.4%、91.5%、55%；雜草干質(zhì)量分別降低91.8%、83.3%、74.3%、95.1%、698%?？偛莘莱Ч脏せ遣莅?唑草酮防除效果最優(yōu)，株防效和干質(zhì)量防效分別為91.5%和95.1%。筆者還發(fā)現(xiàn)不同處理間日本看麥娘的株防效和干質(zhì)量防效與總雜草基本一致。防效最好的組合仍然是T4，防效最差的除草劑組合為T3和T5，這可能是由于該組合中含有炔草酯，而日本看麥娘又對(duì)其產(chǎn)生抗藥性造成的。從表4可以看出，不同處理間殘存雜草對(duì)小麥的穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量都有顯著的影響，最終影響了小麥的產(chǎn)量。與空白對(duì)照相比，不同處理均顯著增加了小麥產(chǎn)量。處理T1～T6的小麥產(chǎn)量分別比空白對(duì)照增加了72.27%、70.47%、57.60%、92.27%、55.2%、9567%，增產(chǎn)均達(dá)顯著水平。不同處理組合中以人工除草小麥產(chǎn)量最高，為7 337.53 kg/hm2；其次是啶磺草胺+唑草酮處理（T4），為7 210.05 kg/hm2；二者沒有明顯差異，表明應(yīng)用啶磺草胺+唑草酮能取得很好的除草及保產(chǎn)效果。

3 討論

麥田雜草是影響小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的限制性因子之一，我國(guó)每年因草害引起的小麥減產(chǎn)約400萬t [13]。因此，科學(xué)合理有效控制麥田雜草危害，已成為小麥獲得高產(chǎn)的重要管理措施之一?；瘜W(xué)除草劑除草具有省工、省力、高效、快捷等優(yōu)點(diǎn)，深受廣大農(nóng)民歡迎，已成為我國(guó)當(dāng)前最簡(jiǎn)單可行的除草方法[14-16]。然而，由于過度依賴和長(zhǎng)期使用相對(duì)有限的化學(xué)除草劑，防治效果逐漸下降，農(nóng)民為了防除雜草，不斷增加藥劑使用量和次數(shù)，導(dǎo)致了抗藥性雜草的發(fā)生和發(fā)展，且雜草抗藥性問題越來越突出。本研究在前期調(diào)查的基礎(chǔ)上，采集日本看麥娘雜草防除下降區(qū)域的草種，通過整株生物測(cè)定法來監(jiān)測(cè)該地區(qū)的日本看麥娘種群對(duì)ALS除草劑啶磺草胺、甲基二磺隆和ACCase除草劑炔草酯、精唑禾草靈的抗藥性情況，進(jìn)而為麥田抗性雜草的有效治理服務(wù)。本研究結(jié)果表明，興化市釣魚鎮(zhèn)麥田中的日本看麥娘種群對(duì)ALS除草劑敏感，但對(duì)ACCase除草劑產(chǎn)生了抗藥性。為了取得有效的雜草防除效果，ACCase類除草劑已不適合在該地區(qū)的麥田使用。

不同除草劑的混用、輪用是延緩雜草產(chǎn)生抗性的有效途徑之一，也是有效治理雜草抗性與減少作物田除草劑施用量的途徑之一[17-19]。本研究通過大田試驗(yàn)，觀察不同除草劑組合對(duì)日本看麥娘的防效，結(jié)果顯示，與不除草對(duì)照比較，各處理的雜草數(shù)量和生物量都明顯降低，小麥產(chǎn)量顯著提高。在不同處理中，啶磺草胺+唑草酮組合能有效防除田間雜草，對(duì)總雜草和日本看麥娘的防效均達(dá)90%以上。同時(shí)，該處理的產(chǎn)量為7 210.05 kg/hm2，與人工除草處理的產(chǎn)量差異不顯著。表明該除草劑組合使用可有效治理包括抗性日本看麥娘在內(nèi)的田間雜草。在本研究中發(fā)現(xiàn)的抗性日本看麥娘種群，其抗性機(jī)理還有待于進(jìn)一步研究。endprint

參考文獻(xiàn)：

[1]黃世霞，王慶亞，張守棟. 看麥娘生物學(xué)特性研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（4）：58-60.

