淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草研究進(jìn)展

付佑勝 劉偉中 趙桂東

摘要概述了淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草的發(fā)展情況,總結(jié)了淮安除草劑種類以及除草方式的特點(diǎn),并對(duì)未來(lái)淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草提出了展望。

關(guān)鍵詞小麥田;化學(xué)除草;研究進(jìn)展;江蘇淮安

中圖分類號(hào)S451.22+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 1007-5739(2009)21-0155-03

人口與糧食是人類在21世紀(jì)面臨的五大挑戰(zhàn)之一。糧食對(duì)人類生存與發(fā)展具有重要的意義,世界農(nóng)業(yè)面臨每年增加7 000萬(wàn)人口的巨大壓力,而耕地面積卻因環(huán)境惡化等因素在不斷地減少[1]。通過(guò)農(nóng)藥的使用,來(lái)提高單位面積糧食產(chǎn)量是21世紀(jì)農(nóng)業(yè)的重要舉措之一。而雜草防除在農(nóng)作物生產(chǎn)中則起著關(guān)鍵性的作用[2]。

淮安地處淮河以南、長(zhǎng)江以北,光照、雨水充沛,是江蘇小麥的主產(chǎn)區(qū)之一。小麥?zhǔn)敲苤沧魑?機(jī)械除草困難,而化學(xué)除草工效高、成本低、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,很受農(nóng)民歡迎。自20世紀(jì)80年代以來(lái),隨著世界小麥田除草劑的大量研究和世界農(nóng)化公司巨頭進(jìn)入中國(guó),小麥田除草在淮安也得到了飛速發(fā)展。從最初的2,4-D到現(xiàn)在的封閉與新的苗后莖葉處理的大量使用和推廣,淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草工作有了長(zhǎng)足進(jìn)步?，F(xiàn)結(jié)合相關(guān)資料對(duì)淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草的研究進(jìn)展進(jìn)行一簡(jiǎn)單的綜述。

1淮安小麥田化學(xué)除草的發(fā)展情況

20世紀(jì)80年代末期是淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草的起步階段,推動(dòng)淮安地區(qū)小麥化學(xué)除草還是以脲類除草劑綠麥隆和以磺酰脲類為代表的苯磺隆(如Dupont公司生產(chǎn)的巨星)除草劑獲得了巨大的成功。自90年代中期以來(lái),以脲類除草劑異丙隆(如蘇州寶帶公司生產(chǎn)的高滲異丙隆)和芳氧苯氧丙酸類為代表的精惡唑禾草靈(如Bayer公司生產(chǎn)的驃馬)在淮安地區(qū)獲得了大量的推廣和使用;進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),世界跨國(guó)農(nóng)化公司將中國(guó)農(nóng)藥市場(chǎng)作為全球新的增長(zhǎng)點(diǎn),越來(lái)越多的新化合物被引入中國(guó),淮安地區(qū)小麥田除草進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的階段,同時(shí)伴隨淮安地區(qū)農(nóng)化經(jīng)營(yíng)企業(yè)不斷改變經(jīng)營(yíng)思路,從被動(dòng)銷售小麥田除草劑到主動(dòng)尋求銷售新型除草劑,此外新的植保專業(yè)人才的不斷涌入,進(jìn)一步提升了該地區(qū)農(nóng)資市場(chǎng)的服務(wù)意識(shí),為新產(chǎn)品的推廣儲(chǔ)備了有力的人力資源。酰胺類(如芽前封閉藥劑:丁草胺)、磺酰脲類(如苯磺隆、芐嘧磺隆等繼續(xù)使用)、磺酰胺類(Dow公司的麥喜、闊草清等)和芳氧苯氧乙酸類(如先正達(dá)公司的15%炔草酸(麥極)等)以及四取代苯類(FMC公司的唑草酮(快滅靈)系列除草劑)等除草劑在淮安獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。隨著越來(lái)越多的國(guó)外除草劑產(chǎn)品進(jìn)入小麥田雜草防除領(lǐng)域,淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草工作將進(jìn)入一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期。

2淮安小麥田化學(xué)除草劑種類特點(diǎn)

目前淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草劑已經(jīng)從最初的脲類除草劑如綠麥隆和磺酰脲類的苯磺隆發(fā)展到今天多個(gè)類型除草劑齊頭并進(jìn)、除草劑品種防除對(duì)象明確的新型除草的格局,除草劑的種類豐富而多元。

