精异丙甲草胺对甜菜田主要杂草的防除效果和甜菜幼苗的安全性评价

范伟彦，宋文钰，吴彩兰，党富民，杨德松*

(1 石河子大学农学院/新疆绿洲农业病虫害治理与植保资源利用自治区普通高校重点实验室，新疆 石河子 832003; 2 新疆农垦科学院分析测试中心，新疆 石河子 832000)

甜菜(BetavulgarisL.)是中国重要的糖料作物。新疆作为中国主要的产糖基地，近年甜菜的种植面积约6.6万hm2，产糖量约占全国甜菜糖的50%，位居全国甜菜糖产量的第1位[1]。新疆甜菜田杂草群落一般由耐旱、耐盐的杂草组成,如稗草、狗尾草、芦苇、藜、扁蓄、田旋花、苍耳、龙葵、小蓟、苋菜、苘麻等，其中禾本科的稗草为主要优势种[2]。杂草与甜菜争夺生长空间，干扰其对光、温、水和肥等资源的吸收与利用，影响其生长发育和产糖量[3-4]，已成为制约新疆糖业发展的一个重要因素[5]。甜菜田杂草的防除仅靠人工，效率较低且劳动强度较大，雇工成本逐年上升。因此,要提高甜菜的种植效益,降低生产成本,必须要实现甜菜生产的全程机械化,而化学除草又是实现甜菜生产过程中必不可缺少的一个重要环节[6]。

精异丙甲草胺是异丙甲草胺通过光学拆分，除去异丙甲草胺中的非活性异构体(R体)，而得到精制的活性异构体(S体)或通过手性合成得到的异丙甲草胺活性异构体(S体)[7]。属于为酰胺类除草剂,对牛筋草、马唐、狗尾草等一年生禾本科杂草及苋菜、马齿苋等阔叶杂草均有较好的防效,常用于大豆、棉花、花生等作物田的除草[8]，是目前新疆甜菜田常用除草剂。已有研究表明精异丙甲草胺残效期较短,对作物和环境较为安全,已逐渐取代其消旋体异丙甲草胺的应用[9-10]，但其活性易受环境条件的影响,通常低温、高湿条件下易造成作物药害[11]。本文利用室内盆栽法，从精异丙甲草胺的药效和安全性两方面入手，探究了精异丙甲草胺对甜菜苗期及甜菜田常见杂草的影响，对其在甜菜田中的合理使用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试药剂为96%精异丙甲草胺乳油(瑞士先正达作物保护有限公司)。供试土壤为石河子大学试验站内采集的从未使用土壤处理除草剂的土壤，采集后风干，并将土壤在120 ℃下烘干5 h，确保无其他杂草种子干扰试验结果。供试甜菜品种为Beta 356。供试杂草为稗草、苘麻、龙葵、反枝苋4种甜菜田常见杂草。

1.2 试验设计

试验共设5个处理，按照甜菜田的田间的推荐剂量1080～1296 g/hm2分别设置96%精异丙甲草胺乳油0、1296、1944、3240、3888 g/hm25个浓度梯度，采用室内盆栽法，将处理后的土壤装入直径为10 cm的花盆中，将甜菜和杂草种子于4 ℃下春化，温汤浸种30～60 min，每种杂草取20粒出芽的种子播于一盆，甜菜取20粒播于一盆，底部浇水使湿透。24 h后将药液均匀喷洒在土壤表面，放于恒温箱内培养，每个处理4次重复，待甜菜长至第1对真叶完全展开后，统计杂草的株防效，测量甜菜苗株高、根长、鲜重、干重，计算毒力回归方程。

1.3 数据处理

使用SPSS软件根据试验浓度所对应的对株防效及株高、根长、鲜重抑制率进行方差分析；采用DPS软件，求出其毒力回归方程Y=AX+B、抑制浓度IC90及相关系数R。

株防效=(处理出苗数/CK出苗数)×100%，

株高抑制率=[1-(处理株高/CK株高)]×100%，

根长抑制率=[1-(处理根长/CK根长)]×100%，

鲜重抑制率=[1-(处理鲜重/CK鲜重)]×100%。

2 结果与分析

2.1 精异丙甲草胺乳油对杂草生长量的影响

不同浓度的精异丙甲草胺乳油对稗草、苘麻、反枝苋、龙葵生长量的影响见表1。从表中可知，精异丙甲草胺乳油的不同施用浓度对稗草的株高、根长、鲜重呈现显著性差异，且抑制作用随着浓度的增加而升高，对株高的抑制作用较为强烈，在最低浓度1296 g/hm2处理下的抑制率也可达84.32%，且抑制率与浓度呈正比；3240、3888 g/hm2高浓度处理下抑制率差异不显著，在3240 g/hm2的施用浓度下，对稗草的株高、根长，鲜重的抑制率均达到90.95%以上，对株高的抑制作用高于对根长和鲜重的抑制作用。

