稻麥輪作區日本看麥娘抗藥性水平測定及高效除草劑篩選

谷濤+李永豐+張自常+張磊+楊霞

摘要：以興化市釣魚鎮省長示范方麥田采集的日本看麥娘種子與筆者保存的敏感型日本看麥娘為材料，采用室內整株生物測定與大田除草劑配方試驗相結合的研究方法，分析其對ALS類除草劑——啶磺草胺與甲基二磺隆、ACCase抑制劑類除草劑——炔草酯和精唑禾草靈的抗藥性情況，并篩選出可有效治理麥田雜草的除草劑配方。結果表明，采集的日本看麥娘種群對ACCase抑制劑類除草劑炔草酯和精唑禾草靈產生了中等水平抗藥性，抗性指數分別為600和5.17，但該種群未對供試的ALS抑制劑類除草劑產生抗藥性。田間配方篩選試驗結果表明，在供試配方處理中，75%啶磺草胺141 g/hm2+40%唑草酮30 g/hm2混用能夠有效防除日本看麥娘，藥后60 d的株防效和干質量防效分別為91.6%、93.9%。相對于不除草對照，不同處理的產量都顯著提高，尤其是7.5%啶磺草胺+40%唑草酮處理，產量達到了7 210.05 kg/hm2，與人工除草處理區基本一致。

關鍵詞：日本看麥娘；ACCase抑制劑類除草劑；ALS類除草劑；抗藥性；治理技術

中圖分類號： S451 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2017）18-0094-04

收稿日期：2016-10-27

基金項目：國家自然科學基金（編號：31501657）；江蘇省農業科技自主創新資金產業技術體系類[編號：CX（12）1003]。

作者簡介：谷 濤（1988—），男，山西大同人，博士，助理研究員，從事農田草害研究。Tel：（025）84390821；E-mail：gtsghhz@163.com。

通信作者：李永豐，碩士，研究員，主要從事農田草害研究。Tel：（025）84390821；E-mail：liyongfeng_2010@163.com。 日本看麥娘（Alopecurus japonicas）是一種越年生或一年生草本植物，屬禾本科看麥娘屬（Alepecurus），主要分布于我國長江中下游地區及華南地區，是危害麥、油菜等夏收作物的最主要的惡性雜草之一[1]。目前，用于防治日本看麥娘的莖葉處理劑主要以磺酰脲（胺）類除草劑（如甲基二磺隆、啶磺草胺等）、乙酰輔酶A羧化酶抑制劑類除草劑（如精唑禾草靈、炔草酯、烯草酮等）為主[2-3]。然而，由于長期單一使用化學除草劑及栽培制度的改變，導致對日本看麥娘的防效下降，越來越多地區的日本看麥娘對一種或多種除草劑產生了抗性，抗性日本看麥娘種群呈急劇上升態勢。據報道，在我國小麥田中日本看麥娘已對甲基二磺隆、精唑禾草靈、炔草酸、氯磺隆、甲磺隆等除草劑產生抗性或交互抗性[4-9]，在油菜田中對高效氟吡甲禾靈、精喹禾靈等除草劑產生抗藥性[10-11]。筆者所在課題組近3年在對江蘇省興化市的稻茬小麥田調查中發現，炔草酯、精唑禾草靈等藥劑對日本看麥娘防效下降，興化市的日本看麥娘抗藥性明顯。本試驗以采集自江蘇省興化市稻茬小麥田的疑似抗性日本看麥娘及本課題組保存的敏感生物型日本看麥娘為研究材料，研究江蘇省興化市稻茬小麥田中日本看麥娘種群對乙酰乳酸合成酶（ALS）與乙酰輔酶A羧化（ACCase）抑制劑類除草劑的抗藥性，結合大田配方篩選試驗，明確可有效控制抗性日本看麥娘的化學除草劑的最佳配方，旨在為小麥田化學除草劑的減量施用、有效控制麥田惡性雜草提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

