灭生性除草剂草铵膦的应用研究

佘晓云，石　岩

(青岛农业大学旱作技术山东省重点实验室，青岛 山东　266109)



■研究进展

灭生性除草剂草铵膦的应用研究

佘晓云，石岩

(青岛农业大学旱作技术山东省重点实验室，青岛 山东266109)

摘要：为推进草铵膦(Glufosinate ammonium)的合理应用，综述了草铵膦在国内外的销售情况，以及对作物、果园、蔬菜等杂草的防除效果。

关键词：除草剂；草铵膦；杂草；防除效果

草铵膦(Glufosinate ammonium)属于有机磷类非传导性灭生除草剂，是谷氨酰胺合成酶抑制剂，也是世界第二大转基因作物耐受除草剂。草铵膦和草甘膦相比，具有毒性低，使用较为安全，在土壤中易于降解，对作物没有伤害，不易飘移，除草谱广，除草活性高，使用量少，对环境压力小，能够快速除草，能快速杀死禾本科和阔叶杂草100种以上，可用水做基础溶剂，使用既安全又方便。草铵膦本身具备除草活性，同时具有杀虫杀菌活性，也可与杀虫剂等混合配制，可以达到预防和控制作物病虫害的成效。国内现阶段主要研究了草铵膦对柑桔园、葡萄园、茶园等非耕地和耕地土地杂草的防除效果。因此，试述草铵膦对不同土地杂草的防除效果。

1草铵膦对不同土地杂草的防除效果

草铵膦的作用机制主要是抑制植物体内的谷氨酰胺合成酶的催化作用，该酶主要作用于氮代谢过程中催化氨基酸加氨基作用，使谷氨酸加氨基合成谷氨酰胺。使用草铵膦药剂喷施植株3～5d后，植株体内固定二氧化碳的速率明显降低，随后体内细胞出现破裂，叶绿素受到严重破损，从而抑制了植株光合作用，植物叶片开始出现枯萎和坏死现象[1]。草铵膦是茎叶处型除草剂，只对已经出苗的杂草有效，对施药后新生杂草没有防效[2-4]。草铵膦发挥活性作用比百草枯慢，但快于草甘膦，而且具有内吸性，能杀死茎和根。

1.1草铵膦对果园杂草的防除效果

在果园中，若有大量杂草会消耗果园里的土壤养分，有利于果树滋生病虫害，从而恶化果园生态环境，结果会直接或间接危害果树的生长发育并影响到果园田间操作。因此，防除杂草是果园管理的重点内容之一。

当前，柑桔园经常使用除草剂主要有草铵膦和百草枯、草甘膦等。马永林等[5]在研究发现阔叶丰花草对草铵膦的敏感性更高。而陈军等[6]的田间试验结果表明，18%草铵膦AS的各种使用剂量对柑桔园杂草都有一定的防除效果，但从经济和生态方面来看, 建议草铵膦对柑桔园杂草的使用剂量为389 ml/667 m2。同时马永林等[7]研究发现对柑橘园入侵性杂草假臭草防效较好的药剂是草铵膦和草甘膦+2甲4氯钠的复配剂。还有李珣等[8]研究试验表明，在杂草营养生长阶段茂盛期至开花期前使用常规方法喷雾150 g/ L草铵膦(有效剂量333～467 mL/667 m2)，能够达到柑桔园防除杂草的基本要求。

1.1.2草铵膦对香蕉园杂草的防除效果

杨松等[9]在研究防除香蕉园杂草试验的结果表明: 20﹪草铵膦AS对杂草防效最佳的有效剂量是250 g/667 m2。

1.1.3草铵膦对葡萄园杂草的防除效果

刘红霞等[10]研究的药效试验表明：在考虑到草铵膦对作物的影响的情况下，建议在葡萄园中使用草铵膦200 g/L SL 300 mL/667 m2清除果树行间杂草。何建群[11]等的研究发现防除葡萄园杂草药剂的除草效果从高到低的排序为667m2用20%草铵膦水剂300 mL、667m2用20%草铵膦水剂250 mL、667m2用20%百草枯水剂200 mL、667m2用20%草铵膦水剂200 mL。

