0.136%赤·吲乙·芸苔可湿性粉剂与五氟磺草胺混用对无芒稗和水稻生长的影响

程文超 李光宁 强胜 左娇 夏爱萍 宋小玲 张瑞萍

摘要 为探究0.136%赤·吲乙·芸苔可湿性粉剂（WP）与除草剂五氟磺草胺分散油悬浮剂（OD）混用对稗草防除效果及对水稻生长的影响，以无芒稗和水稻为研究对象，设置清水对照、0.136%赤·吲乙·芸苔WP、25 g/L五氟磺草胺OD、0.136%赤·吲乙·芸苔WP+25 g/L五氟磺草胺OD混用4个处理，观察药后无芒稗和水稻的生长情况，测定乙酰乳酸合酶（ALS）活性、叶绿素荧光参数及糖代谢和氮代谢等生理指标。结果表明，与25 g/L五氟磺草胺OD单用相比，0.136%赤·吲乙·芸苔WP+25 g/L五氟磺草胺OD混用处理药后第7天，无芒稗的中毒综合指数显著提高13.2%，ALS活性显著降低27.61%;无芒稗的叶绿素荧光参数（Fv/Fm、ETR、qP）、糖代谢和氮代谢指标均显著下降;水稻的ALS活性、糖、氮代谢水平均显著提高。0.136%赤·吲乙·芸苔WP+25 g/L五氟磺草胺OD混用提高了五氟磺草胺对无芒稗光合作用及糖代谢和氮代谢水平的抑制作用，提高了五氟磺草胺对无芒稗的防除效果;并能缓解五氟磺草胺对水稻的胁迫作用，促进水稻生长。

关键词 植物生长调节剂; 除草剂; 赤·吲乙·芸苔; 五氟磺草胺; 水稻; 无芒稗; 防效

中图分类号： S451.21

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2021071

Abstract Echinochloa crus-galli var. mitis and Oryza sativa were used to investigate whether the tank-mixed application of GA·IAA·BR 0.136% WP and penoxsulam 25 g/L OD in paddy fields affected the growth of rice and enhanced the control efficacy against barnyardgrass in this study. The experiments included four treatments： negative control （water）， GA·IAA·BR 0.136% WP， penoxsulam 25 g/L OD， and GA·IAA·BR 0.136% WP+ penoxsulam 25 g/L OD. The indices related to the growth of barnyardgrass and rice after treatment， acetolactate synthase （ALS） activity， chlorophyll fluorescence parameters， glucose metabolism and nitrogen metabolism were studied. The results showed that， compared with penoxsulam 25 g/L OD treatment， tank-mixed GA·IAA·BR 0.136% WP with penoxsulam 25 g/L OD significantly increased the comprehensive index of herbicide injury by 13.2% and significantly decreased ALS activity （by 27.61%）， the chlorophyll fluorescence parameters （Fv/Fm， ETR， qP）， glucose metabolism and nitrogen metabolism in the barnyardgrass on day seven after treatment. The ALS activity， glucose and nitrogen metabolism were significantly enhanced in rice. Tank-mixed GA·IAA·BR 0.136% WP with penoxsulam 25 g/L OD enhanced the inhibition of photosynthesis， glucose metabolism and nitrogen metabolism in barnyardgrass， improved the control effect of penoxsulam on barnyardgrass， alleviated the stress of penoxsulam on rice， and promoted the growth of rice.

Key words plant growth regulator; herbicide; GA·IAA·BR; penoxsulam; Oryza sativa; Echinochloa crus-galli var. mitis; control efficacy

五氟磺草胺（penoxsulam）是由美國陶氏益农公司开发的三唑并嘧啶磺酰胺除草剂，属于稻田广谱性苗后除草剂，能有效防除稻田的稗草、一年生莎草科杂草以及阔叶杂草[13]。随着五氟磺草胺的持续、大量使用，不同稗草种群对其产生了抗性[45]。这对稗草的高效防除技术提出新的要求。

