乙草胺濃度和土壤濕度互作對玉米安全性的影響

中圖分類號S482.4文獻標識碼A文章編號 0517-6611（2025）12-0099-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.12.023

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Acetochlor Concentration and Soil Moisture on Maize Safety

CHAIJun-fa，ZHANGYi（IstituteofPlantProtectionNingxiaAcademyofAgricultureandForestrySiences，Yinchuan，ingxia 750002）

AbstractBasedoteinibitionfctofacetochlorconcentrationandsoilmoistureonmazebudgrowth，theinteractionbetweenemas studied，andtfuceieetyasauated，sstrovdeitifcdaeforprouctiUsingadaticogalot tioncombnationdesign，amathematicalodelwsstablishdtodeterineteibitoryetofetochlorconcenrtionandilosure onmaizebudgrowthwitthiontefagrowthastectiefunctio.Tebioryectofacetorconcentratiooa growthwasmorsignfcantthanthatofsoilmoisture.Whenthesoilmoisturewasconstant，teiibitoryeectofacetochloroncobud lengthwaseanedwithteincreaseofoncentratioandthedruamageascausedtferentdegs.Whenteoncentratifet chlor remained unchanged， the corn could grow normally in the range of 20%-50% soil moisture，and the corn bud growth was inhibited with the increase of soil moisture in the range of 70%-90% . Through technical simulation optimization，the inhibition rate of corn bud growth should be controlled below 50% ，the concentration of acetochlor and soil moisture should be less than 1.16μg/cm² and 39.39% ，respectively. Byadjusting soil moisture，theconcentrationof acetochlorcan bereduced，andthesafeproductionofcorncanbeachieved.

Key wordsHerbicide;Soil moisture;Maize;Acetochlor;Security

除草劑效果往往受諸多因素制約，包括土壤水分、有機質含量、土壤 ΔpH 、土壤質地、土壤微生物與氣象等主要因素[1-2]。研究不同土壤濕度對除草劑雜草的防除效果以及藥害的發生情況，對指導除草劑施用、防止藥害產生具有重要意義。

化學除草劑是除草效率最快的途徑[3]，但化學除草劑的大量使用造成了農田雜草群落演替加快、雜草抗藥性加劇、藥害頻繁發生[4-5]、影響作物正常生長等諸多問題[6]。自1971年美國孟山都公司開發出乙草胺（Acetochlor）以來，以殺草譜廣、效果突出、價格低廉、施用方便等優點，已成為生產上常用的土壤封閉處理劑7。其通過單子葉植物的胚芽鞘或雙子葉植物的下胚軸吸收，向上傳導阻礙蛋白質合成，從而抑制細胞生長，使雜草幼芽、幼根停止生長，進而死亡[8]。

土壤濕度作為制約除草劑藥效的重要因素之一[9-10]，藥劑在濕潤的地表容易均勻地擴散到用藥層，使藥劑能夠更好地被雜草吸收，增強藥劑的防治效果。同時，對酰胺類除草劑效果的影響非常顯著，當土壤濕度大時，除草劑的分子游離于水中[]，發生解吸附現象，藥劑脫離土粒的吸附，隨水分子移動，極易產生藥害。研究表明，在高濕或干旱條件下，乙草胺極容易對作物造成藥害[12]，因此，乙草胺對玉米的安全性評測顯得尤為重要。筆者通過研究乙草胺劑量與土壤濕度互作的關系，為玉米安全生產提供數據支撐。

1材料與方法

1.1試驗材料供試藥劑： 81.5% 乙草胺EC（哈爾濱利民農化技術有限公司）；供試材料：玉米種子由寧夏農林科學院作物所提供;供試土壤：試驗地（旱地）土，風干后過20目篩，后放入 120^°C 下滅菌 ^4h 。

1.2 試驗方法

1.2.1乙草胺對玉米 EC₅₀ 值測定。乙草胺濃度設為Y10 0.003μg/cm² ） .Y2（0.006μg/cm² ） .Υ3（0.012μg/cm² ）、Y40 0.024μg/cm² ） .Y5（0.048μg/cm² ） .Υ6（0.096μg/cm² ）、Y7（0.192μg/cm² ） .Y8（0.384μg/cm² ） .Y9（0.768μg/cm² ）、Y100 1.536μg/cm² ）共10個濃度梯度。選10粒發芽一致的玉米種子放置于塑料盒（ 7cm×8cm×7cm） 中，加入石英砂將種子充分覆蓋，保持濕度為 50% 。用定量系列濃度的藥液將種子充分浸沒后，用保鮮膜封口，在常溫 （23±2）^°C 下無土黑暗培養。每處理設4次重復，以不含藥劑處理為空白對照。培養5d后用直尺測量各處理芽長，并記錄試材中毒癥狀。

