五氟磺草胺与吡氟酰草胺的联合作用及对水稻移栽田杂草的防效

许勇华, 赵恒科, 赵灵杰, 侯建宇

(浙江省化工研究院有限公司 国家南方农药创制中心 浙江基地，杭州 310023)

中国是世界水稻种植大国，种植面积约3 000万hm2，水稻作为我国最主要的口粮作物，其产量关乎粮食安全和国计民生[1]。而草害是影响水稻产量的主要因素，可导致水稻产量降低10%～20%，严重时使水稻减产50%～90%，甚至颗粒无收[2-3]。当前，水稻生产上对杂草的防控仍以化学药剂防治为主，五氟磺草胺 (penoxsulam) 为三唑并嘧啶磺酰胺类除草剂，通过抑制乙酰乳酸合成酶 (ALS)而发挥作用，可有效防除水稻田稗草、多种阔叶杂草及莎草，已成为我国水稻田除草剂当家品种之一，预计未来一段时期内仍将是我国水稻田主要除草剂[4]。由于常年重复使用，目前在我国江苏、广东、湖北、安徽、黑龙江及上海等省市已发现部分稗草种群对五氟磺草胺产生了抗药性[3-7]。吡氟酰草胺 (diflufenican)，别名吡氟草胺，为吡啶酰胺类除草剂，主要通过抑制八氢番茄红素脱氢酶 (PDS) 的活性，阻碍类胡萝卜素生物合成而使杂草死亡，可用于小麦、大麦、玉米等禾谷类作物田防除多种一年生禾本科杂草和阔叶杂草[8-10]。目前吡氟酰草胺在我国主要登记用于小麦田防除多种一年生杂草，尚未见关于杂草对其产生抗药性的报道。鉴于五氟磺草胺与吡氟酰草胺具有不同的作用机理，为延缓杂草对五氟磺草胺的抗药性，扩大杀草谱，提高防效，同时为扩大吡氟酰草胺的使用范围，本研究拟通过室内盆栽试验，对五氟磺草胺与吡氟酰草胺复配的联合作用进行测定，确定二者适宜的复配比例范围，并通过田间小区试验，评价五氟磺草胺与吡氟酰草胺复配制剂对水稻移栽田杂草的防除效果及对水稻的安全性，以期为科学有效治理水稻田杂草筛选提供新的防治药剂。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 药剂 98%五氟磺草胺 (penoxsulam) 原药、97%吡氟酰草胺 (diflufenican) 原药，浙江龙游东方阿纳萨克作物科技有限公司提供；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；41%吡氟酰草胺SC，南通嘉禾化工有限公司；22%苄嘧磺隆 • 乙草胺 (bensulfuron methyl + acetochlor) 可湿性粉剂 (WP)，浙江天丰生物科学有限公司；N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)，国药集团化学试剂有限公司。

1.1.2 杂草 温室盆栽试验靶标杂草选择稗Echinochloa crusgalli、马唐Digitaria sanguinalis、异型莎草Cyperus difformis和鳢肠Eclipta prostrata，杂草种子由本单位杂草种子库提供；田间小区试验地发生的靶标杂草主要有稗、异型莎草、耳叶水苋Ammannia arenarid和丁香蓼Ludwigia prostrata。

1.1.3 供试作物 水稻，品种为中早39，由绍兴市农业科学研究院提供。

1.1.4 主要仪器 3WPSHZ-500 全自动喷雾塔，农业农村部南京农业机械化研究所；3WBD-16B型背负式电动喷雾器，佛山市顺德区合利植保器械有限公司；BSA323S-CW 电子天平 (精度0.001 g)，德国赛多利斯集团。

1.2 试验方法

1.2.1 温室盆栽试验

1.2.1.1 靶标试材培养 取口径8 cm、深6 cm 的塑料盆钵，装复合营养土至3/4 高度。将各供试杂草种子15～20 粒均匀播入盆钵内，覆土0.5～1.0 cm，采用底部加水方式使土壤吸水饱和后，置于温室内 (25 ℃～30 ℃，相对湿度70%左右) 培养生长。定时补水，保持适宜的土壤含水量。待靶标种子萌发出苗后进行间苗，每盆保留10 株长势相对均一的植株，培养到2 叶1 心至3 叶期，备用。