植物生长调节剂与除草剂科学、合理混用，可以达到增强除草效果，减轻作物药害的目的。室内生测结果表明，草甘膦与赤霉素、芸苔素内酯等生长调节剂两两混用，可以提高对棉田扁秆藨草Bolboschoenus planiculmis （F. Schmidt） T. V. Egorova的防除效果[6]。芸苔素内酯和胺鲜酯分别与不同除草剂混用可以提高水稻田和玉米田杂草防除效果，减轻作物药害[78]。赤·吲乙·芸苔（碧护）是来自德国的植物源植物生长调节剂，已经在水稻田登记使用。魏佳峰等[9]研究结果表明赤·吲乙·芸苔+五氟磺草胺、赤·吲乙·芸苔+双草醚、赤·吲乙·芸苔+五氟磺草胺+二氯喹啉酸混合施用，不但能提高除草效果，还能调节水稻的生长，增强除草剂对水稻的安全性，但对其生理机制尚未开展深入研究。本文研究赤·吲乙·芸苔与五氟磺草胺混用对无芒稗和水稻生长的影响，并探究可能的生理机制，为生产实际中推广赤·吲乙·芸苔与水稻田除草剂五氟磺草胺混用提供试验数据和理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试杂草与作物

供试杂草为无芒稗Echinochloa crus-galli var. mitis，作物为‘明恢63’籼型常规水稻Oryza sativa。试验材料种植于南京农业大学牌楼试验基地温室内，种植容器为塑料桶（直径20 cm，高16 cm）。桶内装好水稻田土壤，加满水浸泡2 d后搅拌均匀，置于温室内沉淀1 d，之后倒出多余水分。每桶播种无芒稗或水稻30粒，出苗后间苗，每桶保留20株。试验材料长至3～4叶期时进行处理。

1.2 供试药剂及处理

25 g/L五氟磺草胺可分散油悬浮剂（OD），陶氏益农农业科技（江苏）有限公司;0.136%赤·吲乙·芸苔（GA·IAA·BR，商品名为碧护）可湿性粉剂（WP），德国阿格福莱农林环境生物技术股份有限公司。试验设置4个处理，处理1：清水对照;处理2：0.136%赤·吲乙·芸苔WP 45 g/hm2;处理3：25 g/L五氟磺草胺OD 1 200 mL/hm2;处理4：0.136%赤·吲乙·芸苔WP 45 g/hm2+25 g/L五氟磺草胺OD1 200 mL/hm2。

施药时，种植稗草和水稻的塑料桶均匀摆放在2 m2的空地内，采用1.5 L手持式喷雾器（市下牌，型号SX-574，中国市下控股有限公司）均匀喷雾，喷雾压力约为0.2 MPa，不同处理使用独立的喷雾器，药液总量为45 mL/m2。施药时天气晴朗无风，温度28℃。每处理稗草和水稻均为4桶，试验重复4次。

1.3 测定方法

1.3.1 稗草中毒癥状调查

于用药后第1、3、5、7天观察并记录不同处理无芒稗的中毒症状和死亡速度，按照6级中毒分级法对供试无芒稗进行中毒症状分级，计算各处理无芒稗的中毒综合指数[10]。

中毒综合指数=∑（各级株数×相应级值）/（调查总株数×最高级值）×100%。

1.3.2 乙酰乳酸合酶相对活性测定方法

于用药后第7天在每个处理的4桶中随机取生长基本一致的5株植株，选取无芒稗和水稻叶片的第3完全叶，剪碎、混匀磨样，作为一个重复，试验重复3次。乙酰乳酸合酶（ALS）活性测定参考Simpson快速测定法[11]。

1.3.3 叶绿素荧光动力参数测定方法

于用药后第7天从每个试验处理中随机选4株（每桶选1株）生长一致的无芒稗或水稻，取第3完全叶叶片用于试验，试验重复4次。材料暗适应30 min后，用Imaging-PAM（德国WALZ公司）测定叶绿素荧光动力参数，获取光系统Ⅱ最大光化学效率（Fv/Fm）、表观电子传递效率（ETR）、光化学猝灭系数（qP）、非光化学猝灭系数（qN）。

