高兴祥,李美*,房锋,张悦丽,齐军山
(1.山东省农业科学院植物保护研究所,山东 济南250100;2.山东省植物病毒学重点实验室,山东 济南250100)
*近年来,小麦(Triticumaestivum)田禾本科杂草无论是从种类上还是从数量上均呈现明显增长的趋势,造成这种后果的原因[1-5]主要包括:1)耕作、栽培制度的变化改变了杂草的群落分布;2)免耕技术的推广为适宜浅层萌发的禾本科杂草创造了条件;3)联合收割机的大面积使用也使得杂草种子跟随收割机进行传播提供了可能;4)地区间的麦种调运也是很重要的因素。另外,禾本科杂草种子繁殖力、分蘖能力及抗逆性等均很强也是造成大面积为害的原因之一。
对山东省小麦田禾本科杂草进行了2年的详细调查,结果显示,山东省小麦田共有12种禾本科杂草,对其中的8种杂草防除药剂的筛选进行了报道[6],另外的4种多花黑麦草(Loliummultiflorum)、早熟禾(Poaannua)、碱茅(Puccinelliadistans)和棒头草(Polypogonfugax)均属于山东省小麦田的区域性优势杂草,早熟禾主要在济宁市稻麦轮作区分布;多花黑麦草在日照、菏泽等地大量分布;碱茅在盐碱较重的滨州、东营等地,棒头草在济宁等地,王绍敏等[7-8]的杂草调查和研究也证实了这一点。以前的研究多局限在某种或某几种除草剂对某种禾本科杂草的防效研究上,系统全面的研究常用除草剂对这4种禾本科杂草的防效未见报道。一种药剂仅能防除某一种或某几种禾本科杂草,不可能防除所有的禾本科杂草,且不同药剂对同一种杂草效果差别很大,为系统全面的研究常用除草剂对这4种禾本科杂草的防效,在2010年2月在温室内选择目前国内市场防除小麦田某种或某几种禾本科杂草效果较好的8种除草剂[包括3种乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂,4种乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂和1种植物光合系统Ⅱ抑制剂],以小麦田4种禾本科杂草早熟禾、多花黑麦草、碱茅和棒头草为受体,研究了8种除草剂对这4种受体的生物活性,以期为不同禾本科杂草分布的区域选择适合当地的除草剂提供理论依据。
供试杂草:多花黑麦草、早熟禾、碱茅、棒头草。
供试药剂:3种乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂分别为7.5%啶磺草胺(pyroxsulam)WG,美国陶氏益农公司;70%氟唑磺隆(flucarbazone-Na)WG,日本爱丽斯达公司;30g/L甲基二磺隆(mesosuifuron-methyl)OF,拜耳作物科学(中国)有限公司;4种乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂分别为50g/L唑啉草酯(pinoxaden)EC、15%炔草酯(clodinafop-propargyl)WP,瑞士先正达公司;69g/L精恶唑禾草灵(fenoxaprop-p-ethyl)EW,拜耳作物科学(中国)有限公司;40%肟草酮(traloxydim)WDG,浙江一帆化工有限公司;植物光合系统Ⅱ抑制剂为50%异丙隆(isoproturon)WP,美丰农化有限公司。
仪器设备:精准喷雾塔,农业部南京农业机械化工研究所生产,喷雾时压力2kg/m2,锥形喷头流量100 mL/min。
1.2.1 种植方法 在温室内进行实验试材的培养,温度15~25℃。将定量的多花黑麦草、早熟禾、碱茅和棒头草的种子单播于直径为8cm的塑料盆中(多花黑麦草每盆播种20粒,早熟禾、碱茅和棒头草每盆播种40粒),覆土1~2mm,放入装有水的搪瓷盘中,让水逐渐渗入,等水渗到土表后转移入温室待用。
1.2.2 剂量设置 7.5%啶磺草胺 WG(加专用助剂)0.875,1.75,3.5,7,14g/hm2(有效成分用量,下同);70%氟唑磺隆 WG 2.8125,5.625,11.25,22.5,45g/hm2;30g/L甲基二磺隆 OF(加专用助剂)0.5625,1.125,2.25,4.5,9g/hm2;50g/L唑啉草酯EC 4.6875,9.375,18.75,37.5,75g/hm2;40%肟草酮 WDG 30,60,120,240,480 g/hm2;15%炔草酯 WP 5.625,11.25,22.5,45,90g/hm2;69g/L 精恶唑禾草灵 EW 12.5,25,50,100,200 g/hm2,50%异丙隆 WP 75,150,300,600,1200g/hm2。
