河南省猪殃殃对苯磺隆的抗性检测

高新菊, 张玉明, 王全德, 郭梅燕, 王恒亮*,马毅辉, 高晓瑜, 刘 英, 李 巍

(1. 河南省农业科学院植物保护研究所,河南省农作物病虫害防治重点实验室,农业部华北南部作物有害生物综合治理重点实验室, 河南省作物保护国际联合实验室, 河南省生物农药工程研究中心,郑州 450002; 2.新乡市植保植检站, 新乡 453000; 3. 河南省农药检定所, 郑州 450002)



河南省猪殃殃对苯磺隆的抗性检测

高新菊1, 张玉明2, 王全德3, 郭梅燕1, 王恒亮1*,马毅辉1, 高晓瑜1, 刘 英1, 李 巍1

(1. 河南省农业科学院植物保护研究所,河南省农作物病虫害防治重点实验室,农业部华北南部作物有害生物综合治理重点实验室, 河南省作物保护国际联合实验室, 河南省生物农药工程研究中心,郑州 450002; 2.新乡市植保植检站, 新乡 453000; 3. 河南省农药检定所, 郑州 450002)

为了明确河南省猪殃殃对苯磺隆的抗性水平及分布现状,通过温室整株生物测定法,测定了河南省境内36个猪殃殃种群对苯磺隆的敏感性。结果表明,河南省大部分猪殃殃种群已经对苯磺隆产生了不同程度的抗性,所测样品中,高抗种群3个,中抗种群9个,低抗种群13个,共25个,占总采样数的69.44%;敏感种群11个,占30.56%。说明苯磺隆在河南多地存在高抗性风险,同类乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂需科学施用。

猪殃殃; 苯磺隆; 抗性

猪殃殃是生长在冬小麦田和冬油菜田的一种恶性茜草科杂草[1]。在河南、河北、青海、山东、湖北、江苏等地[2-7],原为次要杂草的猪殃殃目前已经上升为主要杂草,对小麦产量造成严重损失。据试验统计,每平方米内有猪殃殃5株,小麦产量损失2.8%,15株时损失产量10%,50株以上时损失产量23%[8]。乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂是小麦田防治猪殃殃等阔叶杂草的主要药剂之一。由于ALS抑制剂作用位点单一和长期大面积使用,使大量杂草对该类除草剂产生了抗性,截至2016年4月,全世界报道的抗药性杂草已有468种,其中158种杂草对ALS抑制剂类除草剂产生抗性[9],而且种类多,分布广,发展快。苯磺隆属于磺酰脲类除草剂,是一种ALS抑制剂类除草剂,是中国防除麦田阔叶杂草应用面积最大、使用时间最长的除草剂之一[10]。目前,中国部分地区播娘蒿、荠菜、麦家公等杂草对苯磺隆的抗性情况已有报道。刘君良等[11]和吴小虎等[12]报道了中国北方部分地区荠菜、麦家公等对苯磺隆已产生了不同程度的抗性;许贤等[13-14]报道了河北等地播娘蒿对苯磺隆的抗性水平;Cui等[15]报道了山东省部分区域播娘蒿对苯磺隆的抗性情况;彭学岗等[1]报道了中国部分地区猪殃殃对苯磺隆的抗性情况,包括河南许昌、漯河、周口三个地区,其中河南许昌采集点猪殃殃的抗药性最高。河南省其他地区猪殃殃对苯磺隆的抗性及抗性分布现状如何,未见详细报道,针对这一状况,本研究从河南省小麦主产区小麦田采集猪殃殃种子36份,在温室内采用整株生物测定法[16]测定了猪殃殃对苯磺隆的敏感性,以了解不同地区猪殃殃抗药性水平,便于及时更换除草剂品种,科学防治猪殃殃等抗药性杂草,保障农业可持续发展。

1 材料与方法

1.1 材料

仪器:自走式3WPSH-500D喷雾塔带XR8003喷头,农业部南京农业机械化研究所。

除草剂:10%苯磺隆可湿性粉剂,江苏扬农化工集团有限公司。

供试杂草:猪殃殃种子于2013年5月底和2014年5月底采自河南省叶县宋庄村等36个地点的小麦田,详见表1。

表1 猪殃殃采集地点与苯磺隆用药历史

续表1 Table 1(Continued)