1.3.4 糖代谢相关指标测定方法

于用药后第7天从每个试验处理随机选4株（每桶选1株）生长一致的无芒稗或水稻，取第3完全叶叶片用于试验，试验重复3次。利用蒽酮比色法（苏州科铭生物技术有限公司植物可溶性糖含量试剂盒，规格：100管/96样，微量法）测定无芒稗和水稻叶片可溶性糖含量;采用3，5-二硝基水杨酸比色法（苏州科铭生物技术有限公司还原糖含量试剂盒，规格：100管/48样，微量法）测定无芒稗和水稻叶片还原糖含量;使用底物转化法（南京建成生物工程研究所蔗糖合酶（sucrose synthase，SuS）测定试剂盒，规格：100管/48样）测定无芒稗和水稻叶片蔗糖合酶活性;使用底物转化法（南京建成生物工程研究所蔗糖磷酸合成酶（sucrose phosphoric acid synthetase，SPS）测定试剂盒，规格：100管/48样）测定无芒稗和水稻叶片的蔗糖磷酸合成酶活性。

1.3.5 氮代谢相关指标测定方法

于用药后第7天，从每个试验处理随机选取4株（每桶选1株）生长一致的无芒稗或水稻，取第3完全叶叶片用于试验，试验重复3次。由南京卡文思检测技术有限公司采用凯氏定氮法测定无芒稗和水稻的全氮含量;采用底物转化法（苏州科铭生物技术有限公司硝酸还原酶活性测定试剂盒，规格：100管/48样，微量法）测定无芒稗和水稻叶片硝酸还原酶（nitrate reductase，NR）活性;采用底物转化法（苏州科铭生物技术有限公司谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase，GS）试剂盒，规格：100管/48样，微量法）测定无芒稗和水稻叶片谷氨酰胺合成酶活性;采用底物转化法（苏州科铭生物技术有限公司谷氨酸合酶（glutamate synthase，GOGAT）活性测定试剂盒，规格：100管/96样，微量法）测定无芒稗和水稻叶片谷氨酸合酶活性。

1.4 数据分析

用Excel处理试验数据，并用SPSS 25.0对数据进行统计分析，采用Duncan氏新复极差法进行方差分析和比较，数值为各重复的平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 对稗草的防除效果

由表1可知，与25 g/L五氟磺草胺OD单用相比，其与0.136%赤·吲乙·芸苔WP混用药后1、3、5 d无芒稗中毒症状相似。药后7 d无芒稗的中毒综合指数显著提高13.2%。水稻在各处理下，未发现药害症状，生长良好。

2.2 对乙酰乳酸合酶（ALS）相对活性的影响

由表2可知，与25 g/L五氟磺草胺OD单用相比，其与0.136%赤·吲乙·芸苔WP混用处理后7 d，无芒稗的乙酰乳酸合酶（ALS）相对活性显著降低了27.61%。水稻的ALS相对活性显著提高了19.74%。结果表明，0.136%赤·吲乙·芸苔WP和 25 g/L五氟磺草胺OD混用促进无芒稗体内五氟磺草胺的靶标酶ALS失活，从而增强五氟磺草胺的药效;提高水稻ALS活性，促进水稻氨基酸的合成，缓解五氟磺草胺对水稻造成的生长胁迫。

2.3 对叶绿素荧光参数的影响

由表3可知，0.136%赤·吲乙·芸苔WP和25 g/L五氟磺草胺OD混用处理后7 d，与25 g/L五氟磺草胺OD单用相比， 无芒稗的光系统 Ⅱ 最大光化学效率（Fv/Fm）、表观电子传递效率（ETR）和光化学猝灭系数（qP）分别显著下降10.01%、33.33%、15.22%;水稻的ETR显著提高17.95%，qP显著提高10.96%。与清水对照相比， 无芒稗的Fv/Fm、ETR和qP分别显著下降27.38%、68.00%、68.29%;水稻的ETR和qP显著提高12.88%和9.95%。结果表明，0.136%赤·吲乙·芸苔WP和25 g/L五氟磺草胺OD混用对无芒稗的光合作用产生显著的抑制作用，但能缓解五氟磺草胺对水稻叶绿素荧光参数的影响，提高水稻的光合作用。

