稗草是世界性惡性雜草[1],也是我國農田15種嚴重危害雜草之壹[2],對水稻生產危害尤為嚴重,僅稻田危害面積就達1 400萬hm2[3]。據王強等[4]對浙江省水稻田雜草發生種類及危害的調查表明,稗草為稻田主要惡性雜草。在早稻田中,稗草出現頻率72%~100%,二級以上的危害率達到23.8%~50.0%。在晚稻田中,稗草 出現頻率37.2%~74.7%,二級以上的危害率8.3%~25.1%。秧田草害基本類似於大田。而 據胡進生等[5]報道,雜交稻汕優63每穴3~4株 秧苗夾1株稗草,水稻平均減產62.90%。 稻田化學防除技術體系具有防除效果好、殺 草譜廣、安全性高、成本低的特色。但隨著除草 劑使用年限的增加,稗草通過藥劑的選擇壓力和
遺傳作用,產生了抗藥性問題。我國稻區稗草在 使用丁草胺8~12年的地區其抗性比為1.27~ 5.42[6]。在連續使用禾草丹10年以上的地區, 稗草對禾草丹的抗性比大於2.8[7]。湖南省安 鄉縣稗草對二氯喹啉酸產生了明顯的抗性,其相 對抗性比值高達28.74[8]。這些研究說明,我國 稻區稗草對這3種除草劑表現出壹定的抗性。 目前,我國稻田使用的主要除草劑品種為丁草 胺、乙草胺、禾大壯、二氯喹啉酸、掃特等,以及
芐嘧磺隆與殺稗劑的混配制劑[9],采用快速、靈
敏的生物測定方法進行抗性監測和選擇適宜的
藥劑進行抗性治理已成為當務之急。本文選用
二氯喹啉酸比較了濾紙法、瓊脂法和盆栽噴霧法
這3種生物測定方法的靈敏度,並根據濾紙法確
定的處理時間和瓊脂法的高靈敏度測定了稗草
對吡嘧磺隆、五氟磺草胺、丙炔草酮、四唑酰草
胺、二氯喹啉酸、嗪草酮、撲草凈等7種除草劑
的敏感性,為除草劑生物測定方法和稻田稗草的
防除及抗性治理提供依據。
1 材料與方法
1.1 供試稗草
稗草(Echinochloa crusgalli)種子於2002年
采自浙江省諸暨市市郊,曬幹後裝入紙袋於冰箱
中保存待用。
1.2 供試藥劑
10%吡嘧磺隆WP(pyrazosulfuron-ethyl,商品
名為吡嘧磺隆,國營昆山化工廠);2.5%五氟磺
草胺OF(penoxsulam,商品名為稻傑,美國陶氏益
農公司);80%丙炔草酮WG(oxadiargyl,商品名
為稻思達,羅納普朗克農化公司);50%四唑酰草
胺WP(fentrazamide,商品名為拜田凈,德國拜耳
公司);50%二氯喹啉酸WP(quinclorac,商品名為
殺稗王,江蘇省新沂中凱農用化工有限公司);
1%嗪草酮SC(oxaziclomefone,商品名為去稗
安,日本安萬特作物科學公司);40%撲草凈WP
(prometryn,商品名為撲草凈,浙江省長興第壹化
工有限公司)。
1.3 試驗方法
1.3.1 濾紙法
將稗草種子催芽3~4 d,待稗草種子露白後
備用。把各個待測除草劑用水稀釋成不同濃度
的藥液。在鋪有壹張圓濾紙、直徑為9 cm的培
養皿中加入各個濃度的待測藥液5.00 ml,精選
整齊剛露白的稗草種子20粒於培養皿中,蓋好
保鮮膜,將培養皿放入LRH-250-G型光照培養箱
(廣東省醫療器械廠),在(27±1)℃、24 h光照條
件下培養。另設清水作空白對照。每個處理重
復3次。處理2~5 d後測定芽長,求出抑制
率[10]。
1.3.2 瓊脂法
參照曹坳程方法[11],將稗草種子催芽3~4
d,待稗草種子露白後備用。將供試藥劑用水稀
釋成不同濃度的藥液。依次從低濃度到高濃度
各取30 ml與60 ml瓊脂溶液(含質量分數為
1.5%)混勻,然後趁熱分別倒入3個直徑為9 cm
的培養皿中,每培養皿為20 ml。以清水作為對
照,3個重復,待瓊脂冷卻凝固後,將12粒整齊
剛露白的稗草種子放入含不同濃度梯度的1%
