稻田馬唐對稻田常用莖葉處理除草劑的抗性水平研究

蔣易凡+陳國奇+董立堯

摘要：近年來，馬唐在稻田危害加劇并上升為主要雜草。采用整株生物測定法初步診斷11個馬唐種群對稻田常用的6種莖葉處理除草劑的敏感性。結(jié)果表明，馬唐對精唑禾草靈、氰氟草酯、雙草醚較敏感，田間推薦高劑量、50%劑量下鮮質(zhì)量抑制率基本達(dá)90%以上。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步測定不同馬唐種群對3個不太敏感藥劑五氟磺草胺、二氯喹啉酸、唑酰草胺的抗性水平發(fā)現(xiàn)，馬唐對唑酰草胺、五氟磺草胺產(chǎn)生了低水平抗性，并且3個種群對這2種藥劑同時具有抗性。

關(guān)鍵詞：稻田；馬唐；除草劑；生物測定；抗性水平；化學(xué)防除

中圖分類號：S451 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1003-935X（2017）02-067-06

Resistance Level of Digitaria sanguinalis to Post-Emergence Herbicides Frequently Used in Rice Fields

JIANG Yi-fan， CHEN Guo-qi， DONG Li-yao（College of Plant Protection，Nanjing Agricultural University/Key Laboratory of Integrated Pest Management in Crops in Eastern China，Ministry of Agriculture，Nanjing 210095，China）

Abstract：Digitaria sanguinalis occurrence in rice fields is seriously increasing thus becoming one of the principal weed species. We conducted whole-plant bioassays to test the susceptibility of 11 Digitaria sanguinalis populations to six post-emergence herbicides frequently used in paddy fields. All D. sanguinalis populations tested were sensitive to fenoxaprop-p-ethyl，cyhalofop-butyl and bispyribac-sodium；fresh weight of D. sanguinalis seedlings was inhibited > 90% by the herbicides at 0.5× the labeled dose. We further tested the resistance factors of different populations to penoxsulam，quinclorac and metamifop. We found that D. sanguinalis has evolved low resistance to penoxsulam and metamifop. Moreover，three D. sanguinalis populations with multiple-resistance were found.

Key words：rice fields；Digitaria sanguinalis；herbicides ；bioassay；resistance factor；chemical control

馬唐（Digitaria sanguinalis）為一年生雜草，在我國各地都有發(fā)生，廣泛生長在田邊、路旁、溝邊、河灘、山坡等各類草本群落中[1]。近年來，馬唐逐漸由旱地大量侵入旱直播稻田和旱稻田，危害加劇并上升為主要雜草。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2013年淮安地區(qū)總草（稗草、千金子、丁香蓼、異型莎草等）共129株/m2，其中馬唐為13株/m2，占總草的10%；揚(yáng)州市江都地區(qū)總草為91株/m2，其中馬唐達(dá)到20株/m2，占總草的22%。

當(dāng)前化學(xué)除草是稻田除草技術(shù)的核心[2-11]，但目前在田間防治過程中缺乏針對馬唐的有效藥劑，且關(guān)于稻田馬唐常用除草劑的抗藥性研究較少。因此，采取室內(nèi)生物測定的方法，系統(tǒng)地進(jìn)行稻田馬唐常用除草劑的抗性水平研究，以明確其是否存在抗性，并為后續(xù)抗性研究作基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試雜草 本試驗所用的11個馬唐種群如表1所示。