2.4 对糖代谢指标的影响

由表4可知，0.136%赤·吲乙·芸苔WP和25 g/L五氟磺草胺OD 混用7 d后，与25 g/L五氟磺草胺OD单用相比，无芒稗的可溶性糖含量、还原糖含量、蔗糖合酶（SuS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性分别降低22.59%、40.07%、17.39% 和36.99%;水稻的可溶性糖含量、还原糖含量、SuS和SPS活性分别显著提高27.72%、16.90%、16.89%和18.20%。与清水对照相比，无芒稗的可溶性糖含量、还原糖含量、SuS和SPS活性分别显著降低61.20%、80.98%、58.06% 和68.28%;水稻的可溶性糖含量、还原糖含量、SuS和SPS活性分别提高12.06%、13.59%、12.30%和9.44%。说明0.136%赤·吲乙·芸苔WP和25 g/L五氟磺草胺OD 混用降低了无芒稗的糖代謝水平，促进了五氟磺草胺药效的发挥;提高了水稻的糖代谢水平，利于水稻的生长发育。

2.5 对氮代谢指标的影响

由表5可知，0.136%赤·吲乙·芸苔WP和25 g/L五氟磺草胺OD 混用7 d后，与25 g/L五氟磺草胺OD单用相比，无芒稗的全氮含量、硝酸还原酶（NR）、谷氨酸合酶（GOGAT）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性分别下降29.39%、16.85%、43.42%和55.45%，其中GOGAT和GS活性降低达到显著水平;水稻的全氮含量、NR、GOGAT和GS活性分别显著提高26.18%、49.30%、37.36%和42.19%。与清水对照相比，无芒稗的全氮含量、NR、GOGAT和GS活性分别显著下降69.40%、71.32%、78.10%和86.83%;水稻的全氮含量、NR、GOGAT和GS活性分别提高9.88%、24.71%、14.75%和20.35%，其中全氮含量、NR和GS活性增加达到显著水平。说明0.136%赤·吲乙·芸苔WP和25 g/L五氟磺草胺OD 混用增强了五氟磺草胺对无芒稗体内氮代谢水平的抑制作用，促进药效的发挥;促进水稻对氮元素的吸收转运，增强水稻体内的氮代谢水平。

3 结论与讨论

0.136%赤·吲乙·芸苔WP和25 g/L五氟磺草胺OD 混用加重了无芒稗的中毒症状，提高了五氟磺草胺的药效。五氟磺草胺作为ALS抑制剂，能够抑制支链氨基酸缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的合成，进而抑制细胞分裂，使杂草植株组织失绿、黄化、生长受抑制，最终导致死亡[12]。本研究中，与五氟磺草胺单用相比，其与赤·吲乙·芸苔混用，在药后1～5 d ALS相对活性无明显差异（数据未列出），但在药后7 d无芒稗的ALS相对活性降低27.61%，说明0.136%赤·吲乙·芸苔WP和25 g/L五氟磺草胺OD混用后第7天对无芒稗ALS活性的抑制加剧，这一结果与无芒稗中毒症状综合指数的变化相符。该结果与樊趁英研究赤霉素GA3（10、50、100 mg/L）和激动素KT（5、10、20 mg/L）分别与1 220 mg/L草甘膦混用后对草甘膦具有增效作用[13];崔东亮等研究表明0.02 mg/L芸苔素内酯和10 mg/L胺鲜酯分别与95%硝磺草酮原药和95%烟嘧磺隆原药混用，不仅可提高对杂草的防效，而且促进玉米生长的研究结果类似[7]。

