單國俠 李儉 李海粟 王爽 劉秀 吳明根
摘要:2010—2013年吉林省主稻區稻田雜草抗藥性普查結果顯示:稻田發生對二氯喹啉酸、氫氟草酯和五氟磺草胺產生抗性的稻稗抗藥生態型[Echinochloa crusgalli (L.) Beauv.];發生對二氯喹啉酸、氫氟草酯和五氟磺草胺表現耐性的外來入侵雜草稻李氏禾[Leersia orygoides L. (SW)];發生對目前稻田常規除草劑表現耐性的雜草稻(weedy rice)。其中,抗藥性稻稗分布于全省主稻區,耐藥性稻李氏禾分布于延邊、通化等東部稻區,耐藥性雜草稻分布于東部和部分中西部稻區;耐藥性稻李氏禾急劇蔓延,發生密度大,草害嚴重,已成為吉林省惡性雜草之一。建議針對不同稻區雜草不同抗藥、耐藥性特征,采取相應的農業措施及化學防除相結合的綜合防除技術。
關鍵詞:稻田;禾本科雜草;抗藥-耐藥性;分布;防除
中圖分類號: S451.21 文獻標志碼: A 文章編號:1002-1302(2015)10-0164-04
目前全球各國對抗藥、耐藥、外來入侵雜草十分關注[1-2]。由于雜草個體遺傳變異的生物學特性、作物栽培耕作技術體系的變更和除草劑使用技術體系的變化等原因,加快了雜草抗藥突變型發生頻率,成為農田主要優勢雜草種群。本研究通過對吉林省主稻區雜草普查,分析了吉林省延邊、通化、吉林、長春和松原稻區的抗藥、耐藥性禾本科雜草種類的分布情況,鑒定其抗藥性特征,初步探討了抗藥、耐藥性禾本科雜草的防控措施,為各稻區有效防除抗藥、耐藥性禾本科雜草提供理論依據。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 抗性、耐性鑒定雜草種子 供試稻稗、雜草稻、稻李氏禾種子采集于2010—2013年,采種后裝在紙袋內,儲藏于 2~4 ℃ 的冰箱中備用;供試稻李氏禾根莖于2012—2013年采集于延邊稻田,儲藏于2~4 ℃的冰箱中備用。
1.1.2 抗性、耐性鑒定除草劑(表1)
1.2 試驗方法
1.2.1 稻田疑似抗藥、耐藥性禾本科雜草分布調查 2011—2013年7—9月間,在吉林、長春、松原、延邊和通化主稻區各調查區選擇禾本科雜草大發生稻田,選取一定面積(1~10 hm2),采用對角線五點法定點(GPS定位),調查每個樣點的發生量大的禾本科雜草種類、發生頻度和發生密度等級估計值(密度等級:“-”表示10株/m2)。調查后,選擇禾本科雜草發生情況較嚴重的稻田,秋季采種,進行室內抗藥性鑒定。
疑似雜草的出現頻度=某一種疑似抗藥性雜草出現的調查點數/疑似抗藥性雜草發生區總調查點數×100%。
1.2.2 除草劑對稻稗、稻李氏禾(種子和根莖)和雜草稻種子的藥效試驗 選取飽滿種子,催芽至露白,從中選取10粒盆栽(長度56.5 cm,寬度37.5 cm,高度15.5 cm)。
土壤處理劑處理:播后1 d,按芐嘧磺隆商品的有效劑量(48 g a.i./hm2)的1倍和3倍對其進行土壤處理,同時設對照,施藥30 d后調查芐嘧磺隆對其相對株防效,40 d后調查相對鮮質量防效。
莖葉處理劑處理:雜草葉齡達到3~4葉時,按二氯喹啉酸商品有效劑量(337.5 g a.i./hm2)、五氟磺草胺商品有效劑量(22.5 g a.i./hm2)的1倍和3倍藥液對其進行莖葉噴霧處理,設對照,施藥30 d后調查相對株防效,40 d后調查相對鮮質量防效。
株防效=(對照區雜草株數-施藥區雜草株數)/對照區雜草株數×100%;鮮質量防效=(對照區雜草質量-施藥區雜草質量)/對照區雜草質量×100%。感性(susceptible,S):在標準使用劑量下植株死亡;中抗(mid-resistant,MR):在標準使用劑量下植株不全死,3倍標準使用劑量下植株全死;高抗(resistant,R):3倍標準使用劑量下植株不全死。
