助劑激健對甲基二磺隆防除抗精唑禾草靈菵草的增效作用

張健 高原 姜英 李茹 董立堯

摘要：旨在明確助劑激健（主要成分為非離子表面活性劑、油酸甲酯、玉米胚芽油、油茶籽油等）對甲基二磺隆防除抗精唑禾草靈菵草是否具有增效作用，并探究其最佳增效劑量及機(jī)制。采用室內(nèi)整株生物測定法篩選激健對甲基二磺隆防除抗精唑禾草靈菵草的最佳增效劑量，并通過測定激健對藥液表面張力、接觸角、擴(kuò)展直徑、最大持留量等物理指標(biāo)的影響，以及對抗精唑禾草靈菵草乙酰乳酸合酶（ALS）活性的影響，來闡明其增效作用機(jī)制。結(jié)果表明，助劑激健和甲基二磺隆的最佳增效組合為甲基二磺隆12 g a.i./hm2+激健0.05%（體積分?jǐn)?shù)）;激健能顯著降低藥液的表面張力及接觸角，顯著增加擴(kuò)展直徑及最大持留量;激健對抗精唑禾草靈菵草ALS活性無顯著影響。由結(jié)果可以看出，助劑激健對甲基二磺隆防除抗精唑禾草靈菵草具有增效作用，主要是通過改變藥液理化性質(zhì)而發(fā)揮增效作用，而不是在生理生化水平上對甲基二磺隆的靶標(biāo)酶活性產(chǎn)生影響。

關(guān)鍵詞：菵草;精唑禾草靈抗性;助劑激健;整株生物測定;小麥安全性;增效機(jī)制

中圖分類號(hào)：S451.2 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ?文章編號(hào)：1003-935X（2019）01-0056-08

Abstract：This study aims to clarify whether the adjuvant Jijian （whose main ingredients are non-ionic surfactant，methyloleate，corn germ oil，Camellia oleifera seed oil） has a synergistic effect on mesosulfuron-methyl for the control of fenoxaprop-P-ethyl-resistant Beckmannia syzigachne，andto determine the best synergistic dose and mechanism.Whole-plant bioassayswere used to screen the best synergistic dose of adjuvant Jijian;thesynergism mechanism was explored by testing the influence of Jijian on physical indexes such as surface tension，contactangle，expanded diameter and maximum retention of the pesticide liquid. The effect Jijian to ALS enzyme activity in fenoxaprop-P-ethyl-resistant B.syzigachnewas also tested. The best combination dose was mesosulfuron-methyl 12 g a.i./hm2+Jinjian 0.05% （V/V）. Jijian significantly reduced the surface tension and contact angle of the pesticide liquid while increasing the expanded diameter and the maximum retention. Jijianhad no significant effect on the ALS enzyme activity of fenoxaprop-P-ethyl-resistant B.syzigachne. Jijianhad a synergistic effect on mesosulfuron-methyl in controllingfenoxaprop-P-ethyl-resistant B.syzigachne. The synergistic effect was exerted mainly by changing the physicochemical properties of the herbicide liquid，with no affect on the activity of the target enzyme at the physiological and biochemical level.

Key words：Beckmannia syzigachne;fenoxaprop-P-ethyl-resistant;adjuvant;whole plant bioassay;safety to wheat;synergistic mechanism