光系统Ⅱ（PSⅡ）的最大光化学效率（Fv/Fm）是衡量原初光能捕获的最大能力的指标，反映了植物的潜在最大光合能力，一般植物处于逆境时Fv/Fm下降[14];表观电子传递效率（ETR）代表光合量子传递效率即反映叶片用于光合电子传递的能量占所吸收能量的比例，是PSⅡ反应中心关闭时的效率;光化学猝灭系数（qP）反映PSⅡ天线色素捕获光能用于光化学电子传递的份额;非光化学猝灭系数（qN）则反映PSⅡ天线色素吸收的光能不能用于光化学电子传递而以热能的形式耗散掉的部分[15]。五氟磺草胺为非光合抑制型的除草剂，有研究表明，在施用不同剂量非光合抑制型的除草剂草甘膦后，试验植物的光系统Ⅱ最大光化学效率（Fv/Fm）、表观电子传递效率（ETR）、光化学猝灭系数（qP）总体上均随着草甘膦剂量的增加而降低[16]。在本试验中，赤·吲乙·芸苔与五氟磺草胺混用与五氟磺草胺单用相比，药后7 d无芒稗 Fv/Fm、ETR、qP显著下降，表明了五氟磺草胺与赤·吲乙·芸苔混用后增强了对无芒稗光合作用的抑制。

蔗糖是光合作用的主要产物，也是植物体内有机物运输的主要形式。在高等植物中，有两种常见的与蔗糖的合成有关的途径：一是蔗糖磷酸合成酶（SPS）途径，二是蔗糖合酶（SuS）途径[17]。在本试验中，与五氟磺草胺单用相比，赤·吲乙·芸苔和五氟磺草胺混用处理7 d后，无芒稗可溶性糖含量、还原糖含量、SuS活性和SPS活性呈显著下降。由此可见，赤·吲乙·芸苔加速无芒稗可溶性糖含量和SuS、SPS活性下降程度，促进五氟磺草胺对稗草的防除效果。这与魏佳峰等研究0.136%赤·吲乙·芸苔与水稻田除草剂混用安全增效性中的研究结果类似[9]。

硝酸还原酶活性的高低可以反映植株的氮素营养状况和氮代谢水平[1819]。张猛等[20]发现三氟羧草醚和乙羧氟草醚抑制苗期花生的氮素代谢过程中关键酶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性，导致苗期花生植株的全氮含量显著降低。本研究中，无芒稗在五氟磺草胺单用以及赤·吲乙·芸苔与五氟磺草胺混用处理下，药后7 d全氮含量、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性和谷氨酸合酶活性显著低于清水对照，说明无芒稗氮代谢受到明显抑制。与五氟磺草胺单用相比，赤·吲乙·芸苔和五氟磺草胺混用增强了五氟磺草胺对无芒稗氮代谢的抑制作用。

水稻各处理在药后1～7 d均没有出现药害症状，表明0.136% 赤·吲乙·芸苔WP 45 g/hm2、25 g/L 五氟磺草胺OD 1 200 mL/hm2和0.136%赤·吲乙·芸苔WP 45 g/hm2和25 g/L五氟磺草胺OD 1 200 mL/hm2对水稻安全。而从叶绿素荧光参数上来看，与25 g/L五氟磺草胺OD单用相比，0.136%赤·吲乙·芸苔WP+25 g/L五氟磺草胺OD混用药后7 d水稻的ETR、qP均显著提高，说明0.136%赤·吲乙·芸苔WP 能有效缓解五氟磺草胺对水稻叶绿素荧光参数的影响，并提高水稻的光合作用。这与杨慧杰研究油菜素内酯（BR）对阔世玛胁迫下谷子叶片光合荧光特性的影响结果一致[21]。

本试验中，0.136%赤·吲乙·芸苔WP+25 g/L五氟磺草胺OD混用能提高ALS活性，能促进水稻的氨基酸合成，维持植物体正常的生理代谢，缓解五氟磺草胺对水稻的胁迫作用;0.136%赤·吲乙·芸苔WP 45 g/hm2+25 g/L五氟磺草胺OD混用能显著提高水稻体内的糖代谢和氮代谢水平，有利于水稻对营养物质的吸收、合成与运输，缓解五氟磺草胺对水稻的胁迫作用，促进水稻各器官的生长发育，增强抗逆性，提高水稻的生产潜能。这与魏佳峰等[9]的试验结果，赤·吲乙·芸苔+五氟磺草胺、赤·吲乙·芸苔+双草醚或赤·吲乙·芸苔+五氟磺草胺+二氯喹啉酸混合施用，可以调节水稻的生长，增强除草剂对水稻的安全性的结论一致。

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（责任编辑：杨明丽）