1.2.3 施药方法 按精准喷雾塔实际喷药面积准确计算并配制所需药液,将待处理的塑料盆环行均匀排列在旋转喷雾台上,喷雾处理。喷雾压力2kg/m2,锥形喷头流量100mL/min。每浓度杂草分别设4次重复。
1.2.4 调查方法 施药后15d详细记录杂草的受害症状(如生长抑制、失绿、畸形等)。于施药后40d,称量各处理杂草地上部分鲜重,计算鲜重防效。
用DPS统计软件对药剂剂量的对数值与杂草的鲜重抑制率的几率值进行回归分析,计算毒力回归方程y=a+bx、GR50(抑制杂草生长50%的除草剂剂量herbicide rate causing 50%growth reduction of plants)和 GR90(抑制杂草生长90%的除草剂剂量herbicide rate causing 90%growth reduction of plants)值。
施药后15d,ALS抑制剂啶磺草胺较高浓度处理区多花黑麦草叶尖稍黄,生长受到一定程度的抑制,但抑制程度均不高,另2种ALS抑制剂甲基二磺隆和氟唑磺隆仅在最高浓度对多花黑麦草有一定的抑制生长作用。ACCase抑制剂唑啉草酯、肟草酮、炔草酯和精噁唑禾草灵处理多花黑麦草均有不同程度的黄化、生长抑制作用,效果较好。
药后40d,各药剂处理对多花黑麦草的防效见表1,由表1可以看出,ALS抑制剂啶磺草胺对多花黑麦草效果较好,GR50值和 GR90值分别为3.32和23.47g/hm2,GR90值接近于其田间推广剂量(14g/hm2)的2倍,甲基二磺隆和氟唑磺隆对多花黑麦草的效果很差。ACCase抑制剂唑啉草酯、肟草酮和炔草酯对多花黑麦草有很好的防效,GR90值分别为33.49,284.88和41.85,其GR90值均远小于其田间推广剂量,另1种ACCase抑制剂精噁唑禾草灵对多花黑麦草的效果稍差,田间推荐浓度100g/hm2大于其GR50值57.66g/hm2,但远小于其GR90值。植物光合系统Ⅱ抑制剂异丙隆对多花黑麦草也有一定的防除效果,但其GR90值均远远大于其田间推广浓度。
表1 8种除草剂对多花黑麦草的室内毒力测定Table 1 Biological activities of 8herbicides to L.multiflorum in greenhouse
施药后15d,啶磺草胺14g/hm2处理早熟禾黄化明显,生长受到抑制,3.5和7g/hm2处理早熟禾轻微黄化;氟唑磺隆、甲基二磺隆各浓度处理均有轻微的黄化症状,但均不严重;异丙隆300,600,1200g/hm2处理早熟禾叶尖及叶缘干枯严重,生长受到严重抑制;ACCase抑制剂唑啉草酯、肟草酮、炔草酯和精噁唑禾草灵各浓度处理生长基本正常,无明显受害症状。
药后40d,各药剂处理对早熟禾防效见表2。由表2可以看出,在试验药剂中ALS抑制剂啶磺草胺和甲基二磺隆及植物光合系统Ⅱ抑制剂异丙隆对早熟禾的效果最好,其GR90值小于或接近于其田间推广剂量,其次为氟唑磺隆。其他药剂ACCase抑制剂唑啉草酯、肟草酮和炔草酯对早熟禾的效果均较差,其GR90值远远大于其田间推广剂量,另一种ACCase抑制剂精噁唑禾草灵对早熟禾近乎无效。
表2 8种除草剂对早熟禾的生物活性测定Table 2 Biological activities of 8herbicides to P.annuain greenhouse
施药后15d,ALS抑制剂啶磺草胺各浓度处理碱茅生长均受到一定的抑制,但杂草死亡率均较低,甲基二磺隆和氟唑磺隆仅最高浓度碱茅生长受到抑制,其他剂量生长基本正常;ACCase抑制剂唑啉草酯375和750 g/hm2处理、炔草酯22.5,45,90g/hm2处理和精噁唑禾草灵50,100,200g/hm2处理碱茅黄化、红化后开始死亡,肟草酮120,240,480g/hm2处理碱茅虽然叶色仍绿,但生长受到严重抑制;异丙隆300,600,1200g/hm2处理碱茅叶片从叶尖开始干枯,生长受到严重抑制。
药后40d,各药剂处理对碱茅的防效见表3,由表3可以看出,ALS抑制剂甲基二磺隆和氟唑磺隆对碱茅的效果均较差,GR90值远远大于其田间推广浓度;啶磺草胺对碱茅的效果较好,但GR90值也是其田间推广剂量的2倍多。ACCase抑制剂唑啉草酯和肟草酮对碱茅的效果很好,GR90值远远小于其田间推广剂量;炔草酯效果也较好,GR90值和其田间推广剂量接近,精噁唑禾草灵和植物光合系统Ⅱ抑制剂异丙隆对碱茅的效果略差,GR90值是其田间推广浓度的2倍左右。