采样地点Collectingsite编号Codename用药历史Backgroundofherbicideapplication备注Note郑州市中牟县雁鸣湖乡小店村XiaodianVillage，YanminghuTown，ZhongmuCounty，ZhengzhouCityZZ⁃1使用过，时间不详商丘市虞城县库庄乡KuzhuangTown，YuchengCounty，ShangqiuCitySQ⁃4使用过，时间不详用过苄嘧磺隆等开封市尉氏县十八里镇十八里村ShibaliVillage，ShibaliTown，WeishiCounty，KaifengCityKF⁃3使用过，时间不详漯河市临颍县王岗镇韩场村HanchangVillage，WanggangTown，LinyingCounty，LuoheCityLH⁃25年以上平顶山市叶县廉村乡穆寨MuzhaiVillage，LiancunTown，YeCounty，PingdingshanCityPDS⁃3使用过，时间不详许昌市鄢陵县马栏镇郭营村GuoyingVillage，MalanTown，YanlingCounty，XuchangCityXC⁃2使用过，时间不详周口市西华县清河驿乡官路徐村GuanluxuVillage，QingheyiTown，XihuaCounty，ZhoukouCityZK⁃25年以上使用过其他磺酰脲类除草剂，具体不详新乡市获嘉县位庄乡石佛村ShifoVillage，WeizhuangTown，HuojiaCounty，XinxiangCityXX⁃2不详焦作市修武县郇封镇陈村ChenVillage，XunfengTown，XiuwuCounty，JiaozuoCityJZ⁃15年以上郑州市邙山区花园口镇赵高庄ZhaogaozhuangVillage，HuayuankouTown，MangshanCounty，ZhengzhouCityZZ⁃2使用过，时间不详郑州市登封市颍阳镇李庄村LizhuangVillage，YingyangTown，DengfengCounty，ZhengzhouCityZZ⁃35年以上使用过其他磺酰脲类除草剂，具体不详鹤壁市淇县高村镇韩楼村HanlouVillage，GaocunTown，QiCounty，HebiCityHB⁃1使用过，时间不详安阳市林州市临淇镇付村FuVillage，LinqiTown，LinzhouCounty，AnyangCityAY⁃2未使用过除草剂焦作市温县温泉镇觉世头村JueshitouVillage，WenquanTown，WenCounty，JiaozuoCityJZ⁃1不详新乡市原阳县韩董庄乡孟庄MengzhuangVillage，HandongzhuangTown，YuanyangCounty，XinxiangCityXX⁃3使用过，时间不详商丘市柘城县岗王乡沙河村ShaheVillage，GangwangTown，ZhechengCounty，ShangqiuCitySQ⁃5不详周口市淮阳县安陵镇小王庄Xiaowangzhuang，AnlingTown，HuaiyangCounty，ZhoukouCityZK⁃3间断使用过3年前小麦花生套作焦作市武陟县三阳乡北小庄BeixiaozhuangVillage，SanyangTown，WuzhiCounty，JiaozuoCityJZ⁃2不详新乡市辉县上八里镇小邓庄XiaodengzhuangVillage，ShangbaliTown，HuiCounty，XinxiangCityXX⁃4未使用过除草剂新乡市辉县市上八里镇关山GuanshanVillage，ShangbaliTown，HuiCity，XinxiangCityXX⁃5未使用过除草剂

1.2 方法

1.2.1 猪殃殃对苯磺隆抗性水平的整株生物测定

试验在河南省农业科学院植物保护研究所试验田的温室内进行。将采自不同地块的猪殃殃种子用赤霉素催芽后,选取饱满露白的种子,种于直径为25 cm的花盆中,每盆30粒。温室温度白天为(20±5)℃,夜间为(10±5)℃,相对湿度75%±5%。猪殃殃1～3轮叶时定苗,每盆20株,于猪殃殃4～6轮叶时,采用喷雾塔茎叶均匀喷雾处理,喷雾压力为2 MPa,喷头流量100 mL/min,喷液量450 L/hm2。苯磺隆浓度设置为有效剂量0、1.5、3、6、12、24、48、96、192、384 g/hm2(推荐剂量为12 g/hm2)共10个处理。每5盆为1个处理,每个处理重复4次。施药后21 d,剪各处理杂草地上部分称重,计算相对鲜重。

1.2.2 数据分析

整株生物测定数据按下列公式进行非线性回归分析[17-18]:y=C+(D-C)/[1+(x/GR50)b];式中:y为特定除草剂用量下所测杂草鲜重的相对百分比,x为除草剂用量,C为剂量反应下限,D为剂量反应上限,GR50为鲜重抑制中量,b为斜率。数据用Sigmaplot12.5处理。