1.2.1.2 药剂配制与施药处理 称取适量原药，用有机溶剂DMF 溶解配制成母液，再用0.1%的吐温-80 水溶液稀释配制成试验所需各剂量药液。其中，五氟磺草胺有效成分剂量为1.9、3.8、7.5、15.0 g/hm2，吡氟酰草胺有效成分剂量为9.4、18.8、37.5、75.0 g/hm2，再将各剂量分别混配成16 个复配处理[11]。采用3WPSHZ-500 全自动喷雾塔对供试靶标杂草进行茎叶喷雾处理 (喷雾压力0.2 MPa，药液量10 mL)。每处理设4 次重复，另设喷0.1% 吐温-80 水溶液的空白对照处理。处理后继续置于温室中生长，定期以底部灌溉方式补水，保持适宜的土壤含水量。处理后定时观察植株反应症状，并于药后25 d，测定杂草地上部分鲜重，按公式 (1) 计算实测的鲜重抑制率 (E，%)，按公式 (2) 计算复配剂的理论鲜重抑制率 (E0，%)。

式中：M0为空白对照组杂草鲜重；M为药剂处理组杂草鲜重；Ep为五氟磺草胺单剂的实测鲜重抑制率 ；Ed为吡氟酰草胺单剂的实测鲜重抑制率。

1.2.1.3 复配制剂的联合作用评价 采用Gowing 法[11-12]对五氟磺草胺和吡氟酰草胺各复配组合的除草活性进行检验评价，确定复配剂的联合作用类型。当E-E0＞10%时，为增效作用；当E-E0＜ -10%时，为拮抗作用；当E-E0值介于 ±10%时，为相加作用。

1.2.2 田间小区防效试验

1.2.2.1 药剂制备 根据1.2.1 节温室盆栽试验所得复配联合作用评价结果，在五氟磺草胺与吡氟酰草胺复配的合适配比范围[(1～2) : (5～10)]内，选择1 : 5 的配比组合，结合原药性质，将复配剂型确定为300 g/L 悬浮剂 (SC，其中五氟磺草胺有效成分为 50 g/L，吡氟酰草胺为250 g/L)，按悬浮剂加工工艺[13]，与适量助剂及水研磨制成。

1.2.2.2 试验地点及条件 试验地选在浙江省绍兴市东浦镇行宫山村 (东经120.528°，北纬30.008°)，面积约0.15 hm2，地势平坦，土壤质地为黄化青紫泥，pH 值6.8，有机质含量2.7%。水稻于2021 年5 月31 日移栽，处于4～5 叶期。试验地发生的靶标杂草主要有稗、异型莎草、耳叶水苋及丁香蓼，其中耳叶水苋和丁香蓼发生较为严重，发生量为83.2～107.3 株/m2，其他杂草发生量为53.4～61.6 株/m2。

1.2.2.3 试验设计 试验药剂300 g/L 五氟磺草胺 •吡氟酰草胺SC 有效成分用量分别为90.0、112.5、135.0 和225.0 g/hm2；单剂对照25 g/L 五氟磺草胺OD 有效成分用量为30.0 g/hm2，41%吡氟酰草胺SC 有效成分用量为135.0 g/hm2；当地常规用药对照22%苄嘧磺隆 • 乙草胺WP 有效成分用量为99.0 g/hm2；另设清水空白对照处理。共8 个处理，每处理设4 次重复，共32 个小区，每个小区面积为21 m2，各试验小区按随机区组排列。

1.2.2.4 施药方法 于2021 年6 月8 日进行施药处理，当日天气多云，日平均气温27.4 ℃，平均相对湿度71.0%。施药时水稻已缓苗返青，杂草处于萌发至2～3 叶期。复配300 g/L 五氟磺草胺 • 吡氟酰草胺SC 及对照单剂25 g/L 五氟磺草胺OD 和41%吡氟酰草胺SC 均采用3WBD-16B 型背负式电动喷雾器进行茎叶喷雾，喷液量450 L/hm2；对照药剂22%苄嘧磺隆 • 乙草胺WP 采用药土法处理，拌细沙土后均匀撒施，拌沙土量225 kg/hm2。施药时田间保持浅水层，使杂草2/3 以上露出水面，施药后2～3 d 回水，保持3～5 cm 水层5～7 d。