根據調查數據，按公式計算各處理的芽長或芽長的生長抑制率。

生長抑制率=CK芽長（或芽長）-處理芽長（或芽長），CK芽長（或芽長）

1.2.2土壤濕度對玉米種子發芽的影響。設5個土壤水分水平（質量含水率分別為 20%，30%，50%，70%，90%） ，以烘干后的含水量為初始值，分別按5個土壤質量含水量水平補足水分，并確保試驗塑料盒中土壤濕度均勻，然后用保鮮膜封口，并在膜上分散扎5個細孔以便氣體交換和防止水分過快蒸發。最后置于光照培養箱中（ 25±2）^°C 條件下恒溫培養，每處理設3次重復。播種后每天定時觀察記錄出苗情況，出苗結束后計算出苗率。

1.2.3乙草胺劑量和土壤濕度互作。根據預試驗結果確定乙草胺 EC₅₀ 值和土壤濕度范圍（ 20%～90% ），以便繼續之后試驗。

采用藥液滴加法。按試驗要求配制一定濃度梯度的藥液，用移液管定量滴加。在塑料盒（ 11cm×5.5cm×4.5cm 底部打孔，裝 120g 干土，插入棉棒供吸水用。將玉米種子浸種12h ，常溫 （23±2）^°C 下催芽 24h 至露白，挑選發芽程度一致的種子均勻播入塑料盒中，每盒20粒，播后均勻覆土 20g_o 將塑料盒放入培養皿中定量吸水，待各塑料盒中水分分布均勻時，將 5mL 配好的藥液均勻滴入塑料盒的土壤中，并用保鮮膜封蓋，稱重并記錄后在常溫 （23±2）^°C 條件下全天光照的培養箱中培養。3d后揭膜，揭膜后每天稱取各處理重量，補充損失水分（從塑料盒底吸入），培養第7天取出測量地上部分株高，計算抑制率。

試驗設2次重復，采用二次正交旋轉組合設計，乙草胺劑量 X1（μg/cm² ）及土壤濕度X2（土壤濕度 Σ=Σ 水重 ×100AA 干土重）為決策變量，各因子編碼水平見表1。

1.3數據分析用Excel2021進行數據整理，采用SPSS22.0中Duncan氏差異顯著性測定方法進行藥劑濃度對數與抑制率的機率值之間回歸分析，計算 EC₅₀ 值及 95% 置信限，利用 0rigin 2022 作圖。

2 結果與分析

2.1乙草胺對玉米芽長的影響不同濃度乙草胺對玉米芽長抑制率見圖1，在土壤濕度為 50% 條件下，乙草胺濃度增加，對玉米芽長抑制率增大，主要癥狀為根系數量減少、須根干枯發黃、主根變短（圖2）。乙草胺對玉米毒力回歸方程為 ，相關系數 （r²） 為 0.98，EC₅₀ 為 0.4816μg/cm² ，95% 置信區間為 -0.448 6～0.356 0，Plt;0.000 1 。

注：不同小寫字母表示不同濃度間差異顯著（ Plt;0.05） 。

Note：Different lowercases indicate significantdifference amongdifferent concentartions （ Plt;0.05）

Fig.2The inhibitory effects of different concentrations of acetochlor onmaize bud growth

2.2土壤濕度對玉米芽長的影響5個土壤濕度梯度 20% 、30%.50%.70%.90% 對玉米芽長的影響分別為 20% ） 70% ！80% .20% ） 10% （圖3）。從圖3可以看出，土壤濕度在 20% }50% 時隨著濕度增加玉米芽長增加， 70%～90% 時隨著濕度增加抑制了玉米生長。

2.3乙草胺劑量與土壤濕度對玉米芽長的影響通過分析乙草胺用量與土壤濕度的互作效應（表2），16個處理方案中，當乙草胺濃度為 0.08μg/cm² 、土壤濕度為 50% 時，抑制率最低，生長最好。

2.4數學模型的建立以玉米芽長抑制率（Y）為目標函數，建立乙草胺使用劑量和土壤濕度的回歸模型： Y=64.834 2+ 23.952 1X₁+3.306 1X₂-6.099 5X₁₂+1.204 1X₂₂-1.299 4X₁X₂， 對函數模型進行失擬性和顯著性檢驗（表3）， F_???=0.345 0 P=0.794gt;0.05 ） F_|n|1jl=87.975（Plt;0.05） 。表明回歸方程擬合程度好，且能反映實際情況。對函數模型各項變異來源進行測驗，剔除未達到顯著水平（ P=0.05 的項后得最優回歸方程： Y=64.834 2+23.952 1X₁+3.306 1X₂-6.099 5X₁₂ ，從模型方程中絕對值大小可以直接判斷乙草胺濃度和土壤濕度對玉米種子發芽率的抑制程度。模型中乙草胺濃度及土壤濕度的偏回歸系數均 b1gt;b2 ，表明對玉米種子發芽率的抑制主效應為乙草胺濃度，且其效應均顯著大于土壤濕度的影響。乙草胺隨濃度的增加對玉米種子發芽抑制率明顯增加。

