助劑對硝磺草酮藥液性狀及除草活性的調節(jié)作用

馬 紅，王偉佳，韓玉軍，王月超，孫 瑩，高 紅

（東北農業(yè)大學農學院，哈爾濱 150030）

苗后除草劑除草效果與靶標雜草葉片結構特征及除草劑稀釋藥液的物理性狀關系密切，藥液流失、霧滴漂移、蒸發(fā)等常導致除草劑使用中藥液沉積性差而影響防除效果。一般除草劑室內除草活性較好，但田間實際防除效果不理想，與藥液在雜草表面的鋪展、沉積、持留和吸收密切相關[1-2]。

助劑是添加到農藥噴灑液中的輔助劑，可改善藥液沉積、被靶標生物吸收和轉運性能，提高防治效果。助劑種類多，不同助劑對除草劑增效機制存在差異，增效作用也受除草劑性質和雜草特性的影響[3-4]。油類助劑促進藥液在植物葉片上的鋪展和附著，增強藥液抗雨水沖刷能力[5]。表面活性劑類助劑主要通過降低表面張力和接觸角，減少藥液飛濺和回彈發(fā)生，使藥液更好地在疏水葉表面潤濕鋪展[6-7]。根據除草劑種類、作用方式和靶標雜草葉面特性選擇合適助劑對提高除草劑防除效果具有重要意義。研究不同助劑對除草劑減施增效機制和作用效果可為實現“農藥零增長”和除草劑減量使用技術提供依據[8]。

硝磺草酮屬于對羥基苯基丙酮酸雙氧化酶（HPPD）抑制劑，為廣譜、內吸、觸殺選擇性芽前芽后除草劑，可通過雜草幼苗根部及莖部吸收，導致雜草體內類胡蘿卜素含量減少，影響光合作用發(fā)揮除草效果，主要用于玉米田苗后莖葉處理防除一年生禾本科及闊葉雜草，對玉米安全性較高[9-10]。近年來，硝磺草酮及其復配制劑已成為玉米田防除雜草主要品種，但在使用過程中易出現除草不徹底、雜草白化后逐漸返青等現象，可通過添加助劑調節(jié)藥液性狀及除草活性[11-12]。本研究采用室內和田間試驗方法，結合儀器分析技術，探討添加不同助劑對硝磺草酮藥液表面張力、接觸角、鋪展直徑、干燥時間等性狀的調節(jié)效果，比較不同助劑在減量應用下對硝磺草酮防除田間雜草的作用效果，為除草劑減量增效使用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試除草劑與助劑

除草劑為15%硝磺草酮懸浮劑（遼寧津田科技有限公司），助劑如表1所示。

表1 供試助劑Table 1 Adjuvants in tested

1.1.2 供試植物材料

在東北農業(yè)大學向陽試驗示范基地玉米田中采集稗草、野黍、藜、反枝莧作為試驗材料。

1.2 方法

1.2.1 助劑有效性室內活性測定試驗

采用溫室盆栽法培育稗草和反枝莧幼苗。高15 cm，直徑15 cm塑料盆，盆內裝土至3/4處，澆水至盆內土壤完全濕潤，然后將飽滿的反枝莧和稗草種子各15粒均勻播于濕潤土壤表面后覆土，置于溫室培養(yǎng)，定期補水。待雜草生長至3～4葉期，每盆定苗7株進行硝磺草酮與助劑的噴施處理，驗證助劑對硝磺草酮的有效性。15%硝磺草酮懸浮劑用量為有效用量67.5 g·hm-2，助劑添加量為噴液量的體積比（V/V）：滲透者（ST）1.5%、邁絲（MS）0.75%、杰效利（JX）0.15%、橙油精油（CP）0.15%、菲藍（FL）0.05%、百濕露（BS）0.075%、倍創(chuàng)（BC）0.15%。采用新加坡利農背負式噴霧器HD-400進行葉片噴霧，噴液量300 L·hm-2，每個處理重復4次。施藥后14 d，調查雜草地上部分鮮重，計算鮮重防效。