1.1.2 供試藥劑 本試驗所用6種稻田常用莖葉處理劑：25 g/L五氟磺草胺油懸浮劑（美國陶氏益農(nóng)公司）、15%氰氟草酯乳油（惠州市中迅化工有限公司）、10%唑酰草胺乳油（蘇州富美實植物保護(hù)有限公司）、100 g/L雙草醚懸浮劑（浙江石原金牛農(nóng)藥有限公司）、69 g/L精唑禾草靈水乳劑（拜耳作物科學(xué)有限公司）、50%二氯喹啉酸可溶性粉劑（無錫龍邦化工有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 馬唐對稻田常用莖葉除草劑抗性的初步篩選 參照國際雜草抗藥性管理組織（Herbicide Resistance Action Committee，簡稱HRAC）推薦的溫室整株植物鑒定法[3]，并加以改進(jìn)。將土與肥料按質(zhì)量比3 ∶ 1比例混合均勻，裝于直徑為9 cm、深約為10 cm的塑料盆缽內(nèi)約3/4處，加水浸濕，每盆播撒馬唐種子25粒，表面覆蓋0.5 cm土層。塑料盆缽吸水至飽和后放于自然光照培養(yǎng)室中培養(yǎng)。待馬唐長至2～3葉期時，每盆定苗至16株。采取莖葉噴霧法對馬唐進(jìn)行莖葉噴霧處理，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型生測噴霧塔，圓盤直徑為50 cm，主軸轉(zhuǎn)動速度為6 r/min，噴頭孔徑為0.3 mm，噴霧壓力為0.3 MPa，霧滴直徑為100 μm，噴頭流量為 90 mL/min。藥劑劑量設(shè)計如表2所示，以清水噴霧為對照，每個處理重復(fù)4次。待藥劑晾干后，放入培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)，培養(yǎng)條件不變。藥后21 d，剪下馬唐地上部分并稱其鮮質(zhì)量，計算鮮質(zhì)量抑制率。endprint

1.2.2 馬唐對唑酰草胺、五氟磺草胺、二氯喹啉酸的抗性水平研究 根據(jù)對馬唐對稻田常用除草劑抗性水平的初步篩選結(jié)果，進(jìn)一步選取唑酰草胺、五氟磺草胺、二氯喹啉酸3種稻田除草劑進(jìn)行抗性水平研究。選取JLGY-1、JLGY-2、JZRB、JYFN、JYJD、JCQH、JYGY-1、JYGY-2共8個種群測定馬唐對唑酰草胺的抗性水平；選取JZRB、JNJP、JYFN、JYJD、JCQH、JYGY-1共6個種群測定馬唐對五氟磺草胺的抗性水平；選取 JLGY-1、JLGY-2、JYJD、JCQH、JYGY-2共5個種群測定馬唐對二氯喹啉酸的抗性水平。馬唐對3種除草劑抗性水平測定的劑量設(shè)計見表3。

抗性的測定參照“1.2.1”節(jié)試驗方法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)設(shè)置藥劑劑量與雜草鮮質(zhì)量抑制率采用Excel作圖。R軟件 “drc”程序包的drm函數(shù)提供了“LL.3（）”logistic曲線模型專門用于毒力回歸方程擬合[4]，被廣泛用于除草劑對雜草抑制劑量的計算[5-6]。

抑制馬唐地上部分生長（鮮質(zhì)量） 50%的除草劑劑量用ED50（50% effective dose）來表示。

相對抗性倍數(shù)=該種群的ED50/敏感種群的ED50。

除草劑抗藥性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)：敏感（相對抗性倍數(shù)≤2倍）、敏感性下降（2<相對抗性倍數(shù)≤4）、低抗（4<相對抗性倍數(shù)≤10）、中抗（10<相對抗性倍數(shù)≤30）、高抗（30<相對抗性倍數(shù)≤150）、極高抗（相對抗性倍數(shù)>150）。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬唐對稻田常用莖葉除草劑抗性的初步篩選

在2015年7月下旬至8月中旬，采用整株生測法測定6種常用于防除禾本科雜草的莖葉處理劑對馬唐的鮮質(zhì)量抑制率。由表4可知，精唑禾草靈、氰氟草酯、雙草醚對馬唐的鮮質(zhì)量抑制率較高。其中，31.05、93.15 g a.i./hm2（50%、150%推薦高劑量）的精唑禾草靈對馬唐的鮮質(zhì)量抑制率均達(dá)到100.00%左右。與其相同的還有雙草醚。氰氟草酯對馬唐的鮮質(zhì)量抑制率與精唑禾草靈和雙草醚相比要低，但也基本達(dá)到了90%。60 g a.i./hm2 （50%推薦高劑量）的唑酰草胺對不同馬唐種群的鮮質(zhì)量抑制率差異較大，JCQH、JYGY-2的鮮質(zhì)量抑制率低于60%，而JLGY-2、AH-1的鮮質(zhì)量抑制率高于95%。180 g a.i./hm2 （150%推薦高劑量）的唑酰草胺，除JYGY-2之外，鮮質(zhì)量抑制率都達(dá)到了90%以上，由此可見，除個別種群外，唑酰草胺還是可以有效防除馬唐的。相比之下，五氟磺草胺和二氯喹啉酸對馬唐的鮮質(zhì)量抑制率較差。其中，50%推薦高劑量下的五氟磺草胺和二氯喹啉酸對馬唐的鮮質(zhì)量抑制率均低于75%，且 45 g a.i./hm2 （150%推薦高劑量）下的五氟磺草胺對馬唐的鮮質(zhì)量抑制率只有56%～86%。而562.5 g a.i./hm2 （150%推薦高劑量）下的二氯喹啉酸對馬唐的鮮質(zhì)量抑制率均達(dá)到了80%以上。

