甲咪唑烟酸对紫花苜蓿的安全性评价

苏旺苍，李慧龙，雷海霞，冯长松，孙兰兰，徐洪乐，吴仁海

（1. 河南省农业科学院植物保护研究所, 河南 郑州 450002；2. 信阳市农业科学院, 河南 信阳 464099；3. 河南省农业科学院畜牧兽医研究所, 河南 郑州 450002）

紫花苜蓿(Medicago sativa)为豆科多年生草本植物，是我国栽培历史最悠久、分布面积最大的优良牧草，也是世界上栽培面积最广、最主要的牧草之一，目前全球紫花苜蓿种植面积约为3 亿hm2，我国种植面积达0.2 亿hm2[1-4]。紫花苜蓿的蛋白质含量丰富，约占干物质质量的20%，有“牧草之王”的美称[5]，在我国农牧业生产中发挥着重要的作用。

紫花苜蓿田中的杂草，尤其是刈割后的老根杂草严重危害紫花苜蓿的生长，造成产量减少，甚至绝产，并导致品质下降[6-7]。人工防除杂草虽然对紫花苜蓿安全，但费工、费时，往往难以将杂草除尽，尤其是老根杂草。化学除草剂在农业生产中应用效果佳、见效快，能满足现代农业发展的需求。目前，紫花苜蓿田杂草主要依靠化学除草剂进行防控，大量化学除草研究表明，除草剂的施用可有效降低杂草的种类和数量，并且能够提高紫花苜蓿的产量和品质[8-21]，咪唑乙烟酸等咪唑啉酮类除草剂在紫花苜蓿的杂草防除上取得了较好的效果[8,14-15]，但咪唑乙烟酸对莎草(Cyperus rotundus)等杂草的防效较差，长期使用咪唑乙烟酸后造成莎草等杂草发生严重。笔者走访调查发现，一些草地使用甲咪唑烟酸防治紫花苜蓿田莎草等杂草，并取得不错效果。甲咪唑烟酸同属于咪唑啉酮类除草剂，它可以防除一年生和多年生杂草以及阔叶杂草、莎草科杂草等，主要登记在花生(Arachis hypogaea)和甘蔗(Saccharum officinarum)田[22]，未见在紫花苜蓿田登记使用，在紫花苜蓿田使用存在药害风险。

为探讨甲咪唑烟酸不同剂量处理对紫花苜蓿安全性及产量的影响，本研究分析了甲咪唑烟酸对种植4 年与10 个月的紫花苜蓿生长、品质的影响及对不同杂草的防治效果，以期为紫花苜蓿田杂草防治提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试药剂

试验所用的除草剂240 g·L-1甲咪唑烟酸水剂，购自巴斯夫欧洲公司；5%咪唑乙烟酸水剂购自江苏长青生物科技有限公司。

1.2 试验地概况

试验地位于郑州市惠济区花园口镇，地处34°18′ N，113°04′ E。试验区气候温和，四季分明。年降水量600 mm 左右，年平均气温14.3 ℃，年日照时数2 000～2 500 h，无霜期210～230 d。试验地土壤为沙壤土，pH 8.43，有机质含量为1.07%，速效氮含量为95.9 mg·kg-1，速效磷含量为2.1 mg·kg-1，速效钾含量为127.1 mg·kg-1。地力均匀，管理一致，草相丰富；田间杂草主要有马唐(Digitaria sanguinalis)、稗草(Echinochloa crusgalli)、鳢肠(Eclipta prostrata)、香附子(Cyperus rotundus)等，杂草分布相对均匀。

1.3 试验设计

试验对象分别为种植4 年和种植10 个月的紫花苜蓿，紫花苜蓿品种为劲能5 020。试验设置7 个处理，如表1 所列。每个处理设置4 次重复，共56 个小区，小区面积20 m2，随机区组排列。试验于2019 年7 月进行，紫花苜蓿刈割后10 d 进行喷雾处理，兑水量为450 L·hm-2，施药1 次。试验器械为新加坡利农AGROLEX 公司生产的HD400 型背负式手动喷雾器，容量16 L。

表1 不同处理的除草剂用量Table 1 Herbicide dosage for different treatments

1.4 调查项目与方法

1.4.1 除草效果调查

施药后14 d，每小区随机取4 点，每点0.25 m2，调查各种杂草数量，计算株防效；施药后28 d，每小区随机取4 点，每点0.25 m2，拔除所有杂草分类计数、称杂草鲜重，计算株防效和鲜重防效。

