防治4種漂浮水生植物的化學(xué)除草劑篩選

陶園 湯懷武 張紅艷 王可 吳田鄉(xiāng) 張明超 張以謙 王紅春

摘要：漂浮水生植物暴發(fā)式增長，對江蘇省水域生態(tài)環(huán)境、水源質(zhì)量、航運(yùn)交通、水利排灌、水產(chǎn)養(yǎng)殖等造成了較大影響。選取江蘇省常見漂浮水生植物浮萍、紫萍、蕪萍和滿江紅為供試植物，測定了20種常見除草劑的藥效，分析了不同除草劑的生態(tài)毒性，旨在為防治漂浮水生植物提供安全高效的化除藥劑。結(jié)果表明：25%氟磺胺草醚AS、40%雙草醚SC、50 g/L雙氟磺草胺SC、50%異丙隆WP對浮萍、紫萍、蕪萍和滿江紅的生長抑制率均達(dá)100%，生態(tài)毒性為低毒，可作為防除漂浮水生植物的備用除草劑。

關(guān)鍵詞：化學(xué)除草劑；漂浮水生植物；藥效；生態(tài)毒性

中圖分類號：S451.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1003-935X（2022）02-0073-06

Screening of Chemical Herbicides to Control Four Floating Aquatic Plants

TAO Yuan^1，2，TANG Huai-wu³， ZHANG Hong-yan⁴，WANG Ke²，WU Tian-xiang⁵，ZHANG Ming-chao⁵，ZHANG Yi-qian⁶，WANG Hong-chun^1，2

［1.College of Plant Protection，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China；

2.Institute of Plant Protection，Jiangsu Academy of Agricultural Sciences，Nanjing 210014，China；

3.Patent Examination Cooperation （Jiangsu） Center of the Patent Office，China National Intellectual Property

Administraion，Suzhou 215163，China；4.Mangement Division of Qinhuai River Hydraulic Engineering of

Jiangsu Province，Nanjing 210022，China；5.Jiangsu Station of Cutivated Land Quality and Agro-Environment Protection，

Nanjing 210036，China；6.College of Horticulture and Plant Protection，Yangzhou University，Yangzhou 225009，China］

Abstract：The explosive growth of floating aquatic plants greatly impacted on water eco-environment，water quality，shipping traffic，water conservancy，irrigation and drainage，aquaculture and so on in Jiangsu Province. Common floating aquatic plants in Jiangsu Province，such as Lemna minor L.，Spirodela polyrrhiza （L.） Schleid.，Wolffia arrhiza （L.） Wimmer. and Azolla imbricata，were the test plants. To provide selective and efficient herbicides to control the explosive growth of the test plants，the biological activities of 20 common herbicides were determined，and the ecotoxicity of different herbicides was analyzed. The results showed that the suppression rates of fomesafen 25% AS，bispyribac-sodium40%SC，florasulam50g/LSC and isoproturon 50% WP on the growth of L. minor L.，S. polyrrhiza （L.） Schleid.，W. arrhiza （L.） Wimmer.，and A. imbricata were 100%，and the ecological toxicity was low. They could be used as the alternative herbicides to control floating aquatic plants.

Key words：chemical herbicide；floating aquatic plant；herbicide efficiency；ecological toxicity

收稿日期：2022-01-05

基金項目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金［編號：CX（20）3132］；國家自然科學(xué)基金（編號：31801755）。

作者簡介：陶 園（1996—），女，四川宜賓人，碩士研究生，主要從事雜草科學(xué)與除草劑應(yīng)用研究，E-mail：1570632320@qq.com；共同第一作者：湯懷武（1986—），男，山東臨沂人，碩士，主要從事農(nóng)業(yè)化學(xué)領(lǐng)域發(fā)明專利實質(zhì)審查相關(guān)工作。

