水溶性氟樂靈納米制劑對(duì)向日葵列當(dāng)?shù)亩玖疤镩g藥效

路偉 李琳 李世奎

摘要 向日葵列當(dāng)Orobanche cumana是一種檢疫性惡性寄生雜草。本研究采用透析法制備了一種水溶性氟樂靈納米制劑（TfORCC），評(píng)價(jià)其對(duì)向日葵列當(dāng)?shù)氖覂?nèi)毒力和田間藥效。種子發(fā)芽毒力測(cè)定結(jié)果表明：在獨(dú)腳金內(nèi)酯類似物GR24的誘導(dǎo)下，用5 μg/mL TfORCC處理向日葵列當(dāng)種子，7 d后表現(xiàn)出良好的抑制發(fā)芽活性，列當(dāng)種子發(fā)芽率為28.5%，與對(duì)照相比差異顯著。消解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)表明，TfORCC消解半衰期比48%氟樂靈乳油延長(zhǎng)6.56 d，說明TfORCC具有一定的緩釋作用。田間藥效試驗(yàn)結(jié)果表明，滴灌施用有效成分含量為75 g/667 m2TfORCC 45 d后，向日葵列當(dāng)寄生率為32.1%，寄生強(qiáng)度為5.3，TfORCC制劑對(duì)向日葵列當(dāng)?shù)奶镩g防效為36.3%。該方法可為向日葵滴灌施藥技術(shù)防治向日葵列當(dāng)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞 氟樂靈; 向日葵列當(dāng); 毒力; 消解動(dòng)態(tài); 田間藥效

中圖分類號(hào)： S 451.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： BDOI： 10.16688/j.zwbh.2018220

Abstract Orobanche cumana is a quarantine and malignant parasitic weed. A watersoluble trifluralin nanoparticles （TfORCC） were prepared by dialysis method to evaluate virulence and field efficacy against O.cumana. The seed germination test showed that TfORCC nanoparticles had good effect on inhibiting the germination of O.cumana seeds at 5 μg/mL.After 7 days， the germination rate of the TfORCC was 28.5%， significantly lower than that of the control. The degradation dynamic test showed that degradation rate of the halftime of TfORCC nanoparticles was 6.56 days， longer than that of trifluralin 48% EC， indicating that TfORCC has a certain sustainedrelease effect. Field trials demonstrated that parasitism rate of O.cumana was 32.1% and parasitic intensity was 5.3 after 45 days of drip irrigation with 75 g/667 m2 TfORCC nanoparticles， significantly lower than that of the control， and the efficacy of TfORCC nanoparticles against O.cumana was 36.3%. The method can provide scientific basis for controlling O.cumana by drip irrigation.

Key words trifluralin; Orobanche cumana; virulence; degradation dynamic; field efficacy

我國(guó)是向日葵 Helianthus annuus生產(chǎn)大國(guó)，年種植面積118萬hm2[1]。向日葵在我國(guó)的主要種植區(qū)分布在內(nèi)蒙古、新疆、黑龍江等地，其中新疆約占全國(guó)總產(chǎn)量的20%[2]。向日葵田主要雜草有中亞濱藜Atriplex centralasiatica、堿蓬Suaeda glauca、向日葵列當(dāng)Orobanche cumana、反枝莧Amaranthus retroflexus、野燕麥 Avena fatua等，尤其以向日葵列當(dāng)危害最為嚴(yán)重[3]。

向日葵列當(dāng)是一種一年生全寄生雜草，又稱毒根草、兔子拐棍，屬雙子葉草本植物，列當(dāng)科列當(dāng)屬[4]。其寄主?；暂^強(qiáng)，依靠攝取寄主向日葵的養(yǎng)分而生存，受害嚴(yán)重的地塊，寄生率高達(dá)75%以上[5]。生長(zhǎng)早期被向日葵列當(dāng)寄生的植株生長(zhǎng)緩慢、莖稈低矮纖弱，花盤不能發(fā)育完全;后期被寄生則籽粒癟小、含油率下降，嚴(yán)重的全株枯死[6]。因此2007年向日葵列當(dāng)己被我國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局列為檢疫性惡性寄生雜草[78]。