2.1脲類除草劑仍是小麥田除草的主力軍

自1951年杜邦公司開發(fā)成功滅草隆及1956年汽巴精化公司發(fā)現(xiàn)西瑪津的除草活性以來(lái),脲類和均三嗪類除草劑均得到迅速發(fā)展。到目前為止已分別開發(fā)出42個(gè)和30個(gè)品種[3],目前洪澤湖以北區(qū)域仍舊是使用以異丙隆為主的除草劑在冬小麥田苗前或苗后雜草低齡期進(jìn)行化學(xué)防除,可有效防除小麥田多種禾本類如看麥娘、早熟禾、硬草、菵草和部分闊葉雜草,由于該類藥劑價(jià)格低廉,效果不錯(cuò),該類型產(chǎn)品及其混配藥劑仍舊占據(jù)著淮安地區(qū)小麥田除草的部分市場(chǎng)。

2.2磺酰脲類除草劑逐漸邊緣化

磺酰脲類除草劑代表著農(nóng)用化學(xué)品的主要發(fā)展方向,是近20年來(lái)開發(fā)出的高效、廣譜、低毒、高選擇性除草劑。其除草活性的發(fā)現(xiàn)始于1966年,這是三氮苯類化合物撲滅津(Propazine)的衍生物。20世紀(jì)70年代初這方面的工作才引起了人們的興趣,提出了具有弱生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性的磺酰脲化合物。從1975年George Levitt制備了化合物并證明其高度除草活性之后,開始進(jìn)行大規(guī)模的研究[4]。1978年,杜邦公司在George Levitt博士的指導(dǎo)下研制出第一個(gè)商品化的磺酰脲除草劑氯磺隆(Chlorsulfuron),以此為開端,相繼開發(fā)成功一系列用途各異的磺酰脲類除草劑。除杜邦等美國(guó)公司外,瑞士、日本、德國(guó)等國(guó)家的農(nóng)藥公司也進(jìn)行了該類除草劑的研制和開發(fā)。目前參與此類品種登記的有巴斯夫、拜耳作物科學(xué)、杜邦、ISK、孟山都、日本日產(chǎn)化學(xué)、日本武田、先正達(dá)等8家公司[5]。到目前為止,世界范圍內(nèi)已有25個(gè)磺酰脲除草劑(SUs)品種被注冊(cè)用于農(nóng)業(yè)發(fā)展中[6]。我國(guó)廣泛應(yīng)用在小麥上的品種有氯磺隆、甲磺隆、苯磺隆和芐嘧磺隆;而鑒于氯磺隆和甲磺隆等磺酰脲類除草劑的長(zhǎng)殘留特性以及對(duì)環(huán)境的不友好及對(duì)下茬作物的影響,淮安市政府自1999年就明令禁止了甲磺隆和氯磺隆在小麥上的使用[7],目前淮安地區(qū)仍舊在小麥上使用的磺酰脲類除草劑主要還有苯磺隆和芐嘧磺隆、噻吩磺隆、甲基二磺隆(世瑪)以及甲基二磺隆和甲基碘磺隆鈉鹽的復(fù)配劑(闊世瑪),但由于產(chǎn)品的同質(zhì)化和雜草種群對(duì)苯磺隆和芐嘧磺隆的耐藥性增加,導(dǎo)致這2個(gè)藥劑的使用量逐年下降,呈邊緣化。甲基二磺隆及其復(fù)配劑由于使用時(shí)期過(guò)短和使用技術(shù)要求過(guò)高,同時(shí)對(duì)春小麥易產(chǎn)生藥害等原因,導(dǎo)致產(chǎn)品的使用也趨于邊緣化,難以成為本地區(qū)小麥田化學(xué)除草的主力軍。

2.3新穎安全性高的除草劑成為淮安除草的生力軍

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),世界跨國(guó)農(nóng)化公司將中國(guó)農(nóng)藥市場(chǎng)作為全球新的增長(zhǎng)點(diǎn),安全高效、低殘留的小麥田除草劑被大量引入中國(guó),而這其中最有代表性的就是以芳氧苯氧乙酸類和四取代苯類除草劑。