1.4.2 紫花苜蓿安全性调查及产量、品质测定

生长指标调查：施药后7、14、28 d 调查紫花苜蓿株高、分枝量、分枝鲜重、地上鲜重、根瘤量等指标。

其他指标抑制率计算公式同株高抑制率。

产量测定：紫花苜蓿成熟后，每小区取中间2 行(或相应量)紫花苜蓿，称其地上部分的生物产量，烘干后测其干重，换算出产量(kg·hm-2)。

品质测定：紫花苜蓿成熟后，每小区取一定量紫花苜蓿，取样后对样品进行烘干处理，烘干后磨粉、过筛，过筛后样品用凯氏定氮法测定粗蛋白(crude protein, CP)含量，采用索氏抽提法测定粗脂肪(ether extract, EE)含量，使用洗涤法测定中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)和酸性洗涤纤维(acid detergent fiber, ADF)含量，并计算相对饲喂价值(relative feed value, RFV)[23]。

1.5 数据统计分析

采用DPS 18.10 版数据处理系统软件对试验中苜蓿的生长指标、产量和品质等数据进行统计分析，用平均值和标准误表示测定结果，并用Duncan法对各测定数据进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理对紫花苜蓿生长指标的影响

不同药剂于紫花苜蓿刈割后10 d 茎叶处理，药后7、14、28 d 调查结果如表2、表3 和表4 所列。施药后7 d，甲咪唑烟酸72.0 g·hm-2(T1)处理对种植4 年的紫花苜蓿株高影响较小，药后7、14、28 d，甲咪唑烟酸86.4 (T2)、100.8 (T3)、129.6 g·hm-2(T4)处理对种植4 年和10 个月紫花苜蓿的株高、鲜重均产生显著抑制作用(P＜ 0.05)。且药后7 和14 d，随着剂量的升高、处理时间的延长，抑制作用加重；而药后14 和28 d，除最高剂量129.6 g·hm-2外，其他处理对紫花苜蓿株高、鲜重的抑制作用明显减轻，种植4 年和10 个月紫花苜蓿的株高、鲜重抑制率均在10%以下，表明240 g·L-1甲咪唑烟酸水剂处理对紫花苜蓿药害明显，药害呈现先加重后缓解的现象。药后28 d，甲咪唑烟酸86.4、100.8 g·hm-2处理下紫花苜蓿株高和鲜重与咪唑乙烟酸97.5 g·hm-2(T5)处理间存在显著差异(P＜ 0.05)，但紫花苜蓿鲜重、株高抑制率差均在6%之内，表明二者对紫花苜蓿药害程度较轻。

表2 药后7 d 不同处理对紫花苜蓿生长的影响Table 2 Effects of different treatments on growth of alfalfa after 7 days

表3 药后14 d 不同处理对紫花苜蓿生长的影响Table 3 Effects of different treatments on growth of alfalfa after 14 days

表4 药后28 d 不同处理对紫花苜蓿生长的影响Table 4 Effects of different treatments on growth of alfalfa after 28 days

药后7 和14 d，甲咪唑烟酸72.0、86.4、100.8 和129.6 g·hm-2处理对种植4 年和10 个月紫花苜蓿的分枝数量影响不大，但药后28 d 甲咪唑烟酸100.8和129.6 g·hm-2处理显著降低了种植4 年紫花苜蓿的分枝数量(P＜ 0.05)，甲咪唑烟酸129.6 g·hm-2处理显著降低了种植10 个月紫花苜蓿的分枝数量(P＜ 0.05)。

药后7 d，各处理对紫花苜蓿分枝重无显著差异(P＞ 0.05)；药后14 d，甲咪唑烟酸86.4、100.8 和129.6 g·hm-2处理对种植4 年和10 个月紫花苜蓿分枝重产生严重抑制作用(P＜ 0.05)。但药后28 d，甲咪唑烟酸对种植4 年紫花苜蓿抑制作用减弱，仅高剂量129.6 g·hm-2处理有显著抑制作用(P＜ 0.05)，但种植10 个月紫花苜蓿，低剂量甲咪唑烟酸72.0 g·hm-2处理对分枝重显著高于空白对照(P＞ 0.05)，甲咪唑烟酸其他处理与空白对照间无显著差异。