1.2.2 助劑對硝磺草酮藥液特性的改善作用

1.2.2.1 助劑對硝磺草酮藥液表面張力的影響

將15%硝磺草酮懸浮劑按照有效用量67.5 g a.i.·hm-2，噴液量為300 L·hm-2配制成噴灑液，按照助劑的試驗用量向噴灑液中加入助劑，混合均勻。助劑添加量按照體積比（V/V），設置5個梯度，為0、1/3X、2/3X、1X、4/3X，X為推薦體積比。滲透者（ST）：0、0.5%、1%、1.5%、2%，邁絲（MS）：0、0.25%、0.5%、0.75%、1.0%，杰效利（JX）：0、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%，倍創(chuàng)（BC）：0、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%。以不添加助劑硝磺草酮藥液作為對照，參照GB/T 5549-2010方法采用POWEREACH表面張力系統(tǒng)測定表面張力，每個處理重復4次，同一樣品連續(xù)測定4次取平均值[13]。

1.2.2.2 助劑對藥液鋪展直徑和接觸角的影響

按照1.2.2.1藥液配制方法，參照張忠亮方法[14]，利用微量進樣器取上述藥液5 μL滴在涂有石蠟的載玻片表面，以不添加助劑為對照，靜置1 min后用JC2000D3接觸角測量儀測定藥液在載玻片上的鋪展直徑和接觸角，每個處理重復4次。

1.2.2.3 助劑對除草劑藥液干燥時間的影響

按照1.2.2.1藥液配制方法，采用液滴干燥法，用微量移液槍取上述藥液5 μL滴在稗草葉片表面，在同一環(huán)境條件下，溫度（24±1）℃，相對濕度50%，以不添加助劑為對照，觀察、計時，記錄液滴完全干燥所需時間，每個處理重復4次。

1.2.3 不同助劑對硝磺草酮防除玉米田雜草的增效作用

于2020年在東北農業(yè)大學向陽試驗示范基地開展田間試驗驗證。具體如下：將15%硝磺草酮懸浮劑按照有效用量67.5、90、135 g a.i.·hm-2，分別以M67.5、M90和M135代表，田間噴液量為300 L·hm-2。M67.5處理分別與4種助劑（滲透者、邁絲、杰效利和倍創(chuàng)）不同添加量混用，助劑添加量為噴液量體積比（V/V），梯度設置同1.2.2.1，同時設置清水對照，驗證助劑對硝磺草酮的增效減量作用。試驗采用隨機區(qū)組設計，每個處理4次重復，每次重復21 m2。待玉米長至3～4葉期，田間雜草2～4葉期，利用新加坡利農HD400型背負式噴霧器進行噴霧處理，施藥后21 d，每個小區(qū)取3個0.25 m2樣點，定點調查主要雜草鮮重，計算不同處理對鮮重防效。

1.3 數據處理與分析

雜草鮮重防效計算公式為：

鮮重防效（%）=（對照區(qū)存活雜草鮮重-處理區(qū)存活雜草鮮重）/對照區(qū)存活雜草鮮重×100。

試驗數據均采用DPS 10.15軟件分析，利用Duncan's新復極差法分析差異顯著性，顯著水平為P＜0.05。

2 結果與分析

2.1 不同助劑對硝磺草酮有效性的室內活性測定

7種助劑分別與硝磺草酮67.5 g·hm-2復配防除稗草和反枝莧，施藥14 d各處理對雜草鮮重抑制率結果見圖1。硝磺草酮67.5 g·hm-2單獨使用對稗草和反枝莧防效分別為53.92%和72.65%。添加7種助劑對硝磺草酮除草活性均有提高。與硝磺草酮單獨使用相比，添加7種助劑后對稗草和反枝莧防效分別提高6.36%～20.24%和7.14%～19.22%，添加助劑對稗草防效提高幅度略大于反枝莧，但趨勢相近。其中均以添加邁絲的增效幅度最大，其次是滲透者、倍創(chuàng)和杰效利，增效幅度均超過13.5%，與其他助劑和單獨使用差異顯著。菲藍、百濕露和橙皮精油效果增加幅度均低于10%，與單獨使用差異不顯著。根據室內活性測定結果，滲透者、邁絲、杰效利和倍創(chuàng)提高硝磺草酮防效的潛力大。

圖1 助劑對硝磺草酮室內除草活性的增效作用Fig.1 Synergistic effect of different adjuvants on mesotrione contolling weeds in greenhouse

