幾種除草劑防除南方砂糖橘園雜草及其安全性快速評價

張泰劼， 馮 莉， 田興山， 程保平

(廣東省農業科學院植物保護研究所/廣東省植物保護新技術重點實驗室，廣東廣州 510640)

雜草是農業生產中影響作物產量的重要因素，在全球范圍內造成的作物產量平均損失34%[1]。雜草化學防除是農田雜草防治中的最重要手段，由于果園雜草群落異質性程度高，因此許多研究表明滅生性除草劑是果園雜草化學防除的最佳選擇[2-3]。草甘膦、草銨膦、百草枯是3種最常見的滅生性除草劑，其中草甘膦具有內吸傳導的特性，對植物地下組織有很強的破壞能力，能夠根除絕大多數常見雜草，但也正因為如此，在果園中使用易傷害敏感果樹的根系。由于草甘膦的隱性危害較大，目前南方的柑橘果園已經大面積棄用該藥劑，進而改用草銨膦。百草枯是高效觸殺型除草劑，但因為對人毒性極大，于2016年7月1日起在我國禁用。因此，篩選更安全的廣譜除草劑作為治理果園雜草的候選藥劑具有重要的現實意義。

砂糖橘(CitrusreticulataBlanco)是目前我國華南地區最暢銷的柑橘品種，在廣東、廣西廣泛栽培。但由于南方氣溫高、雨水多，砂糖橘園雜草種類多、生長速度快，平均每年須要治理3～4次，尤其是施肥前，但砂糖橘園雜草化學防治研究尚未見報道。本研究以草銨膦和45%丙炔氟草胺懸浮劑及它們的混劑作為供試除草劑，比較它們對砂糖橘園雜草的防治效果，進一步利用葉綠素熒光技術評價2種除草劑及其混劑對砂糖橘的安全性，以期為南方砂糖橘園雜草治理及除草劑安全使用提供一定的參考和依據。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑

200 g/L草銨膦水劑，購自印度聯合磷化物有限公司；45%丙炔氟草胺懸浮劑，購自浙江中山化工集團股份有限公司；66%氟草·草銨膦可濕性粉劑(6%丙炔氟草胺、60%草銨膦)，購自山東濱農科技有限公司。

1.2 供試橘園概況

試驗地點位于廣東省廣州市白云區人和鎮砂糖橘園，砂糖橘種植1年，試驗時間是2017年4—5月。供試橘園的闊葉類雜草以白花鬼針草(Bidensalba)、紅花酢漿草(Oxaliscorymbosa)、草龍(Ludwigiahyssopifolia)、勝紅薊(Ageratumconyzoides)、龍葵(Solanumnigrum)、牛繁縷(Myosotonaquaticum)等占優勢，禾本科雜草以牛筋草(Eleusineindica)、馬唐(Digitariasanguinalis)等為主。雜草處于旺盛生長期，株高20～50 cm，部分植株進入開花期和結實期。

1.3 試驗設計

每種除草劑均設置3個處理水平，采用小區法進行試驗，其中200 g/L草銨膦水劑的3個處理劑量分別為600、900、1 200 g a.i./hm2，45%丙炔氟草胺懸浮劑的3個處理劑量分別為405、540、675 g/hm2，66%氟草·草銨膦可濕性粉劑的3個處理劑量分別為396、495、594 g/hm2。試驗小區隨機排列，每個小區面積為30 m2，每個處理4次重復。藥劑按照450 L/hm2兌水，折算各處理小區的用藥量和用水量分別配藥，各處理區單獨施藥，在無風的晴天進行施藥，壓低噴頭對雜草進行定向莖葉噴霧，空白對照區噴施清水。施藥使用新加坡利農噴霧器，型號為AGROLEX HD400，采用扁扇形噴頭。

1.4 調查方法和防效計算

藥劑處理前，采用倒置“W ”九點取樣法[4]，調查各小區雜草的發生密度作為空白對照的株數。藥后7、14 d采用絕對數調查法，在每個試驗小區隨機選取3個樣點進行調查，每個樣點取1 m2，調查各處理區存活雜草株數，并在藥后14 d調查雜草鮮質量生物量。防效計算方法如下：