1.2.2.5 调查方法与数据分析 参照GB/T 7980.40—2000《农药 田间药效试验准则 (一)：除草剂防治水稻田杂草》[14]进行。每小区随机取4 个点，每点0.25 m2样方，分别在药后15 d 和35 d 调查记录每小区杂草株数，按公式 (3) 计算株防效 (P，%)；药后35 d 在调查杂草株数的基础上同时采集各取样点杂草地上部分称量鲜重，按公式 (4) 计算鲜重防效 (W，%)。

式中：Nck为空白对照区杂草株数；Nt为药剂处理区杂草株数；Mck为空白对照区杂草鲜重；Mt为药剂处理区杂草鲜重。

分别于药后3、15 和35 d 目测水稻生长状况，观察是否有药害症状和异常现象产生，评价药剂对水稻的安全性。收获时，选取每小区中间段1 m2水稻称重，测定水稻产量 (kg/hm2)。

试验数据通过DPS©数据处理系统v19.05 高级版软件进行处理，采用邓肯氏新复极差法 (DMRT)[15]进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 温室盆栽试验结果

五氟磺草胺与吡氟酰草胺复配对杂草的联合作用温室盆栽试验结果见表1。数据表明，五氟磺草胺和吡氟酰草胺复配后，对稗、马唐、异型莎草及鳢肠的鲜重抑制率实测值与理论值差值(E-E0) 在 -9.1%～8.6% 之间，均表现为相加作用。五氟磺草胺和吡氟酰草胺各配比复配处理对供试4 种靶标杂草的联合作用类型均为相加作用，无拮抗作用，且当五氟磺草胺有效成分用量在7.5 g/hm2以上、吡氟酰草胺有效成分用量在37.5 g/hm2以上时，各复配处理对稗、马唐、异型莎草和鳢肠的除草活性均较高，实测鲜重抑制率在80.0%～100.0%之间，且均高于各单剂处理。综合考虑两种药剂复配的联合作用类型及除草活性，确定五氟磺草胺与吡氟酰草胺复配的合适配比（质量比）范围为 (7.5～15) : (37.5～75)，即(1～2) : (5～10)。

表1 五氟磺草胺与吡氟酰草胺复配对杂草的联合作用Table 1 Synergistic effect of penoxsulam and diflufenican against weeds

2.2 田间小区试验结果

2.2.1 对杂草的防效 结果 (表2) 表明，复配制剂300 g/L 五氟磺草胺 • 吡氟酰草胺SC 对水稻田稗、异型莎草、耳叶水苋及丁香蓼等杂草均具有良好的防效，而对照药剂25 g/L 五氟磺草胺OD 及22%苄嘧磺隆 • 乙草胺WP 对耳叶水苋和丁香蓼防效相对较差。在有效成分用量112.5～135.0 g/hm2剂量下，300 g/L 五氟磺草胺 • 吡氟酰草胺SC 的总草株防效和总草鲜重防效均显著高于两个对照单剂处理，同时也显著高于当地常规用药22%苄嘧磺隆 • 乙草胺WP 处理，表明五氟磺草胺与吡氟酰草胺复配后对杂草的防效较好，且较各自单剂均有显著提高。

表2 300 g/L 五氟磺草胺 · 吡氟酰草胺悬浮剂对水稻移栽田杂草的防效Table 2 The field control efficacy of penoxsulam + diflufenican 300 g/L SC against weeds in transplanted rice fields

2.2.2 对作物的安全性 药后3、15 及35 d 目测各处理区水稻的生长情况，均未观察到供试药剂对水稻生长有不良影响，无药害现象产生。测产结果 (表3) 显示：在有效成分用量112.5～135.0 g/hm2剂量下，300 g/L 五氟磺草胺 • 吡氟酰草胺SC 处理组产量显著高于对照药剂两个单剂及当地常规用药22%苄嘧磺隆 • 乙草胺WP 99.0 g/hm2处理；试验药剂和对照药剂处理组产量均显著高于空白对照组。

表3 300 g/L 五氟磺草胺 · 吡氟酰草胺悬浮剂对水稻产量的影响Table 3 The effect of penoxsulam + diflufenican 300 g/L SC on rice yield