綜上所述，研究馬唐對唑酰草胺、五氟磺草胺、二氯喹啉酸這3種除草劑的抗性水平。其中，JLGY-2、AH-1對唑酰草胺較敏感，60 g a.i./hm2 時的鮮質(zhì)量抑制率已高于95%，而JLGY-1、JZRB、JYFN、JYJD、JCQH、JHLS、JYGY-1、JYGY-2這8個種群對唑酰草胺的敏感性較差，可能存在抗性。JCQH對五氟磺草胺較敏感，而AH-1、JZRB、JNJP、JYFN、JYJD、JHLS、JYGY-1的敏感性較差，15 g a.i./hm2時鮮質(zhì)量抑制率均低于56%，可能為抗性種群。AH-1、JYJD對二氯喹啉酸較敏感，而JLGY-1、JLGY-2、JZRB、JCQH、JYGY-1、JYGY-2這6個種群的敏感性較低，187.5 g a.i./hm2下鮮質(zhì)量抑制率均低于60%，可能存在一定的抗性。

2.2 馬唐對唑酰草胺、五氟磺草胺、二氯喹啉酸的抗性水平

2015年12月期間采用整株生測法測定馬唐對3種稻田常用除草劑（唑酰草胺、五氟磺草胺、二氯喹啉酸）的抗藥性水平。結(jié)果表明，馬唐對唑酰草胺和五氟磺草胺均存在一定的抗藥性，與上述試驗結(jié)果相符，但馬唐種群的抗性倍數(shù)較低。其中，只有JZRB、JYFN、JYGY-1對唑酰草胺的相對抗性倍數(shù)達(dá)到5以上（表5）；JZRB、JNJP、JYFN、JYGY-1對五氟磺草胺的相對抗性倍數(shù)達(dá)到6以上（表6）。且JZRB、JYFN、JYGY-1等3個種群對唑酰草胺和五氟磺草胺這2種除草劑存在多抗性。馬唐對二氯喹啉酸的相對抗性倍數(shù)較低，只有JLGY-2的相對抗性倍數(shù)達(dá)到2以上（表7）。

3 結(jié)論與討論

本研究測定稻田常用的6種禾本科除草劑對馬唐的鮮質(zhì)量抑制率，并以此進(jìn)行抗性的初步篩選，進(jìn)而通過試驗測定馬唐對相關(guān)除草劑的抗性水平。結(jié)果表明，馬唐對精唑禾草靈、雙草醚、氰氟草酯未產(chǎn)生明顯的抗性，對唑酰草胺、五氟磺草胺存在低抗性，且發(fā)現(xiàn)對這2種藥劑具有多抗性的種群。本研究在溫室進(jìn)行盆缽試驗?zāi)M大田試驗，為獲得更準(zhǔn)確的試驗結(jié)果還須進(jìn)一步做田間試驗。

針對目前發(fā)現(xiàn)的抗性問題，首先應(yīng)盡快意識到雜草抗性的嚴(yán)重性，評估抗性雜草發(fā)生的風(fēng)險，及早進(jìn)行田間觀察，監(jiān)控田間雜草品系和種群的變化，擴(kuò)大采種范圍，對存在抗性的采集地，要加強(qiáng)監(jiān)控，建立抗性監(jiān)測點(diǎn)，防止抗性種群的進(jìn)一步蔓延[7]。同時，對抗性種群的年度變化、抗性水平變化也要加強(qiáng)監(jiān)控，防止抗性水平的逐年增高。此外，應(yīng)通過分子水平的研究，確定其抗性機(jī)制，為有效防除稻田馬唐提供理論依據(jù)。