防治效果=(1-PT/CK)×100%。

式中：PT為藥劑處理區殘存活草株數(或鮮質量)；CK為空白對照區活草株數(或鮮質量)。

1.5 藥害風險評價

選取生長一致的盆栽砂糖橘成熟葉片作為試驗材料，模擬正常施藥過程的藥液漂移，用3種除草劑田間試驗適用劑量的1/8、1/4進行噴霧，每個處理20張葉片。200 g/L草銨膦水劑田間試驗適用劑量為600 g a.i./hm2，對應的1/8、1/4用量分別為75、150 g a.i./hm2，45%丙炔氟草胺懸浮劑田間試驗適用劑量為680 g a.i./hm2，對應的 1/8、1/4用量分別為85、170 g/hm2，66%氟草·草銨膦可濕性粉劑田間試驗適用劑量為 496 g a.i./hm2，對應的1/8、1/4用量分別為62、124 g/hm2，空白對照(CK)噴施清水。處理后，葉片上的霧滴自然晾干，避開葉片主脈切下1 cm×1 cm 的小片放到培養皿中，漂浮在去離子水上。培養皿放置于人工氣候室內，設置晝夜溫度為 26 ℃/23 ℃，光周期為14 h，光照度為 120 μmol/(m2·s)。處理0、24、48、72 h后分別取樣測定葉綠素熒光參數的變化。每個處理隨機取出5張葉片，暗適應30 min后利用英國Technologica公司的葉綠素熒光成像系統進行測定，使用的光化光的光照度為300 μmol/(m2·s)，適應時間為5 min，飽和脈沖的光照度為 6 000 μmol/(m2·s)，時間為600 ms。選用最大光學效率(Fv/Fm)、實際光化學效率(ΔF/Fm′)、非光化學淬滅(non-photochemical quenching，簡稱NPQ)等3個葉綠素熒光參數對3種藥劑的安全性進行評價。

1.6 數據分析

使用DPS 7.05對數據進行處理，采用鄧肯氏新復極差法進行多重比較，檢驗不同處理間數據差異的顯著性。

2 結果與分析

2.1 藥后7 d株防效

由表1可知，600 g a.i./hm2200 g/L草銨膦水劑處理組對闊葉雜草和禾本科雜草的株防效分別達到90.0%、95.6%，總草株防效為93.1%，高劑量處理組(1 200 g a.i./hm2)的總草株防效達到98.8%。由此可見，200 g/L草銨膦水劑對禾本科雜草的株防效略高于闊葉類雜草。405 g a.i./hm245%丙炔氟草胺懸浮劑施藥后7 d闊葉雜草和禾本科雜草株防效均偏低，總草株防效僅為62.5%。45%丙炔氟草胺懸浮劑3個劑量處理對禾本科雜草的株防效均明顯高于對闊葉類雜草的株防效，實際上，45%丙炔氟草胺懸浮劑對闊葉類雜草株防效偏低的主要原因是對白花鬼針草的株防效較差，405 g a.i./hm2施藥后7 d對白花鬼針草的株防效僅為10%(數據未展示)。675 g a.i./hm245%丙炔氟草胺懸浮劑對闊葉雜草和禾本科雜草株防效達到89.2%～92.7%。396 g a.i./hm266%氟草·草銨膦可濕性粉劑施藥后7 d對2類雜草的株防效為86.7%～89.4%，高劑量(594 g a.i./hm2)處理對2類雜草的株防效均達到97%以上，這表明丙炔氟草胺和草銨膦混合使用能改善對闊葉類雜草的防效。另外，594 g a.i./hm266%氟草·草銨膦可濕性粉劑處理對總草株防效分別顯著高于 600 g a.i./hm2200 g/L草銨膦水劑和 675 g a.i./hm245%丙炔氟草胺懸浮劑的株防效(P<0.05)，表明這2種除草劑混用提高了對總草的株防效。