芳氧苯氧丙酸類是近20年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一類防除禾本科雜草的新除草劑,自1975年發(fā)現(xiàn)禾草靈具有除草活性之后,迄今已有20個(gè)品種商品化。而其中最有代表性的就是Bayer公司的精惡唑禾草靈(驃馬)和先正達(dá)公司研發(fā)的炔草酸(酯),現(xiàn)已在50多個(gè)國(guó)家投入使用,后者于2002年8月1日在我國(guó)獲得行政保護(hù)(商品名麥極)。炔草酸自2005年以來(lái)在淮安周邊地區(qū)開展了大量田間試驗(yàn)、示范工作;由于該產(chǎn)品對(duì)小麥高度安全以及在低溫下對(duì)小麥的安全性,產(chǎn)品自2007年秋天在淮安上市以來(lái),在洪澤湖以北區(qū)域和盱眙獲得了巨大的成功;有消息說(shuō)未來(lái)幾年先正達(dá)公司還將在淮安上市可用于大麥田、小麥田防除禾本雜草的唑啉草酯。

四取代苯類除草劑是從20世紀(jì)70年代初開始發(fā)展起來(lái)的一類除草劑。人們對(duì)Protox(元卟啉)抑制劑的開發(fā)突破了二苯醚的結(jié)構(gòu)限制,先后發(fā)現(xiàn)一系列具有新穎化學(xué)結(jié)構(gòu)的活性化合物。從結(jié)構(gòu)式上看,這類除草劑的分子中都有一個(gè)在1、2、4、5 位取代的苯環(huán),因此有人將此類除草劑稱為四取代苯類除草劑。四取代苯類除草劑的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,基本上都是五元含氮雜環(huán)化合物,其中含有惡二唑、三唑啉酮、吡唑、酰亞胺結(jié)構(gòu)的品種較多。此類除草劑的研究與開發(fā),可以說(shuō)是起源于法國(guó)羅納普朗克公司于1970～1972年開發(fā)的惡草酮、氯炔惡唑酮。FMC公司開發(fā)的唑草酮(唑酮草酯)主要用于防除小麥、玉米田闊葉雜草,商品名Affinity(快滅靈),super Affinity(奔騰)在淮安地區(qū)獲得了巨大的成功,但是隨著淮安地區(qū)闊葉類雜草優(yōu)勢(shì)種群的變化,適當(dāng)混配擴(kuò)大藥劑的殺草譜對(duì)延長(zhǎng)該類產(chǎn)品的壽命具有十分重要的作用。

3淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草方式特點(diǎn)

3.1芽前封閉面積減少,莖葉處理成為主流

自1999年甲磺隆和氯磺隆在淮安地區(qū)禁止以來(lái),采用甲磺隆和氯磺隆等藥劑作為芽前封閉處理藥劑也被禁止(雖然部分區(qū)域利用國(guó)家政策上的漏洞仍有使用,但已不作推廣),而綠麥隆等磺酰脲類除草劑由于在土壤中殘留的問(wèn)題,導(dǎo)致使用的田塊大量減少。采用丁草胺、乙草胺等酰胺類除草劑或復(fù)配劑做芽前封閉也逐漸淡出視線;加之淮安10月以后低溫少雨的年份導(dǎo)致旱田封閉效果嚴(yán)重下降,也進(jìn)一步影響芽前封閉藥劑的使用。隨著新一代小麥田化學(xué)除草劑的大量引入和以淮安市農(nóng)業(yè)科技實(shí)業(yè)總公司為代表的一批新的農(nóng)藥實(shí)體的進(jìn)入,加速了小麥田苗后除草劑技術(shù)的迅速推廣,從而帶動(dòng)了一批縣鄉(xiāng)客戶加入該領(lǐng)域,推動(dòng)了小麥田苗后除草劑的使用。目前,在淮安單品使用最大的小麥田苗后禾本類除草劑主要是脲類除草劑異丙隆、芳氧苯氧丙酸類的精惡唑禾草靈(驃馬)和炔草酸(麥極);小麥田闊葉類除草劑主要是吡啶氧乙酸類的氯氟吡氧乙酸(使它隆)及其混配劑、四取代苯類的唑草酮(FMC的快滅靈系列)系列、磺酰脲類的苯磺隆、二苯醚類的乙羧氟草醚和已經(jīng)使用了半個(gè)世紀(jì)的激素類除草劑二甲四氯及其鈉鹽。隨著農(nóng)民對(duì)苗后除草意識(shí)的加強(qiáng),越來(lái)越多的小麥田莖葉處理劑將在淮安小麥田化學(xué)除草中發(fā)揮巨大的作用。