目前用于防治向日葵列當(dāng)?shù)霓r(nóng)藥主要有48%地樂胺乳油、48%氟樂靈乳油、5%精喹禾靈乳油、72% 2，4D丁酯乳油、10%草甘膦乳油等，但由于傳統(tǒng)的土表噴霧施藥存在缺陷，例如地樂胺、氟樂靈等原藥水溶性差，難以加工成環(huán)境友好的水劑;農(nóng)藥不能有效進(jìn)入向日葵根部發(fā)揮其藥效，對(duì)向日葵列當(dāng)?shù)姆乐涡Ч^為有限。傳統(tǒng)劑型中含有大量的甲苯、二甲苯等有機(jī)溶劑，易造成土壤結(jié)塊;施用72% 2，4D丁酯乳油、38%莠去津懸浮劑易使向日葵產(chǎn)生藥害等。為此，本文選用八氫視黃酸羧甲基殼聚糖聚合物作為除草劑氟樂靈的載體，制備水溶性TfORCC制劑，以期借助膜下滴灌施藥的方式，將TfORCC與灌溉水混勻、精準(zhǔn)滴灌至向日葵根部，為滴灌施藥防治向日葵列當(dāng)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

Agilent 1200高效液相色譜（紫外檢測(cè)器）、PSX208H恒溫恒濕培養(yǎng)箱、DF101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器。

97%氟樂靈原藥（Tf），深圳諾普信農(nóng)化股份有限公司;48%氟樂靈乳油，河北華靈農(nóng)藥有限公司;98%獨(dú)腳金內(nèi)酯類似物GR24，上海翊圣生物科技有限公司;八氫視黃酸羧甲基殼聚糖（ORCC）聚合物由本實(shí)驗(yàn)室自制。

供試材料向日葵列當(dāng)種子采自福?？h喀拉瑪蓋鎮(zhèn)食用向日葵種植戶的田塊中，供試向日葵品種為‘KD2511。

1.2 納米氟樂靈的制備

采用簡(jiǎn)單透析法制備八氫視黃酸羧甲基殼聚糖聚合物：用純水溶解聚合物粉末，超聲2 min，將氟樂靈原藥用二甲基亞砜溶解，緩慢滴加入ORCC溶液中，室溫下攪拌12 h。反應(yīng)液轉(zhuǎn)入透析袋用超純水透析2 d （每8 h更換1次透析液），10 000×g離心30 min，-80℃低溫冰箱過夜，冷凍干燥即制得粉末狀水溶性的TfORCC制劑（載藥率為49.1%）。

1.3 向日葵列當(dāng)發(fā)芽率的測(cè)定

用1% NaClO溶液對(duì)向日葵列當(dāng)種子浸泡10 min消毒，再用75%乙醇溶液消毒30 s，無菌水沖洗多次，置于超凈工作臺(tái)內(nèi)的濾紙上晾干。在墊有無菌濾紙的培養(yǎng)皿（d=9 cm）內(nèi)加入6 mL無菌水，皿內(nèi)平整鋪滿玻璃纖維濾紙（d=5 mm），每一濾紙上撒播約30粒向日葵列當(dāng)種子，將培養(yǎng)皿置于25℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)預(yù)培養(yǎng)10 d。

經(jīng)預(yù)培養(yǎng)后，在培養(yǎng)皿內(nèi)每張玻璃纖維濾紙上加入20 μL 1 μg/mL GR24刺激其種子發(fā)芽，再分別加入20 μL 5 μg/mL氟樂靈、TfORCC作為藥物處理，有效成分含量保持一致，無菌水作為對(duì)照，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，分別在第3、7、10、14天統(tǒng)計(jì)向日葵列當(dāng)?shù)陌l(fā)芽率。