瓊脂培養基質中,胚芽向上,同壹方向放置於(27
±1)℃、24 h光照的LRH-250-G型光照培養箱中
培養。壹定處理時間後測定芽長,求出抑制率。
1.3.3 盆栽噴霧法
在口徑20 cm的塑料盆中裝入約8成滿的
土壤,每盆播入催芽稗草種子20~30粒,上面覆
蓋壹層細沙土。當稗草幼苗長成2葉1心期時,
放入ASP-1098型自動噴霧裝置(浙江大學電器
設備廠,壓力:0.4MPa,速度:50 cm/s),噴施二氯
喹啉酸各個濃度的待測藥液。另設清水作空白
。每個處理重復3次。藥後15 d測定稗草
植株鮮重,求出抑制率[10]。
1.3.4 數據處理
根據試驗濃度所對應的對數值及芽長抑制
率,采用DPS軟件,求出其毒力回歸方程y=a+
bx、抑制中濃度EC50、EC50的95%置信限及相關
系數r[12]。
2 結果與分析
2.1 處理時間的確定
用濾紙法在(27±1)℃、24 h光照條件下分
別測定稗草對吡嘧磺隆、五氟磺草胺、丙炔草
酮、四唑酰草胺、二氯喹啉酸、嗪草酮、撲草凈
等7種除草劑的敏感性。試驗以芽長為指示參
數,結果表明:稗草對磺酰脲類除草劑吡嘧磺隆
以2 d的EC50值(13.07 mg/L)為最低。稗草對三
唑並嘧啶磺酰胺類除草劑五氟磺草胺、二唑酮
類除草劑丙炔草酮、喹啉羧酸類除草劑二氯喹
啉酸和三嗪類除草劑撲草凈的敏感性以3 d的
結果為最好,其EC50值分別為0.4972,0.1042,
0.3240,445.6 mg/L。四唑啉酮類除草劑四唑酰草
胺、嗪酮類除草劑嗪草酮則是4 d的結果,其
EC50值分別為0.02092,0.05064 mg/L(表1)。
2.2 不同生物測定方法的比較
運用濾紙法、瓊脂法和盆栽噴霧法分別測定
了稗草對二氯喹啉酸的敏感性,結果見表2。從
表中可以看出,濾紙法中稗草對二氯喹啉的敏感
性隨著時間的推移而上升,到3 d時達最高,隨
後敏感程度下降。由於濾紙法和瓊脂法均為培
養皿法中的壹種,故本試驗進行瓊脂法試驗時選
用3 d的處理時間。3種生物測定方法比較結果
顯示,瓊脂法中稗草對二氯喹啉酸的敏感性最
高,濾紙法次之,盆栽噴霧法最低,EC50值分別為
表1 不同處理時間條件下稗草對7種除草劑的敏感性(濾紙法)
Table1 The susceptibility of barnyard grass to 7 herbicides under the conditions of different treating times (filter paper method)
藥劑名稱處理時間/d毒力回歸方程(y=a+bx)EC50/mg·L-195%置信限/mg·L-1相關系數(r)
吡嘧磺隆2y =4.1618+0.7510x13.0700 3.039~160.00 0.9861
3y =4.0726+0.5945x36.3100 11.43~206.60 0.9772
4y =3.6725+0.6972x80.1600 15.18~2575.00 0.9619
5y =3.4566+0.7302x129.9000 29.50~1462.00 0.9715
五氟磺草胺2y =5.0492+0.4919x0.7944 0.1746~3.3850 0.9562
3y =5.1536+0.5061x0.4972 0.2713~0.8661 0.9901
4y =5.2120+0.8236x0.5528 0.3285~0.9155 0.9895
5y =5.0787+0.9276x0.8225 0.5603~1.2030 0.9933
丙炔草酮2y =5.4482+0.5487x0.1724 0.09304~0.28420 0.9959
3y =5.4947+0.5100x0.1072 0.000028~0.543800 0.9625
