安徽稻區(qū)馬唐對(duì)噁唑酰草胺的抗性測(cè)定及防治藥劑篩選

谷承文, 張立磊, 范玉潔, 范良英, 戴魏真, 許孟桃, 畢亞玲

(安徽科技學(xué)院 農(nóng)學(xué)院,安徽 鳳陽 233100)

水稻作為世界三大主糧之一,是我國種植面積最大、最重要的糧食作物,在保障國家糧食安全和居民飲食結(jié)構(gòu)中具有非常重要的地位和作用。馬唐(Digitariasanguinalis(L.) Scop.)作為一種廣泛分布于我國玉米、大豆、高粱、棉花、蔬菜、果園等各類作物田的1年生禾本科惡性雜草,近年來隨著水稻栽培技術(shù)與耕作制度的變化,開始大量侵入稻田且危害逐漸加重[1-3],有研究報(bào)道馬唐已成為危害部分地區(qū)稻田的優(yōu)勢(shì)雜草[4-8]。

噁唑酰草胺(Metamifop)是由韓國化工技術(shù)研究院開發(fā)的一種芳氧基苯氧基丙酸酯(Aryloxyphenoxypropionate,APP)類除草劑,作用靶標(biāo)為乙酰輔酶A羧化酶(Acetyl CoA Carboxylase,ACCase),因其低毒、高效、低殘留的特點(diǎn),已成為當(dāng)前水稻田防除1年生禾本科雜草最為常用的除草劑之一[9-10]。但該類除草劑作用位點(diǎn)單一,長(zhǎng)期大量不合理的使用導(dǎo)致雜草易對(duì)其產(chǎn)生抗藥性[11],根據(jù)國際抗性雜草調(diào)查網(wǎng)站(http://www.weedscience.org)統(tǒng)計(jì),目前全球范圍內(nèi)已有50種雜草對(duì)ACCase抑制劑類除草劑產(chǎn)生抗藥性[12]。

針對(duì)當(dāng)前馬唐在稻田危害逐漸加重的現(xiàn)狀,且尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)安徽稻區(qū)馬唐對(duì)噁唑酰草胺的抗藥性研究報(bào)道,本研究通過整株生物測(cè)定法測(cè)定采自安徽部分稻區(qū)的馬唐種群對(duì)噁唑酰草胺的抗性水平,并探究抗噁唑酰草胺馬唐對(duì)不同作用機(jī)制類型除草劑的敏感性,旨在明確安徽省部分稻區(qū)馬唐抗藥性發(fā)生情況并為抗性馬唐的科學(xué)治理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試馬唐種子 供試馬唐種子采自安徽省不同地區(qū)的水稻田(表1),種子在采集時(shí)均已成熟,采集后晾干并儲(chǔ)存于4 ℃條件下的冷藏庫中備用。敏感種群MT-S采自滁州市鳳陽縣府城鎮(zhèn)從未使用過除草劑的荒地。

表1 馬唐種群采集地點(diǎn)