精唑禾草靈為芳氧基苯氧基丙酸酯類（AOPPs）除草劑，其作用靶標(biāo)為乙酰輔酶A羧化酶（ACCase），因其活性高、殺草譜廣而被廣泛用于小麥田防除一年生禾本科雜草。由于長期單一使用該除草劑，并逐年增加用量，從而導(dǎo)致其藥效下降。張鎖榮發(fā)現(xiàn)，菵草在連續(xù)多年使用精唑禾草靈后已對其產(chǎn)生了抗藥性[1]。筆者所在實(shí)驗(yàn)室的潘浪等通過環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增（LAMP）和衍生酶切擴(kuò)增多態(tài)性（dCAPS）方法檢測發(fā)現(xiàn)，抗精唑禾草靈菵草存在I1781L、W2027C、I2041A、D2078G及G2096A等5種不同類型的突變，并且不同ACCase突變類型的菵草與其對精唑禾草靈的抗性程度之間存在一定關(guān)系，即相對抗性倍數(shù)越高的菵草種群，其純合突變的頻率也越高;同時(shí)，確定了不同突變位點(diǎn)對烯草酮、唑啉草酯、高效氟吡甲禾靈、炔草酸等AOPPs類除草劑不同水平的交互抗性[2]。除靶標(biāo)抗性外，菵草對精唑禾草靈還存在非靶標(biāo)抗性，潘浪等研究發(fā)現(xiàn)，用胡椒基丁醚（PBO）或1-氨基苯并三唑（ABT）預(yù)處理，可以不同程度地提高精唑禾草靈對抗性菵草的抑制作用，這表明細(xì)胞色素P450系統(tǒng)在菵草對精唑禾草靈的抗性中起著一定程度的作用[3]。由于菵草對ACCase抑制劑類除草劑的交互抗性及代謝抗性問題日漸嚴(yán)重，在正常田間推薦劑量下，精唑禾草靈、炔草酯、唑啉草酯等小麥田常用除草劑已經(jīng)不能對其進(jìn)行有效的防除。

甲基二磺?。╩esosulfuron-methyl）為磺酰脲類除草劑，其作用靶標(biāo)為乙酰乳酸合酶（ALS）。在小麥田雜草對精唑禾草靈抗藥性日益嚴(yán)重的情況下，甲基二磺隆逐漸成為治理麥田惡性雜草的有效除草劑品種之一[4-5]。但是由于甲基二磺隆對施藥技術(shù)要求較高，施藥劑量過大而引起的藥害現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因此，在不降低其田間防除效果的前提下，找到一種能夠減少除草劑用量，同時(shí)對小麥安全的除草劑助劑是一種理想的解決辦法。

作為除草劑助劑的表面活性劑有非離子型、陽離子型和陰離子型。其中非離子型表面活性劑的通用性較強(qiáng)，是除草劑中應(yīng)用最廣泛的一種助劑[6]。激?。ㄖ饕煞譃榉请x子表面活性劑、油酸甲酯、玉米胚芽油、油茶籽油等）是多元醇類非離子表面活性劑，它與農(nóng)藥混用，可以增強(qiáng)農(nóng)藥的滲透性和傳導(dǎo)性，減少農(nóng)藥的使用量[7]，同時(shí)對作物、人畜、環(huán)境安全[8]。研究表明，激健在農(nóng)藥防治棉葉螨、茶尺蠖、小綠葉蟬、葡萄霜霉病等病蟲害中表現(xiàn)出較好的增效減量作用，但在田間雜草防治過程中的報(bào)道較少[9-13]。本研究以兼具細(xì)胞色素P450氧化酶系代謝抗性的G2096A位點(diǎn)突變的抗精唑禾草靈菵草、助劑激健及甲基二磺隆為試驗(yàn)材料，旨在明確激健對甲基二磺隆防除抗精唑禾草靈菵草的增效作用，確定激健的最佳增效劑量，找到激健與甲基二磺隆的最佳劑量組合，驗(yàn)證其對小麥的安全性，并在物理性狀層面及抗精唑禾草靈菵草ALS活性上初步闡明其增效減量作用機(jī)制，為小麥田抗精唑禾草靈菵草的治理及除草劑的減量使用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

抗精唑禾草靈菵草種子于2014年5月采自江蘇省揚(yáng)州市江都區(qū)。其對精唑禾草靈的GR50值（使雜草生物量降低50%的除草劑劑量）為 1 324.75 g a.i./hm2，相對抗性倍數(shù)為31.05，抗性機(jī)制為靶標(biāo)抗性以及代謝抗性，靶標(biāo)位點(diǎn)為G2096A突變，代謝抗性機(jī)制為細(xì)胞色素P450氧化酶系代謝的加強(qiáng)[3]。小麥種子品種為鎮(zhèn)麥6號(hào)，2016年6月由阜寧縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。

將采集的菵草種子清潔晾干后裝入尼龍網(wǎng)袋內(nèi)，室外埋土1個(gè)月解除休眠，取出后于室內(nèi)晾干并裝入紙袋內(nèi)，與小麥種子一同置于4 ℃冷藏冰箱內(nèi)儲(chǔ)藏，備用。

