土壤中氯嘧磺隆對馬鈴薯和甜菜生育的影響

高中超，中本和夫，劉婷婷，王秋菊，趙長龍，劉峰*，胡凡

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與資源環(huán)境研究所，黑龍江哈爾濱150086；2.日本國際農(nóng)林水產(chǎn)研究中心，日本筑波305-8686；3.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑河分院，黑龍江黑河164300；4.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所，黑龍江哈爾濱150086；5.黑龍江省依安縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，黑龍江依安161500；6.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院，黑龍江佳木斯154007）

栽培生理

土壤中氯嘧磺隆對馬鈴薯和甜菜生育的影響

高中超1，中本和夫2，劉婷婷3，王秋菊4，趙長龍5，劉峰1*，胡凡6

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與資源環(huán)境研究所，黑龍江哈爾濱150086；2.日本國際農(nóng)林水產(chǎn)研究中心，日本筑波305-8686；3.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑河分院，黑龍江黑河164300；4.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所，黑龍江哈爾濱150086；5.黑龍江省依安縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，黑龍江依安161500；6.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院，黑龍江佳木斯154007）

為了明確土壤中氯嘧磺隆對馬鈴薯和甜菜生育的影響，分別在苗期和生育盛期向盆栽土壤中灌施不同濃度的氯嘧磺隆溶液，調(diào)查作物生育產(chǎn)量。結(jié)果表明：供試的馬鈴薯和甜菜苗期耐藥能力弱，生育盛期耐藥能力增強(qiáng)；馬鈴薯耐藥能力比甜菜強(qiáng)。馬鈴薯臨界濃度苗期為0.017 a.i.mg/kg土，生育盛期約為0.071 a.i.mg/kg土；甜菜苗期至少小于0.0002 a.i.mg/kg土，生育盛期約為0.011 a.i.mg/kg土。馬鈴薯苗期抑制產(chǎn)量EC50值約為0.065 a.i.mg/kg土，生育盛期約為0.200 a.i.mg/kg土；甜菜苗期因植株死亡未得到數(shù)據(jù)，生育盛期約為0.014 a.i.mg/kg土。

氯嘧磺隆；馬鈴薯；甜菜；臨界濃度；EC50；生育；產(chǎn)量

氯嘧磺隆（Chlorimuron-ethyl）是磺酰脲類除草劑，廣泛用于大豆田防除闊葉雜草，由于殘效期長，使用不當(dāng)易對下茬敏感作物如馬鈴薯、甜菜、玉米造成藥害[1,2]，王險(xiǎn)峰等[3]認(rèn)為，在氯嘧磺隆應(yīng)用后的40~48個(gè)月內(nèi)不能種植馬鈴薯和甜菜等敏感作物。近年來，隨著黑龍江省馬鈴薯等經(jīng)濟(jì)作物的發(fā)展，除草劑藥害頻繁發(fā)生，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成很大損失。因此，研究明確作物不同生育時(shí)期對氯嘧磺隆的敏感性，對于指導(dǎo)輪作和防止發(fā)生殘留除草劑藥害有重要意義。郭玉蓮等[4]和丁偉等[5]分別研究了玉米、甜菜耐氯嘧磺隆特性和機(jī)制；黃春艷等[6]研究保護(hù)劑對普施特解毒的效果；張金艷等[7]研究N-二氯乙酰基-2-甲基-1-氧雜-4-氮雜-螺[4.4]壬烷用于減輕氯嘧磺隆對玉米殘留藥害的除草劑解毒劑；Sanyal等[8]研究磺酰類除草劑在土壤中存在非酶促的生物降解、光化學(xué)分解及水解作用。高中超等[9,10]研究了氯嘧磺隆在土壤中分布特性，提出土層置換消除殘留除草劑藥害的途徑和方法，應(yīng)用效果明顯。但是關(guān)于不同生育時(shí)期甜菜、馬鈴薯與土壤中氯嘧磺隆濃度關(guān)系的研究尚未見報(bào)道。本文試圖通過研究馬鈴薯和甜菜不同生育時(shí)期對氯嘧磺隆的耐藥性，為預(yù)防殘留除草劑藥害提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)處理

2009年5 ～10月采用盆栽法進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)包括2種作物，2個(gè)生育時(shí)期和6個(gè)除草劑濃度梯度，共24個(gè)處理組合，3次重復(fù)。供試作物為甜菜和馬鈴薯；試驗(yàn)時(shí)期分別為苗期（甜菜為2葉期、馬鈴薯6葉期）和生育盛期（甜菜在葉叢快速生長期、馬鈴薯在始花期）；濃度梯度分別為：①0.1000 a.i.mg/kg土；②0.0200 a.i.mg/kg土；③0.0100a.i.mg/kg土；④0.0050 a.i.mg/kg土；⑤0.0002 a.i.mg/kg土；⑥0 a.i.mg/kg土（CK，清水）。供試除草劑為國豆（20%氯嘧磺隆可濕性粉劑）。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用直徑20 cm、高25 cm盆缽，供試土壤取自院試驗(yàn)地0~20 cm表層土（典型黑土），基本化學(xué)性質(zhì)如表1所示。