3.2小麥田化學(xué)除草時(shí)間的不斷提前

多年來(lái),淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草一直沿用芽前封閉處理、春節(jié)后除草的思路。這樣導(dǎo)致冬季出草較少,此外由于傳統(tǒng)的除草藥劑對(duì)溫度的要求施藥溫度在4℃以上,且施藥前后7d之內(nèi)不得遇到低溫或寒流,否則將對(duì)小麥的生長(zhǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響,除草的效果也明顯下降。近年來(lái)隨著淮安地區(qū)小麥田雜草優(yōu)勢(shì)種群的變化(筆者相關(guān)數(shù)據(jù),尚未發(fā)表)和全球氣溫變暖導(dǎo)致冬季或早春除草成為可能。自2007年以來(lái)新型除草——麥極(15%炔草酸)的引入,鑒于該藥劑在低溫、寒流和干旱情況下防除小麥田禾本雜草效果穩(wěn)定也進(jìn)一步打破了傳統(tǒng)思維,冬季或早春化學(xué)除草也越來(lái)越獲得農(nóng)民認(rèn)可,逐漸成為本地區(qū)小麥田化學(xué)除草的主要時(shí)間。此外,由于雜草優(yōu)勢(shì)種群之間的變化,導(dǎo)致小麥田闊葉類除草劑的更新,早春或雜草較小時(shí)防除效果理想也使得農(nóng)民選擇了冬前和早春施藥用于防除雜草,壓低雜草田間種群密度。

3.3雜草種群的變化導(dǎo)致除草劑組合的多元化

多年來(lái)淮安地區(qū)小麥田稻麥輪作田塊,麥田以禾本雜草為主,闊葉類雜草少;而前茬為玉米、大豆等旱田的田塊則闊葉類雜草多,禾本雜草少。近年來(lái),由于直播稻的大量推廣和除草劑的濫用導(dǎo)致稻麥輪作田塊的闊葉類雜草發(fā)生嚴(yán)重;而多年使用精惡唑禾靈(驃馬)防除禾本雜草,也導(dǎo)致禾本類雜草的耐藥性增加,6.9%精惡唑禾草靈的用藥劑量從最初的750mL/hm2到現(xiàn)在的2 250mL/hm2,甚至部分田塊的用藥量高達(dá)3 000mL/hm2。為更好地防除禾本雜草,同時(shí)兼治闊葉雜草,必然導(dǎo)致農(nóng)民選擇藥劑的組合多元化,甚至出現(xiàn)了2種根本不可能混配的藥劑被農(nóng)民混配且大量使用。如:多年本地區(qū)防除禾本雜草一直以異丙隆和精惡唑禾草靈為主,導(dǎo)致田間日本看麥娘(Alopecurus aequalis Sobol)和棒頭草(Polypogon fugax)逐漸成為田間優(yōu)勢(shì)種群,除草劑防除效果下降,不少農(nóng)戶在根本不考慮小麥安全性的條件下,采用前述藥劑和酰胺類乙草胺進(jìn)行混用以擴(kuò)大殺草譜。從田間闊葉雜草的變化來(lái)看,繁縷(尤其是牛繁縷)、豬殃殃一直采用氯氟吡氧乙酸(使它隆)和二甲四氯為主的藥劑進(jìn)行防除,近年來(lái)發(fā)現(xiàn)這2種除草劑對(duì)這2種雜草的防除效果嚴(yán)重下降,所有這些也必然導(dǎo)致農(nóng)戶不得不尋求新的組合來(lái)防除小麥田田間闊葉類雜草。

4小麥田化學(xué)除草的研究工作嚴(yán)重滯后

目前關(guān)于淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草的相關(guān)科技文獻(xiàn)還不多,從事小麥田化學(xué)除草工作的一批老專家退出一線,淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草工作的領(lǐng)軍人物還不多,關(guān)于小麥田化學(xué)除草的研究和示范大多建立在新產(chǎn)品的試驗(yàn)、示范的基礎(chǔ)上,基礎(chǔ)工作尚待進(jìn)一步的開展。隨著越來(lái)越多的小麥田化學(xué)除草劑的使用以及生產(chǎn)實(shí)踐中的問(wèn)題被解決,必然給淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草的工作帶來(lái)新的機(jī)遇。

