江蘇省不同地區(qū)豬殃殃種群對(duì)常用除草劑的敏感性差異

王紅春， 肖慰祖，2， 婁遠(yuǎn)來(lái)，3， 孫鈺晨， 許小龍(.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，江蘇南京 2004； 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，江蘇南京 20095；3.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，江蘇南京 20095)

豬殃殃是一年生或越年生茜草科闊葉雜草，適生于亞熱帶和溫帶地區(qū)麥類(lèi)作物、油菜等農(nóng)田及林木園、公園等生境中[1-2]。在河南、山東、河北等地，豬殃殃是玉米與小麥連作區(qū)麥田的主要闊葉雜草[3]。近年來(lái)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)豬殃殃在江蘇省水稻與小麥連作區(qū)麥田危害加重趨勢(shì)明顯。筆者前期研究發(fā)現(xiàn)，土壤水勢(shì)、酸堿度、埋土深度不是豬殃殃種子萌發(fā)和幼苗出土的限制性因素，江蘇省稻麥連作田土壤水分含量高、中性偏堿土質(zhì)、少免耕耕種方式不能限制豬殃殃的蔓延危害，豬殃殃有進(jìn)一步危害加重的趨勢(shì)[4]?；瘜W(xué)除草是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的環(huán)節(jié)?；酋ｋ孱?lèi)除草劑苯磺隆和芐嘧磺隆是江蘇省防除闊葉雜草豬殃殃的主導(dǎo)除草劑品種，多地植保站反映常規(guī)推薦劑量處理已不能有效防控豬殃殃的危害。單一除草劑品種長(zhǎng)期連續(xù)使用可導(dǎo)致多種雜草對(duì)其產(chǎn)生抗藥性[5]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已發(fā)現(xiàn)抗苯磺隆、氯氟吡氧乙酸的豬殃殃種群[6]。2008年，彭學(xué)崗等發(fā)現(xiàn)采自江蘇省徐州市的豬殃殃種群對(duì)苯磺隆存在一定的抗藥性[7]。2016年，崔海蘭等研究表明7個(gè)苯磺隆或雙氟磺草胺(均為乙酰乳酸合酶抑制劑)防效差的豬殃殃江蘇種群均對(duì)苯磺隆產(chǎn)生了抗藥性[8]。目前，江蘇省豬殃殃不同地理種群間對(duì)苯磺隆及其他常用除草劑的敏感性是否存在差異及其抗藥性分布狀況尚不明確。因此，筆者系統(tǒng)采集了江蘇省蘇南、蘇中和蘇北不同地區(qū)麥田的豬殃殃種子，測(cè)定它們對(duì)麥田防除闊葉雜草的常用除草劑苯磺隆、芐嘧磺隆及氯氟吡氧乙酸、二甲四氯鈉、唑草酮的敏感性，旨在明確豬殃殃不同地理種群的抗藥性水平差異，分析其抗性種群分布狀況，并篩選有效除草品種，為豬殃殃的防控提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 供試種子

2016年5—6月，豬殃殃種子成熟期，從蘇南至蘇北不同地區(qū)隨機(jī)取點(diǎn)采集種子，具體采集地點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 供試種子的采集地點(diǎn)Table 1 The collecting sites of Galium aparine seeds

1.2 供試除草劑及其劑量設(shè)計(jì)

供試藥劑及其生產(chǎn)廠(chǎng)家如表2所示。

表2 供試藥劑及其生產(chǎn)廠(chǎng)家Table2 The herbicides and its production factories

根據(jù)苯磺隆田間推薦有效成分使用量上限22.5 g a.i./hm2的1/8、1/4、1/2、1、2、4、8倍設(shè)置7個(gè)處理，即2.812 5、5.625 0、11.250 0、22.500 0、45.000 0、90.000 0、180.000 0 g a.i./hm2。其余除草劑處理劑量為其田間推薦有效成分使用量上限，即芐嘧磺隆為75.0 g a.i./hm2、二甲四氯鈉為 1 147.5 g a.i./hm2、氯氟吡氧乙酸異辛酯為 210.0 g a.i./hm2、唑草酮為36.0 g a.i./hm2。每個(gè)處理重復(fù)4次。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 藥劑配制 二甲四氯鈉用蒸餾水溶解、稀釋?zhuān)虿萃眉妆饺芙?，苯磺隆、芐嘧磺隆和氯氟吡氧乙酸異辛酯用丙酮溶解，用體積分?jǐn)?shù)為0.1%的吐溫-80水溶液稀釋。