3 结论与讨论

五氟磺草胺为ALS 抑制剂类除草剂，是目前水稻田除草效果优良且应用安全的广谱性除草剂品种[16]，自2008 年在我国正式登记上市以来，已成为水稻田除草剂的主要品种。当前，我国水稻田杂草对ALS 抑制剂类除草剂如苄嘧磺隆(bensulfuron-methyl)、吡嘧磺隆 (pyrazosulfuronethyl) 及双草醚 (bispyribac-sodium) 等的抗药性问题已比较突出[17]。随着使用年限的延长，已发现国内多个水稻种植区的部分杂草种群如稗、硬稃稗E. glabrescens及无芒稗E. crusgallivar.mitis对五氟磺草胺产生了抗药性[4-7,17]，其他一些杂草对五氟磺草胺的抗药性风险也呈逐年升高趋势，且已发现对苄嘧磺隆和五氟磺草胺产生交互抗性的异型莎草，以及对吡嘧磺隆、苄嘧磺隆、甲磺隆 (metsulfuron-methyl) 和五氟磺草胺4 种ALS 抑制剂产生交互抗性的鳢肠[17]。而吡氟酰草胺为类胡萝卜素生物合成抑制剂类除草剂，主要通过抑制PDS 的活性而使杂草死亡[8-9]。

杂草抗药性治理的主要手段是通过不同作用机理的除草剂混用及轮用而降低选择压，延缓或控制抗药性杂草群落的进一步扩大[16-17]。吡氟酰草胺的作用机理和作用位点与五氟磺草胺完全不同，水稻田稗草及部分阔叶杂草对五氟磺草胺的抗药性问题突出，而吡氟酰草胺对稗草效果较好，对阔叶杂草防效也表现优异。李君君等[18]研究发现，3%吡氟酰草胺颗粒剂 (GR) 于水稻移栽前1 d 施用，对丁香蓼、鸭舌草及鳢肠等一年生阔叶杂草具有明显的抑制作用，且目前尚未见杂草对吡氟酰草胺产生抗药性的报道。因此，开展两种药剂复配的研究，有利于扩大杀草谱，提高药效，延缓杂草抗药性的产生。

本研究显示：五氟磺草胺与吡氟酰草胺复配后能显著提高除草效果，扩大杀草谱。各配比处理对靶标杂草稗、马唐、异型莎草和鳢肠的联合作用类型均为相加作用，无拮抗作用，且当五氟磺草胺有效成分用量在7.5 g/hm2以上、吡氟酰草胺有效成分用量在37.5 g/hm2以上时，各复配处理实测鲜重抑制率达到80%～100%。综合考虑二者复配的除草活性和联合作用类型，确定五氟磺草胺与吡氟酰草胺复配的合适配比（质量比）范围为 (1～2) : (5～10)。在此配比范围内，选择五氟磺草胺与吡氟酰草胺质量比1 : 5 制备了300 g/L五氟磺草胺 • 吡氟酰草胺SC，并开展了田间小区试验。结果表明：五氟磺草胺与吡氟酰草胺复配制剂在水稻移栽后 8 d 秧苗扎根缓苗后施用，对水稻田稗、异型莎草、耳叶水苋及丁香蓼等杂草均具有良好的防效，药后15 d 总草株防效及药后35 d总草株防效和鲜重防效均显著高于各单剂处理，同时也显著高于当地常规用药22%苄嘧磺隆 • 乙草胺WP 处理。据报道，浙江省稻区耳叶水苋对苄嘧磺隆已产生明显的抗药性[16-17]，同时丁香蓼已成为该省全省范围内综合危害指数最高的稻田优势杂草[2]，而五氟磺草胺与吡氟酰草胺复配对耳叶水苋及丁香蓼等难防除型杂草的防效有显著提高，且对水稻安全，因此将二者复配用于水稻田杂草防治，具有科学合理、安全高效的特征。下一步将继续针对不同水稻品种及不同生态环境的水稻田开展田间小区试验，同时鉴于五氟磺草胺和吡氟酰草胺均具有芽前封闭除草活性，今后还将进一步在水稻直播田包括直播旱田播后苗前或移栽水稻田移栽前开展相关田间小区试验，以期为五氟磺草胺与吡氟酰草胺复配用于水稻田杂草的防除提供更充分的依据。