1.1.2 供試藥劑 試驗(yàn)所使用除草劑及其生產(chǎn)廠家與作用機(jī)制見表2。

表2 供試藥劑信息

1.1.3 供試儀器 SHP-150生化培養(yǎng)箱(上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司);DHG-9030A電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司);Proline移液器(寧波江南儀器廠);HCL-2000行走式噴霧塔(昆山恒創(chuàng)力科技有限公司);FA2104電子天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 馬唐對(duì)噁唑酰草胺的抗性水平測(cè)定 試驗(yàn)采用整株生物測(cè)定法[13]測(cè)定馬唐種群對(duì)噁唑酰草胺的抗性水平,將供試馬唐種群用200 mg/L赤霉素催芽48 h后,放于直徑9 cm裝有濾紙的培養(yǎng)皿中,置于28 ℃的光照培養(yǎng)箱中催芽2 d后,分別種于直徑12 cm塑料花盆內(nèi),覆土0.5～1.0 cm,每盆播種10顆。放置于溫室內(nèi),生長(zhǎng)條件為溫度(30±5) ℃、光照14 h。出苗后每盆保留8株生長(zhǎng)一致的植株,培養(yǎng)至3～4葉期,對(duì)各馬唐種群進(jìn)行莖葉噴霧處理,根據(jù)田間推薦劑量120 g a.i./hm2設(shè)置不同濃度梯度,敏感種群噁唑酰草胺噴施劑量為7.5、15、30、60、120 g a.i./hm2等5個(gè)濃度梯度。其它種群噴施劑量為60、120、240、480、960 g a.i./hm2。噴液量為450 L/hm2,噴霧壓力為275 kPa,噴頭與葉片之間的距離為50 cm,每處理設(shè)4次重復(fù),并設(shè)噴施等量清水的空白對(duì)照。施藥后繼續(xù)在溫室中培養(yǎng),期間定期觀察并記錄馬唐生長(zhǎng)狀態(tài),藥后21 d剪取馬唐地上部分稱取鮮質(zhì)量,計(jì)算各處理鮮質(zhì)量抑制率,根據(jù)鮮質(zhì)量抑制率和施用劑量計(jì)算生長(zhǎng)抑制中量GR50和抗性指數(shù)(Resistance Index,RI)。

1.2.2 抗噁唑酰草胺馬唐種群對(duì)不同類型除草劑的敏感性測(cè)定 以抗性水平最高的種群為研究對(duì)象,采用莖葉噴霧法和土壤噴霧法測(cè)定其對(duì)不同類型除草劑的敏感性。表3為試驗(yàn)所用的供試除草劑的劑量,并設(shè)空白對(duì)照。

表3 各藥劑處理劑量

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2016計(jì)算鮮質(zhì)量抑制率,采用DPS 9.5統(tǒng)計(jì)分析軟件以鮮質(zhì)量抑制率概率值(y)和濃度對(duì)數(shù)值(x)建立回歸方程(y=a+bx),求出GR50值、95%置信區(qū)間、相關(guān)系數(shù),根據(jù)公式計(jì)算出抗性指數(shù)(RI)。抗性水平分級(jí)標(biāo)準(zhǔn):RI<2,敏感;2≤RI<5,低抗;5≤RI<10,中抗;RI≥10,高抗[14]。

(1)

(2)

2 結(jié)果與分析

2.1 安徽部分稻區(qū)馬唐對(duì)噁唑酰草胺的抗性水平

由表4可知,安徽省不同稻區(qū)馬唐種群對(duì)噁唑酰草胺呈現(xiàn)出不同水平的抗藥性。采自蚌埠市五河縣申集鎮(zhèn)的種群MT-7對(duì)噁唑酰草胺抗性水平最低,其GR50值僅為12.25 g a.i./hm2;采自滁州市定遠(yuǎn)縣定城鎮(zhèn)的種群MT-2對(duì)噁唑酰草胺的抗性水平最高,其GR50值為629.54 g a.i./hm2,是敏感種群MT-S的62.57倍。結(jié)果表明,采集的樣品中46%的馬唐種群已對(duì)噁唑酰草胺產(chǎn)生中高水平的抗性,分別為采自滁州市定遠(yuǎn)縣定城鎮(zhèn)、淮南市壽縣壽春鎮(zhèn)、淮南市大通區(qū)、合肥市肥西縣豐樂鎮(zhèn)、阜陽市潁上縣半崗鎮(zhèn)、蚌埠市龍子湖區(qū)、淮南市壽縣澗溝鎮(zhèn)的7個(gè)種群,GR50值為58.47～629.54 g a.i./hm2。