通信作者：王紅春，副研究員，主要從事雜草科學(xué)與除草劑應(yīng)用研究。E-mail：hongchun023@126.com。

江蘇省水網(wǎng)密布、湖泊眾多，利于多種漂浮水生植物生長。目前，浮萍（Lemna minor L.）、紫萍［Spirodela polyrrhiza （L.） Schleid.］、蕪萍［Wolffia arrhiza （L.） Wimmer］和滿江紅（Azolla imbricata）等漂浮水生植物暴發(fā)危害嚴(yán)重，已對江蘇省生態(tài)環(huán)境、水源質(zhì)量、航運(yùn)交通、水利排灌、水產(chǎn)養(yǎng)殖等造成了巨大影響^［1］。其中，浮萍、紫萍和蕪萍均為被子植物門單子葉植物綱天南星目浮萍科植物，廣泛分布于世界各類淡水生境，如湖面、池塘、河流、水溝、水庫等^［2-7］。滿江紅是蕨類植物門（Pteridophyta）蕨綱（Filicopsida）薄囊蕨亞綱（Leptosporangiatidae）槐葉蘋目（Salviniales）滿江紅科（Azollaceae）滿江紅屬（Azolla）的小型漂浮植物，廣泛分布于溫帶和熱帶淡水生態(tài)系統(tǒng)^［8-10］。

每年7—10月，浮萍、紫萍、蕪萍及滿江紅暴發(fā)式增長，密布水面，厚度可達(dá)1 cm以上，嚴(yán)重影響水體透光、透氧和水溫穩(wěn)定，導(dǎo)致魚類及水生植物死亡，形成巨大危害^{［1，9-12］}。目前，防治浮萍、紫萍、蕪萍及滿江紅等漂浮水生植物的方法主要是人工打撈和化學(xué)防除。人工打撈費時費力，只能在短時間內(nèi)進(jìn)行控制，一段時間后將再次暴發(fā)，防治不徹底^［11-12］。關(guān)于化學(xué)防除漂浮水生植物的報道較少，僅有部分文獻(xiàn)提及百草枯、氟啶酮、敵草快、噻吩磺隆、撲草凈、西草凈、莠去津及部分植物源除草劑對浮萍、紫萍有一定的防治效果^［13-17］，尚缺乏系統(tǒng)的生物活性篩選及其生態(tài)毒性分析研究。本研究通過室內(nèi)生物活性測定法篩選出高效化除藥劑，結(jié)合其生態(tài)毒性分析，篩選高效、安全的化除藥劑，以期為暴發(fā)式增長的漂浮水生植物的防治提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試植物 浮萍、紫萍、蕪萍、滿江紅，2020年8月采集于江蘇省泰州市興化釣魚鎮(zhèn)河道。

1.1.2 供試藥劑 供試藥劑、生產(chǎn)公司、劑量設(shè)計如表1所示。

1.2 試驗方法

將塑料方缽（15 cm×11 cm×7 cm）內(nèi)裝約 3/4 深的池塘水（采自江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院池塘），挑選健康的浮萍、紫萍、蕪萍和滿江紅，經(jīng)清水漂洗去污垢和雜質(zhì)，稱取5 g（植物在塑料方缽內(nèi)水面的覆蓋率為100%）投放到塑料方缽，置于江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院網(wǎng)室（自然光照，晝夜溫度范圍為 22～34 ℃）培養(yǎng)。培養(yǎng)3 d后，葉狀體表面噴施藥劑。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3WPSH-500D 型生測噴霧塔，圓盤直徑50 cm，主軸轉(zhuǎn)動速度6 r/min，噴頭孔徑0.3 mm，噴霧壓強(qiáng)0.3 MPa，霧滴直徑100 μm，噴頭流量 90 mL/min。設(shè)清水對照，每個處理4次重復(fù)。藥后3 d內(nèi)，天氣晴朗無雨。

1.3 調(diào)查內(nèi)容

1.3.1 植物受抑后外觀評定

藥后10 d，目測供試植物的生長狀態(tài)，記錄受抑制情況。植物的中毒癥狀等級分為I級（輕度受損，葉狀體顏色變淺、發(fā)黃）、Ⅱ級（中度受損，葉狀體發(fā)白、微脫水、葉片變薄）、Ⅲ級（重度受損，葉狀體枯萎，并由芽囊向周圍漸變發(fā)黑，植株基本死亡）3個等級。