日本看麥娘種子均采集自江蘇省興化市：敏感性材料（Jsxh-S）2006年采集于未使用過除草劑的溝邊和未開墾的荒地，并且經室內鑒定為對供試藥劑敏感；抗性材料（Jsxh-R）為2015年采集于興化市釣魚鎮小麥種植區。田間防除試驗所選用的小麥品種為鎮麥9號。

1.2 供試藥劑

15%炔草酯可濕性粉劑，瑞士先正達作物保護有限公司；7.5%啶磺草胺水分散劑，美國陶氏益農公司；69%精唑禾草靈水乳劑，拜耳作物科學公司；30 g/L甲基二磺隆油懸乳劑，拜耳作物科學公司；50%丙草胺乳油，北京中農科美化工有限公司；40%唑草酮干懸浮劑，美國富美實公司；20%氯氟吡氧乙酸乳油，美國陶氏益農公司。

1.3 試驗地基本情況

試驗田位于江蘇省興化市釣魚鎮，土壤為黏壤土。前茬為水稻，土壤肥力中等，2015年12月初播種小麥，2016年6月測產。室內生測試驗于2016年4月完成。調查發現田間優勢雜草為日本看麥娘，伴生雜草還有菵草、藜、牛繁縷、田旋花、豬殃殃、野老鸛等，雜草的總密度達到了500～520株/m2。

1.4 試驗設計和方法

1.4.1 整株水平測定日本看麥娘種群的抗藥性 在洗凈的培養皿中鋪上2層濾紙，倒入適量的蒸餾水，將顆粒飽滿且成熟的日本看麥娘種子放入培養皿中，置于智能光照培養箱中（光照度為10 000 lx，光—暗周期為12 h—12 h；溫度：白天25 ℃，晚上20 ℃）。種子露白后，采用人工種植，將日本看麥娘均勻移栽入裝有混合營養土（蛭石 ∶ 營養土 ∶ 石英砂=1 ∶ 2 ∶ 1）的塑料杯中，每杯25株，然后用少量細土覆蓋于種子表面。處理完畢后，將試驗材料放置在人工氣候箱中培養（光密度為12 000 lx，光—暗周期為12 h—12 h；溫度：白天 25 ℃，晚上20 ℃）。待日本看麥娘長至1～2葉期時定苗，每杯留長勢一致的苗20株，3～4葉期時用除草劑啶磺草胺、甲基二磺隆、炔草酯和精唑禾草靈進行莖葉噴霧處理。各除草劑的噴施劑量見表1，各處理重復4次，試驗整體重復1次。噴霧采用農業部南京農業機械化研究所生產的 3WPSH-500D型生測噴霧塔，圓盤直徑50 cm，主軸轉動速度6 r/min，噴頭孔徑0.03 cm，噴霧壓力0.3 MPa，霧滴直徑100 μm，噴頭流量90 mL/min。

