孫騰,梅桂龍,張建萍,孫進(jìn)軍,彭立存,沈曉霞,趙運(yùn),段桂芳
(1.上海曉明檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司,上海 201612;2.中國水稻研究所水稻生物育種全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,杭州 310006;3.上海泰禾國際貿(mào)易有限公司,上海 200335)
水稻是我國最主要糧食作物之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),2021 年我國水稻播種面積達(dá)2992.1 萬hm2,產(chǎn)量21284.2 萬t[1]。雜草是影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素,而稗草(Echinochloa crusgalli)則是水稻田最難防且對(duì)水稻危害最大的雜草。水稻田稗草的防除主要依靠化學(xué)除草劑,常用除草劑包括苗前使用的丁草胺(butachlor)、丙草胺(pretilachlor)、草酮(oxadiazon)等,苗后莖葉噴霧使用的有二氯喹啉酸(quinclorac)、五氟磺草胺(penoxsulam)、雙草醚(bispyribac-sodium)、氰氟草酯(cyhalofop-buty)、唑酰草胺(metamifop)、氯氟吡啶酯(florpyrauxifen-benzyl)等。但是,長期大量不合理使用除草劑使稻田稗草對(duì)常用藥劑產(chǎn)生抗藥性。據(jù)研究報(bào)道,1991 年發(fā)現(xiàn)稗草對(duì)丁草胺產(chǎn)生抗性[2]。之后在我國多個(gè)水稻產(chǎn)區(qū)發(fā)現(xiàn)了稗草對(duì)二氯喹啉酸產(chǎn)生抗性[3-5]。五氟磺草胺抗性稗草發(fā)展也很迅速,全國各個(gè)水稻種植區(qū)域都發(fā)現(xiàn)了不同程度抗性水平的稗草種群[3-6]。稗草對(duì)氰氟草酯和唑酰草胺的抗性發(fā)現(xiàn)相對(duì)較晚。武向文等[4]于2018 年發(fā)現(xiàn)上海地區(qū)稻田稗草對(duì)氰氟草酯產(chǎn)生低水平抗性。戴魏真等[7]于2022 年研究發(fā)現(xiàn)安徽省直播稻田稗草對(duì)氰氟草酯已產(chǎn)生高水平抗性。氰氟草酯和唑酰草胺都屬于ACCase 抑制劑類除草劑,容易誘發(fā)稗草種群產(chǎn)生交互抗性。左平春等[8]發(fā)現(xiàn)采自遼寧和黑龍江的3 個(gè)稗草種群對(duì)唑酰草胺產(chǎn)生高水平抗性,且對(duì)氰氟草酯具有交互抗性。稻田稗草對(duì)目前常用除草劑的抗性發(fā)展日趨嚴(yán)重,市場(chǎng)迫切需要開發(fā)新的除草劑產(chǎn)品及新的用藥技術(shù)來解決稻田抗性稗草的防除問題?;诖耍緦?shí)驗(yàn)室于2017 年開始從上海、浙江、江蘇、安徽、湖北、湖南、江西、黑龍江水稻種植區(qū)域采集稻田稗草種子開展了其對(duì)氰氟草酯和唑酰草胺的抗性監(jiān)測(cè),為今后稻田除草劑產(chǎn)品開發(fā)及其應(yīng)用提供支持。
100 g/L 氰氟草酯乳油(科迪華農(nóng)業(yè)科技有限公司);10%唑酰草胺乳油(美國富美實(shí)公司)。
本實(shí)驗(yàn)室從湖南、江西、浙江、上海、江蘇、安徽、湖北、黑龍江8 個(gè)省市水稻田采集了56 個(gè)稗草種群,具體靶標(biāo)采集地見表1。
表1 水稻田稗草采集地信息
采用室內(nèi)整株生物測(cè)定法。在直徑6 cm 盆缽內(nèi)播種稗草種子15 粒,在日光溫室內(nèi)培養(yǎng)至2 葉左右進(jìn)行間苗,每盆留10 株稗草,繼續(xù)培養(yǎng)至3~4 葉期進(jìn)行施藥處理。
采用DPS(v16.05)統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)藥劑劑量的對(duì)數(shù)值與鮮重防效的幾率值進(jìn)行回歸分析,計(jì)算藥劑對(duì)雜草的ED50及95%置信限。根據(jù)敏感種群ED50和抗性種群ED50計(jì)算抗性指數(shù)。