稱取過2 mm篩的風(fēng)干土樣6 kg（含水量2%），分別裝入盆缽震動20次，向0~10 cm土層內(nèi)均勻混施尿素（N46%）2 g/盆、二銨（P2O546%）2 g/盆、氯化鉀（K2O 50%）4 g/盆后，灌水至飽和，蓋塑料布防止水分蒸發(fā)，2d后播種甜菜和馬鈴薯，覆土1 kg。5月24日播種，供試甜菜品種為‘阿西羅’，馬鈴薯品種為‘克新16號’。

表1 供試土壤化學(xué)性質(zhì)Table 1 Characteristics of soil

將定量的氯嘧磺隆加入蒸餾水定容到500mL，分別在苗期（甜菜6月4日、馬鈴薯6月9日）和生育盛期（甜菜6月26日、馬鈴薯7月10日）從植株根部一次性施入土壤中。

2 結(jié)果與分析

2.1 對作物產(chǎn)量影響

從表2看出，隨著氯嘧磺隆濃度增加，馬鈴薯、甜菜產(chǎn)量呈明顯降低趨勢；甜菜苗期對氯嘧磺隆十分敏感，即使土壤氯嘧磺隆濃度僅為0.0002 a.i.mg/kg土，也會導(dǎo)致幼苗全部死亡；而馬鈴薯苗期對氯嘧磺隆的耐藥性比甜菜強(qiáng)，即使在試驗(yàn)中的最高處理濃度0.1000 a.i.mg/kg土下也能生成一定經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量；生育盛期，甜菜和馬鈴薯均未發(fā)生植株死亡現(xiàn)象。由此可見，作物耐藥性苗期小于生育盛期，甜菜小于馬鈴薯。

圖1展示了不同生育時(shí)期甜菜和馬鈴薯相對產(chǎn)量與土壤中氯嘧磺隆含量的關(guān)系。其中Y軸為以對照產(chǎn)量為100%的相對產(chǎn)量；X軸為土壤中氯嘧磺隆有效成分濃度。定義因藥害而比對照減產(chǎn)20%氯嘧磺隆濃度指標(biāo)為臨界濃度。從圖1看出，馬鈴薯苗期臨界濃度約為0.017a.i.mg/kg土，甜菜苗期因植株死亡未得到數(shù)據(jù)，推測至少小于0.0002 a.i.mg/kg土；馬鈴薯生育盛期臨界濃度為0.071 a.i.mg/kg土，甜菜為0.011 a.i.mg/kg土。抑制產(chǎn)量EC50值（是指藥物的安全指標(biāo)，通常其值越大越安全），馬鈴薯苗期約為0.065a.i.mg/kg土，生育盛期推測值約為0.200 a.i.mg/kg土；甜菜生育盛期EC50推測值約為0.014 a.i.mg/kg土。

2.2 對甜菜生育指標(biāo)的影響

表3是不同氯嘧磺隆濃度對甜菜生育的影響。由于甜菜苗期施藥處理導(dǎo)致幼苗全部死亡，表3僅列出了生育盛期施藥處理的甜菜生育調(diào)查結(jié)果。從表3看出，當(dāng)土壤中氯嘧磺隆濃度達(dá)到0.0100 a.i.mg/kg土?xí)r，生長明顯受到抑制，主要表現(xiàn)為株高降低、根徑變細(xì)、生物量積累量減少；而土壤中氯嘧磺隆濃度含量0.0050 a.i.mg/kg土，對甜菜生育影響不明顯。

表2 氯嘧磺隆濃度對甜菜和馬鈴薯產(chǎn)量的影響Table 2 Effect of various concentrations of chlorimuron-ethyl on yield of sugar beet and potato

圖1 氯嘧磺隆抑制作物產(chǎn)量的臨界濃度和EC值Fig 1 Critical concentration of chlorimuron-ethyl to inhibit crops

表3 不同濃度除草劑對甜菜生育的影響Table 3 Effect of various concentrations of chlorimuron-ethyl on beet growth

2.3 對馬鈴薯生育指標(biāo)的影響

從表4看出，馬鈴薯苗期對氯嘧磺隆反應(yīng)敏感，隨著土壤中氯嘧磺隆含量增加，株高降低，SPAD值明顯下降；生長盛期植株對氯嘧磺隆敏感性降低，株高和葉綠素下降不明顯。