1.1.4草铵膦对桃园杂草的防除效果

从余永志等[12]对200 g/L草铵膦水剂防效研究结果表明，使用200 g/L草铵膦水剂防除桃园杂草时，应在在杂草生长齐到三至四叶期进行均匀喷雾，推荐使用有效成分1 535.0～2 100.0 g/hm2的200 g/L草铵膦水剂，应兑水450～750 kg。

1.2草铵膦对茶园杂草的防除效果

网络电影呈现现状不仅是雷同，整体质量也偏低。在它的启蒙阶段，人们对新事物的追捧与排斥，呈两种状态，一是电影爱好者对网络电影的追捧，他们热情地投入电影制作中，但未经专业培训，仅凭自己的热情，制作出的影片不能成为经典；另一方面，经过专业培训的专业电影人士对网络电影排斥，他们只想做好院线电影，并不追求网友需求。网络电影在初期呈一种草根经济、屌丝经济，影片质量低，故事结构混乱，画面烂俗，特效繁多。让观众误以为网络电影无门槛，随便拍摄放在播放平台即可。

草胺膦是防除茶园杂草比较理想的除草剂之一，在规定有效用量范围内能获得较好而稳定的防除效果。因此，刘丰静等[13]在研究试验结果表明，在防除杂草时建议茶园使用草铵膦的用药量为3 L/ha。而贺俊等[14]研究200g/L草胺膦水剂加助剂防除杂草试验与应用技术研究中，建议在防除茶园一年生为主的杂草时，每667m2用200g/L草胺膦水剂100～120mL+助剂100～120mL的配比的200g/L草胺膦水剂对茶园杂草防除效果最好。

1.3草铵膦对蔬菜杂草的防除效果

杂草可严重影响了蔬菜的产量和品质，欧阳主才等[15]研究的药效试验表明，在生产中推荐使用Basta SL 200g/L 2250～3750g/hm2防除番茄田杂草对水30～60L，在杂草营养生长盛期或开花盛期进行茎叶喷雾，能够灭除番茄地生长的绝大部分杂草，持效期达30天以上，对作物安全。同时鲁军雄等[16]的防除试验结果表明，从产量水平来看，草铵膦处理在高低2种成苗密度条件下的油菜都表现稳定增产，增产幅度约8%。

1.4草铵膦对作物杂草的防除效果

1.4.1草铵膦对棉花杂草的防除效果

随着我国转基因技术的不断深入，棉花转基因新品种的培育工作也在不断推新，研制转基因抗草铵膦棉花的趋势也在不断上升，今后草铵膦有望成为棉田防除杂草的主要除草剂。马小艳等[17]研究的防效试验表明，在防除棉田杂草时，推荐使用20% 草铵膦AS，有效剂量为450 ～ 900 g·hm2，使用适应期为杂草幼苗期，用水量为450 ～ 600 L·hm2。

1.4.2草铵膦对水稻杂草的防除效果

在抗草铵膦转bar基因水稻‘Y0003的5～6叶期施用不同浓度的草铵膦试验中发现，其草铵膦的有效剂量为为0.45和0.9 g/hm2，试验中发现其稻田主要杂草的防治效果达到80%以上[18]。周浩[19]等在研究转基因抗除草剂杂交稻栽培时，初步提出了在杂交稻分蘖盛期或末期，使用浓度为0.6 g/L有效成分的草铵膦，每公顷的用量为480～960 L(有效成分剂量288～576g/hm-2)，紧挨冠层均匀喷雾，对冒头杂草重点喷施，对稻田的杂草防除有良好的效果。同时在试验中表明，草铵膦处理后的转基因抗除草剂水稻品种的产量明显有所增加。而且周浩[20]等研究表明，草铵膦除草剂处理直播栽培的转Bar 基因抗除草剂杂交稻，不仅可以有效的防除稻田的主要杂草，还能对其水稻的产量和品质有显著的提高。