1.2 供試藥劑與助劑

供試藥劑及噴施劑量見表1。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 激健最佳增效劑量的篩選 采用室內(nèi)整株生物測定法測定[14-15]。在規(guī)格為7 cm×7 cm×7 cm 的塑料杯中裝入未使用過除草劑的有機(jī)土，pH值為6.7，有機(jī)質(zhì)含量為1.59%，加水至飽和。選擇籽粒飽滿的抗精唑禾草靈的菵草種子，在每個(gè)塑料杯中播種20粒，然后再覆1層細(xì)土，放入溫室中生長，其溫度設(shè)置為光照時(shí)20 ℃，黑暗時(shí)15 ℃，光—暗周期為12 h—12 h，抗精唑禾草靈菵草出苗后定苗至15株，待抗精唑禾草靈菵草長至3～5葉期，采用莖葉噴霧處理法對其進(jìn)行藥劑處理，對照噴施等量清水，每個(gè)處理重復(fù)4次。助劑激健的推薦劑量為0.05%，設(shè)置助劑劑量為0、0.03%、0.04%、0.05%和0.06%（均為體積分?jǐn)?shù)，下同），30g/L甲基二磺隆油懸浮劑劑量設(shè)置為推薦劑量的60%，即8 g a.i./hm2，激健各處理與甲基二磺隆設(shè)置劑量混合。噴霧采用農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所生產(chǎn)的3WP-2000型行走式生測噴霧塔，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度為96 mm/r，噴霧高度為300 mm，噴頭有效噴幅為350 mm，噴頭流量為390 mL/min，行走距離為1 340 mm，藥液體積為30 mL。待藥劑晾干后，放入溫室內(nèi)培養(yǎng)，施藥后14 d剪下各處理抗精唑禾草靈菵草地上部分，稱鮮重，計(jì)算鮮重抑制率。

1.3.2 激健對甲基二磺隆增效減量劑量的測定 采用室內(nèi)整株生物測定法測定[14-15]。在每個(gè)塑料杯中播種20?？咕蚝滩蒽`菵草種子，土壤和培養(yǎng)條件同“1.3.1”節(jié)，待抗精唑禾草靈菵草長至3～5葉期，采取莖葉噴霧處理法對其進(jìn)行藥劑處理，對照噴施等量清水，每個(gè)處理重復(fù)4次。30 g/L甲基二磺隆油懸浮劑劑量設(shè)置為0、8、12、16 g a.i./hm2，各藥劑處理加入0.05%激健，以甲基二磺隆單劑作為對照。莖葉噴霧處理方法同“1.3.1”節(jié)，待藥劑晾干后，放入溫室內(nèi)培養(yǎng)，施藥后14 d剪下各處理抗精唑禾草靈菵草地上部分，稱鮮重，計(jì)算鮮重抑制率。

1.3.3 激健對小麥安全性的測定 采用室內(nèi)整株生物測定法測定[14-15]。在每個(gè)塑料杯中播種10粒小麥種子，土壤和培養(yǎng)條件同“1.3.1”節(jié)，小麥出苗后定苗至8株，藥劑劑量設(shè)置及噴霧處理方法同“1.3.1”節(jié)及“1.3.2”節(jié)。待藥劑晾干后，放入溫室內(nèi)培養(yǎng)，施藥后15 d剪下各處理小麥地上部分，稱鮮重，計(jì)算鮮重抑制率，比較各處理之間小麥的鮮重差異顯著性。

鮮重抑制率的計(jì)算公式如下：

鮮重抑制率=（對照鮮重-處理鮮重）/對照鮮重×100%。

1.3.4 激健對甲基二磺隆藥液物理性狀的影響測定 將激健按照0.05%的體積分?jǐn)?shù)加入 8 g a.i./hm2 甲基二磺隆藥液中，測定蒸餾水（對照CK）、0.05%激健（處理1）、8 g a.i./hm2甲基二磺隆（處理2）及0.05%激健+8 g a.i./hm2甲基二磺?。ㄌ幚?）4種樣品的表面張力、接觸角、擴(kuò)展直徑及最大持留量等物理性狀指標(biāo)。

