五氟磺草胺與吡氟酰草胺的聯(lián)合作用及對水稻移栽田雜草的防效

許勇華, 趙恒科, 趙靈杰, 侯建宇

(浙江省化工研究院有限公司 國家南方農(nóng)藥創(chuàng)制中心 浙江基地，杭州 310023)

中國是世界水稻種植大國，種植面積約3 000萬hm2，水稻作為我國最主要的口糧作物，其產(chǎn)量關(guān)乎糧食安全和國計民生[1]。而草害是影響水稻產(chǎn)量的主要因素，可導(dǎo)致水稻產(chǎn)量降低10%～20%，嚴(yán)重時使水稻減產(chǎn)50%～90%，甚至顆粒無收[2-3]。當(dāng)前，水稻生產(chǎn)上對雜草的防控仍以化學(xué)藥劑防治為主，五氟磺草胺 (penoxsulam) 為三唑并嘧啶磺酰胺類除草劑，通過抑制乙酰乳酸合成酶 (ALS)而發(fā)揮作用，可有效防除水稻田稗草、多種闊葉雜草及莎草，已成為我國水稻田除草劑當(dāng)家品種之一，預(yù)計未來一段時期內(nèi)仍將是我國水稻田主要除草劑[4]。由于常年重復(fù)使用，目前在我國江蘇、廣東、湖北、安徽、黑龍江及上海等省市已發(fā)現(xiàn)部分稗草種群對五氟磺草胺產(chǎn)生了抗藥性[3-7]。吡氟酰草胺 (diflufenican)，別名吡氟草胺，為吡啶酰胺類除草劑，主要通過抑制八氫番茄紅素脫氫酶 (PDS) 的活性，阻礙類胡蘿卜素生物合成而使雜草死亡，可用于小麥、大麥、玉米等禾谷類作物田防除多種一年生禾本科雜草和闊葉雜草[8-10]。目前吡氟酰草胺在我國主要登記用于小麥田防除多種一年生雜草，尚未見關(guān)于雜草對其產(chǎn)生抗藥性的報道。鑒于五氟磺草胺與吡氟酰草胺具有不同的作用機(jī)理，為延緩雜草對五氟磺草胺的抗藥性，擴(kuò)大殺草譜，提高防效，同時為擴(kuò)大吡氟酰草胺的使用范圍，本研究擬通過室內(nèi)盆栽試驗(yàn)，對五氟磺草胺與吡氟酰草胺復(fù)配的聯(lián)合作用進(jìn)行測定，確定二者適宜的復(fù)配比例范圍，并通過田間小區(qū)試驗(yàn)，評價五氟磺草胺與吡氟酰草胺復(fù)配制劑對水稻移栽田雜草的防除效果及對水稻的安全性，以期為科學(xué)有效治理水稻田雜草篩選提供新的防治藥劑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 藥劑 98%五氟磺草胺 (penoxsulam) 原藥、97%吡氟酰草胺 (diflufenican) 原藥，浙江龍游東方阿納薩克作物科技有限公司提供；25 g/L五氟磺草胺可分散油懸浮劑 (OD)，陶氏益農(nóng)農(nóng)業(yè)科技 (江蘇) 有限公司；41%吡氟酰草胺SC，南通嘉禾化工有限公司；22%芐嘧磺隆 ? 乙草胺 (bensulfuron methyl + acetochlor) 可濕性粉劑 (WP)，浙江天豐生物科學(xué)有限公司；N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 雜草 溫室盆栽試驗(yàn)靶標(biāo)雜草選擇稗Echinochloa crusgalli、馬唐Digitaria sanguinalis、異型莎草Cyperus difformis和鱧腸Eclipta prostrata，雜草種子由本單位雜草種子庫提供；田間小區(qū)試驗(yàn)地發(fā)生的靶標(biāo)雜草主要有稗、異型莎草、耳葉水莧Ammannia arenarid和丁香蓼Ludwigia prostrata。