1.3.2 藥劑處理 參照中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1155.4—2006《農(nóng)藥室內(nèi)生物測(cè)定試驗(yàn)準(zhǔn)則 除草劑 第4部分：活性測(cè)定試驗(yàn) 莖葉噴霧法》進(jìn)行測(cè)定。將長(zhǎng)寬均為7 cm、高9 cm的白色塑料盆缽(底部具孔)裝約3/4的風(fēng)干細(xì)土，置于塑料周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，底部加水使土壤水分飽和。供試土壤為馬肝土，pH值為6.7，有機(jī)質(zhì)含量為1.6%，風(fēng)干過(guò)篩后備用。分別播種已經(jīng)4 ℃低溫蒸餾水浸泡解除休眠的豬殃殃種子，每缽播種18粒種子，表面覆蓋約0.5 cm厚度的淺土層，置于日光溫室中培養(yǎng)[溫度：白天(20±5)℃，晚上(15±5)℃；光照周期：光照12 h、黑暗12 h]。待雜草出苗整齊后，定苗至12株/缽。雜草長(zhǎng)至3葉期，按照試驗(yàn)藥劑劑量設(shè)計(jì)進(jìn)行噴霧處理。噴霧采用農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所生產(chǎn)的 3WPSH-500D 型生測(cè)噴霧塔，圓盤(pán)直徑50 cm，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度6 r/min，噴頭孔徑0.3 mm，噴霧壓強(qiáng)0.3 MPa，霧滴直徑100 μm，噴頭流量90 mL/min。處理后21 d，測(cè)定豬殃殃植株地上部分鮮質(zhì)量，Excel軟件分析鮮質(zhì)量抑制率，SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件計(jì)算豬殃殃的ED50值。試驗(yàn)重復(fù)2次，每個(gè)處理設(shè)4個(gè)重復(fù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)所測(cè)原始數(shù)據(jù)采用SPSS 20統(tǒng)計(jì)分析軟件ANOVA法(0.05水平上的Tukey’s檢驗(yàn))分析，發(fā)現(xiàn)2次重復(fù)試驗(yàn)間無(wú)顯著性差異后，分析除草劑對(duì)豬殃殃的ED50值。毒力回歸方程見(jiàn)公式(1)：

y=ax+b。

(1)

式中：y為概率單位；a為回歸系數(shù)；x為以10為底的除草劑劑量對(duì)數(shù)值；b為截距。

將ED50值最小的豬殃殃種群定為敏感種群，然后將不同地理種群豬殃殃的ED50值與之進(jìn)行比較，按公式(2)求出相對(duì)抗性倍數(shù)IR，相對(duì)抗性倍數(shù)IR值越大，其抗性程度越大。

(2)

