新型除草剂氟咯草酮在青海高原马铃薯田的应用及安全性

李 玮

（1青海大学农林科学院，西宁810016；2农业农村部西宁作物有害生物科学观测实验站，西宁810016；3青海省农业有害生物综合治理重点实验室，西宁810016）

0 引言

氟略草酮是由美国原史托福石化公司于20世纪70年代开发、80年代投产的吡咯烷酮类除草剂[1]，主要用于冬小麦、棉花、向日葵、胡萝卜田，防除大部分阔叶杂草，对作物安全，应用前景广阔[2]。氟略草酮作用靶标为八氢番茄红素脱氢酶(PDS)，其可非竞争性的抑制八氢番茄红素脱氧酶，导致植株体内的八氢番茄红素和六氧番茄红素大量积累，直接导致类胡萝卜素的合成受阻，使叶片褪色，导致植物白化组织死亡[3-4]。中国的马铃薯产量占世界的1/4，是世界马铃薯总产最多的国家[5]。2015年中国启动了马铃薯主粮化战略，力争使马铃薯的种植面积、单产水平、总产量和主粮化产品提升，2016年中国马铃薯播种面积达到562万hm2，总产量（折粮后）1947.7万t，让马铃薯逐渐成为继水稻、小麦、玉米之后的中国第四大主粮作物[6]，旨在推进2020年将薯类杂粮种植面积达到1533.33万hm2[7]。青海省位于黄土高原和青藏高原的交汇地带，光热资源丰富、气候冷凉、降水适中，自然隔离条件好，土壤属性与马铃薯生理发育规律非常吻合，是中国马铃薯商品薯及种薯的重要产区之一[8]。苏旺等[9]采用综合比较优势指数法说明了青海马铃薯的综合生产比较优势非常显著，属于中国强优势生产区。

目前，高兴祥等[10]通过室内盆栽生测试验验证了氟咯草酮的除草活性及对马铃薯和棉花的安全性；另外，氟咯草酮及其混剂在棉花田[11-12]、大蒜田[13]的除草效果和安全性也有报道，但无关于氟咯草酮在马铃薯田的田间应用和安全性方面的报道。

青海省特殊的地理条件，海拔高、气候冷凉，形成了天然的隔离带，病虫害发生情况较少。但马铃薯田杂草发生情况严重，田间杂草发生密度大、种类多、危害重，对马铃薯丰产构成了极大的威胁，导致马铃薯实际单产与目标产量产生差距，现已成为青海高原马铃薯生产中的主要危害[14-15]。且马铃薯是阔叶作物，阔叶作物田阔叶杂草的防除一直是除草剂开发中的难题，另外不同生态区域杂草发生密度、种类的不同为杂草的防除增加了难度。据报道目前可用于马铃薯田不同生育期的除草剂有25种，其中登记产品有14种[16-18]。青海省高原山地马铃薯生产中的杂草防除仍以土壤处理剂氟乐灵、施田补等为主。近年来，由于抗药性问题，不仅其除草效果逐年下降，并且使用剂量不断增加，导致药害问题时有发生，造成绝产。急需引进新型高效安全的除草剂解决这一问题，本课题组通过前期工作，筛选出氟咯草酮这种高效马铃薯田除草剂，采用田间药效试验和品质测定，旨在明确其使用剂量、使用时期、使用方法和安全性的问题，为该药剂在青海高原乃至全国马铃薯田的大范围应用提供数据基础。

1 材料和方法

1.1 材料

氟咯草酮原药由上海泰禾集团有限公司提供，对照药剂48%氟乐灵EC和33%施田补均由农药公司购置。马铃薯(Solanum tuberosumL.)（‘青薯9号’）种子均由青海省农林科学院提供。

1.2 试验地概况

试验地点设置在青海省西宁市二十里铺镇荃湾村，海拔约2230 m，年均温6.2℃，年降水量366.8 mm，无霜期147天。年蒸发量1683.1 mm。土壤为栗钙土，有机质含量约10 g/kg，pH 8.0。试验地地势平整，肥力均匀，播前每公顷撒施有机肥37.5 m3、磷酸二铵150 kg，尿素150 kg，前茬为春油菜，试验于2019年4月—2019年11月进行。

1.3 试验方法

1.3.1 氟咯草酮使用剂量田间药效试验 设25%氟咯草酮 EC 含 量 200.00、350.00、500.00、650.00、800.00、900.00 g a.i./hm26个浓度梯度，对照药48%氟乐灵EC 1440 g a.i./hm2和33%施田补990 g a.i./hm2，另设人工除草区和不施药不除草的空白对照。共10个处理，重复4次，计40个小区。小区面积5 m×4 m。随机区组排列。于马铃薯播后苗前土壤封闭处理，采用利农牌背负式手动喷雾器每公顷按300 kg对水喷雾。杂草苗期和后期各调查一次，收获期单打单收测产，采用SPSS统计软件测定各处理间防治效果的差异显著性。