1.1.3 供試作物 水稻，品種為中早39，由紹興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。

1.1.4 主要儀器 3WPSHZ-500 全自動噴霧塔，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所；3WBD-16B型背負(fù)式電動噴霧器，佛山市順德區(qū)合利植保器械有限公司；BSA323S-CW 電子天平 (精度0.001 g)，德國賽多利斯集團(tuán)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 溫室盆栽試驗(yàn)

1.2.1.1 靶標(biāo)試材培養(yǎng) 取口徑8 cm、深6 cm 的塑料盆缽，裝復(fù)合營養(yǎng)土至3/4 高度。將各供試雜草種子15～20 粒均勻播入盆缽內(nèi)，覆土0.5～1.0 cm，采用底部加水方式使土壤吸水飽和后，置于溫室內(nèi) (25 ℃～30 ℃，相對濕度70%左右) 培養(yǎng)生長。定時補(bǔ)水，保持適宜的土壤含水量。待靶標(biāo)種子萌發(fā)出苗后進(jìn)行間苗，每盆保留10 株長勢相對均一的植株，培養(yǎng)到2 葉1 心至3 葉期，備用。

1.2.1.2 藥劑配制與施藥處理 稱取適量原藥，用有機(jī)溶劑DMF 溶解配制成母液，再用0.1%的吐溫-80 水溶液稀釋配制成試驗(yàn)所需各劑量藥液。其中，五氟磺草胺有效成分劑量為1.9、3.8、7.5、15.0 g/hm2，吡氟酰草胺有效成分劑量為9.4、18.8、37.5、75.0 g/hm2，再將各劑量分別混配成16 個復(fù)配處理[11]。采用3WPSHZ-500 全自動噴霧塔對供試靶標(biāo)雜草進(jìn)行莖葉噴霧處理 (噴霧壓力0.2 MPa，藥液量10 mL)。每處理設(shè)4 次重復(fù)，另設(shè)噴0.1% 吐溫-80 水溶液的空白對照處理。處理后繼續(xù)置于溫室中生長，定期以底部灌溉方式補(bǔ)水，保持適宜的土壤含水量。處理后定時觀察植株反應(yīng)癥狀，并于藥后25 d，測定雜草地上部分鮮重，按公式 (1) 計算實(shí)測的鮮重抑制率 (E，%)，按公式 (2) 計算復(fù)配劑的理論鮮重抑制率 (E0，%)。

式中：M0為空白對照組雜草鮮重；M為藥劑處理組雜草鮮重；Ep為五氟磺草胺單劑的實(shí)測鮮重抑制率 ；Ed為吡氟酰草胺單劑的實(shí)測鮮重抑制率。

1.2.1.3 復(fù)配制劑的聯(lián)合作用評價 采用Gowing 法[11-12]對五氟磺草胺和吡氟酰草胺各復(fù)配組合的除草活性進(jìn)行檢驗(yàn)評價，確定復(fù)配劑的聯(lián)合作用類型。當(dāng)E-E0＞10%時，為增效作用；當(dāng)E-E0＜ -10%時，為拮抗作用；當(dāng)E-E0值介于 ±10%時，為相加作用。

1.2.2 田間小區(qū)防效試驗(yàn)

1.2.2.1 藥劑制備 根據(jù)1.2.1 節(jié)溫室盆栽試驗(yàn)所得復(fù)配聯(lián)合作用評價結(jié)果，在五氟磺草胺與吡氟酰草胺復(fù)配的合適配比范圍[(1～2) : (5～10)]內(nèi)，選擇1 : 5 的配比組合，結(jié)合原藥性質(zhì)，將復(fù)配劑型確定為300 g/L 懸浮劑 (SC，其中五氟磺草胺有效成分為 50 g/L，吡氟酰草胺為250 g/L)，按懸浮劑加工工藝[13]，與適量助劑及水研磨制成。

1.2.2.2 試驗(yàn)地點(diǎn)及條件 試驗(yàn)地選在浙江省紹興市東浦鎮(zhèn)行宮山村 (東經(jīng)120.528°，北緯30.008°)，面積約0.15 hm2，地勢平坦，土壤質(zhì)地為黃化青紫泥，pH 值6.8，有機(jī)質(zhì)含量2.7%。水稻于2021 年5 月31 日移栽，處于4～5 葉期。試驗(yàn)地發(fā)生的靶標(biāo)雜草主要有稗、異型莎草、耳葉水莧及丁香蓼，其中耳葉水莧和丁香蓼發(fā)生較為嚴(yán)重，發(fā)生量為83.2～107.3 株/m2，其他雜草發(fā)生量為53.4～61.6 株/m2。