1.3.2 植物鮮重測定

藥后30 d，用撈網(wǎng)將浮萍等植物從培養(yǎng)水體中撈出，清水清洗3遍，然后平鋪在吸水紙上風(fēng)干后稱鮮重。

生長抑制率=（對照組雜草重量-處理組雜草重量）/對照組雜草重量×100%。

1.3.3 供試藥劑生態(tài)毒性分級

查閱《現(xiàn)代農(nóng)藥手冊》等資料^［18-19］，以48 h半致死濃度（LC₅0）的大小為標(biāo)準(zhǔn)將農(nóng)藥對野鴨、虹鱒魚、水蚤等生物的生態(tài)毒性分為4級：低毒（LC₅0≥10.0 mg/L）、中毒（1.0≤LC₅0<10.0 mg/L）、高毒（0.1≤LC₅0<1.0 mg/L）、劇毒（LC₅0 <0.1 mg/L）。除草劑的生態(tài)毒性等級以野鴨、虹鱒魚、水蚤3個生物中最小LC₅0數(shù)據(jù)作為評估參照數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同藥劑對浮萍、青萍、蕪萍和滿江紅生長的表觀影響

藥后10 d，清水對照組浮萍、紫萍、蕪萍葉片翠綠，根整齊排列，滿江紅葉狀體綠色或紅色，偶見部分自然枯死個體，屬正?，F(xiàn)象，整體生長良好。

不同除草劑處理對浮萍、青萍、蕪萍和滿江紅的生長抑制程度不同（表2）。10%吡嘧磺隆WP、250 g/L草酮EC、25%氟磺胺草醚AS、40%撲草凈WP、40%雙草醚SC、50 g/L雙氟磺草胺SC、25%雙環(huán)磺草酮SC、50%異丙甲草胺EC、50%異丙隆WP、90%莠去津AS對浮萍生長抑制程度均達(dá)Ⅲ級。480g/L麥草畏AS、10%吡嘧磺隆WP、50%丙草胺EC、16%敵稗EC、250 g/L草酮EC、25%氟磺胺草醚AS、40%撲草凈WP、40%雙草醚SC、50 g/L雙氟磺草胺SC、50%異丙甲草胺EC、50%異丙隆WP、90%莠去津AS對紫萍生長的抑制程度均為Ⅲ級。50%丙草胺EC、250 g/L草酮EC、50%二氯喹啉酸WP、25%氟磺胺草醚AS、75%氯吡嘧磺隆WDG、40%撲草凈WP、40%雙草醚SC、50 g/L雙氟磺草胺SC、24%乙氧氟草醚EC、15%乙氧磺隆WDG、50%異丙甲草胺EC、50%異丙隆WP、90%莠去津AS、40%唑草酮WDG對蕪萍生長的抑制程度均為Ⅲ級。供試藥劑中，除75%氯吡嘧磺隆WDG、480 g/L麥草畏AS對滿江紅生長的抑制程度為Ⅱ級外，其他藥劑對滿江紅的抑制程度均為Ⅲ級。

2.2 不同藥劑對浮萍、紫萍、蕪萍和滿江紅生物活性的影響

藥后30 d，10%吡嘧磺隆WP、250 g/L草酮EC、25%氟磺胺草醚AS、40%撲草凈WP、40%雙草醚SC、 50 g/L雙氟磺草胺SC、 25%雙環(huán)磺草酮SC、50%異丙甲草胺EC、50%異丙隆WP、90%莠去津AS對浮萍的抑制率為100%。480 g/L麥草畏AS、10%吡嘧磺隆WP、16%敵稗EC、250 g/L草酮EC、25%氟磺胺草醚AS、40%撲草凈WP、40%雙草醚SC、50g/L雙氟磺草胺SC、25%雙環(huán)磺草酮SC、50%異丙甲草胺EC、50%異丙隆WP、90%莠去津AS對青萍的抑制率為100%。250 g/L 草酮EC、50%二氯喹啉酸WP、25%氟磺胺草醚AS、75%氯吡嘧磺隆WDG、40%撲草凈WP、40%雙草醚SC、50 g/L雙氟磺草胺SC、24%乙氧氟草醚EC、50%異丙甲草胺EC、50%異丙隆WP、90%莠去津AS、40%唑草酮WDG對蕪萍的抑制率為100%。供試除草劑中，除480 g/L麥草畏AS和75%氯吡嘧磺隆WDG對滿江紅的抑制率分別是97%和92%外，其余除草劑對滿江紅的抑制率均達(dá)100%（表3）。