草铵膦在防除杂草时，浓度太大时也会对水稻产生药害。研究发现，当其草铵膦的浓度为8.28 mg/L时，对其生产中的抗草铵膦转基因水稻99-1的种子是没有药害作用的，当草铵膦的浓度大于8.28 mg/L时，就会对其水稻的根部产生药害作用，这是抗草铵膦品种的浓度指标，在普通水稻品种只能使用低于1.83 mg/L浓度的草铵膦。水稻的不同生育时期对其草铵膦浓度的承受程度也不同，普通水稻品种在水稻2叶龄幼苗期都可以承受浓度为2.06 mg/L的草铵膦，有的抗性品种可以承受浓度为48.97 mg/L 的草铵膦[21]。杨益善[22]等研究发现在耐除草剂水稻幼苗期喷施15～75 mg/m2草铵膦对秧苗会产生不同程度的药害作用，对产量没有显著的影响，但也表现出一定的下降趋势。Sankula[23]等的研究表明，在水稻不同生育期的时候，给水稻施用同一剂量的草铵膦试剂，结果会使水稻产生了不同程度的药害。同时，David[24]等也发现在水稻1叶期至孕穗前期和孕穗期，给水稻喷施0.84 kg/hm2草铵膦(有效剂量)，结果对水稻产生药害，会使水稻株高有所降低，尤其是在水稻3～5叶期、孕穗前期和孕穗期施用会直接导致水稻产量下降。

1.4.3草铵膦对大豆的影响

大豆是重要的油料作物之一，在生产上病、虫、草害常影响大豆生长发育，尤其是草害。人工除草又费工又费时，使除草剂的使用已成为一种发展趋势。随着分子生物学研究的不断发展与深入，利用转基因方法将抗除草剂的Bar基因转入大豆中，可使其获得对草铵膦的抗性。在大豆转Bar基因研究中，多以草铵膦作为筛选剂。王萍[25]等研究发现，在大豆胚尖诱导培养基中添加不同浓度草铵膦明显的抑制了黑农37、吉育91、淮豆4号不定芽的形成，并且对不同基因型抑制的程度有所不同,其中对草铵膦的耐性较强的是吉育91和黑农37，淮豆4号对草铵膦较敏感。研究发现，不同的大豆品种对其卡那霉素的适宜筛选浓度几乎一样，基本都是100 mg/L，但是其草铵膦对不同大豆适宜的筛选浓度不同，其合丰35、黑农44和吉林35最适宜的浓度为0.6 mg/L、0.2 mg/L和0.2 mg/L[26]。

1.4.4草铵膦对油菜的影响

近几年，转基因抗除草剂油菜品种在北美地区得到了极大的推广，为北美地区的油菜市场带来了极大的社会和经济利益，也为油菜的杂草防除做出了巨大贡献。研究发现草铵膦对部分的转基因油菜品种具有抑制时间短、药害轻、增产稳产的显著效果[27]。

1.5草铵膦对非耕地杂草的防除效果

近几年农业上大量的使用草甘膦导致其杂草产生了抗性，在这些抗性地区可以使用草铵膦，使其达到除草的目的，但是这种使用的地区多为非耕区，且多位双子叶和禾本科杂草。吴文进等[28]的研究药效试验表明，200 g/L草铵膦水剂的有效剂量2100 g/hm2和1535 g/hm22种处理对靶标杂草具有良好的速效性和持效性，其中2100 g/hm2处理效果尤其好，同时在使用草铵膦时应注意在杂草生长整齐、雨后3d时，选择无风或微风天气常规方法喷雾，喷雾前用保护罩套上喷头，每667m2兑水30～50L，对杂草进行茎叶喷雾，让药液充分接触杂草。而且在贺俊等[14]的防除试验结果表明，以每667m2用200g/L 草胺膦水剂120～150mL+ 助剂120～150mL可很好地防除田埂道路杂草。凌进等[29]的防效试验结果表明，草铵膦在田间用量为750～900g/hm2时，能很好地控制禾本科、阔叶类和其他杂草；结果表明相同浓度处理下的草铵膦，添加喷雾助剂和不添加的有明显的区别，添加喷雾助剂能更好的提高草铵。

