草甘膦水劑在抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆田除草效果及安全性研究

曹洪玉， 李香菊， 劉士陽， 崔海蘭， 牛宏波

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，北京 100193)

草甘膦水劑在抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆田除草效果及安全性研究

曹洪玉， 李香菊， 劉士陽， 崔海蘭， 牛宏波

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，北京 100193)

采用田間試驗，研究了41%草甘膦水劑在抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆田使用的除草效果和抗草甘膦大豆的安全性。結(jié)果表明，41%草甘膦水劑對大豆田主要雜草馬唐、反枝莧和鐵莧菜等均有理想防效，藥后30 d，41%草甘膦水劑1 537.5 g a.i./hm2劑量下對大豆田雜草防效達90%以上。41%草甘膦水劑對4種抗除草劑大豆材料(356043、87701RR2Y、06-698和07-1568)安全性較好，在922.5～2 460.0 g a.i./hm2劑量范圍內(nèi)，上述大豆材料無藥害癥狀，其株高、復(fù)葉數(shù)、每莢粒數(shù)及百粒重均沒有降低。與不用藥對照相比，上述材料施用41%草甘膦水劑后增產(chǎn)顯著。

41%草甘膦水劑； 抗草甘膦大豆； 安全性； 除草效果

我國大豆六大主產(chǎn)區(qū)草害面積占52%～86%，其中中等以上危害面積占28%～64%[1]。大豆田主要雜草有稗草、馬唐、狗尾草、牛筋草、反枝莧、藜、鴨跖草、苘麻、苣荬菜等幾十種[2-3]。化學(xué)除草是大豆田除草的重要手段，近幾年大豆田化學(xué)除草面積已達其播種面積的90%以上[4]。大豆田常用除草劑包括乙草胺、氟樂靈、咪唑乙煙酸、精喹禾靈、乳氟禾草靈、三氟羧草醚等土壤處理劑和莖葉處理劑。但由于除草劑的長期大量使用導(dǎo)致抗藥性雜草出現(xiàn)。長殘留除草劑的使用及除草劑施用前后環(huán)境條件的影響也使作物藥害頻發(fā)，如東北地區(qū)大豆田咪唑乙煙酸、氯嘧磺隆等除草劑施用后長期殘留在土壤中，對后茬敏感作物造成嚴(yán)重藥害，損失巨大[5]。而轉(zhuǎn)基因抗草甘膦大豆的種植，不僅降低了大豆田除草成本，而且有效地延緩了抗性雜草的產(chǎn)生和發(fā)展，減少了除草劑藥害的發(fā)生，在國外已經(jīng)成為大豆田雜草防除的關(guān)鍵技術(shù)之一。

目前全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積1.48億hm2，其中，抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆種植面積最大，約占大豆總種植面積的77%左右[6]。據(jù)報道，美國、阿根廷和巴西抗草甘膦大豆播種面積分別占其大豆播種面積的91%、99%和71%[7]。我國目前已具有自主知識產(chǎn)權(quán)的抗除草劑基因，并已開展抗除草劑大豆的品種選育研究。隨著國內(nèi)外抗除草劑大豆相關(guān)研究的深入，需要研究噴施目標(biāo)除草劑后對抗除草劑作物的安全性，為生產(chǎn)上培育耐受性強、抗性穩(wěn)定性好、產(chǎn)量不降低的大豆材料提供評價技術(shù)。

本試驗在室內(nèi)生物測定的基礎(chǔ)上，采用田間小區(qū)試驗研究了草甘膦對大豆材料356043、87701RR2Y、06-698及07-1568的安全性。一方面為抗草甘膦大豆的田間耐受性鑒定尋找適宜的評價方法，另一方面通過比較各供試材料對草甘膦的耐受性差異，明確抗草甘膦大豆田目標(biāo)除草劑草甘膦的安全用藥劑量，為我國抗草甘膦大豆材料推廣過程中的合理使用除草劑提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

抗草甘膦大豆材料356043(轉(zhuǎn)gat基因)，由美國杜邦公司提供；抗草甘膦大豆材料87701 RR2Y(簡稱RR2Y，轉(zhuǎn)cp4epsp基因)，由美國孟山都公司提供；抗草甘膦大豆材料06-698(轉(zhuǎn)epsp基因)和07-1568(轉(zhuǎn)epsp基因)，由國內(nèi)育種單位提供。常規(guī)大豆材料中黃13，由北京中農(nóng)作科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)。

41%草甘膦水劑(農(nóng)達)，由美國孟山都公司生產(chǎn)。

1.2 試驗地點

試驗于2010年5-11月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所廊坊中試基地暨農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全監(jiān)督檢驗測試中心(北京)進行。試驗地為中壤，pH值為8.0，地勢平坦，肥力均勻。試驗隔離、試驗過程中的管理條件及安全設(shè)施按NY/T 719.3—2003標(biāo)準(zhǔn)進行。

