砜嘧磺隆防除玉米田雜草效果及殘留研究

范潔群,劉福光,陳軍平,王偉民,董茂鋒,溫廣月,張 栩,唐紅霞

（上海市農(nóng)業(yè)科學院,上海201403）

玉米是我國三大糧食作物之一,在我國糧食作物生產(chǎn)中具有重要地位。2010年我國玉米種植面積約3000萬hm2,由南到北,從我國的海南到黑龍江的北部,由東到西,從東海之濱到甘肅、新疆維吾爾自治區(qū)均有玉米種植[1-2]。玉米田雜草種類多、數(shù)量大,給生產(chǎn)帶來較大影響。據(jù)調(diào)查,若玉米田不除草,將導致玉米減產(chǎn)20%—30%,嚴重的高達40%以上[3-4]。化學除草具有高效、省工等優(yōu)點,已成為玉米生產(chǎn)必不可少的重要措施。當前,玉米田化學除草大多用乙草胺、莠去津及其混配制劑做苗前土壤封閉處理,煙嘧磺隆、硝磺草酮、苯唑草酮等進行苗后莖葉處理[5-10]。

砜嘧磺隆（Rimsulfuron）又名玉嘧磺隆,是美國杜邦公司開發(fā)的磺酰脲類除草劑。砜嘧磺隆莖葉噴霧時,被植物根葉吸收,通過抑制植物體內(nèi)的乙酰乳酸合成酶,阻止支鏈氨基酸的生物合成,從而抑制細胞分裂,使敏感的禾本科和闊葉雜草停止生長,然后褪綠、斑枯直至全株死亡[11-13]。關于砜嘧磺隆防除馬鈴薯、煙草和飼料玉米田雜草的研究報道較多,而防除鮮食玉米田雜草以及農(nóng)藥殘留安全評價的研究較少[14-18]。上海主要種植糯玉米、甜玉米等鮮食玉米,本試驗旨在明確砜嘧磺隆在鮮食玉米田的應用技術(shù)、土壤中的殘留消解規(guī)律和在玉米籽粒與土壤中的最終殘留,以期為砜嘧磺隆在鮮食玉米種植管理中的科學使用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗地點為上海市農(nóng)業(yè)科學院莊行綜合試驗站。試驗田土質(zhì)為潮土,肥力中等,有機質(zhì)含量2.0%,pH 6.9,屬亞熱帶海洋性季風氣候。前茬為休閑田,播種前翻耕,播種日期為2016年3月20日,精量條播,玉米行距60 cm,株距25 cm,種植密度每667 m2約3000株。試驗田主要雜草為馬唐（Digitaria sanguinalis）、稗草（Echinochloa crusgalli）、醴腸（Eclipta prostrata）和反枝莧（Amaranthus retroflexus）,還有少量的香附子（Cyperu srotundus）。

1.2 材料

供試作物:玉米（Zea mays L.）,品種為‘滬玉糯3號’。

供試藥劑:25%砜嘧磺隆WG,江蘇省激素研究所股份有限公司;40 g∕L煙嘧磺隆SC,日本石原產(chǎn)業(yè)株式會社生產(chǎn);市售。

試劑:砜嘧磺隆標準品（100 mg∕L）,上海市農(nóng)藥研究所有限公司提供;固相萃取柱（Florisil,500 mg,3 mL）、乙腈（色譜純）、正己烷（色譜純）、丙酮（色譜純）、氯化鈉（分析純）、水（超純水）,上海安譜實驗科技股份有限公司提供。

儀器設備:LCMS-8030高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,日本島津公司生產(chǎn);Heraeus biofuge primo R離心機,美國Thermoscientific公司生產(chǎn);BSA2202S電子天平,北京塞多利斯科學儀器有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗方法