1.3.2 氟咯草酮使用方式和使用时期田间药效试验 设25%氟咯草酮EC含量500.00 g a.i./hm2，对照药48%氟乐灵EC 1440 g a.i./hm2。设3种使用方式：土壤封闭处理、混土处理和茎叶喷雾处理。茎叶喷雾处理于马铃薯4～6片复叶，一年生阔叶杂草2～8叶期施药（表1）。

表1 不同施药方式

1.3.3 氟咯草酮对马铃薯品质测定 干物质测定：采用烘干前后称重法，将块茎样品放入干燥铝盒中，称重后，105℃烘箱内杀青30 min，70℃烘干至恒重，计算干物质含量[19]。

粗淀粉含量测定[20]：将马铃薯块茎烘干样粉碎过60目筛，四分法准确称取1 g样品（精确至0.0001 g）。

加入无水乙醇湿润样品，再加入60 mL氯化钙-乙酸溶液和正辛醇进行水解，于(119±1)℃油浴锅内分散30 min，冷却后转移至容量瓶中；加入1 mL 30%硫酸锌溶液、1 mL 15%亚铁氰化钾溶液进行提取，摇匀、定容、过滤，在20℃条件下，旋光仪测定滤液旋光值，计算块茎中粗淀粉含量[20]。

Vc含量测定：维生素C含量测定采用2,6-二氯靛酚法[21]。

还原糖含量测定：3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法[22]。

2 结果与分析

2.1 氟咯草酮使用剂量田间药效试验结果

采用播后苗前土壤封闭处理，马铃薯出苗后观察植株的叶片颜色、厚度、形状及株高等生理形态指标，在有效剂量800 g/hm2以上处理区，出现部分叶片失绿白化的现象，随药剂剂量增大，药害症状相对加重，15～20天左右恢复。从表1可知，氟咯草酮各浓度处理对阔叶叶杂草均有较好的防除效果，低剂量200ga.i./hm2处理区除草效果明显高于对照药剂，说明氟咯草酮对马铃薯田阔叶叶杂草防效好。收获期产量数据表明，在供试剂量超过650 g a.i./hm2使用时，对产量有所影响。所以，结合收获期产量、前期药害、综合防效和经济投入比等相关因素考量，氟咯草酮在马铃薯田的使用剂量应在500～650 g a.i./hm2这一范围内选择，杂草综合防效可达到85%以上，但对禾本科杂草防除效果较差。

2.2 氟咯草酮在马铃薯田使用方式和使用时期

为了明确氟咯草酮的最佳使用方式和使用时期，设置氟咯草酮500 g a.i./hm2的混土、封闭和茎叶喷雾处理3种使用方式，茎叶处理施药后20天后调查，田间主要杂草野燕麦4～5叶期，阔叶杂草1叶～8叶期。从图1可知，与空白对照区相比茎叶喷雾处理导致产量降低21.70%，施药后1～3天马铃薯叶片褪绿白化，部分嫩茎变黑褐色，15～30天着药量较多的叶片枯死，有新叶片长出。虽杂草防除效果好，但马铃薯药害严重，结合产量损失数据，得出氟咯草酮不适宜在马铃薯田采用茎叶喷雾施药方式。比较混土、封闭处理两种施药方式，封闭处理除草效果明显高于混土处理方式，株防效分别为84.24%、60.17%；鲜重防效为85.64%、63.78%。产量结果表明封闭处理高于混土处理区，相对空白对照区增产17.58%、10.17%。综合施药后马铃薯药害症状调查、除草效果比较和增产率结果得出：氟咯草酮最佳使用方式为土壤封闭处理，最佳使用时期为马铃薯播种后15～20天，杂草防除效果可达到80%以上，增产比例20%左右。

图1 25%氟咯草酮EC不同处理方式除草效果

2.3 氟咯草酮对马铃薯田主要杂草防除效果

所选试验地田间主要杂草有藜(ChenopodiumalbumLinn.)、密花香薷(Elsholtzia densaBenth.)、冬葵(Malva verticillataL.)、野燕麦(Avena fatuaL.)、遏蓝菜(Thalaspi arvenseL.)、节裂角茴香(HypecoumleptocarpumHook.F.et Thoms.)、泽 漆(Euphorbia helioscopiaLinn.)等杂草，发生密度较大，分布较均匀，杂草发生种类基本代表了青海高原高山马铃薯种植区主要杂草类型。选取主要危害优势杂草种群进行防除效果调查发现，氟咯草酮对以野燕麦和旱雀麦等禾本科杂草表现差。对主要的难防阔叶杂草在株防效和鲜重防效方面均表现较好，尤其对于唇形科难防杂草密花香薷防除效果明显，在剂量为650 g a.i./hm2时，株防效为79.32%，鲜重防效为88.14%。在剂量为500 g a.i./hm2时，对马铃薯田发生较大的危害种群藜的防除效果达到82.61%以上。从表2可以看出，氟咯草酮对马铃薯田主要杂草的防除效果均高于2种对照药剂。所以，氟咯草酮在马铃薯田主要杂草防效方面明显优于现主要应用除草剂（对照药剂），后期使用可根据具体地块的杂草发生种类进行剂量选择。