表3 8种除草剂对碱茅的室内毒力测定Table 3 Biological activities of 8herbicides to P.distansin greenhouse
施药后15d,ALS抑制剂啶磺草胺各浓度处理棒头草叶尖干枯,生长受到一定的抑制,但抑制程度均不高,另2种ALS抑制剂甲基二磺隆和氟唑磺隆各浓度处理均无明显受害症状。ACCase抑制剂唑啉草酯187.5,375,750g/hm2处理棒头草黄化严重,大部分已死亡,肟草酮各浓度处理棒头草生长受到严重抑制,炔草酯各浓度处理棒头草干枯黄化较重,精噁唑禾草灵各浓度处理棒头草黄化严重,大部分干枯死亡。
药后40d,各药剂处理对棒头草的防效见表4,可以看出,ALS抑制剂啶磺草胺对棒头草的效果较好,但其GR90值是其田间推广剂量的2倍,另2种ALS抑制剂甲基二磺隆、氟唑磺隆对棒头草的效果均较差,其GR90值远远大于其田间推广剂量。ACCase抑制剂唑啉草酯、肟草酮、炔草酯和精噁唑禾草灵对棒头草的效果均较好,其GR90值均小于其田间推广剂量。植物光合系统Ⅱ抑制剂异丙隆对棒头草的效果也较好,其GR90值是田间推广剂量的2倍左右。
表4 8种除草剂对棒头草的室内毒力测定结果Table 4 Biological activities of 8herbicides to P.fugaxin greenhouse
3种ALS抑制剂啶磺草胺、甲基二磺隆和氟唑磺隆对早熟禾效果均较好,啶磺草胺对碱茅、多花黑麦草和棒头草的效果也较好,但甲基二磺隆和氟唑磺隆对这3种杂草的效果很差(图1);ACCase抑制剂唑啉草酯、肟草酮、炔草酯和精噁唑禾草灵对碱茅、多花黑麦草和棒头草的效果较好,但对早熟禾的效果较差,其中精噁唑禾草灵对碱茅和多花黑麦草的效果略差;植物光合作用抑制剂异丙隆对早熟禾、碱茅和棒头草的效果较好,对多花黑麦草的效果略差。
图1 8种除草剂在田间推荐剂量下对早熟禾等4种禾本科杂草的生物活性Fig.1 Biological activities of 8herbicides to 4grass weeds in their field recommended dose
以前小麦田禾本科杂草种类少,危害也较轻,且主要在水稻-小麦轮作区出现,在旱地玉米-小麦轮作区发生极少,所出现的除草剂种类也很少,精恶唑禾草灵、异丙隆是10多年以来的主要品种。但近几年来随着种植业制度的调整和耕作制度的改变,小麦田禾本科杂草发展迅速,逐渐成为优势杂草或区域性优势杂草,多花黑麦草在山东省日照市、碱茅在山东省滨州及东营市等均局部大面积发生,成为区域性恶性杂草。目前,生产中出现了很多新的除草剂品种,如啶磺草胺、氟唑磺隆、炔草酯、肟草酮和唑啉草酯等[9-11]。但每种药剂均有各自的优劣,为系统地了解各药剂的杂草防治谱,更好地合理有效利用好这些药剂而进行了本试验。
本试验从8种药剂对早熟禾等4种禾本科杂草的防效来看:ALS抑制剂啶磺草胺对早熟禾有较好的防除效果,对多花黑麦草、碱茅和棒头草的效果也较好,这与Becker等[12]报道的啶磺草胺可有效防除看麦娘属(Alopecurusaequalis)、雀麦属(Bromusjaponicus)、早熟禾属等禾本科杂草结果基本一致;另2种ALS抑制剂甲基二磺隆和氟唑磺隆对早熟禾效果较好,但对多花黑麦草、碱茅和棒头草的效果较差,与吴雪源等[13]试验结果一致;ACCase抑制剂唑啉草酯、肟草酮、炔草酯和精噁唑禾草灵对杂草的防效正好和ALS抑制剂相反,对多花黑麦草、碱茅、棒头草的效果较好,而对早熟禾的效果差,这与黄正银等[14]、刘孝慧等[15]的报导一致;植物光合作用抑制剂异丙隆对早熟禾、碱茅和棒头草的效果较好,对多花黑麦草的效果略差。
根据本试验结果,在小麦田禾本科杂草地块根据杂草种类选择合适的药剂,1)以早熟禾为主的地块,可以选择ALS抑制剂啶磺草胺、氟唑磺隆或甲基二磺隆,不建议选择ACCase抑制剂唑啉草酯、肟草酮、炔草酯和精恶唑禾草灵;2)以多花黑麦草或碱茅或棒头草为主的地块,可选择ACCase抑制剂唑啉草酯、肟草酮、炔草酯和精恶唑禾草灵,或者选择ALS抑制剂啶磺草胺。
本试验在温室内进行,由于温室温度、湿度和施药时的杂草叶龄等均有很好的一致性,所以田间结果如何还需要在田间认证。另外,不同地域采集的杂草种子在亚种、抗性方面均可能存在一定的差异,所以本试验结果仅为选择防除多花黑麦草等4种禾本科杂草的除草剂提供一定的参考。
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