精异丙甲草胺乳油在不同施用浓度处理下对苘麻的根长、株高、鲜重差异性不如对稗草的显著，每个浓度处理下都与对照存在显著性差异。对根长的抑制作用大于鲜重和株高。3888 g/hm2处理下对根长的抑制率为78.15%，对鲜重的抑制率为67.79%，对株高的抑制作用只有39.77%。精异丙甲草胺对苘麻的抑制作用最不明显，药剂处理下的苘麻都能维持基本的形态和生理状况。

不同施用浓度的精异丙甲草胺乳油对龙葵的生长量的影响存在显著性差异，与对照差异显著。对龙葵的株高、根长、鲜重的抑制作用几乎一致，但不如稗草明显。且抑制率与施用浓度呈正比，在1296 g/hm2的处理下，对株高、根长、鲜重的抑制率分别为：51.82%、59.35%、43.80%；在3888 g/hm2的处理下，对株高、根长、鲜重的抑制率分别为：87.47%、84.35%、86.82%。

精异丙甲草胺乳油对反枝苋的生长量的影响略高于龙葵，每个处理对株高的影响呈现显著性差异，抑制率也最大；在1944和3240 g/hm2处理下对根长和鲜重的抑制作用不存在显著性差异；每个处理下的抑制率随着浓度的增大而增大。在1296 g/hm2的处理下，对株高、根长、鲜重的抑制率分别为：57.89%、60.58%、59.15%；在3888 g/hm2的处理下，对株高、根长、鲜重的抑制率分别为：93.39%、87.87%、84.88%。

表1 精异丙甲草胺对不同杂草的生长量的影响Tab.1 Effects of S-metolachloron the growth of different weeds

注：表中数据均为平均值；小写字母表示最小显著差异检测在P=0.05的差异水平。

2.2 精异丙甲草胺对杂草的防效及毒力测定

采用室内盆栽法进行了精异丙甲草胺乳油对稗草、苘麻、龙葵、反枝苋4种杂草防除的影响，结果见表2。在不同浓度的精异丙甲草胺乳油处理30 d后，对各种杂草的鲜重防效都存在显著性差异。其中对稗草的防效最高，1944 g/hm2的防治效果就可达94.04%。防治效果最差的是苘麻，最高剂量3888 g/hm2处理后防效只有45.45%，反枝苋和龙葵的防效都随着浓度的增加呈现上升的趋势，在3240 g/hm2的处理下，对反枝苋和龙葵的防效分别为83.05%、83.97%。

表2 精异丙甲草胺施药30 d后对杂草的株防效Tab.2 Weed control effect of S-metolachlorafter 30 days

注：表中数据均为平均值；小写字母表示最小显著差异检测在P=0.05的差异水平。

药剂处理后根据防效进行毒力测定，建立毒力回归方程，结果见表3。精异丙甲草胺乳油对4种杂草的防效均符合线性回归方程，相关系数在0.8549～0.9587之间。其中，对稗草的防效最高，当防效达90%时的使用剂量，即IC90为1267.12 g/hm2，说明在使用推荐剂量范围内时，对稗草的防效就可以达到90%；对苘麻的防效最低，IC90为4598.23 g/hm2，当防效达到90%时，IC90为8671.86 g/hm2，远高于推荐剂量，说明精异丙甲草胺在合适的用量范围内不能有效的防除苘麻；龙葵和反枝苋的IC90分别为3821.05、3872.50 g/hm2。