1.3.1 25%砜嘧磺隆WG防除玉米田雜草試驗

25% 砜嘧磺隆 WG 設 18.75 g∕hm2、22.5 g∕hm2、26.25 g∕hm2、33.75 g∕hm2、45 g∕hm2（有效成分,下同）五個供試劑量,另設對照藥劑40 g∕L煙嘧磺隆SC 45 g∕hm2和清水處理（CK）,小區(qū)面積30 m2,每處理重復4次,試驗區(qū)四周設保護行。施藥日期為2016年4月10日,施藥時雜草2—3葉期,玉米3—4葉期。施藥方法為莖葉噴霧,施藥工具為新加坡利農(nóng)私人有限公司生產(chǎn)的HD 400背負式噴霧器,扇型噴頭,工作壓力為45 Ra,噴射速率1250 mL∕min,噴液量450 L∕hm2。施藥當天晴,最高溫度17℃,最低溫度13℃,施藥后10 d平均最高溫度21.1℃,平均最低溫度13.6℃,施藥后第2、6、9、10天分別有8.5 mm、14.4 mm、4.4 mm、4.4 mm 的降雨量。

安全性調(diào)查:藥后不定期觀察玉米生長情況,并采用目測法對玉米藥害進行分級,藥害分級標準見表1,收獲時每小區(qū)實收測產(chǎn),測定玉米鮮重產(chǎn)量,并折算出每公頃產(chǎn)量（kg∕hm2）。除草效果調(diào)查:藥后15 d、30 d、45 d分種類調(diào)查殘存雜草株數(shù),計算株數(shù)防效,施藥后45 d調(diào)查殘存雜草株數(shù)的同時,測定殘存雜草地上部分鮮重,計算株數(shù)防效和鮮重防效。藥效調(diào)查及防效計算按照GB∕T 17980.42—2000[19]進行。

表1 作物藥害分級標準Table 1 Grading standard of pesticide injury on corn

每個小區(qū)取均勻分布的3個點進行評估。如果發(fā)生了藥害,則詳細描述藥害類型,例如壞死、扭曲、葉片卷曲、黃化等。

1.3.2 最終殘留和土壤消解試驗

土壤消解試驗:在玉米試驗田旁選取30 m2空地,噴施25%砜嘧磺隆 WG 33.75 g∕hm2,噴液量450 L∕hm2。施藥后 2 h、4 h、1 d、3 d、5 d、10 d、14 d、21 d、35 d、45 d 在小區(qū)中隨機多點采集土壤樣品2 kg,充分混合后裝入封口袋中,帶回實驗室置于-18℃冰柜中保存待測。

終殘試驗:在雜草防效試驗區(qū),玉米收獲前30 d和收獲期分別在25%砜嘧磺隆WG 22.5 g∕hm2和33.75 g∕hm2處理小區(qū)中隨機采集成熟玉米10個,除去苞葉和花絲,脫粒后充分混勻取200 g裝入塑料容器中。與此同時,采集22.5 g∕hm2和33.75 g∕hm2處理小區(qū)內(nèi)土壤樣品（采集方法同消解試驗）。樣品帶回實驗室置于-18℃冰柜中保存待測。

農(nóng)藥殘留量分析方法:分別稱取5.00 g玉米籽粒和土壤樣品于50 mL離心管中,加入5.0 mL水和10.0 mL乙腈,渦動3 min,超聲5 min,加入2 g氯化鈉,渦動30 s,經(jīng)5000 r∕min離心5 min,取2 mL上清液用氮氣約50℃下吹至近干,用2 mL正己烷溶解,轉(zhuǎn)移到活化后的Florisil小柱,用丙酮∶正己烷（1∶9,V∕V）2.5 mL淋洗2次,將淋洗液用氮氣約50℃下吹至近干,用2 mL乙腈定容,LCMS-8030上機測定。檢測條件:Agilent EC-C18 色譜柱（100 mm ×3.0 mm,2.7 μm）,流動相為 V（甲醇）∶V（水） =90∶10,流速0.30 mL∕min,柱溫40℃,進樣體積5 μL。毛細管電壓3.5 kV,霧化氣流量3.0 L∕min,加熱氣流量15.0 L∕min,加熱塊溫度400℃,脫溶劑管溫度250℃。多反應監(jiān)測模式（MRM）,電離方式為 ESI（+）,其余相關參數(shù)見表2。

表2 砜嘧磺隆的多重反應監(jiān)測（MRM）參數(shù)Table 2 Mass spectrum paratemers of rimsulfuron under the multiple reactions monitoring（MRM）mode