相对鲜重(%)=处理杂草鲜重/对照杂草鲜重×100。

抗性指数(RI)=抗性种群的GR50/敏感种群的GR50。

1.2.3 抗性水平标准

参照高兴祥《山东省小麦田猪殃殃对苯磺隆的抗性测定》标准划分猪殃殃对苯磺隆的抗性水平如下:敏感性种群:1≤R/S<5;低抗性种群:5≤R/S<10;中抗性种群:10≤R/S<50;高抗性种群:R/S≥50。

2 结果与分析

施用苯磺隆后,随着施药量的增加,猪殃殃各种群鲜重均受到不同程度的抑制,主要表现为植株停止生长,叶片黄化,枯死。施药21 d后,称取地上部分鲜重,计算不同剂量下的相对鲜重和抗性指数,经统计后可以看出,不同地区的猪殃殃种群对苯磺隆的抗性差异显著(表2)。辉县市关山采集的猪殃殃种群(XX-5)对苯磺隆最为敏感,GR50为0.95 g/hm2,以其为基数计算各地区猪殃殃的相对抗性。PDS-1、ZK-1、LH-1猪殃殃种群抗性指数分别为148.47、116.32、105.46,属于高抗性种群;其次SQ-1、ZMD-1、SQ-2、SQ-3、XX-1、PDS-2、XC-1、ZMD-2、NY-1的抗性指数在14.27～25.15之间,属于中抗性种群;KF-1、KF-2、NY-2、AY-1、ZZ-1、SQ-4、KF-3、LH-2、PDS-3、XC-2、ZK-2、XX-2、JZ-1猪殃殃种群的抗性指数在5.56～9.95之间,属于低抗种群;ZZ-2、ZZ-3、HB-1、AY-2、JZ-1、XX-3、SQ-5、ZK-3、JZ-2、XX-4的GR50值较低,抗性指数小于5,属于敏感种群。

河南省大部分地点猪殃殃对苯磺隆产生了不同程度的抗性,在所调查的36个地点中猪殃殃高抗性种群3个,中抗性种群9个,低抗性种群13个,共25个,占总采样数的69.44%;敏感种群11个,占30.56%。

表2 河南不同地点小麦田猪殃殃对苯磺隆的抗性1)

续表2 Table 2(Continued)

编号CollectionsiteCDbRGR50/g·(hm2)-1RIJZ⁃19．109298．1066-1．52730．99485．315．56ZZ⁃211．637596．5992-1．99240．95974．684．90ZZ⁃39．640799．8771-0．35780．93854．664．88HB⁃17．3682100．6026-1．81280．98714．564．77AY⁃27．897499．4352-1．34690．95702．822．95JZ⁃113．6553100．5099-2．16100．97042．602．72XX⁃320．397099．3171-1．04450．92532．282．38SQ⁃512．4273100．1620-2．08540．92712．102．19ZK⁃314．900999．8643-2．08120．96161．671．75JZ⁃222．1579100．1302-1．25160．92181．541．62XX⁃415．594999．9344-0．41210．92531．301．37XX⁃510．5203100．0297-2．08120．96160．951．00

1)C为剂量反应下限;D为剂量反应上限;GR50为鲜重抑制中量;b为斜率；R为相关系数;RI为抗性指数。

CandDwere lower and upper limit of dose-dependent response, respectively; GR50was the tribenuron-methyl concentration required for 50% inhibition of grown reduction; b was the slope at the GR50;Rwas correlation coefficient;RIwas resistance index.

从分布区域来看,相对抗性猪殃殃种群主要分布在黄河以南地区,开封、许昌、漯河、平顶山、南阳、驻马店采样点的猪殃殃均为抗性种群,敏感种群主要位于黄河以北地区。3个高抗猪殃殃种群分别位于平顶山叶县、周口扶沟县和漯河召陵区;11个敏感种群分散于焦作、新乡、郑州、周口、安阳、鹤壁部分地区。高、中、低抗药猪殃殃种群及敏感猪殃殃种群错落分布。同一市区不同采样地点猪殃殃种群抗性不同,如周口3个采样点猪殃殃分别为高抗种群、低抗种群和敏感种群。

图1 河南省不同地点小麦田猪殃殃抗性水平分布Fig.1 Distribution of bedstraw resistance to tribenuron-methyl in Henan Province