1.6草铵膦对杂草的防除效果

草铵膦对外来杂草也有很好地防除效果，但在实际杂草防治中发现，此类除草剂的杀草谱虽较广，但对不同杂草和同一杂草的不同龄期的防效不同[30-32]。国外研究发现，400～500 g/hm2草铵膦(有效剂量)对多种1年生禾本科杂草和阔叶杂草具有很好的防除效果[33]。郭成林等[34]在豚草和薇甘菊的防效试验中表明，草铵膦对豚草和薇甘菊防效较好。而且杨逢玉等[35]在研究北京主要杂草的除草剂防治效果中表明，400 g/hm2有效剂量的草铵膦对马齿苋、反枝苋、鳢肠和委陵有良好的防除效果；800 g/hm2有效剂量的草铵膦，能有效防除稗草、马唐和苘麻，但有效剂量达到800 g/hm2以上的草铵膦对藜和莎草科杂草才有防除效果。

2草铵膦的销量情况

由于耐草铵膦转基因作物的大面积推广应用，草铵膦成为一个热点的除草剂品种。北美、欧洲、东亚、南美是草铵膦主要的销售地区，随着近几年草铵膦产品的全球化，非洲、东南亚等地的发达国家的草铵膦的用量也在大幅度的增加。

2.1全球销售情况

近年来，草铵膦得到了迅速的发展，由图1可以看出其在全球的销售额度不断的攀升，每年的增长速度也在不断的加大。从1999年到2012年短短的13年的时间，草铵膦的销售额增加了6倍多，这也说明草铵膦在全球农业除草剂的比重逐年的增加。

图1　2003-2015年草铵膦全球销售额Fig.1　Glufosinate-ammonium saleroom in the world from 2003 to 2015

1.2国内销售情况

我国的对于草铵膦的研究起步较晚，在21世纪初期才有原药和产品的登记。我国农药技术水品落后于其发达国家，其草铵膦的制作工艺较为复杂，研究成本较高，直到2006年我国的草铵膦才实现产业化生产。由于受到技术和市场两方面的限制，目前虽然有不少企业希望投资草铵膦的产业化生产，但未能如愿。由于草铵膦对于多年生恶性杂草防除效果好，优于草甘膦，草铵膦对于具有较高经济价值的作物的杂草的防除效果好于草甘膦。同时随着草甘膦的一些产品的退市，草铵膦的市场需求越来越大。如图2所示，我国草铵膦的销售量呈稳定增长趋势。

图2　我国草铵膦制剂销售变化图Fig.2　Glufosinate-ammonium sale amount in China

3结语

目前草甘膦已产生明显抗性，使得杂草越来越不好防除；同时 起效也太慢，对后茬、作物根部有持续性和积累性风险；其优点是价格便宜，实惠。百草枯快速便宜好用，但它经口毒性是剧毒，万一误服或不小心渗入体内，几乎很难救治，现已被大多数国家禁用。草铵膦杀草谱广、控草效果好和安全性高，尽管目前成本还较高(是百草枯和草甘膦的2～3 倍)，但对不同土地具有很好地防除效果。同时随着我国对转基因抗草铵膦品种的研究不断深入，草铵膦能很好地应用到杂草防除。

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Grass Sterilant Herbicides Glufosinate-ammonium Phosphine Application Research

SHE Xiao-yun，SHI yan

(Dryland-TechnologyKeyLaboratoryofShandongProvince,QingdaoAgriculturalUniversity,Qingdao,Shandong266109,China)

Abstract:Glufosinate-ammonium is targeting for glutamine synthetase and another good performance of organophosphate non-conductive properties of herbicides. Glufosinate-ammonium not only is a good way to control weeds, also can be used as a suitable selective agent for modern biotechnology research. As appeared constantly and further development of global genetically modified(GM) crops Glufosinate-ammonium resistance,glufosinate-ammonium has wider development space.This article described the glufosinate-ammonium sales in China and abroad, and its control effect on the crops, orchards, vegetables and other weed.

Key words:herbicide;Glufosinate-ammonium;weed;control effect

通讯作者：石岩，教授。

基金项目：山东省小麦创新团队岗位专家-栽培与土壤肥料(SDAIT-04-022-08)；胶东丘陵区周年小麦-玉米氮素高效利用技术研究与示范(201203079)

收稿日期：2015-08-18

第一作者：佘晓云(1992- )，女，硕士研究生，研究方向：旱作高产栽培生理。