表4 馬唐對(duì)噁唑酰草胺的抗性水平

2.2 抗噁唑酰草胺馬唐對(duì)不同類型除草劑的敏感性

抗性種群MT-2對(duì)18種不同類型除草劑的敏感性如表5所示,高抗種群MT-2對(duì)18種除草劑表現(xiàn)不同的敏感性,對(duì)噁草酮、氰氟草酯、五氟磺草胺、二氯喹啉酸、雙草醚、三唑磺草酮、雙環(huán)磺草酮、氯氟吡啶酯、嘧啶肟草醚敏感性較低,GR50分別為378.10、152.76、95.10、229.39、37.68、126.32、512.50、161.64、104.49 g a.i./hm2,8種除草劑在推薦劑量處理下對(duì)抗性種群MT-2的鮮質(zhì)量抑制率僅達(dá)到22.22%～58.81%。高抗種群MT-2對(duì)嗪吡嘧磺隆、丙草胺、丁草胺、莎稗磷、二甲戊靈、仲丁靈、禾草丹、雙唑草腈、敵稗均表現(xiàn)敏感,GR50分別為62.73、393.59、781.78、125.71、571.91、957.05、942.67、96.61、1 890.56 g a.i./hm2,在推薦劑量下的鮮質(zhì)量抑制率均可達(dá)90%以上。

表5 抗噁唑酰草胺馬唐對(duì)不同除草劑的敏感性

3 結(jié)論與討論

近年來,隨著水稻直播模式不斷普及,馬唐已逐漸成為直播稻田的優(yōu)勢(shì)雜草,噁唑酰草胺作為目前防治稻田馬唐的常用藥劑,隨著在生產(chǎn)實(shí)踐中盲目增加用藥量,其對(duì)馬唐的防效已呈下降趨勢(shì)[15-16],但在生產(chǎn)實(shí)踐中有關(guān)馬唐對(duì)除草劑的抗性報(bào)道主要集中在玉米、棉花、甘蔗、大豆等作物田[17-22],而有關(guān)稻田馬唐抗藥性的研究鮮有報(bào)道。為此,本研究測(cè)定了采自安徽不同稻田的馬唐對(duì)噁唑酰草胺的抗性水平,結(jié)果表明,安徽部分稻區(qū)馬唐對(duì)噁唑酰草胺已產(chǎn)生不同程度的抗藥性,所測(cè)15個(gè)種群中已有7個(gè)種群對(duì)噁唑酰草胺產(chǎn)生中、高水平抗性,占所測(cè)種群總數(shù)的46%,其中采自滁州市定遠(yuǎn)縣定城鎮(zhèn)的馬唐種群MT-2抗性指數(shù)最高,RI達(dá)62.57;其次為采自淮南市壽縣澗溝鎮(zhèn)的種群MT-15,RI為9.63。因此在上述地區(qū)應(yīng)減少噁唑酰草胺的使用頻率,以實(shí)現(xiàn)稻田馬唐的可持續(xù)治理[23-24]。

輪換使用不同類型除草劑是完善稻田雜草化學(xué)防除方案、延緩稻田雜草抗性再發(fā)展及提高水稻產(chǎn)量的重要方式[25-26]。敏感性測(cè)定中以抗性種群MT-2為材料,發(fā)現(xiàn)抗性種群MT-2對(duì)丁草胺、丙草胺、二甲戊靈、仲丁靈、禾草丹等土壤封閉處理除草劑表現(xiàn)敏感,而對(duì)氰氟草酯、五氟磺草胺、雙草醚、二氯喹啉酸、三唑磺草酮、雙環(huán)磺草酮、氯氟吡啶酯、噁草酮等幾種除草劑敏感性較低,故建議在對(duì)稻田馬唐進(jìn)行化學(xué)防除時(shí),應(yīng)優(yōu)先選擇對(duì)馬唐具有較好活性的土壤封閉除草劑進(jìn)行封閉處理,在封閉除草后,若馬唐防除不徹底,應(yīng)選用對(duì)其敏感的苗后莖葉處理除草劑進(jìn)行防治。針對(duì)不同地區(qū)可能出現(xiàn)的抗性情況,應(yīng)根據(jù)其產(chǎn)生抗藥性的除草劑作用機(jī)制類型,有選擇性地輪用和混用不同類型的除草劑進(jìn)行化學(xué)防除。此外應(yīng)加強(qiáng)對(duì)馬唐抗藥性的監(jiān)測(cè),深入研究馬唐的抗性機(jī)理,推動(dòng)新型除草劑的研發(fā)使用,采取“預(yù)防為主,綜合防治”的治理措施,因地制宜,從耕作制度、生態(tài)環(huán)境等多方面入手,將化學(xué)除草與其他除草方式相結(jié)合,如適度翻耕等措施,降低其在田間的發(fā)生密度。