四种典型稻田除草剂对烟草生长的影响

张倩，宋超，相振波，刘少云，闫晓阳，杨立强，李义强

1中国农业科学院烟草研究所/国家烟草专卖局病虫害监控与综防重点实验室，青岛 266101；2中国农业科学院研究生院，北京 100081；3 青岛农业大学 农学院，青岛 266109

我国烤烟种植面积和总产量都居世界首位[1]，烟粮争地矛盾日益突出，为保证烟草生产用地，南方不少烟区的烤烟种植多与水稻轮作。近些年来，随着化学除草技术迅速发展，除草剂的应用日益广泛，烟草是对除草剂较为敏感的一类作物，烟叶生产受到除草剂药害影响的现象时有发生，给烟叶生产带来较大影响[2-7]，水稻田使用除草剂不当往往会对后茬烟株生长带来较大的影响，近年来湖南、四川、福建、江西、广东、安徽等产区烟叶生产多次出现除草剂药害的情况。本文通过室内盆栽试验和大田试验研究了4种稻田常用除草剂在不同剂量下对烟草生长的影响和症状表现，筛选出二氯喹啉酸、苄嘧磺隆、吡嘧磺隆和氰氟草酯对烟草的致畸剂量，为烟草安全生产和上茬作物除草剂合理使用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试药剂：50%二氯喹啉酸可湿性粉剂，江苏富田农化有限公司；10%苄嘧磺隆可湿性粉剂，浙江天一农化有限公司；10%吡嘧磺隆可湿性粉剂，江苏富田农化有限公司；100 g/L氰氟草酯乳油，美国陶氏益农公司。

烟草品种：NC89。

1.2 试验田概况

试验地在中国农业科学院烟草研究所试验基地，地势平坦，试验前未施用过其他除草剂。供试土壤为棕壤，理化性状为：pH 值6.68，有机质7.22 g/ kg，全氮0.85 g/ kg，全磷 0.81 g/ kg，全钾1.95%，速效氮81.9 mg/ kg，速效磷13.6 mg/ kg，速效钾31.75 mg/ kg，综合肥力中等。栽培措施遵从当地生产操作技术规范。

1.3 试验方法

1.3.1 室内试验

利用盆栽试验，初步筛选除草剂对烟草生长产生药害影响的剂量，每种农药设3个处理。试验方法：称取10 kg土壤，分别用喷雾法添加1 mg/L的4种除草剂单一标准溶液1 mL、10 mL、100 mL，混合均匀，土壤中除草剂浓度分别为0.0001、0.001、0.01 mg/kg，装盆后栽烟，每个处理5株，3次重复。

1.3.2 大田试验

参考田间推荐剂量和室内盆栽试验结果，每种除草剂试验设Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5个处理，二氯喹啉酸施药剂量分别为 0.312、1.25、5、20、80 a.i.g/hm2；苄嘧磺隆施药剂量分别为0.25、1、4、16、64 a.i.g/hm2；吡嘧磺隆施药剂量分别为0.25、1、4、16、64 a.i.g/hm2；氰氟草酯施药剂量分别为5、20、80、320、1280 a.i.g / hm2。每个处理重复3次，另设CK处理做对照（不施任何农药）。试验小区随机区组排列，面积为30 m2，行株距为1.2 m×0.5 m。施药方法为：烟苗移栽前2 d，4种药剂分别按照不同剂量兑水稀释，用水量90 mL/m2，垄面均匀喷雾，翻耙混匀，深度10 cm，盖膜保墒。2 d后规范化栽培烟株，尽量保证所有试验小区操作保持一致。

1.4 调查与测定

移栽后定期观察症状，记录烟叶生长状况。药害分级标准参考GB/T17980.53-2000[8]。选取代表性烟株,分别于移栽后15、30 d调查记录株高、叶长、叶宽，计算各小区烟叶株高、叶长叶宽抑制率。抑制率公式如下：