[2]吳明榮，唐 偉，陳 杰. 我國(guó)小麥田除草劑應(yīng)用及雜草抗藥性現(xiàn)狀[J]. 農(nóng)藥，2013，52（6）：457-460.

[3]康曉霞，袁林澤，周奮啟，等. 揚(yáng)州市邗江區(qū)小麥田雜草調(diào)查與日本看麥娘的化學(xué)防除[J]. 雜草科學(xué)，2014，32（3）：21-24.

[4]李宜慰，梅傳生，李永豐，等. 麥田菵草和日本看麥娘對(duì)綠黃隆抗性的初步研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1996，12（2）：34-38.

[5]許定平. 麥田雜草日本看麥娘對(duì)氯/甲磺隆的抗藥性測(cè)定及其機(jī)理初步研究[D]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2002：26-46.

[6]李永豐，吳競(jìng)侖，王慶亞，等. 日本看麥娘對(duì)氯磺隆、異丙隆和驃馬的抗藥性[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，21（4）：283-287.

[7]Xu H L，Li J，Zhang D，et al. Mutations at codon position 1999 of acetyl-CoA carboxylase confer resistance to ACCase-inhibiting herbicides in Japanese foxtail（Alopecurus japonicus）[J]. Pest Management Science，2014，70（12）：1894-1901.

[8]Cui H L，Wang C Y，Han Y J，et al. Cross-Resistance of Japanese foxtail（Alopecurus japonicus） to ACCase inhibitors in China[J]. Weed Technology，2015，29（3）：444-450.

[9]Bi Y L，Liu W T，Guo W L，et al. Molecular basis of multiple resistance to ACCase- and ALS-inhibiting herbicides in Alopecurus japonicus from China[J]. Pesticide Biochemistry and Physiology，2016，126：22-27.

[10]楊彩宏，董立堯，李 俊，等. 油菜田日本看麥娘對(duì)高效氟吡甲禾靈抗藥性的研究[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，40（12）：2759-2765.

[11]?，|瑋，劉藝嫵，劉祥英，等. 油菜田看麥娘對(duì)精喹禾靈的抗性水平及抗性機(jī)理研究[J]. 植物保護(hù)，2014，40（5）：80-85.

[12]Seefeldt S S，F(xiàn)uerst E P. Log-logistic analysis of herbicide dose-response relationships[J]. Weed Technology，1995，9（2）：218-227.

[13]王正貴，于倩倩，周立云，等. 幾種除草劑對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量及生理特性的影響[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào)，2011，25（4）：791-795.

[14]張澤溥. 我國(guó)農(nóng)田雜草治理技術(shù)的發(fā)展[J]. 植物保護(hù)，2004，30（2）：28-33.

[15]張軍高，漆永紅，岳德成，等. 玉米田封閉除草劑撒施效果比較[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（9）：154-157.

[16]王軍華，王易芬，陳蕾蕾，等. 除草劑草甘膦微生物降解技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（4）：8-12.

[17]張朝賢，倪漢文，魏守輝，等. 雜草抗藥性研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42（4）：1274-1289.

[18]Beckie H J，Reboud X. Selecting for weed resistance：herbicide rotation and mixture[J]. Weed Technology，2009，23（3）：363-370.

[19]張偉星，劉 清，徐建偉，等. 嗪草酮與五氟磺草胺或雙草醚混用對(duì)水稻機(jī)插秧田雜草的防效及水稻的安全性[J]. 雜草學(xué)報(bào)，2016，34（3）：39-44.韓長(zhǎng)志，左安建，劉云霞. 油用牡丹主要真菌病害的發(fā)生與防治綜述[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（18）：98-99，104.endprint