1.3.4.1 激健對甲基二磺隆藥液表面張力的影響測定 分別取各處理待測液，用自動(dòng)界面張力儀測定其表面張力，記錄數(shù)值，每個(gè)處理設(shè)4個(gè)重復(fù)。

1.3.4.2 激健對甲基二磺隆藥液接觸角的影響測定 分別取各處理待測液，利用接觸角測量儀測定上述藥液的接觸角，記錄數(shù)值，每個(gè)處理設(shè)4個(gè)重復(fù)。

1.3.4.3 激健對甲基二磺隆藥液擴(kuò)展直徑的影響測定 參照盧向陽等的測定方法[16]，用移液槍吸取各處理溶液2.5 μL滴在石蠟玻片表面，置于雙筒解剖鏡下觀察，待液滴充分?jǐn)U展后，干燥前用測微尺測量液滴的最大直徑、最小直徑，將二者均值作為液滴直徑。記錄數(shù)值，每個(gè)處理設(shè)4個(gè)重復(fù)。

2.5 激健對抗精唑禾草靈菵草ALS活性的影響

由圖5可知，處理1與CK、處理2與處理3、處理4與處理5、處理6與處理7之間在乙酰乳酸合酶活性上均無顯著差異，表明激健對抗精唑禾草靈菵草ALS活性無明顯影響，激健的加入不能影響甲基二磺隆對抗精唑禾草靈菵草的ALS活性。

3 討論與結(jié)論

隨著菵草對精唑禾草靈以及小麥田其他常用ACCase抑制劑類除草劑如唑啉草酯、炔草酯等藥劑的交互抗性問題日漸嚴(yán)重[19-21]，給小麥田抗藥性菵草的防除帶來了極大的挑戰(zhàn)。而小麥田菵草對以甲基二磺隆為主的ALS抑制類除草劑的抗性發(fā)生程度較低[20]，因此，甲基二磺隆仍可用于小麥田抗精唑禾草靈菵草的防除。但是甲基二磺隆在田間過量使用時(shí)，極易產(chǎn)生藥害問題，因此可以通過添加助劑提高其防除效果，減少其有效成分用量，可以在一定程度上解決藥害問題，同時(shí)可以延緩甲基二磺隆抗性的發(fā)生。

本研究確定了激健對甲基二磺隆防除抗精唑禾草靈菵草具有增效作用，其最佳增效劑量為0.05%。在12 g a.i./hm2甲基二磺隆+0.05%激健處理下，其對抗精唑禾草靈菵草的室內(nèi)毒力效果可以達(dá)到90%以上的鮮重抑制率，與甲基二磺隆的最高推薦劑量16 g a.i./hm2相比，其有效成分用量減少了25%。在0.05%激健和8～16 g a.i./hm2 甲基二磺隆范圍內(nèi)，甲基二磺隆和激健在任一劑量搭配時(shí)，各處理組小麥鮮重之間均無顯著差異，藥后觀察無藥害發(fā)生，這表明在以上范圍內(nèi)，激健與甲基二磺隆組合對小麥安全。12 g a.i./hm2甲基二磺隆+0.05%激健的組合，既可有效防除抗精唑禾草靈菵草，又能減少甲基二磺隆的用量，并且對小麥安全。

研究結(jié)果表明，激健的加入能夠顯著降低蒸餾水以及甲基二磺隆藥液的表面張力、接觸角，顯著增大蒸餾水以及甲基二磺隆藥液的擴(kuò)展直徑以及最大持留量等理化性質(zhì)，但是激健并不能影響抗精唑禾草靈菵草的ALS活性。綜合這2個(gè)因素，說明激健主要通過改變藥液在雜草葉片的潤濕展布性能，增加或加速雜草對藥液的吸收，從而發(fā)揮其增效減量作用。這與目前報(bào)道的油類助劑增效機(jī)制，即延長噴霧霧滴干燥時(shí)間、促進(jìn)藥劑吸收和葉面滲透、促進(jìn)藥劑在難以濕潤靶標(biāo)上的黏附和擴(kuò)散以利于農(nóng)藥吸收等[22-23]是一致的。但激健并不能通過影響抗精唑禾草靈菵草靶標(biāo)酶的活性發(fā)揮其增效作用。至于激健是否有更深層次的增效作用機(jī)制，還有待進(jìn)一步研究及驗(yàn)證。

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