1.2.3 秋翻措施對稻李氏禾根莖的防除效果 2012年11月在龍井稻區選取稻李氏禾發生嚴重的稻田0.1 hm2,機翻15 cm深,選取5點,每點1 m2,2013年6月15日調查出芽情況,計算防除效果(與秋季無機翻的對照對比)。
2013年12月7日從稻田取回帶有稻李氏禾根莖的土壤,分別放在室內(干燥陰涼)、室外(自然條件)和-20 ℃的冷凍箱中,分別在13、21 d后取出部分帶根莖的土壤放置于28 ℃的光照培養箱內調查根莖發芽情況。
1.2.4 秋灌措施對雜草稻越冬種子的致死效果 2011年10月20日,在龍井市稻田播種雜草稻種子,覆土1 cm。不同處理為干燥態土壤越冬(隔雨處理)、自然越冬、灌水越冬處理。經過2、3、4個月的持續越冬期后,分別取回種子,在25 ℃恒溫箱內培養,測定種子出苗率。
2 結果與分析
2.1 疑似抗藥性禾本科雜草的種類、發生及分布情況(表2)
2.1.1 吉林省各稻區疑似抗藥性稻稗的發生概況 3年期間,全省共選71個疑似抗藥性禾本科雜草發生點進行了調查。其中,延邊地區龍井市的稻田中稻稗的發生頻度最大,高達23.2%;長春地區的伊通縣和通化地區的柳河縣的稻稗發生頻度最小,僅1.4%。從各縣、市稻田稻稗的發生密度來看,除伊通外,各稻區密度等級相差不大,在6~10株/m2(平均密度等級+ +);而伊通發生頻度低,同時發生密度也是最小的,僅1~5株/m2(平均密度等級+)。
2.1.2 外來入侵性雜草稻李氏禾的分布及發生概況 延邊地區共57個調查點中,18個調查點(延吉市4個,龍井市3個,和龍市6個,琿春市1個,汪清縣4個)發現外來入侵雜草稻李氏禾,延吉市發生密度在10株/m2以上(平均密度等級+ + +),說明稻李氏禾已經成為延邊稻區稻田的優勢雜草種群之一。
2.1.3 雜草稻的分布 2010—2013年對吉林省主要稻區的稻田調查結果表明,延邊稻區、通化稻區、吉林部分稻區均有雜草稻發生。雖然雜草稻發生面積不廣,而且隨秋冬降水量不同而年份間發生量有差異,但由于雜草稻防除難,必須引起重視,避免秋冬干旱年份的大擴散,同時應加強稻種檢疫,防止與稻種或農業機械附帶遷移。endprint
2.2 除草劑對稻稗、稻李氏禾(種子和根莖)和雜草稻種子的藥效試驗
2.2.1 除草劑對稻稗防除效果 按芐嘧磺隆商品有效劑量(48 g a.i./hm2)的1倍和3倍藥液進行土壤處理,結果(表3)表明,稻稗感性生態型概率為44.4%,中抗概率為27.8%,高抗概率為27.8%;稻李氏禾種子和根莖繁殖體感性生態型概率為0,中抗概率為100%,高抗概率為0;雜草稻感性生態型概率為0,中抗概率為0,高抗概率為100%。
按二氯喹啉酸商品有效劑量(337.5 g a.i./hm2)的1倍和3倍藥液進行莖葉噴霧處理,結果(表4)表明,稻稗感性生態型概率為61.1%,中抗概率為22.2%,高抗概率為167%;稻李氏禾種子感性生態型概率為100%,中抗概率為0,高抗概率為0;稻李氏禾根莖感性生態型概率為0,中抗概率為100%,高抗概率為0;雜草稻感性生態型概0,中抗概率0,高抗概率100%。
按五氟磺草胺商品有效劑量(22.5 g a.i./hm2)的1倍和3倍藥液進行莖葉噴霧處理,結果(表4)表明,稻稗感性生態型概率為66.7%,中抗概率為33.3%,高抗概率為0;稻李氏禾種子感性生態型概率為0,中抗概率為100%,高抗概率為0;稻李氏禾根莖感性生態型概率為0,中抗概率為0,高抗概率為100%;雜草稻感性生態型概率為0,中抗概率為0, 高抗概率為100%。
按氫氟草酯商品有效劑量(90 g a.i./hm2)的1倍和3倍藥液進行莖葉噴霧處理,結果(表4)表明,稻稗感性生態型概率為77.8%,中抗概率為22.2%,高抗概率為0;稻李氏禾種子和根莖繁殖體感性生態型概率為0,中抗概率為100%,高抗概率為0;雜草稻感性生態型概率為0,中抗概率為0,高抗概率100%。