1.4 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地位于福海縣喀拉瑪蓋鎮(zhèn)（46°40′38″N、87°46′1″E），在2016年4月29日進(jìn)行播種，行距1 m、株距60 cm、地膜寬度40 cm，膜上點(diǎn)播，膜內(nèi)鋪設(shè)滴灌帶，田間各時(shí)期水肥量均保持一致。

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理：于5月20日每667 m2先滴800 kg清水，再進(jìn)行48%氟樂靈乳油[有效成分含量（下同） 75 g/667 m2]和水溶性TfORCC （75 g/667 m2）滴灌施藥處理，以清水作為對(duì)照。每處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)小區(qū)面積222.3 m2，共9個(gè)小區(qū)。

1.5 氟樂靈在土壤中消解半衰期的測(cè)定

在滴灌施藥后0、1、3、7、14、21、28、35、42、60 d在小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選擇區(qū)域采集土樣，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)3個(gè)重復(fù)，采樣深度0～10 cm，剔除碎石等雜質(zhì)混勻，四分法留樣200 g，-20℃保存。稱取土樣20 g于250 mL三角瓶中，加入100 mL正己烷振蕩提取1 h，抽濾，濾液轉(zhuǎn)入含NaCl的具塞量筒中振蕩鹽析，用電動(dòng)移液槍吸取50 mL上清液于250 mL茄形瓶中，濃縮至近干，2 mL甲醇溶解殘余物備用。用9 mL甲醇水（10∶90）活化SPE小柱，將樣品溶液轉(zhuǎn)入SPE小柱中，5 mL甲醇淋洗，收集洗脫液，N2吹干，2 mL甲醇定容，待HPLC檢測(cè)。C18 （250 mm×4.60 mm，5 μm）色譜柱，流動(dòng)相為甲醇水（70∶30），流速0.8 mL/min，柱溫35℃，λ=274 nm，進(jìn)樣量10 μL。

1.6 向日葵列當(dāng)田間防效調(diào)查方法

2 結(jié)果與分析

2.1 納米氟樂靈對(duì)向日葵列當(dāng)種子發(fā)芽率的影響

經(jīng)過10 d的預(yù)培養(yǎng)，觀察向日葵列當(dāng)種子在1 μg/mL GR24的刺激下，第3、7、10、14天的發(fā)芽率（圖1）。結(jié)果表明：經(jīng)GR24處理后，向日葵列當(dāng)?shù)姆N子均可以發(fā)芽。用5 μg/mL氟樂靈和TfORCC處理列當(dāng)種子3 d后，兩者都表現(xiàn)出良好的抑制種子發(fā)芽活性。7 d后，兩組藥劑處理的發(fā)芽率保持在較低水平，發(fā)芽率分別為28.1%和28.5%，與對(duì)照相比差異顯著。14 d后的結(jié)果與10 d類似，發(fā)芽情況逐漸趨于穩(wěn)定。說明氟樂靈和TfORCC對(duì)向日葵列當(dāng)種子的萌發(fā)具有一定的抑制作用，TfORCC制劑可以隨滴灌水施用于向日葵田。

2.2 氟樂靈在土壤中的消解半衰期

為了明確滴灌施用48%氟樂靈乳油、TfORCC制劑后有效成分氟樂靈在土壤里的殘留消解動(dòng)態(tài)，對(duì)不同時(shí)間土壤中氟樂靈的殘留量進(jìn)行測(cè)定（表1）。結(jié)果表明：滴灌施用兩種制劑后，氟樂靈在土壤中的消解速率較慢，擬合回歸方程得到的消解曲線均呈現(xiàn)負(fù)指數(shù)函數(shù)變化趨勢(shì)，相關(guān)系數(shù)>098，符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。水溶性TfORCC制劑消解半衰期為33.64 d，大于48%氟樂靈乳油的27.08 d，說明環(huán)境友好型水溶性TfORCC制劑具有一定的緩釋作用，有效成分氟樂靈在載體聚合物ORCC的包被下，逐步釋放出來，有效延緩了氟樂靈在土壤中的降解速率。