3 讨论

通过对河南省小麦田采集的36份猪殃殃种子进行温室盆栽试验,结果表明,河南省猪殃殃对苯磺隆的抗性已经非常普遍,抗药种群有25个,占总采样点的69.44%,其中高抗种群有3个,中抗种群有9个,低抗种群有13个;敏感猪殃殃种群11个,占总采样点的30.56%。说明苯磺隆在河南多地存在高抗性风险,对同类乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂的抗性需加强监测。

从分布区域来看,抗药种群主要分布在黄河以南地区,敏感种群主要分布在黄河以北地区。不同地区之间猪殃殃种群对苯磺隆的敏感性差异与除草剂用药时间、使用频次、除草剂作用机制及杂草种群中抗性生物型的初始频率、种植模式、农艺措施密切相关[19]。在同一田块长期使用同一种或作用机制相同的除草剂,容易造成抗药性杂草的出现。ZK-1、LH-1在间断使用苯磺隆的同时还使用噻吩磺隆、甲基二磺隆等ALS抑制剂类除草剂,可能造成猪殃殃抗性群落的形成。与此相对应,从未使用过除草剂的AY-2、XX-4的猪殃殃种群对苯磺隆敏感。另外,造成河南省不同地点小麦田猪殃殃抗性程度差异较大的原因,也与当地的用药历史、地理特征和作物种植方式有关。就周口来说,所采集的三个地点在地形上均为平原,主要是小麦、玉米轮作;ZK-1连续使用苯磺隆达10年以上;ZK-2也施用苯磺隆但年数不清楚,且非连续使用;ZK-3在采集前3年小麦田套作花生,苯磺隆使用较少。这可能是造成周口三个地点猪殃殃对苯磺隆抗性水平不同的原因。造成杂草抗性水平高低差异的原因还与其抗药机制不同有关,通常是由于靶标酶的基因突变引起的。

根据检测结果,在河南省大部分地区使用苯磺隆防除猪殃殃存在较大的抗性风险。因此,需要进一步监测猪殃殃对苯磺隆等同一作用机制除草剂的抗药性情况及变化动态,根据监测结果及时调整防治策略和用药方法。建议叶县、扶沟、漯河等已经表现出抗性的地区暂停使用苯磺隆,采用无交互抗性的药剂进行杂草防治,充分运用整地、翻耕等机械物理措施除草,实施作物轮作等多样性的农艺措施抑草,并加强监控,预防抗药性杂草的扩散、蔓延。其他未产生抗药性的地区也要采用多样性理念建立抗药性杂草治理措施,即有机运用机械、物理、农艺、生物、化学等除草技术措施,减少任何单一措施,进行杂草治理[20-21]。

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(责任编辑:杨明丽)

Detection of bedstraw resistance to tribenuron-methyl in Henan Province

Gao Xinju1, Zhang Yuming2, Wang Quande3, Guo Meiyan1, Wang Hengliang1,Ma Yihui1, Gao Xiaoyu1, Liu Ying1, Li Wei1

(1.Institute of Plant Protection, Henan Academy of Agricultural Sciences; Henan Key Laboratory of Crop Pest Control, Key Laboratory of Integrated Pest Management on Crops in Southern Region of North China, Ministry of Agriculture, International Joint Research Laboratory for Crop Protection of Henan, Biological Pesticides Engineering Research Center of Henan Province, Zhengzhou 450002,China; 2.Plant Protection and Quarantine Station of Xinxiang, Xinxiang 453000, China;3.Institute for the Control of Agrochemicals of Henan Province, Zhengzhou 450002, China)

In order to detect the resistance levels and distributions of bedstraw to tribenuron-methyl in Henan Province, 36 populations of the bedstraw were collected from wheat fields and their susceptibility to tribenuron-methyl was tested by using the whole-plant bioassay. The results indicated that 25 populations (69.44%) were resistant, including 3 high-level, 9 mid-level and 13 low-level resistant populations, while the rest 11 populations (30.56%) were susceptible. The data showed that there were high resistant risk to tribenuron-methyl in wheat fields in Henan, and the ALS inhibitors should be applied in scientific way.

bedstraw; tribenuron-methyl; resistance

2016-04-20

2016-05-23

河南省农业科学院自主创新专项基金; 河南省博士后基金科研资助项目(2013046)

S 481.4

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.06.033

* 通信作者 E-mail: hlw2000@126.com