表3 精异丙甲草胺对杂草的毒力测定Tab.3 Toxicity of S-metolachlorto weeds

2.3 精异丙甲草胺乳油对甜菜苗期生长的影响

不同浓度的精异丙甲草胺乳油对甜菜苗期生长量的影响见表4。各个参数都有明显的抑制作用。在药剂处理下，甜菜株高没有显著性差异，与CK对照差异显著。1296 g/hm2对甜菜鲜重的抑制率与其他处理之间差异不显著。药剂对甜菜根长的抑制率大于株高和鲜重，并且随着浓度的增加而增加，各个处理之间存在显著性差异，3888 g/hm2处理下药剂对根长的抑制率高达62.78%。精异丙甲草胺对于甜菜鲜重的影响与施用浓度略有差异，1296、1944 g/hm2与3240、3888 g/hm2之间鲜重的抑制率存在显著性差异。同时，药剂也对甜菜干物质的影响比较显著，药剂处理后的干重明显低于空白对照。

表4 精异丙甲草胺对甜菜的生长量的影响Tab.4 Effects of S-metolachloron the growth of sugarbeet

注：表中数据均为平均值；小写字母表示最小显著差异检测在P=0.05的差异水平。

3 结果与讨论

3.1 结果

本试验采用室内盆栽法测定了精异丙甲草胺对甜菜苗期的影响及对甜菜田主要杂草的防除效果。结合了药效及安全性两方面，对精异丙甲草胺在甜菜田的适用性进行了初步探究。结果表明：1)精异丙甲草胺对甜菜苗期生长量有一定的影响，株高、根长、鲜重、干重都受到抑制，1296 g/hm2施用量对株高的抑制作用最明显，为36.43%，其次是鲜重24.57%，根长18.17%，抑制率随施用浓度增大而上升。在合适的剂量范围中，药剂对甜菜苗期的影响较小。2)精异丙甲草胺对甜菜田的常见杂草有一定防效，防治效果：稗草>龙葵≈反枝苋>苘麻，1944 g/hm2施用量对稗草、反枝苋、龙葵、苘麻的防治效果分别为94.04%、80.65%、79.56%、24.24%，4种杂草的IC90分别是1267.12、3872.50、3821.05和8671.96 g/hm2。精异丙甲草胺对禾本科杂草的防效高于阔叶杂草。3)1296、1944 g/hm2的精异丙甲草胺用量对稗草、反枝苋、龙葵的防效便可达到80%，且对甜菜的幼苗影响相对较小。因此，在生产上进行甜菜苗期杂草防治时精异丙甲草胺使用的安全剂量应为1296～1944 g/hm2。

3.2 讨论

甜菜田杂草种类多、数量大，与甜菜争夺养分和生长空间，制约了甜菜的生长发育，利用化学除草已成为农业生产中的常规措施[12]。研究[1]表明，禾本科的稗草和苋科的反枝苋是新疆甜菜田的优势杂草。精异丙甲草胺对甜菜田常见杂草有较好的防效[13]。除草剂在正常用量下一般不会对适用作物造成药害,但可对其生长、生理产生影响[14]。高卫时等[15]研究表明精异丙甲草胺对甜菜没有表现药害症状，甜菜能正常生长发育，对甜菜安全。张景楼等[16]研究表明精异丙甲草胺对稗草和苋菜的防效较好，对黎、鸭趾草等阔叶杂草防效较差，这与本研究结果一致。闫嘉琦等[17]研究表明96%精异丙甲草胺乳油在使用剂量下于播后苗前进行土壤喷雾处理对马铃薯安全，未见药害发生，试验剂量下各处理对马铃薯生长均无不良影响，除草效果好，15、30 d对马铃薯田间杂草的防效为78.37%、76.05%，精异丙甲草胺在推荐使用剂量和推荐使用剂量的倍量下防治效果与对照药剂在5%水平上差异性显著，这与本研究结果一致。毕士云等[18]在施药后30 d进行防效调查，1500 mL/hm2的施用量对稗草、苋菜、荞麦防效为87.18%、81.82%、81.98%，1950 mL/hm2的处理对稗草、谷友子、苋菜、荞麦蔓防效为92.31%、80.77 %、87.5%、83.61%。王锁牢等[19]田间试验结果表明，96%精异丙甲草胺在1296～1728 g/hm2剂量下对加工番茄田禾本科杂草稗草、画眉草、狗尾草有较好的防除效果,对阔叶杂草反枝苋、灰绿藜有一定防效,对野西瓜苗、苘麻基本无效。在试验剂量下对加工番茄安全，与本研究结果相吻合。姜伟丽等[20]研究表明25%氟磺胺草醚AS对5叶期前的苘麻有较好的防治效果。随着茼麻生长,田间的使用量应不断加大。当苘麻处于1～4叶期时，使用低剂量即可；当苘麻处于5～8叶期时，适当选择中、高剂量。