2.3 納米氟樂靈對(duì)向日葵列當(dāng)?shù)奶镩g防效

采用五點(diǎn)取樣法調(diào)查滴灌施藥后30、45 d各小區(qū)向日葵列當(dāng)?shù)募纳闆r和田間防效（表2）。結(jié)果表明：施藥30 d后，48%氟樂靈乳油和TfORCC制劑兩組處理的向日葵列當(dāng)寄生率分別為23.2%和20.8%，與對(duì)照組相比差異不顯著。施藥45 d后，兩組處理的向日葵列當(dāng)寄生率分別為40.0%和32.1%，寄生強(qiáng)度分別為5.4和5.3，與對(duì)照組相比差異顯著。田間試驗(yàn)結(jié)果表明TfORCC制劑對(duì)向日葵列當(dāng)?shù)奶镩g防效為36.3%，高于48%氟樂靈乳油的田間防效（20.6%）。

3 結(jié)論與討論

氟樂靈主要通過雜草的胚芽鞘與胚軸吸收，對(duì)已出土雜草無效，適用于棉花Gossypium spp.、大豆Glycine max、油菜Brassica campestris、小麥Triticum aestivum、向日葵等經(jīng)濟(jì)作物田防除單子葉雜草和部分一年生小粒種子闊葉雜草，但其易揮發(fā)、易光解、水溶性極小[910]，施用后需要隨即混土以延長(zhǎng)藥效期。目前商品化的僅有24%、48%氟樂靈乳油，5%、50%氟樂靈顆粒劑等兩種劑型，尚不能有效解決氟樂靈利用率低的問題。為了改善氟樂靈制劑的水溶性、延緩氟樂靈的降解速率，本實(shí)驗(yàn)室前期制備了一種水溶性的TfORCC制劑，在PBS緩沖溶液（pH 7.0）中表現(xiàn)出良好的緩釋性能，為本文后續(xù)開展對(duì)向日葵列當(dāng)?shù)氖覂?nèi)毒力測(cè)定和田間藥效試驗(yàn)奠定了研究基礎(chǔ)。

寄主植物的根部分泌物是刺激向日葵列當(dāng)發(fā)芽的重要物質(zhì)[1115]，為了縮短試驗(yàn)周期，本文選用獨(dú)腳金內(nèi)酯類似物GR24誘導(dǎo)刺激向日葵列當(dāng)種子的萌發(fā)。在室內(nèi)毒力測(cè)定中，氟樂靈和TfORCC制劑均可以抑制向日葵列當(dāng)種子的萌發(fā)，TfORCC沒有表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。董淑琦研究發(fā)現(xiàn)用1 mg/L獨(dú)腳金醇處理向日葵列當(dāng)種子，處理12 d后種子會(huì)進(jìn)入二次休眠，發(fā)芽率普遍降低[8]。這可能是導(dǎo)致氟樂靈和TfORCC兩組處理差異不顯著的原因，建議今后改用盆栽向日葵苗對(duì)比氟樂靈和TfORCC對(duì)列當(dāng)種子發(fā)芽率的抑制活性。

向日葵田噴施氟樂靈一般在施藥混土后立即進(jìn)行播種，已有研究表明向日葵列當(dāng)出土?xí)r間距離向日葵播種的時(shí)間恒定在44～50 d[16]，為了縮短施藥與列當(dāng)出土之間的時(shí)間間隔，本文改用滴灌施藥的方式，將TfORCC制劑施用的時(shí)間推遲20 d。在田間藥效試驗(yàn)中，雖然TfORCC制劑能夠延緩氟樂靈在土壤中的消解半衰期，同時(shí)對(duì)向日葵列當(dāng)?shù)奶镩g防效比48%氟樂靈乳油高15.7百分點(diǎn)，但仍有一部分氟樂靈在向日葵列當(dāng)出土前就消解了，與期望的理想防治效果仍有較大差距。施用TfORCC制劑的最佳施藥量、施藥時(shí)間、施藥次數(shù)還需進(jìn)一步優(yōu)化，對(duì)向日葵產(chǎn)量和環(huán)境安全的影響仍需更系統(tǒng)深入的研究。

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