2.2 助劑對硝磺草酮藥液表面張力和接觸角的影響

不同助劑均顯著降低硝磺草酮藥液表面張力和接觸角（見表2）。其中，杰效利降低幅度最大，添加0.025%～0.1%后，表面張力降低37.77%～39.95%，接觸角降低79.16%～88.96%，隨添加量增加，稀釋藥液表面張力和接觸角也隨之顯著降低，但添加量0.05%～0.1%時處理間差異不顯著。其次是滲透者，添加0.25%～1.5%后，表面張力降低28.09%～37.50%，接觸角降低17.67%～33.84%，隨添加量增加，藥液接觸角逐漸降低，但表面張力呈先降后略升趨勢，當添加量為1.0%時，表面張力降低趨勢趨于平穩(wěn)。邁絲對硝磺草酮藥液表面張力和接觸角降低幅度比滲透者略低，趨勢相近，當添加量為0.5%～1.0%時，表面張力減低幅度趨于平穩(wěn)，處理間差異不顯著，但接觸角隨添加量增加緩慢降低。4種助劑中倍創(chuàng)顯著降低藥液表面張力和接觸角，降低作用最小，添加量為0.05%～0.2%，硝磺草酮藥液表面張力降低8.51%～19.31%，接觸角降低6.71%～8.89%。

表2 助劑對硝磺草酮藥液表面張力和接觸角的影響Table 2 Effects of different adjuvants on the suface tension and contact angle of mesotrione solution

2.3 助劑對硝磺草酮藥液鋪展直徑和干燥時間的影響

添加助劑后，硝磺草酮表面張力顯著降低同時藥液鋪展直徑也隨之增大（見表3）。其中，添加杰效利對硝磺草酮藥液鋪展直徑增加顯著，添加杰效利0.025%～0.1%后，硝磺草酮藥液鋪展直徑增加33.56%～105.16%。其余3種助劑添加后，藥液鋪展直徑雖增加，但與單獨使用相比差異不顯著。添加滲透者0.25%～1.5%、邁絲0.25%～1.0%和倍創(chuàng)0.05%～0.2%后，藥液鋪展直徑分別增加3.07%～11.62%、4.43%～13.52%和1.78%～7.44%，仍以倍創(chuàng)增幅相對最小，與表面張力和接觸角度數據相對應。

表3 助劑對硝磺草酮藥液鋪展直徑和干燥時間的影響Table 3 Effects of different adjuvants on the expanded diameter and drying time of mesotrione solution

添加滲透者、邁絲和杰效利后，硝磺草酮干燥時間減少。添加滲透者0.25%～1.5%、邁絲0.25%～1.0%和杰效利0.025%～0.1%后，藥液干燥時間分別減少12.00%～32.17%、3.33%～17.72%和71.47%～78.82%，其中添加杰效利對藥液干燥時間減少顯著。添加倍創(chuàng)后，藥液干燥時間顯著增加。添加倍創(chuàng)0.05%～0.2%后，藥液干燥時間增加9.15%～51.09%，其中以添加0.15%處理干燥時間增加顯著。

2.4 助劑對硝磺草酮防除玉米田雜草的增效作用

4種助劑對硝磺草酮防除玉米田雜草的增效和減量作用見圖2。與硝磺草酮67.5 g·hm-2單獨使用相比，添加滲透者、邁絲、杰效利、倍創(chuàng)后對稗草鮮重防效分別增加15.50%～23.47%、17.16%～24.27%、8.77%～19.57%、14.37%～22.28%；對野黍鮮重防效分別增加13.44%～27.85%、9.57%～25.47%、8.88%～16.01%、13.69%～22.35%；除添加杰效利0.025%處理外，其余處理對稗草防效均超過90 g·hm-2單獨使用處理，且添加滲透者0.5%～1.5%、邁絲0.5%～1.0%、倍創(chuàng)0.15%～0.2%和杰效利0.1%處理對稗草鮮重防效均超過135 g·hm-2單獨使用的防效；除添加杰效利0.025%處理外，其余處理對野黍的防效均高于135 g·hm-2單獨使用的防效。

圖2 助劑對硝磺草酮防除玉米田雜草的減施作用Fig.2 Dose-reduced effects of different adjuvants on mesotrione controlling weeds in field

與硝磺草酮67.5 g·hm-2單獨使用相比，添加滲透者、邁絲、杰效利和倍創(chuàng)后，對藜鮮重防效分別增加18.18%～25.78%、19.03%～26.81%、15.73%～20.25%和17.91%～23.33%；對反枝莧鮮重防效分別增加10.32%～19.50%、13.98%～19.50%、10.19%～19.50%、9.58%～19.50%。添加助劑處理對藜鮮重防效均超過135 g·hm-2單獨使用處理；添加滲透者0.5%～1.5%、邁絲0.25%～1.0%、杰效利0.05%～0.75%和倍創(chuàng)0.15%～0.2%處理對反枝莧防效也超過135 g·hm-2單獨使用處理。