1.2.2.3 試驗(yàn)設(shè)計 試驗(yàn)藥劑300 g/L 五氟磺草胺 ?吡氟酰草胺SC 有效成分用量分別為90.0、112.5、135.0 和225.0 g/hm2；單劑對照25 g/L 五氟磺草胺OD 有效成分用量為30.0 g/hm2，41%吡氟酰草胺SC 有效成分用量為135.0 g/hm2；當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)用藥對照22%芐嘧磺隆 ? 乙草胺WP 有效成分用量為99.0 g/hm2；另設(shè)清水空白對照處理。共8 個處理，每處理設(shè)4 次重復(fù)，共32 個小區(qū)，每個小區(qū)面積為21 m2，各試驗(yàn)小區(qū)按隨機(jī)區(qū)組排列。

1.2.2.4 施藥方法 于2021 年6 月8 日進(jìn)行施藥處理，當(dāng)日天氣多云，日平均氣溫27.4 ℃，平均相對濕度71.0%。施藥時水稻已緩苗返青，雜草處于萌發(fā)至2～3 葉期。復(fù)配300 g/L 五氟磺草胺 ? 吡氟酰草胺SC 及對照單劑25 g/L 五氟磺草胺OD 和41%吡氟酰草胺SC 均采用3WBD-16B 型背負(fù)式電動噴霧器進(jìn)行莖葉噴霧，噴液量450 L/hm2；對照藥劑22%芐嘧磺隆 ? 乙草胺WP 采用藥土法處理，拌細(xì)沙土后均勻撒施，拌沙土量225 kg/hm2。施藥時田間保持淺水層，使雜草2/3 以上露出水面，施藥后2～3 d 回水，保持3～5 cm 水層5～7 d。

1.2.2.5 調(diào)查方法與數(shù)據(jù)分析 參照GB/T 7980.40—2000《農(nóng)藥 田間藥效試驗(yàn)準(zhǔn)則 (一)：除草劑防治水稻田雜草》[14]進(jìn)行。每小區(qū)隨機(jī)取4 個點(diǎn)，每點(diǎn)0.25 m2樣方，分別在藥后15 d 和35 d 調(diào)查記錄每小區(qū)雜草株數(shù)，按公式 (3) 計算株防效 (P，%)；藥后35 d 在調(diào)查雜草株數(shù)的基礎(chǔ)上同時采集各取樣點(diǎn)雜草地上部分稱量鮮重，按公式 (4) 計算鮮重防效 (W，%)。

式中：Nck為空白對照區(qū)雜草株數(shù)；Nt為藥劑處理區(qū)雜草株數(shù)；Mck為空白對照區(qū)雜草鮮重；Mt為藥劑處理區(qū)雜草鮮重。

分別于藥后3、15 和35 d 目測水稻生長狀況，觀察是否有藥害癥狀和異?，F(xiàn)象產(chǎn)生，評價藥劑對水稻的安全性。收獲時，選取每小區(qū)中間段1 m2水稻稱重，測定水稻產(chǎn)量 (kg/hm2)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過DPS?數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)v19.05 高級版軟件進(jìn)行處理，采用鄧肯氏新復(fù)極差法 (DMRT)[15]進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫室盆栽試驗(yàn)結(jié)果

