5種除草劑在溫室與田間條件下除草活性的比較

唐 偉，徐小燕，陳 杰，姚燕飛

(浙江省化工研究院有限公司，浙江杭州 310023)

雜草是與農業生產緊密相關且必須要面對的問題，1942年2，4-D的發現和利用開創了近代化學除草的新紀元，目前農田化學除草已經成為全球性現代化農業生產的重要組成部分。傳統的除草劑在不斷推廣和應用過程中面臨著雜草抗藥性等問題，在我國當前的農藥發展和加強知識產權保護的新形勢下，創制新農藥是必由之路，且創制工作亟需開展。創制新農藥一般要經過以下的步驟：創制目標的確定→先導化合物的選擇→新化合物的設計與合成→生物活性篩選→有效化合物的優化→高效化合物的選定→藥效、大田試驗及毒性的試驗→新化合物的工業化開發[1-2]。

除草劑的生物活性測定被喻為發現高活性除草化合物的“眼睛”，前期的生測篩選工作大多在溫室中采用盆栽試驗完成。與田間試驗相比，溫室篩選試驗主要評價藥劑在相對穩定的溫濕度環境條件下的活性，是活性化合物進入田間篩選試驗的依據；田間篩選試驗是在大田自然環境條件下進行的，可以客觀地評價農藥新品種在田間條件下的生物活性、作物的耐藥能力和使用的大致濃度[3]。化學除草劑應用到環境中后，會由于揮發、光解、徑流侵蝕、化合物自身分解、微生物降解、瀝濾、土壤有機質吸附等多方面影響而導致最終被雜草靶標吸收的有效藥液量存在差異[4-6]，從而可能出現與最初溫室除草活性不一致的現象，最終無法對藥劑的有效性和開發前景進行準確評價。因此在新化合物工業化開發前，對化合物的溫室除草活性與田間活性數據進行綜合分析是確定新化合物的應用劑量和方法的重要步驟。

本研究以4種除草劑對小麥、水稻、棉花和大豆田進行苗后莖葉處理和1種除草劑對棉花田進行苗前土壤處理為例，于2011—2012年選取相同的靶標雜草，采用盆栽試驗在溫室條件下測定其除草活性；并于同期用相同藥劑在全國3～4個不同省區進行田間藥效試驗，分析5種藥劑在溫室與田間藥效表現的差異，以期為除草劑的應用技術及新化合物的開發提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試藥劑及供試靶標雜草見表1。所有試驗藥劑均由浙江省化工研究院有限公司提供。先用含1%吐溫-80乳化劑的DMF溶解配制成1.0%～5.0%母液，再用蒸餾水稀釋備用。

1.2 溫室試驗方法

分別在噴霧塔(3WPSH-700E，農業部南京農業機械化研究所)用炔草酯對3～4葉齡的菵草、看麥娘進行莖葉噴霧處理，噴霧劑量為0.38、0.75、1.50、3.00、 6.00、12.00、24.00 g/hm2； 用五氟磺草胺對3～4葉齡的稗草進行莖葉噴霧處理，噴霧劑量為1.88、3.75、7.50、15.00、30.00、60.00g/hm2；用精喹禾靈對3～4葉齡的馬唐、牛筋草進行莖葉噴霧處理，噴霧劑量為1.88、3.75、7.50、15.00、30.00、60.00g/hm2；用氟磺胺草醚對3～4葉齡的反枝莧、鱧腸進行莖葉噴霧處理，噴霧劑量為9.8、18.8、37.5、75.0、150.0、300.0g/hm2；用二甲戊樂靈對3～4 葉齡的馬唐、牛筋草進行苗前土壤處理，噴霧劑量為56.3、112.5、225.0、450.0、900.0、1 800.0g/hm2。