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)苯磺隆的敏感性差異

采用整株生物活性測(cè)定的方法測(cè)定了采集于江蘇省不同地區(qū)的20個(gè)豬殃殃種群對(duì)麥田常用磺酰脲類(lèi)除草劑苯磺隆的敏感性。表3結(jié)果表明，20個(gè)豬殃殃種群中，除采集于南京市溧水區(qū)白馬鎮(zhèn)麥田GALS-001種群、南京紫金山景區(qū)GAZJS-001種群、鎮(zhèn)江句容市休閑田GAJR-002種群外，其余17個(gè)采集于江蘇省不同地區(qū)麥田的豬殃殃種群對(duì)苯磺隆的相對(duì)抗性倍數(shù)為2.26～13.77倍。將江蘇省的長(zhǎng)江以南地區(qū)定為蘇南地區(qū)，長(zhǎng)江至蘇北灌溉總渠地區(qū)定為蘇中地區(qū)，蘇北灌溉總渠以北定為蘇北地區(qū)。江蘇省不同地理種群的抗性分布結(jié)果表明，蘇南地區(qū)3個(gè)豬殃殃種群中有2個(gè)種群對(duì)豬殃殃產(chǎn)生了2.26倍和4.40倍抗性，抗性種群比例為67%；蘇中地區(qū)11個(gè)種群中有9個(gè)種群對(duì)苯磺隆產(chǎn)生了2.29～10.50倍抗性，抗性種群比例為82%；蘇北地區(qū)6個(gè)種群均對(duì)苯磺隆產(chǎn)生了抗性，相對(duì)抗性倍數(shù)為5.88～13.77倍。

采自江蘇省的20個(gè)豬殃殃種群中有12個(gè)種群的ED50值超過(guò)了推薦劑量，它們對(duì)苯磺隆產(chǎn)生了明顯的抗藥性。12個(gè)ED50值超過(guò)推薦劑量的種群中，蘇北地區(qū)種群占6個(gè)(共6個(gè)供試種群，抗性比例為100%)，蘇中地區(qū)占6個(gè)(共11個(gè)供試種群，抗性比例為55%)。

由表4可知，苯磺隆推薦劑量上限 22.5 g a.i./hm2處理下，GALS-001、GAZJS-001、GAJR-002種群的鮮質(zhì)量抑制率為100%，GAJY-001、GAJT-001、GALH-003、GAJJ-001、GATX-002種群的鮮質(zhì)量抑制率高于50%，其余12個(gè)種群的鮮質(zhì)量抑制率均低于50%。

表3 不同地區(qū)豬殃殃種群對(duì)苯磺隆的敏感性Table3 The sensitivity of tribenuron-methyl to the different geographical populations of G. aparine

表4 苯磺隆推薦劑量22.5 g a.i./hm2處理豬殃殃的鮮質(zhì)量抑制率Table 4 The fresh weight inhibition rate of different geographical populations of G. aparine by tribenuron-methyl 22.5 g a.i./hm2 treatment

2.2 對(duì)芐嘧磺隆的敏感性差異

苯磺隆和芐嘧磺隆是磺酰脲類(lèi)除草劑，可抑制敏感雜草乙酰乳酸合酶活性，造成支鏈氨基酸生物合成受阻，導(dǎo)致敏感雜草枯死。為進(jìn)一步明確抗苯磺隆的豬殃殃種群對(duì)芐嘧磺隆是否具有交互抗性，本試驗(yàn)測(cè)定了芐嘧磺隆推薦劑量上限(75 g a.i./hm2)對(duì)采自江蘇省的20個(gè)豬殃殃種群地上部分鮮質(zhì)量的抑制率。表5結(jié)果表明，芐嘧磺隆推薦劑量上限75 g a.i./hm2處理下，GALS-001、GAZJS-001、GAJR-002種群的鮮質(zhì)量抑制率為100%，其余有10個(gè)種群的鮮質(zhì)量抑制率均低于50%。芐嘧磺隆75 g a.i./hm2處理對(duì)其鮮質(zhì)量抑制率低于50%的10個(gè)種群中，蘇北地區(qū)種群有5個(gè)，蘇中地區(qū)有5個(gè)。鮮質(zhì)量抑制率低于50%的豬殃殃種群數(shù)量占供試種群總量的50%，其中，蘇北種群占蘇北總種群數(shù)的83%，蘇中種群占蘇中總量的45%。

表5 芐嘧磺隆推薦劑量75 g a.i./hm2處理豬殃殃的鮮質(zhì)量抑制率Table 5 The fresh weight inhibition rate of different geographical populations of G. aparine by bensulfuron-methyl 75 g a.i./hm2 treatment