五氟磺草胺與吡氟酰草胺復(fù)配對雜草的聯(lián)合作用溫室盆栽試驗(yàn)結(jié)果見表1。數(shù)據(jù)表明，五氟磺草胺和吡氟酰草胺復(fù)配后，對稗、馬唐、異型莎草及鱧腸的鮮重抑制率實(shí)測值與理論值差值(E-E0) 在 -9.1%～8.6% 之間，均表現(xiàn)為相加作用。五氟磺草胺和吡氟酰草胺各配比復(fù)配處理對供試4 種靶標(biāo)雜草的聯(lián)合作用類型均為相加作用，無拮抗作用，且當(dāng)五氟磺草胺有效成分用量在7.5 g/hm2以上、吡氟酰草胺有效成分用量在37.5 g/hm2以上時，各復(fù)配處理對稗、馬唐、異型莎草和鱧腸的除草活性均較高，實(shí)測鮮重抑制率在80.0%～100.0%之間，且均高于各單劑處理。綜合考慮兩種藥劑復(fù)配的聯(lián)合作用類型及除草活性，確定五氟磺草胺與吡氟酰草胺復(fù)配的合適配比（質(zhì)量比）范圍為 (7.5～15) : (37.5～75)，即(1～2) : (5～10)。

表1 五氟磺草胺與吡氟酰草胺復(fù)配對雜草的聯(lián)合作用Table 1 Synergistic effect of penoxsulam and diflufenican against weeds

2.2 田間小區(qū)試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 對雜草的防效 結(jié)果 (表2) 表明，復(fù)配制劑300 g/L 五氟磺草胺 ? 吡氟酰草胺SC 對水稻田稗、異型莎草、耳葉水莧及丁香蓼等雜草均具有良好的防效，而對照藥劑25 g/L 五氟磺草胺OD 及22%芐嘧磺隆 ? 乙草胺WP 對耳葉水莧和丁香蓼防效相對較差。在有效成分用量112.5～135.0 g/hm2劑量下，300 g/L 五氟磺草胺 ? 吡氟酰草胺SC 的總草株防效和總草鮮重防效均顯著高于兩個對照單劑處理，同時也顯著高于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)用藥22%芐嘧磺隆 ? 乙草胺WP 處理，表明五氟磺草胺與吡氟酰草胺復(fù)配后對雜草的防效較好，且較各自單劑均有顯著提高。

表2 300 g/L 五氟磺草胺 · 吡氟酰草胺懸浮劑對水稻移栽田雜草的防效Table 2 The field control efficacy of penoxsulam + diflufenican 300 g/L SC against weeds in transplanted rice fields

2.2.2 對作物的安全性 藥后3、15 及35 d 目測各處理區(qū)水稻的生長情況，均未觀察到供試藥劑對水稻生長有不良影響，無藥害現(xiàn)象產(chǎn)生。測產(chǎn)結(jié)果 (表3) 顯示：在有效成分用量112.5～135.0 g/hm2劑量下，300 g/L 五氟磺草胺 ? 吡氟酰草胺SC 處理組產(chǎn)量顯著高于對照藥劑兩個單劑及當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)用藥22%芐嘧磺隆 ? 乙草胺WP 99.0 g/hm2處理；試驗(yàn)藥劑和對照藥劑處理組產(chǎn)量均顯著高于空白對照組。

表3 300 g/L 五氟磺草胺 · 吡氟酰草胺懸浮劑對水稻產(chǎn)量的影響Table 3 The effect of penoxsulam + diflufenican 300 g/L SC on rice yield

3 結(jié)論與討論

五氟磺草胺為ALS 抑制劑類除草劑，是目前水稻田除草效果優(yōu)良且應(yīng)用安全的廣譜性除草劑品種[16]，自2008 年在我國正式登記上市以來，已成為水稻田除草劑的主要品種。當(dāng)前，我國水稻田雜草對ALS 抑制劑類除草劑如芐嘧磺隆(bensulfuron-methyl)、吡嘧磺隆 (pyrazosulfuronethyl) 及雙草醚 (bispyribac-sodium) 等的抗藥性問題已比較突出[17]。隨著使用年限的延長，已發(fā)現(xiàn)國內(nèi)多個水稻種植區(qū)的部分雜草種群如稗、硬稃稗E. glabrescens及無芒稗E. crusgallivar.mitis對五氟磺草胺產(chǎn)生了抗藥性[4-7,17]，其他一些雜草對五氟磺草胺的抗藥性風(fēng)險也呈逐年升高趨勢，且已發(fā)現(xiàn)對芐嘧磺隆和五氟磺草胺產(chǎn)生交互抗性的異型莎草，以及對吡嘧磺隆、芐嘧磺隆、甲磺隆 (metsulfuron-methyl) 和五氟磺草胺4 種ALS 抑制劑產(chǎn)生交互抗性的鱧腸[17]。而吡氟酰草胺為類胡蘿卜素生物合成抑制劑類除草劑，主要通過抑制PDS 的活性而使雜草死亡[8-9]。