株高抑制率=（对照平均株高-处理平均株高）/对照平均株高

叶长抑制率=（对照平均叶长-处理平均叶长）/对照平均叶长

叶宽抑制率=（对照平均叶宽-处理平均叶宽）/对照平均叶宽

施药后30 d选取4种除草剂各个处理烟株根系，测其根重、根系活力、根系阳离子交换量，并取各个处理的烟叶测其叶绿素含量[9]。

1.5 数据统计与分析

本研究中的数据采用Microsoft Excel 2000软件处理，并用SPSS16.0数据处理系统分析数据，对试验结果用邓肯氏新复极差多重比较法（Duncan's Multiple Range Test，DMRT ）进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 室内初筛结果

二氯喹啉酸0.0001 mg/kg剂量与CK无明显差别，0.001 mg/kg剂量，烟株长势稍弱，0.01 mg/kg剂量，新叶出现畸形，叶面皱缩，叶缘锯齿状，向背面卷曲，叶尖向下勾。苄嘧磺隆和吡嘧磺隆在0.0001 mg/kg剂量与CK无明显差别，0.001 mg/kg剂量，烟株长势弱，0.01 mg/kg剂量，烟株矮小，长势最差。氰氟草酯的3个处理剂量与CK无明显差别。

2.2 施药后症状观察

如图1所见，二氯喹啉酸在0.312 a.i.g/ hm2（图1-Ⅰ）的剂量下，无药害症状。在1.25 a.i.g/ hm2（图1-Ⅱ）的剂量下，移栽后15 d无明显症状，移栽后30 d心叶有轻微的药害症状，叶缘向背面卷，大部分叶子正常，移栽后60 d恢复正常，与CK无异。在5 a.i.g/ hm2（图1-Ⅲ）的剂量下，药害较轻，新叶畸形，叶缘向背面卷，叶尖向下弯，下部叶正常。在20 a.i.g/hm2（图1-Ⅳ）的剂量下，药害明显，烟株矮小，叶长变短，叶宽明显变窄，长宽比严重失调，叶面积明显减小，使烟叶的产量受到严重影响；叶缘向背面卷，从上部看叶尖钝圆，叶面凹凸不平，叶色浓绿，叶片变厚。在80 a.i.g/ hm2的剂量下（图1-Ⅴ），药害更严重，烟株明显矮化，叶片畸形症状明显，叶子狭长呈线形，叶尖下勾呈狗尾状，主脉突出，占叶宽1/4-1/2，烟叶无使用价值。新叶叶尖边缘锯齿状，烟草全生育期均表现出药害症状，其中团棵期至旺长期的药害最严重，且产生严重药害后烟株难以恢复。

图1 施药后30d二氯喹啉酸在烟草上的药害症状

苄嘧磺隆和吡嘧磺隆药害症状相似，0.25、1 a.i.g/hm2等低浓度处理和CK无明显差别，4、16、64 a.i.g/hm2高浓度处理，烟株矮小，叶片小，但无叶尖下卷、叶宽变窄等其他明显畸形症状。氰氟草酯在5个浓度下和CK均无明显差别，没有药害症状。

2.3 除草剂对烟草生长的影响

二氯喹啉酸对烟草影响的结果见表1，随着施药剂量增大，二氯喹啉酸对烟草的株高、叶长和叶宽抑制作用逐步加大。各浓度间差异明显，且呈现良好的梯度效应。二氯喹啉酸在0.312 a.i.g/ hm2下，施药后15 d、30 d调查结果显示，烟草株高的抑制率为4.06%-4.12%，叶长抑制率为0-2.37%，叶宽抑制率为0.37%-0.55%，施药和对照无明显差异；1.25 a.i.g/hm2剂量以下，15 d时烟草的株高、叶长叶宽与CK无明显差异（0.05水平），30 d时与CK有明显差异（0.05水平），但随着烟株进入旺长期，药害症状可以缓解。可能是因为旺长期后抵抗力增强，及土壤中二氯喹啉酸由于降解和淋溶扩散，农药在土壤中含量降低明显。试验结果说明低于1.25 a.i.g/hm2对烟草生长发育影响不大。在5 a.i.g/ hm2的剂量下，二氯喹啉酸对烟草的株高、叶长和叶宽均有显著影响，抑制率分别达到38.79%、26.00%和28.90%。在20 a.i.g/hm2的剂量下，烟草药害已达4级，严重减产。在80 a.i.g/hm2的剂量下，烟草叶宽严重受抑，烟叶平均叶宽度只有几厘米，从15 d的2.24 cm到30 d的2.75 cm，几乎没有增长，在随后十几天观察中，叶宽仍未增长。烟草进入团棵期后生长迅速，CK植株在此期间长势快，而受药害影响的烟株生长缓慢，烟草生长抑制率后期大于前期，叶宽抑制率从15 d的72.65%到30 d的80.94%。二氯喹啉酸被烟草根、茎及叶部迅速吸收，并迅速向茎和顶端传导。叶片正面生长速度比背面快，导致烟叶边缘向下卷曲，造成畸形。Grossmann等[11,12]研究认为二氯喹啉酸对ACC合成酶反应合成乙烯中产生的氰化物的副产物产生刺激作用，是导致植物中毒的主要原因。