參考Beckie and Tardif(2012)關(guān)于禾本科雜草對(duì)ACCase 抑制劑類除草劑的抗藥性水平分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[9],將稗草對(duì)氰氟草酯、唑酰草胺的抗性水平進(jìn)行分級(jí),即:RI<2 為敏感;2≤RI≤5 為低水平抗性;5<RI≤10 為中等水平抗性;RI>10 為高水平抗性。
表2 我國部分水稻田稗草種群對(duì)氰氟草酯和唑酰草胺敏感性調(diào)查
表2 我國部分水稻田稗草種群對(duì)氰氟草酯和唑酰草胺敏感性調(diào)查
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續(xù)表2
表2 我國部分水稻田稗草種群對(duì)氰氟草酯和唑酰草胺敏感性調(diào)查
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16 個(gè)稗草種群對(duì)氰氟草酯的抗性水平測(cè)定結(jié)果見表3。可見,采自安徽省廬江市萬山鎮(zhèn)永橋村木地組的稗草種群對(duì)氰氟草酯相對(duì)最敏感,其ED50為34.54 g a.i./hm2;以該稗草種群為氰氟草酯敏感種群進(jìn)行抗性指數(shù)計(jì)算。采自江蘇省句容市白兔鎮(zhèn)及湖北省黃梅市大河鎮(zhèn)的2 個(gè)稗草種群相對(duì)敏感,ED50分別為39.29、42.7 g a.i./hm2,抗性指數(shù)分別為1.14和1.24。采自浙江省嘉興市海鹽縣武原鎮(zhèn)華星農(nóng)場(chǎng)的1 個(gè)稗草種群對(duì)氰氟草酯有低水平抗性。采自湖南省岳陽市1 個(gè)種群、益陽市赫山區(qū)2 個(gè)種群、益陽市南縣1 個(gè)種群、常德市漢壽縣1 個(gè)種群及黑龍江省綏化市1 個(gè)種群對(duì)氰氟草酯有中等水平抗性。采自湖南省長沙市寧鄉(xiāng)市1 個(gè)種群、益陽市沅江市1 個(gè)種群、益陽市赫山區(qū)1 個(gè)種群、益陽市南縣1 個(gè)種群、常德市安鄉(xiāng)縣1 個(gè)種群及安徽省南陵市1 個(gè)種群,共6 個(gè)稗草種群對(duì)氰氟草酯有高水平抗性。
表3 我國部分水稻田稗草對(duì)氰氟草酯的抗性測(cè)定結(jié)果
表4 我國部分水稻田稗草對(duì)唑酰草胺的抗性測(cè)定結(jié)果
表4 我國部分水稻田稗草對(duì)唑酰草胺的抗性測(cè)定結(jié)果
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長期單一使用除草劑是導(dǎo)致雜草產(chǎn)生抗藥性的主要原因,使用時(shí)間越長、頻率越高,雜草抗性發(fā)生可能越嚴(yán)重。氰氟草酯和唑酰草胺分別于2006、2010 年先后在我國取得登記,是當(dāng)前我國用于防除水稻田稗草、千金子等禾本科雜草最主要的2 種化學(xué)除草劑,均屬于芳氧苯氧丙酸(aryloxyphenoxypropionate)結(jié)構(gòu)類型,其作用位點(diǎn)均是乙酰輔酶A 羧化酶(ACCase)。多項(xiàng)研究結(jié)果[3-4,7-8,10-12]發(fā)現(xiàn)水稻田稗草、千金子、馬唐、牛筋草等禾本科雜草對(duì)氰氟草酯、唑酰草胺等ACCase 抑制劑類除草劑已產(chǎn)生不同程度抗藥性或交互抗性。
本研究證實(shí),從湖南、湖北、江西、浙江、上海、江蘇、安徽、黑龍江8 個(gè)省市的水稻田中采集的稗草種群中均有對(duì)氰氟草酯產(chǎn)生抗性的種群,抗性頻率達(dá)90%以上,其中6 個(gè)種群達(dá)高抗水平,抗性指數(shù)12.17~67.83,其中采自安徽省蕪湖市南陵縣的1 個(gè)稗草種群對(duì)氰氟草酯抗性指數(shù)30.85,這與前人報(bào)道[7]的種群對(duì)氰氟草酯的抗性水平基本一致。
本研究結(jié)果是基于本實(shí)驗(yàn)室所采集的稻田稗草種群測(cè)得,其中有對(duì)氰氟草酯、唑酰草胺相對(duì)敏感的,也有高水平抗性的種群,可以作為防除水稻田稗草除草劑研發(fā)的靶標(biāo)資源。