1.4.2 大田除草劑配方篩選試驗 田間化學防除雜草試驗在興化試驗田進行。試驗設7個處理：（1）50%丙草胺+75%氯吡嘧磺隆（T1）。在小麥播后2～4 d，用50%丙草胺乳油1.2 L/hm2和75%氯吡嘧磺隆可濕性粉劑135 g/hm2，兌水450 L/hm2均勻噴霧。（2）50%丙草胺+40%唑草酮（T2）。小麥播后2～4 d，用50%丙草胺乳油1.2 L/hm2，兌水450 L/hm2均勻噴霧。待1年生禾本科雜草2.5～5.0葉期時，用40%唑草酮干懸浮劑30 g/hm2，兌水450 L/hm2均勻噴霧。（3）7.5%啶磺草胺+15%炔草酯（T3）。1年生禾本科雜草2.5～5.0葉期，用7.5%啶磺草胺水分散劑 141 g/hm2 和15%炔草酯可濕性粉劑300 g/hm2，兌水 450 L/hm2 均勻噴霧。（4）7.5%啶磺草胺+40%唑草酮（T4）。7.5%啶磺草胺水分散劑和40%唑草酮干懸浮劑用量分別為141 g/hm2和30 g/hm2，用法同（3）。（5）15%炔草酯+20%氯氟吡氧乙酸（T5）。15%炔草酯可濕性粉劑和20%氯氟吡氧乙酸乳油用量分別為300 g/hm2和 750 mL/hm2，用法同（3）。（6）人工拔草（T6）。噴清水，用水量為450 L/hm2，定時拔草，保證小麥整個生育期無草。（7）空白對照（不除草，CK）。噴清水，450 L/hm2。每個處理小區面積為30 m2，重復4次，隨機區組設計。按照上述試驗設計的用藥劑量配藥，采用帶扇型噴頭的噴霧器進行噴霧，噴霧采用細霧滴，在無風或者微風的條件下噴施。endprint

1.5 測定指標

1.5.1 日本看麥娘地上部分干質量 藥后21 d觀察日本看麥娘存活狀態，并將各處理殘存日本看麥娘的地上部分剪下，分別用自來水沖洗莖、葉，再用蒸餾水沖洗3遍，瀝去水分，裝入紙袋后，120 ℃殺青30 min，然后在70 ℃下烘干72 h至恒質量，用BS214D電子天平稱質量。

1.5.2 雜草株防效和干質量防效 藥后60 d，大田除草劑配方篩選試驗各處理小區選擇4個點，每個點0.25 m2（0.5 m×0.5 m），調查各小區存活雜草的株數，并參照“1.5.1”節方法測定各處理區的樣本干質量。株防效和干質量防效的計算公式如下：

株防效=（對照區雜草基數-藥后雜草株數）/對照區雜草基數×100%；

干質量防效=（對照區雜草干質量-處理區雜草干質量）/對照區雜草干質量×100%。

1.5.3 產量及產量構成因素測定 于小麥成熟期，各小區分別取樣1 m2，調查各小區的小麥穗數，每穗粒數和千粒質量。各小區實收計產。

1.6 數據分析

大田配方篩選數據統計分析采用DPS軟件進行。生測試驗中，數據處理使用Seefeldt等描述的雙邏輯非線性回歸模型進行[12][見公式（1）]，軟件為Sigmaplot 12.3。求出種群的GR50值，進而求出抗性指數RI。

Y=C+D-C1+xGR50b。

注：式中Y為特定除草劑劑量下所測雜草地上部分干重相對于不噴藥對照的百分數；x為除草劑的用量；C為劑量反應下限，D為劑量反應上限。GR50為生長抑制中量；b為斜率。抗性指數（RI）=抗性種群GR50/敏感種群GR50。抗性分級標準為：高水平抗性，RI>10；中水平抗性，RI=5～10；低水平抗性，RI=2～4。

2 結果與分析

2.1 日本看麥娘對供試藥劑的抗性水平

從圖1可以看出，在供試的4種除草劑中，Jsxh-S和Jsxh-R對啶磺草胺的劑量反應曲線近于重疊（圖1-a），二者的GR50值接近（Jsxh-S的GR50為28.56 g a.i./hm2，Jsxh-R的GR50為38.64 g a.i./hm2）（表2）。種群Jsxh-R相對于種群Jsxh-S（敏感性材料）的抗性指數僅有1.35，表明興化麥田中采集的日本看麥娘種群Jsxh-R對啶磺草胺未產生抗藥性。甲基二磺隆與啶磺草胺同是ALS抑制劑類除草劑，從圖1-b、表2可以看出，Jsxh-R對甲基二磺隆的反應與啶磺草胺相似，對甲基二磺隆沒有產生抗藥性。從圖 1-c、圖1-d、表2可知，Jsxh-R對炔草酯、精唑禾草靈產生了抗藥性，抗性指數分別為6.00與5.17，表明示范區日本看麥娘種群（Jsxh-R）對炔草酯與精唑禾草靈產生了中等水平的交互抗性。