各藥劑兌水量600L/hm2，每處理設4次重復，以噴施清水作為空白對照，于藥后20d調查除草活性，按以下公式計算其鮮重抑制率E：

E=(C-T)/T×100%

式中：C為對照雜草地上部分鮮重，g；T為處理雜草地上部分鮮重，g。

1.3 田間試驗方法

分別選取四川眉山、江蘇淮安、山東泰安、浙江紹興4個地區以菵草、看麥娘(含日本看麥娘)為主的小麥田進行炔草酯的田間藥效試驗，于3葉期左右進行一次性處理，噴霧劑量為1.88、3.75、7.50、15.00、30.00、60.00、120.00g/hm2；分別選取四川眉山、江蘇鹽城、黑龍江哈爾濱、浙江紹興4個地區以稗草為主的水稻田進行五氟磺草胺的田間藥效試驗，于3～4葉期左右進行一次性處理，噴霧劑量為1.88、3.75、7.50、15.00、30.00、60.00g/hm2；分別選取四川眉山、山東泰安、北京、浙江紹興4個地區的以馬唐、牛筋草為主的棉花田進行精喹禾靈、二甲戊樂靈的田間藥效試驗，精喹禾靈在棉花的3～4葉期左右進行一次性處理，噴霧劑量為1.88、3.75、7.50、15.00、30.00、60.00、120.00g/hm2，二甲戊樂靈進行苗前土壤噴霧處理，噴霧劑量為56.3、112.5、225.0、450.0、900.0、1 800.0g/hm2；分別選取四川眉山、黑龍江哈爾濱、山東泰安、浙江紹興4個地區以反枝莧為主的大豆田進行氟磺胺草醚的田間藥效試驗，精喹禾靈在3～4葉期左右進行一次性處理，噴霧劑量為1.88、3.75、7.50、15.00、30.00、60.00、120.00g/hm2。

各田間試驗均設清水為空白對照，每處理4次重復，小區面積20m2。試驗依據GB/T17980.41—2000《農藥 田間藥效試驗準則(一)除草劑防治麥類作物地雜草》來執行。藥效按下式計算：

鮮重防效=(CK-PT)/CK×100%

式中：PT為處理區殘存草數或鮮重，g；CK為空白對照區活草數或鮮重，g。

根據非線性回歸方程y=aln(x)+b，計算溫室及田間試驗的ED50、ED90值。

1.4 數據分析

統計雜草鮮重抑制率時應剪取植株地上部分進行稱重。試驗結果運用SPSS13.0 軟件對數據進行差異顯著性分析(SSR法)，用Excel和Origin8.0軟件作圖并進行回歸分析。

2 結果與分析

在溫室和不同田間試驗點條件下，5個除草劑對靶標雜草的鮮重防效散點圖見圖1。結果顯示：當溫室處理下炔草酯的最低劑量0.38g/hm2時，對菵草、看麥娘的防效分別為37.6%、23.0%，比田間試驗最低劑量1.88g/hm2的防效高；在苗后莖葉噴霧精喹禾靈對棉花田主要雜草有較理想防效，在 30g/hm2劑量條件下，除浙江外，其他試驗點對雜草的總草防效均在80%以上，在最高劑量 300g/hm2條件下對整體雜草的鮮重防效在90%以上或接近90%；田間試驗條件下，氟磺胺草醚對反枝莧進行苗后莖葉噴霧有理想的防效，在劑量 150g/hm2條件下，各個試驗點中除了浙江試驗點，其他試驗點對雜草的總草防效均在90%以上，最高劑量60g/hm2條件下對整體雜草的鮮重防效在95%以上或接近90%，其中四川試驗點的鮮重防效為99%；用二甲戊樂靈對棉花田進行播后苗前處理，對其主要雜草有較理想防效，在劑量 900g/hm2條件下，各個試驗點中除了浙江試驗點外，其他試驗點對雜草的總草防效均在80%左右，最高劑量 1 800g/hm2條件下對整體雜草的鮮重防效在90%以上或接近90%。

對溫室與田間試驗的鮮重防效數據進行比較發現，一般來說在溫室條件下測得的同一雜草的鮮重防效在低劑量條件下相當于或者高于田間試驗數據，但高劑量處理下溫室與田間處理的鮮重防效接近或相當。