药后7 d，各处理紫花苜蓿根瘤数量无显著差异(P＞ 0.05)；药后14 d，甲咪唑烟酸86.4、100.8 和129.6 g·hm-2处理对种植4 年紫花苜蓿根瘤数量均产生严重抑制作用，而高剂量甲咪唑烟酸129.6 g·hm-2处理对种植4 年紫花苜蓿田根瘤数量抑制作用显著(P＜ 0.05)。但药后28 d，甲咪唑烟酸水剂72.0、86.4 和100.8 g·hm-2处理对种植4 年和10 个月紫花苜蓿根瘤数量均无显著影响(P＞ 0.05)，仅高剂量129.6 g·hm-2处理对种植4 年紫花苜蓿有显著抑制作用(P＜ 0.05)。

2.2 不同处理对紫花苜蓿田杂草的防效

施药后14 d 进行株防效调查(图1)。总草株防效虽然随着甲咪唑烟酸剂量的增加而提高，但总体来说株防效仍处于50%～70%。对照药剂咪唑乙烟酸处理对香附子的株防效较差，仅为30%左右，显著低于甲咪唑烟酸不同剂量处理及人工除草处理(P＜ 0.05)，导致其对总草株防效亦显著低于甲咪唑烟酸处理(P＜ 0.05)。

图1 药后14 d 不同处理对杂草的株防效Figure 1 Effects of different weed treatments on plant control after 14 days

同药后14 d 相比，甲咪唑烟酸各处理(72.0、86.4、100.8 和129.6 g·hm-2)施药后28 d 对各杂草的株防效进一步提高，对马唐、稗草、鳢肠的株防效均在75%以上，对香附子的株防效为82%～95%，种植4 年和10 个月的紫花苜蓿田杂草株防效差异不大。甲咪唑烟酸各处理(72.0、86.4、100.8 和129.6 g·hm-2)对稗草的株防效与对照药剂咪唑乙烟酸97.5 g·hm-2处理相比无显著差异(P＞ 0.05)，对香附子的株防效显著高于对照药剂咪唑乙烟酸97.5 g·hm-2处理(P＜ 0.05)，总草株防效显著高于对照药剂咪唑乙烟酸97.5 g·hm-2处理(P＜ 0.05) (图2)。

图2 药后28 d 不同处理对杂草的株防效Figure 2 Effects of different weed treatments on plant control after 28 days

药后28 d，甲咪唑烟酸不同剂量处理对马唐、稗草、鳢肠的鲜重防效均高于75%，对香附子的鲜重防效为83%～96%。对照药剂咪唑乙烟酸97.5 g·hm-2处理对稗草的鲜重防效与甲咪唑烟酸各处理相当；对马唐的鲜重防效与甲咪唑烟酸72.0、86.4 g·hm-2处理相当，显著低于甲咪唑烟酸高剂量129.6 g·hm-2处理(P＜ 0.05)；对鳢肠的鲜重防效显著低于甲咪唑烟酸86.4、100.8 g·hm-2处理(P＜ 0.05)，对香附子及总草鲜重防效极显著低于甲咪唑烟酸各处理(P＜ 0.01) (图3)。

图3 药后28 d 不同处理对杂草的鲜重防效Figure 3 Effects of different weed treatments on fresh weight control after 28 days

这表明，虽然咪唑乙烟酸97.5 g·hm-2处理对马唐、稗草、鳢肠的鲜重防效与甲咪唑烟酸的部分剂量处理相当，但对香附子的鲜重防效较差，导致其对苜蓿田总草鲜重防效亦显著低于甲咪唑烟酸处理(P＜ 0.05)，说明甲咪唑烟酸对苜蓿田杂草防效优于对照药剂咪唑乙烟酸。

2.3 不同处理对紫花苜蓿田产量的影响

苜蓿收获时测产，甲咪唑烟酸不同剂量处理均不同程度增加了苜蓿产量，其中甲咪唑烟酸86.4 和100.8 g·hm-2处理下增产超过12%，增产率显著高于人工除草(T6)及对照药剂咪唑乙烟酸97.5 g·hm-2处理(P＜ 0.05)，但甲咪唑烟酸129.6 g·hm-2处理下种植4 年和10 个月的紫花苜蓿增产均在3%以下，显著低于对照药剂咪唑乙烟酸97.5 g·hm-2处理(P＜ 0.05) (表5)。