雜草抗藥性治理的主要手段是通過不同作用機(jī)理的除草劑混用及輪用而降低選擇壓，延緩或控制抗藥性雜草群落的進(jìn)一步擴(kuò)大[16-17]。吡氟酰草胺的作用機(jī)理和作用位點(diǎn)與五氟磺草胺完全不同，水稻田稗草及部分闊葉雜草對五氟磺草胺的抗藥性問題突出，而吡氟酰草胺對稗草效果較好，對闊葉雜草防效也表現(xiàn)優(yōu)異。李君君等[18]研究發(fā)現(xiàn)，3%吡氟酰草胺顆粒劑 (GR) 于水稻移栽前1 d 施用，對丁香蓼、鴨舌草及鱧腸等一年生闊葉雜草具有明顯的抑制作用，且目前尚未見雜草對吡氟酰草胺產(chǎn)生抗藥性的報道。因此，開展兩種藥劑復(fù)配的研究，有利于擴(kuò)大殺草譜，提高藥效，延緩雜草抗藥性的產(chǎn)生。

本研究顯示：五氟磺草胺與吡氟酰草胺復(fù)配后能顯著提高除草效果，擴(kuò)大殺草譜。各配比處理對靶標(biāo)雜草稗、馬唐、異型莎草和鱧腸的聯(lián)合作用類型均為相加作用，無拮抗作用，且當(dāng)五氟磺草胺有效成分用量在7.5 g/hm2以上、吡氟酰草胺有效成分用量在37.5 g/hm2以上時，各復(fù)配處理實(shí)測鮮重抑制率達(dá)到80%～100%。綜合考慮二者復(fù)配的除草活性和聯(lián)合作用類型，確定五氟磺草胺與吡氟酰草胺復(fù)配的合適配比（質(zhì)量比）范圍為 (1～2) : (5～10)。在此配比范圍內(nèi)，選擇五氟磺草胺與吡氟酰草胺質(zhì)量比1 : 5 制備了300 g/L五氟磺草胺 ? 吡氟酰草胺SC，并開展了田間小區(qū)試驗(yàn)。結(jié)果表明：五氟磺草胺與吡氟酰草胺復(fù)配制劑在水稻移栽后 8 d 秧苗扎根緩苗后施用，對水稻田稗、異型莎草、耳葉水莧及丁香蓼等雜草均具有良好的防效，藥后15 d 總草株防效及藥后35 d總草株防效和鮮重防效均顯著高于各單劑處理，同時也顯著高于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)用藥22%芐嘧磺隆 ? 乙草胺WP 處理。據(jù)報道，浙江省稻區(qū)耳葉水莧對芐嘧磺隆已產(chǎn)生明顯的抗藥性[16-17]，同時丁香蓼已成為該省全省范圍內(nèi)綜合危害指數(shù)最高的稻田優(yōu)勢雜草[2]，而五氟磺草胺與吡氟酰草胺復(fù)配對耳葉水莧及丁香蓼等難防除型雜草的防效有顯著提高，且對水稻安全，因此將二者復(fù)配用于水稻田雜草防治，具有科學(xué)合理、安全高效的特征。下一步將繼續(xù)針對不同水稻品種及不同生態(tài)環(huán)境的水稻田開展田間小區(qū)試驗(yàn)，同時鑒于五氟磺草胺和吡氟酰草胺均具有芽前封閉除草活性，今后還將進(jìn)一步在水稻直播田包括直播旱田播后苗前或移栽水稻田移栽前開展相關(guān)田間小區(qū)試驗(yàn)，以期為五氟磺草胺與吡氟酰草胺復(fù)配用于水稻田雜草的防除提供更充分的依據(jù)。