1.3 試驗設(shè)計及噴霧處理

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，供試大豆品種(材料)為主區(qū)，41%草甘膦水劑施藥量為副區(qū)。主區(qū)為356043、87701 RR2Y、06-698、07-1568和中黃13共5個處理；副區(qū)為41%草甘膦水劑0(清水對照)、41%草甘膦水劑922.5 g a.i./hm2、41%草甘膦水劑1 230.0 g a.i./hm2、41%草甘膦水劑1 537.5 g a.i./hm2和41%草甘膦水劑2 460.0 g a.i./hm25個處理，41%草甘膦水劑的前3個使用劑量為其農(nóng)田滅生性噴霧除草登記劑量(http://www.chinapesticide.gov.cn)，最后一個劑量為中劑量的倍量。每處理3次重復(fù)，每個副處理小區(qū)面積20 m2。大豆7月4日播種，行距40 cm，株距8 cm，出苗后按常規(guī)方式進行田間管理，大豆生育期內(nèi)灌水3次。7月21日在大豆3片羽狀復(fù)葉期噴施41%草甘膦水劑。噴霧器械為背負(fù)式壓縮噴霧器(國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心研制)，Tee Jet 8002扇形噴頭，噴霧壓力2.75 kPa，噴液量450 L/hm2，噴幅2.0 m。

1.4 調(diào)查及計算方法

1.4.1 除草效果調(diào)查 藥后30 d，每小區(qū)取3個0.25 m2樣點，分草種調(diào)查雜草株數(shù)及鮮重，計算藥劑對雜草的防效。計算公式如下：

株數(shù)(鮮重)防效=[對照雜草株數(shù)(鮮重)-施藥處理雜草株數(shù)(鮮重)]/對照雜草株數(shù)(鮮重)×100%

1.4.2 安全性調(diào)查 施藥后每周目測41%草甘膦水劑各劑量處理供試大豆材料的長勢、長相。藥后20 d(8月11日)每小區(qū)5點取樣，每點取4株大豆，調(diào)查大豆株高和復(fù)葉數(shù)。藥后47 d (9月7日)采用相同取樣方法調(diào)查大豆株高、復(fù)葉數(shù)和單株結(jié)莢數(shù)。收獲前，每小區(qū)取100株大豆調(diào)查單株結(jié)莢數(shù)、單株粒數(shù)及百粒重，計算理論產(chǎn)量。

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進行統(tǒng)計分析及多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 41%草甘膦水劑對大豆田雜草的防除效果

施藥后30 d，噴施41%草甘膦水劑922.5 g a.i./hm2處理，對馬唐、牛筋草、反枝莧、鐵莧菜、藜和馬齒莧的株數(shù)防效分別為92.31%、65.32%、99.69%、91.67%、78.41%和61.70%，鮮重防效分別為91.68%、65.32%、99.79%、92.72%、76.06%和57.92%(表1)，隨41%草甘膦水劑用量增加防效提高，在41%草甘膦水劑1 537.5 g a.i./hm2處理劑量下，供試雜草株數(shù)防效和鮮重防效均在90%以上。結(jié)果還表明，在供試農(nóng)田雜草群落中，馬唐、反枝莧、鐵莧菜對41%草甘膦水劑敏感，在41%草甘膦水劑推薦劑量的低量處理，上述雜草株數(shù)防效和鮮重防效就可達到90%以上，牛筋草、馬齒莧、藜對41%草甘膦水劑中度敏感，41%草甘膦水劑低劑量處理對其株數(shù)防效為61.70%～78.41%，鮮重防效為57.92%～76.06%(表1)。

表1 41%草甘膦水劑藥后30 d對大豆田雜草防除效果

2.2 41%草甘膦水劑對大豆生長的影響

噴施41%草甘膦水劑后7 d目測，常規(guī)大豆材料中黃13表現(xiàn)心葉黃化、植株生長停止，隨施藥量增加上述癥狀加重。施藥后20 d，41%草甘膦水劑1 537.5～2 460.0 g a.i./hm2劑量范圍內(nèi)中黃13植株全部死亡。41%草甘膦水劑922.5～1 230.0 g a.i./hm2劑量范圍內(nèi)，中黃13死亡率達60%以上，未死亡植株葉片枯黃皺縮，逐漸脫落，植株生長發(fā)育受到嚴(yán)重影響，基本無經(jīng)濟產(chǎn)量。國外引進的大豆材料356043和87701 RR2Y對41%草甘膦水劑有較強耐受性，在41%草甘膦水劑2 460.0 g a.i./hm2劑量之下，施藥后20 d，大豆株高和復(fù)葉數(shù)與空白對照相應(yīng)性狀無顯著差異(P=0.05)。國內(nèi)培育的大豆材料06-698和07-1568對41%草甘膦水劑耐受性也較好，上述劑量處理后20 d調(diào)查，兩個材料的復(fù)葉數(shù)和株高與空白對照無差異(表2)。