3 討論與結論

除草效果與噴灑液特性及霧滴在靶標雜草表面的附著、展布、沉積、滲透以及雜草對除草劑藥液的吸收和傳導有關[15-17]，助劑通過改善除草劑噴灑液特性提高除草劑對雜草防除效果和利用率。研究表明，在常規(guī)和飛防噴霧中助劑可調節(jié)除草劑藥液表面張力，優(yōu)化霧滴分布、增加霧滴與雜草表面接觸面積和親和性，增加除草劑藥效，有機硅助劑和部分非離子表面活性劑降低藥液表面張力的能力遠高于其他助劑[18-19]。本研究室內活性測定試驗發(fā)現，7種助劑中菲藍、百濕露和橙皮精油對硝磺草酮的增效活性不及滲透者、邁絲、杰效利和倍創(chuàng)，且差異顯著，是因不同助劑種類對除草劑硝磺草酮的增效作用存在差異，表現趨勢為植物油類助劑對硝磺草酮增效作用大于有機硅類，橙皮精油雖為植物油類助劑但可能與硝磺草酮產生拮抗作用致使增效不佳，添加助劑對稗草的防效提高幅度略高于反枝莧，是因稗草屬于禾本科雜草其葉片蠟質層較闊葉雜草反枝莧厚，葉片也較光滑，不易接觸硝磺草酮藥液，添加助劑后稗草葉片更易與藥液接觸，因此增效幅度略高于反枝莧，同田間試驗結果相符，與張靖研究結果相似。張靖等研究發(fā)現植物油助劑GYTmax對硝磺草酮增效作用最為顯著，大于其他5種助劑，各種助劑對稗草的增效幅度均略高于反枝莧[20]。藥液表面張力降低可提高霧滴在雜草表面濕潤性能，降低與葉片接觸角，提高霧滴鋪展面積，但表面張力過低也造成藥液的流失風險[21]。本研究表明，植物油類助劑邁絲和滲透者對硝磺草酮藥液性狀的調節(jié)作用優(yōu)于有機硅類助劑杰效利和倍創(chuàng)，因杰效利對硝磺草酮藥液的接觸角降低幅度（79.16%～88.96%）和鋪展直徑增加幅度（33.56%～105.16%）均過大，易造成藥液流失；倍創(chuàng)除顯著增加藥液干燥時間外，對其他藥液性狀的調節(jié)作用卻不及其他3種助劑；綜合田間試驗結果看，邁絲和滲透者提高硝磺草酮田間防效的作用大于杰效利和倍創(chuàng)，同室內活性測定試驗結果相符，與白從強等研究結果相似，發(fā)現助劑Silwet 806對綠麥隆增效作用源于藥液表面張力降低，接觸角降低，干燥時間縮短等藥液性狀調節(jié)[22]。

近年來，助劑在農藥減量施用中發(fā)揮重要作用。劉小民等研究發(fā)現GY-Tmax提高苯唑草酮和煙嘧磺隆雜草防效，有效降低除草劑用量[23]。韓海亮等發(fā)現助劑激健可使10%硝磺草酮SC的田間用量降低30%，對鮮食糯玉米安全[24]。冉海燕等發(fā)現助劑激健可使31.5%煙嘧磺隆·莠去津SC田間用量降低30%，對玉米安全[25]。本研究田間試驗結果表明，添加助劑提高硝磺草酮對雜草總體防效，降低硝磺草酮用量1/3以上，硝磺草酮對禾本科雜草防除效果遠低于闊葉雜草，添加助劑可在硝磺草酮減量施用情況下有效提高對禾本科雜草防效，推薦使用滲透者和邁絲。田志慧等發(fā)現邁絲等助劑可使滅草松和氰氟草酯田間用量降低20%以上[26]，與本研究結果相近。

綜上所述，室內活性測定及田間試驗結果表明，4種助劑均對硝磺草酮藥液性狀起調節(jié)作用，降低藥液表面張力和接觸角，提高藥液鋪展直徑和縮短干燥時間，進而提高硝磺草酮對雜草的防除效果，尤其對禾本科雜草的防除效果顯著。其中邁絲和滲透者對硝磺草酮的田間增效作用優(yōu)于杰效利和倍創(chuàng)。