1.4 數(shù)據(jù)分析

圖或表中數(shù)據(jù)的表示方式均為平均值±標準誤。顯著性差異比較采用SRSS 11.5中 One-way ANOVA模塊中的LSD方法;殘留消解動態(tài)和最終殘留計算按照《農(nóng)藥殘留量實用檢測方法手冊》[20]。

2 結(jié)果與分析

2.1 25%砜嘧磺隆WG防除玉米田雜草效果

試驗結(jié)果表明,25%砜嘧磺隆WG對玉米田馬唐、稗草等禾本科雜草以及醴腸、反枝莧等闊葉雜草均有較好的防效,且作用速度較快。藥后5 d觀察,25%砜嘧磺隆WG處理區(qū)雜草葉片褪綠發(fā)黃,且劑量越高,癥狀越明顯。藥后15 d調(diào)查,25%砜嘧磺隆WG18.75—45 g∕hm2對馬唐、稗草、醴腸和反枝莧的株數(shù)防效分別為85.34%—96.53%、86.59%—95.37%、88.07%—97.50%和89.28%—96.95%,總草株數(shù)防效為87.39%—96.22%。方差分析結(jié)果表明,除低劑量外,25%砜嘧磺隆WG 22.5 g∕hm2、26.25 g∕hm2、33.75 g∕hm2、45 g∕hm2處理之間總草株數(shù)防效沒有顯著差異,與對照藥劑40 g∕L煙嘧磺隆SC 45 g∕hm2處理之間也沒有顯著差異（表3）。

表3 25%砜嘧磺隆WG防除玉米田雜草效果（藥后15 d）Table 3 Weed control of 25%rimsulfuron WG on corn（15 DAA）

藥后30 d調(diào)查,25%砜嘧磺隆WG 18.75—45 g∕hm2對馬唐、稗草、醴腸和反枝莧的防效依然穩(wěn)定,除低劑量外,對上述雜草的株數(shù)防效以及總草株數(shù)防效均大于90%,有效控制了玉米田雜草的危害（表4）。

表4 25%砜嘧磺隆WG防除玉米田雜草效果（藥后30 d）Table 4 Weed control of 25%rimsulfuron WG on corn（30 DAA）

藥后45 d調(diào)查,除低劑量外,25%砜嘧磺隆WG 22.5—45 g∕hm2對馬唐、稗草、醴腸和反枝莧的株數(shù)防效和鮮重防效均大于90%,防效優(yōu)異,與對照藥劑40 g∕L煙嘧磺隆SC 45 g∕hm2相當,有效控制了馬唐、稗草、醴腸和反枝莧的危害（表5-1、5-2）。

表5-1 25%砜嘧磺隆WG防除玉米田雜草效果（藥后45 d）Table 5-1 Weed control of 25%rimsulfuron WG on corn（45 DAA）

表5-2 25%砜嘧磺隆WG防除玉米田雜草效果（藥后45 d）Table 5-2 Weed control of 25%rimsulfuron WG on corn（45 DAA）

2.2 25%砜嘧磺隆WG對玉米生長的影響

施藥后不定期觀察結(jié)果表明,25%砜嘧磺隆WG 18.75—33.75 g∕hm2對玉米生長安全,株高、葉色、地上部鮮重等生育指標與空白對照相比沒有顯著差異。45 g∕hm2處理對玉米生長有一定的影響,具體表現(xiàn)為葉片局部出現(xiàn)褪綠斑塊,藥害目測等級為3級,15 d左右可恢復正常。測產(chǎn)結(jié)果表明,25%砜嘧磺隆WG 22.5—45 g∕hm2處理區(qū)玉米產(chǎn)量比空白對照區(qū)分別增產(chǎn)7.66%、13.43%、13.90%、14.16%、13.99%,增產(chǎn)效果明顯。

2.3 砜嘧磺隆在土壤中的消解動態(tài)

如圖1所示,25%砜嘧磺隆WG 33.75 g∕hm2均勻噴霧施藥1次,在土壤中的殘留量為0.01—0.398 mg∕kg,殘留量隨著時間延長而逐漸降低,殘留動態(tài)曲線方程為Y=0.361e-0.073x,半衰期9.5 d,其消解動態(tài)符合動力學一級降解模型。