5展望

關(guān)于淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草的工作有必要從有報(bào)道的防除小麥田雜草的新農(nóng)藥開始?；酋ｋ孱惖娜鏐ayer公司開發(fā)的酰嘧磺隆是一種麥田除草劑,主要用于防除冬小麥、大麥、燕麥等作物中的闊葉雜草,對(duì)豬殃殃有特效,對(duì)當(dāng)茬小麥和下茬水稻、玉米安全;該公司開發(fā)的另一個(gè)品種乙氧嘧磺隆具有很廣的殺草譜,可有效地防除小麥等作物中的闊葉雜草和莎草科雜草;此外氟酮磺隆用于苗后防除小麥田禾本科雜草和一些重要的闊葉雜草,對(duì)抗性雜草如野燕麥和狗尾草等有很好的防效。磺酰脲類除草劑的作用機(jī)制新穎,它是一種乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑,即通過(guò)抑制植物體內(nèi)的ALS ,阻礙側(cè)鏈氨基酸如纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸的生物合成,使細(xì)胞分裂被抑制,雜草正常生長(zhǎng)受到破壞而死亡,抗藥性問(wèn)題已成為磺酰脲類除草劑發(fā)展的一大障礙,但合理使用可充分發(fā)揮該類藥劑在本地區(qū)的使用效果,延長(zhǎng)產(chǎn)品的壽命,未來(lái)仍是淮安地區(qū)化學(xué)除草的重要選擇之一。

二苯醚類化合物如匈牙利Budapest化學(xué)公司開發(fā)的氯氟草醚,主要用于防除冬小麥、大麥田闊葉雜草,如西風(fēng)古、豬殃殃、蒼耳等,二苯醚類化合物是一種原卟啉原氧化酶(Protox)抑制劑,其作用機(jī)理是抑制光合作用,使葉綠素合成受阻,從而導(dǎo)致雜草葉片枯萎死亡。這類除草劑作用速度快,雖稍有藥害,但通常不影響作物產(chǎn)量,對(duì)后茬作物安全,必將受到淮安地區(qū)農(nóng)戶的喜愛,在未來(lái)一段時(shí)期仍舊占有一定的市場(chǎng)。

四取代苯類的除草劑由于能保持現(xiàn)有高活性、對(duì)環(huán)境友好,不僅對(duì)作物安全,而且對(duì)后茬作物無(wú)影響,越來(lái)越受到重視。如Dupont公司開發(fā)的吡草醚是麥田除草劑,對(duì)豬殃殃、繁縷等闊葉雜草有很好的防效,用量6～12g/hm2。由孟山都公司開發(fā)的異丙吡草酯是一種新型的選擇性芽前除草劑,主要用于防除冬小麥雜草,用有效成分12.195~16.755 kg/hm2的劑量,能有效地防除鼠尾看麥娘、豬殃殃、多花黑麥草、早熟禾、田野勿忘草等。

此外,防除小麥田闊葉雜草的如磺酰胺類的除草劑也將獲得大的發(fā)展。

近年來(lái),世界化學(xué)農(nóng)藥研究開發(fā)的熱點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)是大量的雜環(huán)和稠環(huán)化合物,尤其是含氮含氟雜環(huán)化合物,代表了未來(lái)化學(xué)農(nóng)藥新品種的發(fā)展方向,除草劑也不例外。在將來(lái),除草劑仍然是最大的農(nóng)藥種類,化合物結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜,雜環(huán)、稠環(huán)以及含氟化合物成為主流,化學(xué)結(jié)構(gòu)集中在磺酰脲類、亞胺類、環(huán)狀亞胺類、吡唑類、三唑啉酮類及脲嘧啶類等含氟雜環(huán)化合物,向著多元化、高層次的方向發(fā)展;同時(shí)這些高效新化合物大都是作用在酶的分子水平上,用量極少,除草劑真正進(jìn)入了超高效時(shí)代。而隨著除草劑進(jìn)入超高效時(shí)代,淮安地區(qū)小麥田化學(xué)除草的工作也將緊緊跟上,除草劑的使用也進(jìn)入一個(gè)超高效時(shí)期,越來(lái)越多的超高效除草劑得到應(yīng)用,越來(lái)越多的關(guān)于除草的基礎(chǔ)研究工作將被開展。

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