2.2 控制抗性日本看麥娘的除草劑配方篩選

從表3可以看出，與空白對照相比，丙草胺+氯吡嘧磺隆（T1）、丙草胺+唑草酮（T2）、啶磺草胺+炔草酯（T3）、啶磺草胺+唑草酮（T4）、炔草酯+氯氟吡氧乙酸（T5）處理后，雜草發生數目分別降低84.5 %、76.8%、65.4%、91.5%、55%；雜草干質量分別降低91.8%、83.3%、74.3%、95.1%、698%。總草防除效果以啶磺草胺+唑草酮防除效果最優，株防效和干質量防效分別為91.5%和95.1%。筆者還發現不同處理間日本看麥娘的株防效和干質量防效與總雜草基本一致。防效最好的組合仍然是T4，防效最差的除草劑組合為T3和T5，這可能是由于該組合中含有炔草酯，而日本看麥娘又對其產生抗藥性造成的。從表4可以看出，不同處理間殘存雜草對小麥的穗數、每穗粒數和千粒質量都有顯著的影響，最終影響了小麥的產量。與空白對照相比，不同處理均顯著增加了小麥產量。處理T1～T6的小麥產量分別比空白對照增加了72.27%、70.47%、57.60%、92.27%、55.2%、9567%，增產均達顯著水平。不同處理組合中以人工除草小麥產量最高，為7 337.53 kg/hm2；其次是啶磺草胺+唑草酮處理（T4），為7 210.05 kg/hm2；二者沒有明顯差異，表明應用啶磺草胺+唑草酮能取得很好的除草及保產效果。

3 討論

麥田雜草是影響小麥高產穩產的限制性因子之一，我國每年因草害引起的小麥減產約400萬t [13]。因此，科學合理有效控制麥田雜草危害，已成為小麥獲得高產的重要管理措施之一。化學除草劑除草具有省工、省力、高效、快捷等優點，深受廣大農民歡迎，已成為我國當前最簡單可行的除草方法[14-16]。然而，由于過度依賴和長期使用相對有限的化學除草劑，防治效果逐漸下降，農民為了防除雜草，不斷增加藥劑使用量和次數，導致了抗藥性雜草的發生和發展，且雜草抗藥性問題越來越突出。本研究在前期調查的基礎上，采集日本看麥娘雜草防除下降區域的草種，通過整株生物測定法來監測該地區的日本看麥娘種群對ALS除草劑啶磺草胺、甲基二磺隆和ACCase除草劑炔草酯、精唑禾草靈的抗藥性情況，進而為麥田抗性雜草的有效治理服務。本研究結果表明，興化市釣魚鎮麥田中的日本看麥娘種群對ALS除草劑敏感，但對ACCase除草劑產生了抗藥性。為了取得有效的雜草防除效果，ACCase類除草劑已不適合在該地區的麥田使用。

不同除草劑的混用、輪用是延緩雜草產生抗性的有效途徑之一，也是有效治理雜草抗性與減少作物田除草劑施用量的途徑之一[17-19]。本研究通過大田試驗，觀察不同除草劑組合對日本看麥娘的防效，結果顯示，與不除草對照比較，各處理的雜草數量和生物量都明顯降低，小麥產量顯著提高。在不同處理中，啶磺草胺+唑草酮組合能有效防除田間雜草，對總雜草和日本看麥娘的防效均達90%以上。同時，該處理的產量為7 210.05 kg/hm2，與人工除草處理的產量差異不顯著。表明該除草劑組合使用可有效治理包括抗性日本看麥娘在內的田間雜草。在本研究中發現的抗性日本看麥娘種群，其抗性機理還有待于進一步研究。endprint

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