2.2.2 秋翻措施對稻李氏禾根莖的防除效果 3種除草劑中,唯有二氯喹磷酸對稻李氏禾種子的實生苗的株防效和鮮質量防效能夠達到90%以上(表5),但是二氯喹磷酸對稻李氏禾根再生苗株防效和鮮質量防效僅為0和46%;五氟磺草胺對稻李氏禾種子實生苗和根再生苗的株防效均為0,鮮質量防效分別為42%、21%;芐嘧磺隆對稻李氏禾種子實生苗和根再生苗均能起到一定抑制作用,但是效果不明顯。說明目前常用的3種除草劑,標準劑量下很難有效防除稻李氏禾。
對稻李氏禾根莖進行室內不同的處理,結果表明,-20 ℃ 處理13 d的根莖發芽極少,21 d后基本上不發芽;在干燥的室內放置21 d后根莖死亡,不再發芽;室外遮陰潮濕放置越冬的根莖可以正常越冬,發芽正常(表6)。
稻李氏禾屬于禾本科假稻屬水生或濕生多年生草本,主要分布在廣東、海南、福建、江蘇、浙江等省份,具有傳播途徑廣、繁殖能力強、不易防除、對水稻生長危害嚴重等特點。
1984年黑龍江省樺南縣水田首次發現稻李氏禾[3],并于1995年擴展到5個鄉鎮近8 000 hm2稻田,有些地塊甚至絕收[4]。由于稻李氏禾難防除[5-6],目前尚無有效的防除措施。東北稻區稻李氏禾主要以根莖越冬繁殖,種子具有休眠特性,根莖繁殖以根莖部位新生側芽再生,越冬期側芽無休眠性,靠耐低溫特性越冬(晚秋取樣室內培養立即綠色側芽冒出),稻田常用除草劑對稻李氏禾根莖繁殖再生苗的防效均較差,導致稻李氏禾難以防除。目前稻田多數采取春季輕型耙地的耕作措施,這在一定程度上助長了多年生雜草的發生。在對稻李氏禾根莖進行不同的處理中,由于稻李氏禾的根莖在土壤中分布比較淺,如果采取秋翻則其賴以繁殖的根莖暴露在地表面,可致其凍死。試驗結果表明,秋季翻地對稻李氏禾根莖的防除率達84.9%,春季耙地對稻李氏禾根莖的防除率僅為36.8%,2種耕作措施對稻李氏禾根莖的防除效果差異顯著(P<0.05),采取秋季翻地使稻李氏禾根莖死亡,可對稻李氏禾起到較好的防除效果。
2.2.3 秋灌措施對雜草稻越冬種子的致死效果 由于雜草稻和水稻具有類似的形態、生理生化特性和對除草劑的反應,導致稻田常用的除草劑在標準劑量下使用并不能有效防除雜草稻,同時由于外觀形態上的相似性在其生長前期手除難度大。在不同越冬條件下,不同處理對水稻和雜草稻種子發芽率影響的試驗中調查發現,隨著越冬期的延長,雜草稻和水稻種子的發芽率有明顯的下降趨勢,且水稻種子發芽率下降的速率較雜草稻種子明顯;在越冬持續期為4個月時,水層、自然狀態下水稻和雜草稻種子發芽率為0;然而在不同處理下從水層到干燥狀態,隨著含水量的減少,水稻和雜草稻種子發芽率則呈上升趨勢(表7),說明采用秋灌措施對越冬種子發芽率的影響是致命性的,可以達到有效防除的效果。
3 討論
2011—2013年對吉林省稻田禾本科雜草的調查發現多種疑似抗藥性禾本科雜草。稻田發生抗藥突變型稻稗的出現多與1種除草劑連用有關;而雜草稻、稻李氏禾的耐藥性與水稻生理生化特性相似有關。
在進行抗藥性鑒定時,采用盆栽加除草劑直接處理,此方法比濾紙加除草劑法和瓊脂加除草劑法更接近田間除草劑的實際使用情況[7]。本試驗采用盆栽處理法鑒定抗藥性、耐藥性程度。吉林省多數稻區發生對二氯喹啉酸表現抗性的稻稗突變型,部分稻區發生中度抗性程度的抗氫氟草酯(4個點)和五氟磺草胺(7個點)的稻稗生態型,其中2個點的突變型屬于交互抗性。
稻李氏禾種子與根莖繁殖體對除草劑的反應表現出不同的敏感性,認為是實生苗細嫩而根莖苗粗硬的差異造成了對除草劑的不同敏感性反應差異;秋翻措施、秋季稻田灌水或提高土壤含水量措施能夠控制稻李氏禾[8]和雜草稻[9-10],因為稻李氏禾根莖側芽和雜草稻種子無休眠性[11],秋翻或秋灌措施打破了繁殖體安全越冬的條件。
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