2.2 藥后14 d株防效和鮮質量防效

由表2、表3可知，藥后14 d，3種除草劑不同劑量處理對闊葉雜草和禾本科雜草的株防效均明顯高于藥后7 d的株防效，600 g a.i./hm2200 g/L草銨膦水劑處理對闊葉雜草和禾本科雜草的株防效分別達到92.8%、97.0%，鮮質量防效分別達到95.1%、97.5%，1 200 g a.i./hm2處理對禾本科雜草的株防效和鮮質量防效均達到100.0%，對總草的株防效和鮮質量防效分別達到98.9%、99.4%。405 g a.i./hm2丙炔氟草胺懸浮劑處理對闊葉雜草的防效仍然偏低，株防效和鮮質量防效分別為62.7%、76.2%，但高劑量處理(675 g a.i./hm2)對2類雜草的株防效和鮮質量防效均達到90%以上，對總草的鮮質量防效明顯高于對總草的株防效。66%氟草·草銨膦可濕性粉劑3個劑量處理對闊葉雜草和禾本科雜草的株防效和鮮質量防效均基本相同，對總草的株防效和鮮質量防效分別均達到93%、95%以上。此外，594 g a.i./hm266%氟草·草銨膦可濕性粉劑處理對總草株防效和鮮質量防效均顯著高于 600 g a.i./hm2200 g/L 草銨膦水劑和 675 g a.i./hm245%丙炔氟草胺懸浮劑的防效(P<0.05)。可見，藥后14 d的結果與藥后7 d的結果一致，表明丙炔氟草胺和草銨膦混合使用能改善對闊葉類雜草的防效，從而提高對總草的防效。

表1 施藥后7 d對砂糖橘園雜草的株防效Table 1 Plant control effect of three herbicides on weeds in sugar orange orchard 7 days after spraying

注：同列數據后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著，下表同。

表2 施藥后14 d對砂糖橘園雜草的株防效Table 2 Plant control effect of three herbicides on weeds in sugar orange orchard 14 days after spraying

表3 施藥后14 d對砂糖橘園雜草的鮮質量防效Table 3 Fresh weight control effect of three herbicides on weeds in sugar orange orchard 14 days after spraying

2.3 安全性評價

利用葉綠素熒光技術測定3種除草劑對砂糖橘葉片熒光參數的影響，以此作為3種藥劑安全性的評價依據。由圖1可知，3種除草劑處理后，Fv/Fm、ΔF/Fm′、NPQ等3個熒光參數呈現不同的變化趨勢，其中Fv/Fm變化趨勢為先迅速下降，然后逐漸恢復，ΔF/Fm′呈現連續下降的趨勢，NPQ則呈現先下降后上升的趨勢。不同除草劑對Fv/Fm、ΔF/Fm′、NPQ變化趨勢的影響也不一致。200 g/L 草銨膦水劑和45%丙炔氟草胺懸浮劑處理后，Fv/Fm下降到最低點的時間分別是24、48 h，相差1 d。與200 g/L草銨膦水劑和45%丙炔氟草胺懸浮劑相比，66%氟草·草銨膦可濕性粉劑處理72 h后，Fv/Fm較難恢復。此外，在試驗劑量范圍內，200 g/L草銨膦水劑對Fv/Fm的影響無明顯劑量-效應關系，但45%丙炔氟草胺懸浮劑和66%氟草·草銨膦可濕性粉劑均呈現明顯劑量-效應關系。200 g/L草銨膦水劑和45%丙炔氟草胺懸浮劑對ΔF/Fm′的影響無明顯差異；66%氟草·草銨膦可濕性粉劑處理48 h內，ΔF/Fm′下降的速度明顯慢于200 g/L草銨膦水劑和45%丙炔氟草胺懸浮劑的單劑處理組。處理72 h后，3種除草劑處理組間ΔF/Fm′降低的幅度基本一致。與對照相比，3種供試除草劑中66%氟草·草銨膦可濕性粉劑對NPQ的影響最大，其次是45%丙炔氟草胺懸浮劑。綜合Fv/Fm、ΔF/Fm′、NPQ的變化可以看出，3種除草劑對砂糖橘藥害風險表現為66%氟草·草銨膦可濕性粉劑>45%丙炔氟草胺懸浮劑>200 g/L草銨膦水劑。