與此同時，田間雜草防除應(yīng)采取“預(yù)防為主，綜合防治”的防治策略，以創(chuàng)造對水稻生長有利而對雜草生存不利的條件。在農(nóng)業(yè)防治方面，可以采取清除雜草種子、實施耕翻輪作、中耕除草等方法[8]。同時，應(yīng)提高整地質(zhì)量，大田平整度直接影響秧苗的出苗率、出苗的整齊度，從而間接影響化控措施能否及時進(jìn)行、用藥的安全性以及除草的效果。在肥料運(yùn)籌上要施足基肥、早施分蘗肥，增強(qiáng)水稻稻苗自然抗草能力[9]。endprint

在化學(xué)防治方面，根據(jù)試驗結(jié)果可知，田間推薦劑量50%、150%下仍然存在有效藥劑。精唑禾草靈、雙草醚、氰氟草酯和高劑量下的唑酰草胺對稻田馬唐的鮮質(zhì)量抑制率較高，五氟磺草胺、二氯喹啉酸對馬唐的鮮質(zhì)量抑制率較低。吳仁海等研究發(fā)現(xiàn)，精唑禾草靈在水稻田使用時具有較高的藥害風(fēng)險，在發(fā)芽期，粳稻和秈稻對精唑禾草靈均較敏感，4～5葉期使用精唑禾草靈對粳稻生長影響小，對禾本科雜草防除效果較好[10]。與此類似的還有雙草醚，在水稻田使用適期為水稻4～6葉期，此時，水稻對雙草醚的降解能力顯著增強(qiáng)，安全性大大提高[11]。因此，在田間使用藥劑時，應(yīng)嚴(yán)格控制使用劑量和施用時期。10%唑酰草胺乳油是美國FMC公司研發(fā)生產(chǎn)的高效稻田除草劑，對直播稻田馬唐、稗草、千金子具有良好的防效，且對水稻安全[12-16]。試驗結(jié)果也表明，除個別種群外，高劑量下的唑酰草胺仍然可以有效防除馬唐。但目前已有個別馬唐種群對唑酰草胺產(chǎn)生了低抗性，值得我們注意和警惕。且由于國外對唑酰草胺的合成工藝進(jìn)行了專利保護(hù)，而目前國內(nèi)尚未有成熟的唑酰草胺原藥合成工藝，生產(chǎn)成本較高[17]。姚士桐等指出，10%唑酰草胺乳油會因不同水稻品種之間存在敏感性差異而產(chǎn)生藥害[18]。因此，田間施用唑酰草胺時，要考慮水稻品種間的差異，同時也要選擇不同作用機(jī)制的除草劑進(jìn)行輪換使用，防止抗性的進(jìn)一步提高。五氟磺草胺和二氯喹啉酸是防除稻田稗草的特效選擇性除草劑，可能對稻田馬唐的防除效果并不理想。且隨著藥劑使用量的增加，已有個別馬唐種群對五氟磺草胺產(chǎn)生了低抗性，因此，在以防治馬唐為主的地塊不推薦使用這2種藥劑。氰氟草酯是我國水稻田重要的莖葉處理劑[19]，尤其是在藥劑專利保護(hù)期過后，廉價的國產(chǎn)品牌大量涌現(xiàn)，用藥成本大幅下降，田間施用量極大，其銷售額以年均14%以上的增長率增長，市場占有率也逐年遞增，尤其是在華東地區(qū)，市場空間廣闊[20]。鑒于試驗結(jié)果，在田間防治馬唐時，可優(yōu)先選擇氰氟草酯。

綜上所述，稻田防治馬唐不僅須要選擇合適的除草劑，同時也要合理使用農(nóng)藥，規(guī)范噴藥技術(shù)，并且研究開發(fā)新型除草劑來解決多抗性問題。

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