表5 不同处理对紫花苜蓿干草产量的影响Table 5 Effects of different treatments on alfalfa hay yield

2.4 不同处理对紫花苜蓿品质的影响

对收获后紫花苜蓿干草的品质进行测定，结果表明(图4)，甲咪唑烟酸72.0、86.4 和100.8 g·hm-2处理下紫花苜蓿粗蛋白含量、粗脂肪含量、中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量、相对饲喂价值与人工除草及对照药剂咪唑乙烟酸97.5 g·hm-2处理无明显差异，但甲咪唑烟酸高剂量129.6 g·hm-2处理的粗蛋白质含量、粗脂肪含量、中性洗涤纤维含量和酸性洗涤纤维含量均显著低于人工除草处理(P＜0.05)。Schonher[24]认为，干草的品质应根据消化率及营养成分含量来评定，其中粗蛋白质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量是青干草品质的重要指标。甲咪唑烟酸高剂量129.6 g·hm-2处理的粗蛋白质含量显著降低(P＜ 0.05)，表明最高剂量对紫花苜蓿的生长造成伤害影响，进而导致紫花苜蓿蛋白质含量降低。其他各处理均与空白对照(T7)无显著差异(P＞ 0.05)，说明甲咪唑烟酸72.0、86.4 和100.8 g·hm-2在紫花苜蓿田使用并不会影响作物品质。

图4 不同处理对紫花苜蓿品质的影响Figure 4 Effects of different treatments on alfalfa quality

3 讨论与结论

杂草是影响紫花苜蓿产量的重要因素，苜蓿田杂草一般大面积发生在第2 茬至第4 茬苜蓿生长之间，此时光、热、水同期，有利于杂草生长，形成草害[25]。紫花苜蓿田专用除草剂较少。目前，紫花苜蓿田杂草治理存在药害风险高、抗药性高、药效低等问题，市场上缺乏高效、广谱、简便的紫花苜蓿田除草剂。除草剂选择的标准在于抑制杂草生长的同时，不减少作物的产量[26]。甲咪唑烟酸常用于花生等豆科旱田作物，对大部分一年生阔叶杂草、禾本科杂草及莎草有较好防效。崔东亮等[27]指出240 g·L-1甲咪唑烟酸水剂在花生3 片复叶期、阔叶杂草2-4 叶期、禾 本 科 杂 草2-3 叶 期，以72～108 g·hm-2的剂量茎叶喷雾处理，对阔叶杂草苘麻(Abutilon theophrasti)、禾本科杂草金色狗尾草(Setaria glauca)以及东北地区的难防杂草鸭跖草(Commelina communis)均有较高的防效，在108 g·hm-2剂量下，处理后5～7 d，有轻微的药害产生，30 d 后花生药害恢复，对花生产量无影响。高兴祥等[28]指出甲咪唑烟酸可以用于紫花苜蓿田防除禾本科或者阔叶杂草，对紫花苜蓿安全性好且杂草防除效果好。紫花苜蓿作为豆科植物有着特殊的固氮能力，其固氮能力和根瘤菌直接相关，根瘤菌数量的多少、固氮能力的强弱直接影响豆科植物的产量和质量，尤其对蛋白质含量影响显著[29]。

本研究发现，在紫花苜蓿刈割后10 d 喷药，正处于苜蓿再生苗期，不是施药敏感时期。240 g·L-1甲咪唑烟酸水剂在有效成分用量86.4 和100.8 g·hm-2处理后对马唐、稗草、醴肠、香附子等均有较好防效，表现出良好的广谱杀草活性。田间调查发现，施药 后7、14 d，240 g·L-1甲 咪 唑 烟 酸 水 剂 在86.4 和100.8 g·hm-2处理下对紫花苜蓿有轻微药害，表现为植株新叶发黄，生长受到抑制；药后28 d，药害症状逐步恢复。240 g·L-1甲咪唑烟酸水剂86.4 和100.8 g·hm-2处理在前期明显降低紫花苜蓿的根瘤数量，后期逐渐恢复，但高剂量129.6 g·hm-2处理对紫花苜蓿根瘤数量影响严重，无法恢复到正常水平，并对紫花苜蓿品质产生显著影响。测产表明，240 g·L-1甲咪唑烟酸水剂在86.4 和100.8 g·hm-2处理下对紫花苜蓿增产明显，增产幅度大于10%，显著高于人工除草及对照药剂咪唑乙烟酸处理且不影响苜蓿品质。以上研究表明，240 g·L-1甲咪唑烟酸水剂在有效成分用量为86.4 和100.8 g·hm-2时在紫花苜蓿田有较好的应用价值。综合考虑对紫花苜蓿药害、产量、品质以及杂草防效等方面的影响，建议在紫花苜蓿刈割后7～14 d，杂草幼苗期喷施240 g·L-1甲咪唑烟酸水剂86.4～100.8 g·hm-2，可有效防除紫花苜蓿田中一年生禾本科杂草、阔叶杂草及莎草科杂草，对紫花苜蓿有轻度药害但可逐渐恢复，在紫花苜蓿田具有较好的应用价值。