表2 25%氟咯草酮EC对马铃薯田杂草防除效果

2.4 氟咯草酮对马铃薯品质的影响

收获期，采集新鲜马铃薯块茎，选择马铃薯品质中重要的参数指标粗淀粉含量、Vc含量、还原糖含量和干物质重，评价氟咯草酮施用后马铃薯品质的影响，从表4结果可以看出，氟咯草酮在本研究最佳剂量500 g a.i./hm2和650 g a.i./hm2处理区采集的马铃薯块茎，在品质上与对照药、人工除草和空白对照处理区基本一致，无显著性差异，表明氟咯草酮按本研究最佳使用剂量使用后对马铃薯品质无影响。

表3 25%氟咯草酮EC对马铃薯田主要杂草种群的防除效果

表4 25%氟咯草酮EC对马铃薯品质的影响

续表4

3 讨论

本研究所得出的结果和以往研究的结果比较，均得出氟咯草酮对马铃薯田多种杂草有较好的防除效果，但所采用的田间小区试验方法相比室内盆栽生测的方法，可更真实的反映出氟咯草酮的田间应用效果，对于其在马铃薯田的合理使用具有实际指导作用。实验过程中发现氟咯草酮的药效不受光解作用影响，与传统应用药剂氟乐灵混土相比，简化了农业种植程序，省时、省工，适宜大面积规模化种植需求。由于青海高原马铃薯种植模式为一年一季，施药和后茬播种间隔期约为1年，所以对后茬常规轮作作物无影响，后续关于后茬特色经济作物的安全性需进一步研究。随着农药研制能力的发展日趋的不断提升，未来农药正朝着高效、低毒、低残留、无安全风险、无环境风险、无使用风险方向发展。安全，高效是农药的立足之根本，未来农药朝着专一性和多元化方向发展，多元化发展一次施药大部分有害生物靶标都有防效[2]。氟咯草酮虽对青海马铃薯田大部分阔叶杂草均有较好防效，但后期如在西北乃至全国马铃薯田大面积使用，由于各地杂草发生群落的差异性，其杀草谱及环境适应性等需进一步探索，另外，其在添加复配混剂提高实际防效和扩大杀草谱等方面还有很大的潜力。

4 结论

青海省马铃薯田间杂草发生种类有13科15种，分别为唇形科、锦葵科、藜科、禾本科、木贼科、茜草科、菊科、石竹科、十字花科、大戟科、蓼科、罂粟科、蓝雪科[23-24]。本研究在不同区域的平行实验调查结果显示，氟咯草酮主要危害阔叶杂草藜科杂草藜、菊科杂草苣荬菜、十字花科杂草荠菜和唇形科杂草密花香薷等具有较好的防效，在推荐剂量条件下，综合防效可达到80%以上。对禾本科杂草野燕麦、木贼科的问津和锦葵科的冬葵效果较差，对菊科的大刺儿菜柱防效一般，但鲜重防效较好。

氟咯草酮在马铃薯田的应用，最主要的是使用时期、使用方式和使用剂量等[25]。本研究按田间药效准则要求安排田间试验，同时根据青海省马铃薯种植具有立体农业的特征，由于温度、海拔高度等自然因素，耕作措施、防除手段等人为因素的影响，杂草发生种群的不同，设置平行试验地。根据施药后药害调查、杂草发生情况调查、收获期产量分析和马铃薯品质影响等方面得出：氟咯草酮在马铃薯田剂量应为350～650 g a.i./hm2，对苗期田间杂草株防效为78.25%～90.42%，对后期田间杂草鲜重防效为70.68%～88.66%；最佳使用时期为播后苗前，一般在马铃薯播种后15～20天；最优使用方式为土壤封闭处理。氟咯草酮在安全性方面，通过产量和品质分析发现，在合理的推荐剂量范围内，马铃薯增产明显，与空白对照相比增产10.15%以上，且马铃薯块茎大小、均匀度、颜色和形状等方面均无差异。通过粗淀粉含量、维生素C含量、还原糖含量和干物质量测定结果，氟咯草酮施用后对马铃薯品质无影响，但不可超过剂量650 g a.i./hm2使用，否则对马铃薯块茎大小和产量等有较大影响。