表1 二氯喹啉酸对烟草生长情况的影响

苄嘧磺隆和吡嘧磺隆对烟草影响相似，0.25 a.i.g/hm2剂量与CK无明显差异；在1 a.i.g/hm2的剂量下，施药处理与CK有显著差异，随剂量加大，抑制作用增大。对叶长、叶宽、株高的影响进行比较，苄嘧磺隆和吡嘧磺隆对叶长叶宽的影响稍小，对株高的影响大，抑制作用明显，可高达78.02%。苄嘧磺隆和吡嘧磺隆虽然对烟叶长、宽和叶面积影响不大，但因其对株高影响较大，烟叶节距较小，单株叶片减少，仍会对烟叶产量和质量产生明显影响。

表2 苄嘧磺隆对烟草生长情况的影响

表3 吡嘧磺隆对烟草生长情况的影响

氰氟草酯在推荐剂量下（80 a.i.g / hm2），烟草的株高、叶长叶宽在0.05水平上与CK无明显差别。即使按照16倍的推荐剂量超量使用，对烟草的抑制率也只有15.47%。因此氰氟草酯对烟草生长影响不大。

表4 氰氟草酯对烟草生长情况的影响

2.4 除草剂对烟草根系的影响

2.4.1 除草剂对烟草根重的影响

如图2所示，四种除草剂对烟草的根鲜重的影响，除氰氟草酯外，其他三种除草剂对烟草有明显的抑制作用，且在一定范围内随着浓度的增加抑制作用越明显，根鲜重越小。除二氯喹啉酸在0.312 a.i.g/hm2的剂量下与CK相当外，其他根重都比CK小。相同浓度下，苄嘧磺隆对烟草根重的抑制作用要大于吡嘧磺隆。

图2 30d时4种除草剂对烟草根重的影响

2.4.2 除草剂对烟草根系活力的影响

TTC法测烟草根系活力，氯化三苯基四氮唑（TTC）是氧化还原物质，溶于水中成为无色溶液，但被根系氧化还原后即生成红色且不溶于水的三苯基甲腙（TTF）。本实验中，不同浓度TTC溶液对移栽30天后烟株根系活力的回归方程为：y=0.0029x+0.0071，相关系数R2为0.9992，并绘制标准曲线（图3）。这表明在此范围内，TTC溶液与吸光度呈较好的线性关系，可以用于TTC溶液的分析。

由图4可以看出，氰氟草酯5个处理对烟草根系活力影响不大，其他三种除草剂随着施药浓度加大，除草剂对烟草根系活力抑制明显。二氯喹啉酸对烟草根系活力的抑制作用大于苄嘧磺隆和吡嘧磺隆，苄嘧磺隆和吡嘧磺隆对烟草根系活力的影响差不多。与项裕昆[10]研究结果苄嘧磺隆对烟草的根系氧化力有一定的抑制作用的结论基本吻合。