2.4 砜嘧磺隆在玉米籽粒和土壤上的最終殘留量

圖1 砜嘧磺隆在土壤中的殘留消解動態(tài)Fig.1 Resolution equation of rimsulfuron residues in soil

如表 6所示,25% 砜嘧磺隆 WG 22.5 g∕hm2、33.75 g∕hm2于玉米3—4葉期莖葉噴霧施藥1次,收獲前30 d和收獲時玉米籽粒中砜嘧磺隆殘留量小于0.01 mg∕kg,土壤中砜嘧磺隆殘留量也小于0.01 mg∕kg,遠低于我國國家標準所規(guī)定的0.1 mg∕kg限量,對農(nóng)產(chǎn)品和土壤環(huán)境安全。

表6 砜嘧磺隆在玉米籽粒和土壤中的最終殘留量Table 6 Final residues of Rimsulfuron in corn and soil

3 結(jié)論與討論

25%砜嘧磺隆WG 18.75—33.75 g∕hm2于玉米3—4葉期莖葉噴霧,供試玉米‘滬玉糯3號’生長安全,株高、葉齡、地上部鮮重等生育指標與空白對照相比沒有顯著差異,增產(chǎn)明顯。25%砜嘧磺隆WG 45 g∕hm2施藥處理對供試玉米生長有一定的影響,表現(xiàn)為葉片出現(xiàn)褪綠斑塊,藥后15 d左右可恢復正常生長,不影響最終產(chǎn)量。

25%砜嘧磺隆WG 18.75—45 g∕hm2于雜草2—3葉期莖葉噴霧,對馬唐、稗草、醴腸和反枝莧等禾本科雜草和闊葉雜草均有較好的防效,效果與當前生產(chǎn)上常用的40 g∕L煙嘧磺隆SC相當。試驗中還觀察到,砜嘧磺隆對莎草科雜草香附子有很強的抑制作用。

胡健等[18]研究表明,施用砜嘧磺隆45 g∕hm2玉米生長安全不受影響,而本試驗中,相同劑量的砜嘧磺隆對供試玉米產(chǎn)生了輕微的藥害,這可能與玉米品種和氣候條件有關。上海主要種植糯玉米和甜玉米等鮮食玉米,一年內(nèi)可種植春玉米和夏玉米兩季。當前生產(chǎn)上常用的除草劑品種為乙草胺、莠去津、煙嘧磺隆、硝磺草酮、苯唑草酮等,砜嘧磺隆使用較少,本試驗中砜嘧磺隆的除草效果與煙嘧磺隆相當,但對玉米的安全性產(chǎn)生影響,使用技術(shù)較嚴格,噴藥時盡量避開玉米的“喇叭口”,以免產(chǎn)生藥害。本試驗研究結(jié)果,可為砜嘧磺隆在上海春玉米田使用提供參考。

砜嘧磺隆屬于磺酰脲類除草劑,由于這類除草劑活性極高,用量低,殺草譜廣,施藥時間范圍寬,對哺乳動物毒性低等優(yōu)越性,可廣泛應用于稻田、大豆田、玉米田、麥類作物田、油菜田、草坪等,已成為世界上最大的一類除草劑,被稱為超高效除草劑[21-23]。然而磺酰脲類除草劑在應用上也存在一些問題比如具有極高的活性和極強的選擇性,一些品種如氯嘧磺隆、胺苯磺隆等在土壤中少量的殘留即可對后茬敏感作物產(chǎn)生藥害,因此該類除草劑在土壤中的殘留引起了人們的普遍關注[24-25]。隨著生活水平的提高,人們對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和環(huán)境安全越來越重視。本試驗中25%砜嘧磺隆WG 33.75 g∕hm2莖葉噴霧施藥1次,在土壤中半衰期為 9.5 d,屬于易降解農(nóng)藥（T1∕2＜ 30 d）[26]。 25% 砜嘧磺隆 WG 22.5 g∕hm2和33.75 g∕hm2于玉米3—4葉期莖葉噴霧施藥1次,收獲前30 d以及收獲期的玉米籽粒和土壤的最終殘留量均小于0.01 mg∕kg,遠低于我國國家標準所規(guī)定的0.1 mg∕kg限量,對農(nóng)產(chǎn)品和土壤環(huán)境安全性較高。