將5個除草劑的溫室生測試驗數據與田間數據進行回歸方程的擬合，計算其ED50、ED90，結果見表2。結果顯示，與溫室試驗相比，除氟磺胺草醚的部分試驗點外，各田間試驗點中除草劑對靶標雜草鮮重防效的ED50、ED90值均高于溫室試驗。炔草酯、五氟磺草胺、精喹禾靈、氟磺胺草醚、二甲戊樂靈田間試驗的ED90/溫室試驗的ED90范圍分別為3.2～6.9、16.2～103.9、1.6～3.1、0.8～3.1、1.8～3.4。

表2 炔草酯、五氟磺草胺、精喹禾靈、氟磺胺草醚和二甲戊樂靈田間試驗和溫室試驗的ED50及ED90值比較

3 結論與討論

除草劑要發揮除草活性，必須滿足3個條件：(1)藥劑必須與雜草靶標有效接觸(如根部、嫩芽、葉面等)；(2)藥劑必須在所接觸的雜草部位吸附足夠時間以滲入植株組織或被植株吸收；(3)藥劑有效成分能到達其作用位點[7-8]。但是實際上在除草劑被噴施到雜草表面到其最終發揮除草效果的過程中，會受到多種因素的綜合影響而導致防效存在差異，這些影響因素包括環境因子及非環境因子。

影響除草劑田間藥效的環境因子主要有土壤因素，包括土壤中的有機質含量、土壤質地、pH值、濕度等；氣候因素主要包括溫度、空氣濕度、光照強度等，它們均可影響藥劑的吸收和在植株組織內的轉移[9]。Bouma等發現，在適宜的環境條件下，使它隆與治草醚/Z-[(4-氯-鄰用苯基)氧]丙酸混劑僅需要常規劑量的1/4即可達到良好的除草效果[10]。施藥過程中的一些人為因素也會影響除草效果，如使用噴霧裝置的噴頭孔徑[11]、噴霧用水的pH值[12]等，甚至田間作物殘茬也會對土壤中除草劑藥效形成影響[13]。除草劑溫室活性測定過程中，雜草靶標以營養土或土壤與營養土混合基質進行培養，試驗通常采用蒸餾水為介質，在噴霧塔中進行噴藥處理，在溫室中進行培養和觀察，整個試驗環境相對穩定，可能導致其雜草防效相對田間要高。

影響除草劑田間藥效的還包含一些生物因素，例如田間雜草發生種類、密度以及雜草自身敏感程度的差異也可能導致藥效出現差異[14]。尤其是化學除草劑的大規模推廣和使用，某些地區或田塊中同一種藥劑或相同作用類別的除草劑長期使用后，其雜草種群對該類藥劑的敏感程度會發生變化，甚至產生耐性或抗藥性[15]，這也會對田間試驗的藥效評價造成影響。但在進行除草劑活性溫室評價時，通常采用的是從未使用化學除草劑的荒地采集的雜草種子作為試驗材料，它們相對田間雜草較為敏感。因此相同雜草的不同生物型也可能是引起除草劑溫室和田間防效差異的因素。

在本研究中，筆者以炔草酯、五氟磺草胺、精喹禾靈、氟磺胺草醚和二甲戊樂靈為例，在雜草靶標和葉齡基本一致的條件下，各除草劑在小麥、水稻、棉花和大豆等不同田間環境噴藥時所需劑量要高于溫室條件，且不同地區的田間試驗數據差異明顯。一方面可能是由于不同地區間的氣候環境存在差異，另一方面可能是因為各地的田間試驗存在諸多不可控因素，如噴霧器械、噴霧用水、噴霧操作等，另一個極可能的原因是各地田間雜草靶標本身的多樣性以及各地不同的用藥歷史或引發了雜草的抗性，從而導致了本研究中5種除草劑溫室與田間藥效的差異。

綜合試驗結果，除草劑在溫室生測試驗與田間藥效試驗的實施過程中，由于施藥方式、環境條件等存在差異，導致了除草劑活性表現出差異，即在相同劑量下的防效差異。因此在新除草化合物藥效評價試驗中應盡可能規范操作，避免試驗過程中引入人為誤差；另一方面要充分考慮試驗靶標及試驗地的選取，制定適宜的田間應用劑量，在出現差異時應分析各地的具體情況，找出主要的影響因子，以確保試驗精確可靠運行。

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