图3 氯化三苯基四氮唑（TTC）标准曲线

图4 30d时4种除草剂对烟草根系活力的影响

2.4.3 除草剂对烟草根系阳离子交换量的影响

烟草根系不仅是烟株保持直立的固着器官，更重要的是水分、养分的吸收器官和烟草主要化学物质—烟碱的合成器官。根系阳离子交换量是衡量烟草生长发育状况的重要生理指标，它直接关系到根系对矿物质及水分的吸收和对烟碱及某些生长物质的合成。由图5可以看出，氰氟草酯对烟草根系阳离子交换量和CK无明显差别。二氯喹啉酸、苄嘧磺隆、吡嘧磺隆三种除草剂除了最低浓度的处理外，其他经过处理的烟草植株的根系阳离子交换量普遍要比正常的烟草植株低，且在实验浓度范围内，施药浓度越大对烟草植株根系阳离子的抑制作用也就越大。说明二氯喹啉酸、苄嘧磺隆、吡嘧磺隆三种除草剂对烟草植株的根系阳离子交换量有抑制作用。

图5 30d时4种除草剂对烟草根系阳离子交换量的影响

2.5 除草剂对烟草叶绿素含量的影响

由图5可见，随着二氯喹啉酸浓度增大，烟草叶绿素含量先增加后下降，在处理Ⅲ（5 a.i.g/hm2的剂量）下，叶绿素含量最高。苄嘧磺隆和吡嘧磺隆也是随施药剂量加大，叶绿素含量先增加后减少。总体上4种除草剂对叶绿素含量影响不大。

图6 30d时4种除草剂对烟叶叶绿素含量的影响

3 结论与讨论

二氯喹啉酸对烟草抑制作用最明显，药害症状最典型。受害的烟叶叶缘背卷，叶尖下勾，药害严重时叶片主脉突出，叶长宽明显抑制，症状不能恢复，严重影响烟叶产量和质量。

二氯喹啉酸、苄嘧磺隆、吡嘧磺隆对烟草药害症状的主要原因是对烟株根系发育产生明显影响，使烟草抗逆力减弱，吸收养分和水分能力降低，抑制烟株正常生长发育，导致烟株矮小瘦弱，叶面积减小，影响烟叶产质量。

二氯喹啉酸在5 a.i.g/ hm2的剂量下就可以使烟株产生明显药害症状，而1.25 a.i.g/ hm2的剂量下，移栽后15 d，烟草无明显症状，30 d新叶稍有畸形，但随后可以消失，所以可以把二氯喹啉酸对烟田的直接使用致畸剂量确定为1.25 a.i.g/ hm2。如果此剂量农药分散到0-5 cm土层中，根据植烟土壤容重1.2 g/cm3[13]计算，土壤中农药浓度为2.08×10-3mg/kg，可以把 2.08×10-3mg/kg 作为二氯喹啉酸对烟草产生药害的致畸临界浓度。这与陈泽鹏等[14]的研究结果基本吻合。在烟稻轮作区，若植烟土壤中二氯喹啉酸的浓度大于2.08×10-3mg/kg ，建议不要栽烟。由于防治水稻田稗草时二氯喹啉酸的有效剂量较大，且二氯喹啉酸在土壤中降解缓慢，烟草前茬最好不要使用二氯喹啉酸。苄嘧磺隆和吡嘧磺隆在1 a.i.g/hm2下对烟草株高有抑制作用，按照上述算法，其在土壤中浓度为1.67×10-3mg/kg，可以把1.67×10-3mg/kg 作为苄嘧磺隆和吡嘧磺隆对烟草产生药害的致畸临界浓度。虽然苄嘧磺隆和吡嘧磺隆对烟草产生药害的症状不明显，但其严重影响烟株高度，从而影响烟叶有效叶数，影响烟叶产量。建议前茬谨慎使用这两种农药。氰氟草酯对烟草几乎没有影响，在16倍的推荐剂量下，对烟草的抑制率也只有15.47%。因为氰氟草酯是水稻田选择性除草剂，属芳氧基苯氧基丙酸类除草剂，只能作茎叶处理，芽前处理无效。另外，氰氟草酯降解特别快，降解半衰期只有几天[15]。所以使用过氰氟草酯的稻田后茬种植烟草，对烟草生长发育几乎没有影响。建议烟草前茬稻田使用氰氟草酯，而尽量避免使用二氯喹啉酸、磺酰脲类等对烟草敏感的除草剂。

除草剂的活性不仅与药剂本身结构有关，而且还与作物、土壤结构和pH等多种因素有关，这些方面还需进一步研究，以减少烟草上的除草剂药害，为烟叶安全生产提供依据。

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