表2 41%草甘膦水劑藥后20 d大豆復(fù)葉數(shù)和株高

2.3 41%草甘膦水劑對大豆產(chǎn)量的影響

噴施41%草甘膦水劑后對不同供試材料的產(chǎn)量構(gòu)成因素列于表3。由表3看出，41%草甘膦水劑922.5～2 460.0 g a.i./hm2劑量處理，大豆材料356043、87701 RR2Y、06-698及07-1568的單株莢數(shù)、每莢粒數(shù)和百粒重在各處理劑量之間均無顯著差異(P=0.05)，與不用藥處理相比，噴施41%草甘膦水劑922.5 g a.i./hm2的處理，上述4個供試材料分別增產(chǎn)113.09%、201.13%、45.03%和33.07%，增產(chǎn)原因主要是增加了大豆的單株莢數(shù)。中黃13在41%草甘膦水劑1 230.0～2 460.0 g a.i./hm2劑量范圍內(nèi)已全部死亡，僅41%草甘膦水劑處理劑量為922.5 g a.i./hm2時部分大豆植株少量結(jié)莢。

3 結(jié)論與討論

41%草甘膦水劑為滅生性觸殺型除草劑，供試大豆田中馬唐、反枝莧、鐵莧菜對該藥劑敏感，牛筋草、馬齒莧、藜對該藥劑中度敏感。41%草甘膦水劑1 537.5 g a.i./hm2，對上述雜草防效均在90%以上，隨劑量增加除草效果提高。

表3 41%草甘膦水劑對供試大豆產(chǎn)量的影響

綜合考慮41%草甘膦水劑對供試抗除草劑大豆品種株高、復(fù)葉數(shù)、單株莢數(shù)、每莢粒數(shù)和百粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，本試驗表明，41%草甘膦水劑對大豆材料356043、87701 RR2Y、06-698及07-1568均具有較高的安全性。與不用藥處理相比，噴施41%草甘膦水劑922.5 g a.i./hm2的處理，上述4個供試材料均增產(chǎn)顯著。常規(guī)大豆材料中黃13在41%草甘膦水劑922.5 g a.i./hm2時即產(chǎn)生嚴(yán)重藥害，大豆株高、復(fù)葉數(shù)、單株結(jié)莢數(shù)均顯著下降，減產(chǎn)嚴(yán)重。供試大豆材料356043、87701 RR2Y、06-698和07-1568對草甘膦具有較好的耐受性。

上述結(jié)果與室內(nèi)試驗在41%草甘膦水劑施用劑量922.5～2 460.0 g a.i./hm2時抗除草劑大豆無藥害癥狀，不降低株高和植株干重的結(jié)果相一致。因此，在田間試驗條件受到限制的情況下，可采用室內(nèi)生物測定試驗評價大豆對草甘膦的耐受性。

國外研究表明，41%草甘膦水劑在抗草甘膦作物不同生育期噴施后，作物的耐受性表現(xiàn)一定差異，抗草甘膦作物某生育時期可能對41%草甘膦水劑比較敏感[8]。本研究施藥時間為抗草甘膦大豆3片羽狀復(fù)葉期，而生產(chǎn)上農(nóng)民使用草甘膦除草隨意性較強，因此需就41%草甘膦水劑在大豆的其他生育期用藥的安全性做進一步深入研究。

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StudyonControllingEfficiencyandSafetyofGlyphosate41%ASinTransgenicGlyphosate-ResistantSoybeanField

CAO Hong-yu,LI Xiang-ju,LIU Shi-yang,CUI Hai-lan,NIU Hong-bo

(Plant Protection Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100193,China)

Weeds controlling efficiency and safety of glyphosate 41% AS were studied in transgenic glyphosate-resistant soybean field. The results show that controlling efficiency of glyphosate 41% AS on main weeds such asAmaranthusretroflexus,Digitariasanguinalis,Acalyphaaustralisis high significantly. The rate of controlling weeds reaches to more than 90% when the glyphosate 41% AS is applied at the dosage of 922.5 g a.i./hm2 in 30 days. And the safety of glyphosate 41% AS to the four herbicide-resistant soybean cultivars( 356043, 87701RR2Y, 06-698 and 07-1568) is better as well.There is no injuries occurred for the four transgenic herbicide-resistant soybean cultivars when glyphosate 41% AS is applied at the dosage of 922.5～2 460.0 g a.i./hm2. The plant height, number of compound leaves, number of seeds per pod and 100-seeds weight of the four cultivars do not trend to decline. Yield of the four soybean cultivars under herbicide freatment at the dosage of 922.5 ～ 2 460.0 g a.i./hm2is increased significantly than that of control.

glyphosate 41% AS; glyphosate-resistant soybean; safety; controlling efficiency

S451

A

1003-935X(2011)03-0022-04

曹洪玉，李香菊，劉士陽，等. 草甘膦水劑在抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆田除草效果及安全性研究[J]. 雜草科學(xué)，2011，29(3)：22-25.

2011-05-23

國家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(編號：2008 ZX08004-01-21)。

曹洪玉(1985—)，女，山東濱州人，在讀碩士，從事轉(zhuǎn)基因大豆環(huán)境安全研究；E-mail：bz-hongyu@163.com。

李香菊，研究員。Tel：(010)62813309; E-mail：xjli@ippcaas.cn。