表4 氯嘧磺隆濃度對馬鈴薯生長發(fā)育的影響Table 4 Effect of various concentrations of chlorimuron-ethyl on potato growth

3 討論

土壤中氯嘧磺隆對甜菜和馬鈴薯的生育產(chǎn)量危害明顯，植株受害后生長緩慢，扭曲變形，光和能力下降甚至枯死。作物苗期耐藥能力弱，種植馬鈴薯的臨界濃度為0.017 a.i.mg/kg土，超過此濃度會招致嚴(yán)重減產(chǎn)；隨生育進(jìn)程作物耐藥能力增強(qiáng)。甜菜對氯嘧磺隆極端敏感，不能在有殘留氯嘧磺隆土壤上種植。關(guān)于抑制產(chǎn)量的EC50值，馬鈴薯苗期約為0.065 a.i.mg/kg土，生育盛期約為0.200 a.i.mg/kg土；甜菜苗期因植株死亡未得到數(shù)據(jù)，生育盛期約為0.014 a.i.mg/kg土。

據(jù)調(diào)查，殘留在土壤中的氯嘧磺隆主要分布在0~20 cm土層中，形成“毒土層”危害后茬作物，據(jù)此我們提出將“毒土層”深埋到20 cm以下土層中，即土層置換技術(shù)[10]。根據(jù)本研究結(jié)果，作物進(jìn)入生育盛期，根系下扎到深埋的“毒土層”中，但此時(shí)作物代謝旺盛，已經(jīng)具備了足夠的抗藥能力，對作物產(chǎn)量不良威脅也會相應(yīng)降低，本研究結(jié)果從側(cè)面證明了土層置換技術(shù)的可行性。

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[3]王險(xiǎn)峰,關(guān)成宏,辛明遠(yuǎn).我國長殘效除草劑使用概況、問題及對策[J].農(nóng)藥,2003,42(11):5-10.

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[6]黃春艷,陳鐵保,王宇,等.保護(hù)劑對普施特解毒效果的研究初報(bào)[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2000(4)：1-3.

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Effect of Soil Chlorimuron-ethyl on Yield of Potato and Sugar Beet

GAO Zhongchao1,Nakamoto Kazuo2,LIU Tingting3,Wang Qiuju4,ZHAO Changlong5,LIU Feng1＊,HU Fan6
(1.Institute of Soil Fertilizer and Environment Resources,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin,Heilongjiang 150086, China;2.International Research Center of Agricultural Sciences,Tsukuba 305-8686,Janpan;3.Heihe Branch,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Heihe,Heilongjiang 164300,China;4.Institute of Tillage and Cultivation,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin,Heilongjiang 150086,China;5.Yi'an Agricultural Technology Extension Center,Yi'an,Heilongjiang 161500,China; 6.Jiamusi Branch，Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Jiamusi,Heilongjiang 154007,China)

Various concentrations ofchlorimuron-ethylwere applied in potplanted to potato and sugarbeetatseedling and full-growing stages,and the growth and yield of both crops were investigated in order to understand the effects of chlorimuron-ethylon yields ofpotato and sugarbeet.Chlorimuron-ethyltolerance was weakeratseedling stage than full-growing stage forboth potato and sugarbeet,and potato was more tolerantas compared with sugarbeet.As forthe criticalconcentration of potato,it was 0.017 a.i.mg/kg soil at seedling stage and 0.071 a.i.mg/kg soil at full-growing stage.For sugar beet,it was at least 0.0002 a.i.mg/kg soil at seedling stage(no sugar beet was survived when the concentration was more than 0.0002 a.i. mg/kg soil)and 0.011 mg/kg soilatfullgrowing stage.EC50foryield inhibition ofpotato was 0.065 a.i.mg/kg soilatseedling stage and 0.200 a.i.mg/kg soil at full-growing stage.Because all sugar beet plants were died at seedling stage,no data of EC50were available forseedling stage.The valuewas 0.014 a.i.mg/kg soilatfullgrowing stage.

chlorimuron-ethyl;potato;sugar beet;critical concentration;EC50;growth;yield

S532

B

1672－3635（2013）03-0140-04

2013-03-10

農(nóng)業(yè)部948項(xiàng)目（2009-Z21）；黑龍江省青年基金（QC2009C112）；農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計(jì)劃部分研究內(nèi)容（2012BAD06B00）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助（201303126）。

高中超（1977-），男，助理研究員，主要從事土壤改良與修復(fù)研究。

劉峰，研究員，主要從事土壤改良研究，Email：liufengjms@163.com。