3 結論與討論

3.1 3種除草劑對砂糖橘園雜草的防治效果

草銨膦和丙炔氟草胺分別是以谷氨酰胺合成酶和原卟啉原氧化酶為作用標靶的除草劑。田間試驗結果表明，用600 g a.i./hm2的200 g/L草銨膦水劑、675 g a.i./hm245%丙炔氟草胺懸浮劑及396 g a.i./hm266%氟草·草銨膦可濕性粉劑施藥后14 d對砂糖橘園闊葉雜草和禾本科雜草的鮮質量防效均達到95%以上，因此，這3種藥劑均可在砂糖橘園推廣使用。由于受到多方面因素的影響，本研究結論與以前的研究結果并不完全一致。以前的研究表明，草銨膦的使用劑量大于 900 g a.i./hm2時，對柑橘園雜草30 d內的鮮質量防效達到95%以上[5-6]，而在本試驗中，用 600 g a.i./hm2200 g/L草銨膦水劑進行噴施即可達到同樣的防效，說明本試驗中200 g/L草銨膦水劑具有更高的除草效果，可能是因為藥劑中含有活性更強的助劑。另外，環境因素對本研究中 200 g/L 草銨膦水劑的控草時間的影響較大，由于本試驗在4—5月進行，是南方雨水較多的季節，草銨膦對砂糖橘園雜草的有效防控時間只有20 d左右，隨后新的雜草會迅速萌生。因此，本研究中草銨膦控草時間明顯短于以前報道的30 d左右[5]。

丙炔氟草胺通常作為土壤處理劑使用，可防除棉花田[7]、花生田[8]、大豆田[9]、甘蔗田中的雜草[10]。丙炔氟草胺作為土壤處理劑防除花生田雜草使用劑量是71～105 g a.i./hm2[11-12]，但丙炔氟草胺作為莖葉處理劑有效防除砂糖橘園雜草劑量為540～675 g a.i./hm2，遠遠高于它作為土壤處理劑的常用劑量，也高于國外研究發現適用于芽后處理防除禾本科雜草早熟禾(PoaannuaL.)的劑量(430 g a.i./hm2)[13]。用430 g a.i./hm245%丙炔氟草胺懸浮劑作莖葉處理對早熟禾防效在95%以上[13]，但本試驗中主要的禾本科雜草是牛筋草和馬唐，且處于不同生長階段雜草同時存在，使用540 g a.i./hm2丙炔氟草作胺莖葉處理禾本科雜草的鮮質量防效也僅為92.3%，低于對早熟禾的防效。雖然45%丙炔氟草胺懸浮劑對闊葉雜草的防效低于禾本科雜草，但丙炔氟草胺與草銨膦混用后對闊葉雜草的防除效果具有明顯的加和效應，豐富了柑橘園雜草防除藥劑的種類。本研究使用的混劑中丙炔氟草胺與草銨膦有效成分質量比為10 ∶1，這是否為最佳配比仍須進一步確定。

3.2 3種除草劑對砂糖橘的安全性評價

除草劑使用不當會給作物造成直接或間接的危害，飄移藥害則是一種常見的直接藥害。本試驗施藥過程中風速極小，且通過壓低噴頭噴霧進行施藥，因此在試驗劑量范圍內未見200 g/L草銨膦水劑、45%丙炔氟草胺懸浮劑及其混劑對砂糖橘嫩葉、幼果有藥害作用，與之前草銨膦在浙江本地早柑橘園的試驗結果[6]一致。為了進一步明確3種藥劑飄移后是否會傷害砂糖橘果樹，本研究利用葉綠素熒光技術，分析了3種藥劑低于正常使用劑量噴霧對砂糖橘葉綠素熒光參數Fv/Fm、ΔF/Fm′、NPQ的影響。葉綠素熒光技術是一種非損傷植物測量技術，可用于快速檢測植物對脅迫(包括除草劑)的響應[14-15]。200 g/L草銨膦水劑和45%丙炔氟草胺懸浮劑是2種作用機制不同的除草劑，但2種除草劑對砂糖橘Fv/Fm、ΔF/Fm′、NPQ的影響相似，其中對Fv/Fm的影響最大，說明2種藥劑對砂糖橘光系統Ⅱ光反應中心均有較強的干擾作用，抑制其損傷修復，尤其是2種除草劑混用時的抑制作用更強。3種藥劑對ΔF/Fm′抑制作用均隨著時間的延長而加重，且ΔF/Fm′受到抑制后不易恢復。NPQ表示一種植物對過剩光能無害化的耗散方式，它將過剩光以熱的形勢無害地耗散到周邊環境中。3種藥劑處理后，對NPQ抑制最強的是66%氟草·草銨膦可濕性粉劑，其次是45%丙炔氟草胺懸浮劑。當NPQ受到抑制后，植物在強光下遭受非常嚴重的損傷。然而，本研究的結果僅為室內控制條件下的測定結果，在田間條件下環境因素復雜，光照會增加除草劑對作物的傷害。因此，3種藥劑對砂糖橘均有一定的藥害風險，在使用過程應避免藥液飄移到砂糖橘果樹上。