4y =6.0368+1.3539x0.1715 0.00007~0.85850 0.9513
5y =5.2335+0.7600x0.4930 0.3043~0.7729 0.9943
四唑酰草胺2y =5.3576+0.3198x0.0762 0.005213~0.313800 0.9653
3y =6.0225+0.8415x0.0609 0.000494~0.265800 0.9810
4y =5.7511+0.4472x0.0209 0.000389~0.106000 0.9712
5y =5.7992+0.6579x0.0610 0.008484~0.184100 0.9815
二氯喹啉酸2y =5.1231+1.1628x0.7837 0.5832~1.0430 0.9938
3y =5.3580+0.7313x0.3240 0.2272~0.4413 0.9947
4y =5.2918+0.7718x0.4187 0.2835~0.5897 0.9930
5y =5.2924+1.0920x0.5398 0.4361~0.6603 0.9970
嗪草酮2y =4.9516+0.4019x1.3200 0.7563~2.4500 0.9957
3y =5.2154+0.3671x0.2589 0.06300~0.68330 0.9738
4y =5.9717+0.7500x0.0506 0.007248~0.163900 0.9703
5y =5.6014+0.7838x0.1709 0.01554~0.46730 0.9867
撲草凈2y =2.8918+0.6910x1125.0000 319.2~6315.0 0.9970
3y =3.9721+0.3880x445.6000 71.98~1.87×1040.9836
4y =-5.2733+2.7531x5390.0000 1360.000~4.053×1040.9976
5y =-8.9925+3.6817x6317.0000 2239.000~2.445×1040.9907
·39·吳聲敢等:稗草對7種除草劑的敏感性及其生物測定方法的研究
不同生物測定方法中稗草對二氯喹啉酸的敏感性比較
Table2 Comparison of the susceptibility of barnyard grass to quinclorac by different bioassay methods
生物測定方法處理時間/d毒力回歸方程(y=a+bx)EC50/mg·L-195%置信限/mg·L-1相關系數(r)
濾紙法2y =5.1231+1.1628x0.7837 0.5832~1.0430 0.9938
3y =5.3580+0.7313x0.3240 0.2272~0.4413 0.9947
4y =5.2918+0.7718x0.4187 0.2835~0.5897 0.9930
5y =5.2924+1.0920x0.5398 0.4361~0.6603 0.9970
瓊脂法3y =5.4336+0.5826x0.1802 0.04343~0.46110 0.9753
盆栽噴霧法15y =-3.3407+3.1386x454.4 127.2~3961.0 0.9902
0.1802,0.3240,454.4 mg/L。而且達到此敏感度
所需時間分別為3,3,15 d。
2.3 稗草對7種除草劑的敏感性比較
應用瓊脂法在(27±1)℃、24 h光照條件下,
按照濾紙法確定的處理時間測定了稗草對7種
除草劑的敏感性大小(表3)。選用芽長作為指
示參數,其敏感性大小(根據EC50值)順序為:
嗪草酮>四唑酰草胺>丙炔草酮>二氯喹啉
酸>五氟磺草胺>吡嘧磺隆>撲草凈。所有試
驗結果的相關系數均在0.9682以上(表3)。
表3 稗草對7種除草劑的敏感性(瓊脂法)
Table3 The susceptibility of barnyard grass to 7 herbicides (agar method)
藥劑名稱處理時間/d毒力回歸方程(y=a+bx)EC50/mg·L-195%置信限/mg·L-1相關系數(r)
吡嘧磺隆2y =4.3770+0.7327x7.0840 4.162~16.350 0.9952
五氟磺草胺3y =5.1433+0.3442x0.3835 0.1530~0.7697 0.9861
丙炔草酮3y =11.5803+4.1615x0.0262 0.01324~0.04424 0.9682
四唑酰草胺4y =7.0912+1.1118x0.0132 0.003699~0.030980 0.9881
二氯喹啉酸3y =5.4336+0.5826x0.1802 0.04343~0.46110 0.9753
嗪草酮4y =7.2668+0.8750x0.0024 0.000011~0.017990 0.9729
撲草凈3y =3.5473+0.6123x235.9000 51.48~3410.00 0.9799
3 結論與討論
化合物的除草活性需要壹定時間才能表現
出來,處理時間過長或過短都不能正確評價化合
物的藥效,同時處理時間也決定了整個測試周期
的長短。處理時間過短時,稗草測試結果不敏
感,且規律性差。隨著處理時間的延長,除草劑
藥效,在較高濃度時有被誇大的趨勢,在較低濃
度時有被低估的趨勢,從而使指示精確度下降。
本試驗中稗草的敏感性對吡嘧磺隆以2 d的
EC50值為最低,對五氟磺草胺、丙炔草酮、二氯
喹啉酸和撲草凈的敏感性以3 d的結果為最好,
對四唑酰草胺、嗪草酮則是4 d的結果為最敏
感。由於同壹類除草劑具有相似的結構及作用
特點,作者認為,以稗草作指示植物時此結果可
作為同壹類除草劑其處理時間的參比。因此,為
了達到精確快速的目的,作者推薦各類除草劑對
稗草的處理時間如下:磺酰胺類除草劑為2 d,三
唑並嘧啶磺酰胺類除草劑、二唑酮類除草劑、
喹啉羧酸類除草劑和三嗪類除草劑為3 d,四唑
啉酮類除草劑、嗪酮類除草劑則為4 d。
抗性監測是抗性治理的壹個重要環節,所以
加強雜草對除草劑的抗性監測,了解其抗性發展
的動態,鑒定抗性水平,以便及早采取治理措施,
預防或延緩抗藥性雜草的產生,其中抗性監測方
法的確定是至關重要的。本試驗結果表明,瓊脂
法中稗草對二氯喹啉酸的敏感性高於濾紙法和
盆栽噴霧法,而且所需時間較短。因此,瓊脂法
是壹種快速、靈敏的除草劑生物測定方法,應用
該法可快速監測稻田稗草的抗藥性,並且能夠篩
選出用於防治稻田抗性稗草的除草劑。
根據濾紙法確定的處理時間,本試驗采用瓊
脂法測定了稗草對7種除草劑的敏感性,結果表
明,嗪草酮敏感性最好,四唑酰草胺、丙炔草
酮較好,二氯喹啉酸、五氟磺草胺次之,吡嘧磺隆
·40·浙江農業學報 第19卷(2007)
,而撲草凈為最差。從而進壹步驗證了嗪
草酮和四唑酰草胺對稗草的高活性和低用量特
點[13,14]。而撲草凈敏感性低可能是由於撲草凈
是選擇性內吸傳導型除草劑,主要通過根部吸
收,也可以莖、葉滲入植物體內。吸收的撲草凈
通過蒸騰流進行傳導,抑制光合作用中的希爾反
應,使植物失綠,幹枯死亡[15]。由於本試驗中選
用芽長作為指示參數,故不能很好地顯示其活
性。根據上述結果,作者認為,在稻田稗草抗性
治理中,應選用敏感性好、作用機理不同的除草劑進行輪用,以便在抗性稗草進壹步擴散前進行防治,從而將它們消滅在低抗階段。