2.3 對(duì)二甲四氯鈉、氯氟吡氧乙酸、唑草酮的敏感性差異

苯氧乙酸類(lèi)激素型除草劑二甲四氯鈉 1 141.5 g a.i./hm2處理下，采自江蘇省的20個(gè)豬殃殃種群中有4個(gè)種群的鮮質(zhì)量抑制率低于75%，而其他17個(gè)種群的鮮質(zhì)量抑制率均高于90%。對(duì)二甲四氯鈉不敏感的GAHQ-001、GAXH-002、GAYZ-001、GALSH-002種群對(duì)苯磺隆具有9～14倍的高水平抗性，其中，3個(gè)種群分布在蘇中地區(qū)，1個(gè)種群分布在蘇北地區(qū)。

吡啶氧羧酸類(lèi)激素型除草劑氯氟吡氧乙酸 1 141.5 g a.i./hm2、三唑啉酮類(lèi)原卟啉原氧化酶抑制劑類(lèi)除草劑唑草酮361 141.5 g a.i./hm2處理對(duì)江蘇省的20個(gè)豬殃殃種群的鮮質(zhì)量抑制率均為100%(表6)。

表6 各除草劑推薦劑量處理豬殃殃的鮮質(zhì)量抑制率Table 6 The fresh weight inhibition rate of different geographical populations of G. aparine by herbicides treatment

3 討論

苯磺隆和芐嘧磺隆是乙酰乳酸合酶(ALS)抑制劑類(lèi)除草劑，在江蘇省已連續(xù)使用多年，是麥田防除闊葉雜草的主導(dǎo)除草劑品種。本研究發(fā)現(xiàn)，江蘇省20個(gè)豬殃殃地理種群中有12個(gè)種群對(duì)苯磺隆產(chǎn)生了明顯的抗藥性，并有10個(gè)種群對(duì)芐嘧磺隆有明顯的交互抗性，抗性比例達(dá)50%～60%。這可能是江蘇省多地反映苯磺隆和芐嘧磺隆常規(guī)推薦劑量處理不能有效防控豬殃殃危害的關(guān)鍵原因。抗ALS抑制劑類(lèi)除草劑的豬殃殃種群比例呈現(xiàn)蘇南到蘇北逐漸增加的趨勢(shì)，可能與蘇北地區(qū)使用苯磺隆和芐嘧磺隆頻度高，而蘇南地區(qū)使用頻度低有關(guān)。進(jìn)一步測(cè)定發(fā)現(xiàn)，12個(gè)抗苯磺隆的豬殃殃種群中有4個(gè)高抗種群對(duì)二甲四氯鈉不敏感，常規(guī)推薦劑量防效不理想。彭學(xué)崗等測(cè)定發(fā)現(xiàn)，對(duì)苯磺隆具有較高抗性的豬殃殃種群對(duì)苯氧乙酸類(lèi)激素型除草劑2，4-D丁酯存在2.5倍的多抗性[9]，本研究結(jié)果與之相似。氯氟吡氧乙酸和唑草酮常規(guī)推薦劑量處理對(duì)江蘇省20個(gè)豬殃殃地理種群的鮮質(zhì)量抑制率均達(dá)100%，可有效防除豬殃殃。

合理輪換使用不同類(lèi)型的除草劑品種是有效防除惡性雜草、延緩和治理抗性的有效途徑[10-15]。本研究發(fā)現(xiàn)，江蘇省多地豬殃殃種群已對(duì)磺酰脲類(lèi)ALS抑制劑型除草劑苯磺隆和芐嘧磺隆產(chǎn)生了明顯的抗性，部分地理種群對(duì)苯氧乙酸類(lèi)激素型除草劑二甲四氯鈉的敏感性下降，但所有種群均對(duì)吡啶氧羧酸類(lèi)激素型除草劑氯氟吡氧乙酸和三唑啉酮類(lèi)原卟啉原氧化酶抑制劑類(lèi)除草劑唑草酮敏感。生產(chǎn)中防除豬殃殃時(shí)，應(yīng)不用或少用苯磺隆和芐嘧磺隆，交替輪換使用氯氟吡氧乙酸和唑草酮控制豬殃殃危害，延緩抗性發(fā)展蔓延。

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