2.3 供試除草劑的生態(tài)毒性分析

由表4可知，麥草畏、吡嘧磺隆、敵稗、二氯喹啉酸、氟磺胺草醚、氯吡嘧磺隆、雙草醚、雙氟磺草胺、雙環(huán)磺草酮、乙羧氟草醚、乙氧磺隆、異丙隆的生態(tài)毒性為低毒；氨氯吡啶酸、丙草胺、草酮、撲草凈、異丙甲草胺、莠去津、唑草酮的生態(tài)毒性為中毒；乙氧氟草醚的生態(tài)毒性等級為高毒。

結(jié)合表3和表4可知，對浮萍生長抑制率達(dá)100%的供試除草劑中，10%吡嘧磺隆WP、25%氟磺胺草醚AS、40%雙草醚SC、50 g/L雙氟磺草胺SC、25%雙環(huán)磺草酮SC、50%異丙隆WP為低毒；對紫萍生長抑制率達(dá)100%的供試除草劑中，480 g/L 麥草畏AS、10%吡嘧磺隆WP、16%敵稗EC、25%氟磺胺草醚AS、40%雙草醚SC、50 g/L雙氟磺草胺SC、25%雙環(huán)磺草酮SC、50%異丙隆WP為低毒；對蕪萍生長抑制率達(dá)100%的供試除草劑中，50%二氯喹啉酸WP、25%氟磺胺草醚AS、75%氯吡嘧磺隆WDG、40%雙草醚SC、50 g/L雙氟磺草胺SC、50%異丙隆WP為低毒；對滿江紅生長抑制率達(dá)100%的供試除草劑中，10種除草劑生態(tài)毒性為低毒。

3 結(jié)論與討論

通過人工或機(jī)械打撈漂浮水生植物是一種快速、直接的防治方法，但打撈不徹底，殘留植物體會因有更廣闊的生存空間而加速生長繁殖，很快再次暴發(fā)，覆蓋水面，難以有效控制危害，且費工費時，經(jīng)濟(jì)效益低^［12-13］。化學(xué)防治是快速、經(jīng)濟(jì)的防治方式，但除草劑的選擇不僅關(guān)乎防治效果，也需要考慮藥劑的生態(tài)毒性。目前，市場上尚無登記用于專門防除浮萍、滿江紅等漂浮水生植物的除草劑品種。

本研究通過室內(nèi)生物活性測定和生態(tài)毒性數(shù)據(jù)分析，篩選獲得了可有效防除浮萍、紫萍、蕪萍或滿江紅的安全化除品種。其中，25%氟磺胺草醚AS、40%雙草醚SC、50 g/L雙氟磺草胺SC、50%異丙隆WP對浮萍、紫萍、蕪萍和滿江紅生長的抑制率均達(dá)100%，生態(tài)毒性為低毒，可作為防除漂浮水生植物的備用除草劑。供試劑量條件下，多種除草劑對浮萍、紫萍和滿江紅的生長抑制率均達(dá)100%，降低劑量能否取得理想的防效有待進(jìn)一步研究。此外，由于漂浮水生植物移動性強(qiáng)，噴霧前可通過拖動漂浮于水面的竹竿、漂浮繩等工具將漂浮植物集中在靠近堤壩的水流緩慢區(qū)域，以減少噴霧時植株的移動、提高植株的受藥量進(jìn)而保證藥效。

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