2.5模型的降維分析固定其中一個因素的水平分別為-1、0、1，對防效模型進行單因素降維分析。當固定乙草胺濃度得到 Y（X₁，-1）=62.732 2+25.251 5X₁-6.099 5X₁₂，Y（X₁，-1）=6.737， 0）=64.834 2+23.952 1X₁-6.099 5X₁₂，Y（X₁，1）=69.344 4+ 22.6527X₁-6.0995X₁₂ 。表明乙草胺用量無論固定在某一水平上，隨土壤濕度的增加玉米芽長減小，乙草胺用量越大，土壤濕度的影響越小。

當固定土壤濕度時得到 Y（-1，X₂）=34.7826+ 4.605 5X₂+1.204 1X₂₂ ， Y（0，X₂）=64.8342+3.3061X₂+ 1.204 1X₂₂，Y（1，X₂）=82.686 8+2.006 7X₂+1.204 1X₂₂ 。表明當土壤濕度固定時，乙草胺對玉米芽長抑制效果隨濃度升高而增大。

2.6因子互作效應乙草胺用量與土壤濕度互作對玉米生長的抑制率、平均抑制率及變異系數見表4。當土壤濕度固定時，隨著乙草胺濃度增大，變異系數越小；當乙草胺濃度不變時，隨土壤濕度增大，對玉米芽長抑制率逐漸增大。

2.7技術方案的模擬尋優根據回歸方程繪制乙草胺和土壤濕度對玉米芽長抑制的等高線圖和響應面曲線圖，結果見圖4。圖4表明，隨乙草胺濃度和土壤濕度增大，對玉米芽長抑制率增大;在乙草胺濃度為 0.008～3.890μg/cm² 土壤濕度為 20%～80% 時，優化得到乙草胺濃度為 1.16μg/cm² ，土壤濕度為 39.39% 時，對玉米芽長抑制率小于 50% 。

3討論

我國北方以種植春玉米（Zeamays）為主，水分是影響出苗率的重要因素，且土壤含水量與出苗率呈顯著二次函數關系[13]。目前，玉米田雜草防除以土壤封閉處理為主，莖葉噴霧為輔[14-15]。土壤封閉處理劑的除草效果受土壤濕度以及水層深度的影響較大[]，雜草在濕潤土壤或土表水層中通過根系或幼芽吸收除草劑，導致芽不能正常萌發而死亡。該研究中，土壤濕度在 20%～50% 時隨著濕度增加玉米出苗率增加，土壤濕度在 70%～90% 時隨著濕度增加玉米正常生長受到抑制，與劉嘯笑等[17]當溫度相同時，隨土壤濕度升高各指標呈先增加后降低的趨勢相同，但最適種子萌發的條件不一致，這可能與玉米品種和土壤質地有關。

Fig.4Contourandresponsesurfaceofdiferentsoilmoistureandacetochlorconcentrationsontheinibitionrateofmaizebudgrowth

乙草胺作為土壤封閉處理劑，藥劑濃度越大，對玉米種子的抑制作用增強。韓玉軍等[18]、張子學等[12]研究表明，在一定濃度范圍內，隨著乙草胺濃度的增加，藥液脅迫能夠降低種子發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數，抑制玉米幼苗的芽長、芽長和鮮重，這與該研究結果一致。

通過二次正交旋轉組合此模型篩選出在不影響玉米正常生長的情況下乙草胺最佳施用劑量及最佳土壤濕度，在乙草胺劑量較低時，土壤濕度對乙草胺藥效的影響較大。這與何付麗等[9研究的土壤濕度對二氯喹啉的影響結果相同。但此模型是在室內測定出來的結果，與田間復雜的自然環境下藥效存在一定的差異，需要進一步驗證。

4結論

乙草胺濃度和土壤濕度均對玉米生長有重要影響，從技術方案的模擬尋優可以看出，當對玉米芽長生長抑制率小于50% 時，乙草胺最佳施用量小于 1.16μg/cm² ，遠低于乙草胺田間推薦劑量 （16.49～23.24μg/cm²） ），證明土壤濕度是影響乙草胺劑量的重要因素。

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