4%雙唑草腈SC對(duì)直播水稻的安全性及除草活性研究

顧慧萍,袁國(guó)徽,高 原,田志慧?

(1光明食品(集團(tuán))有限公司,上海200040;2上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所,上海201403)

雙唑草腈系德國(guó)拜耳公司研制、日本農(nóng)用化學(xué)品公司Kyoyu農(nóng)業(yè)開發(fā)的具有吡唑并吡啶環(huán)結(jié)構(gòu)的原卟啉原氧化酶(PPO)抑制劑[1],其對(duì)水稻和環(huán)境安全,殘效期適中,對(duì)后茬作物無不良影響[2]。該藥劑于2007年在日本取得登記,隨后其單劑及混劑在日本逐漸商品化,至2013年,雙唑草腈在日本水稻田應(yīng)用面積達(dá)61.3萬hm2,占水稻總耕種面積的38.4%,位居除稗劑之首[3]。2016年9月,雙唑草腈原藥及其2%顆粒劑由湖北相和精密化學(xué)有限公司取得移栽稻田獨(dú)家登記。室內(nèi)和田間試驗(yàn)結(jié)果表明,雙唑草腈對(duì)稻田稗草(Echinochloaspp.)、千金子[Leptochloa chinensis(L.)Nees.]、鴨舌草[Monochoria vaginalis(Burm.f.)Presl ex Kunth]、節(jié)節(jié)菜[Rotala indica(Willd.)Koehne]、異型莎草(CyperusdifformisL.)、水莧菜屬(Ammanniaspp.)等雜草均具有很高的除草活性,且對(duì)水稻生長(zhǎng)安全[4-5],水稻移栽后6—12 d和直播水稻2—3葉期使用2%雙唑草腈顆粒劑均可有效防除田間一年生雜草[6-9]。2019年,湖北相和精密化學(xué)有限公司研發(fā)了4%雙唑草腈SC產(chǎn)品。為了進(jìn)一步明確該新劑型產(chǎn)品在機(jī)直播稻田應(yīng)用前景及應(yīng)用技術(shù),本研究于2019—2020年考察4%雙唑草腈SC隨播隨用對(duì)3種不同類型水稻品種不同芽長(zhǎng)稻谷出苗生長(zhǎng)的安全性、以及水稻苗期莖葉處理對(duì)水稻生長(zhǎng)的安全性和除草活性,以期為直播水稻安全生產(chǎn)提供新途徑。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試藥劑:4%雙唑草腈懸浮劑(SC),由湖北相和精密化學(xué)有限公司提供,300 g∕L丙草胺(pretilachlor)EC,先正達(dá)作物保護(hù)有限公司產(chǎn)品,市售;30%芐嘧·丙草胺(bensulfuron-methyl·pretilachlor)OD,江蘇豐山集團(tuán)股份有限公司產(chǎn)品,市售。

供試水稻品種:‘南粳46’(常規(guī)粳稻)、‘申優(yōu)26’(雜交粳稻)、‘旱優(yōu)73’(秈稻),由上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物育種與栽培研究所提供。

雜草種類:稗[Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.]、千金子[Leptochloa chinensis(L.)Nees.]、異型莎草(Cyperus difformisL.)、耳葉水莧(Ammannia arenariaH.B.K.)、丁香蓼(Ludwigia prostrataRoxb.)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 雙唑草腈隨播隨用對(duì)水稻出苗與生長(zhǎng)的影響

采用室內(nèi)盆栽試驗(yàn),各供試水稻品種均設(shè)3個(gè)芽長(zhǎng)處理,分別為:(1)稻谷浸種后不催芽,(2)稻谷浸種后催芽至露白,(3)稻谷浸種后催芽至芽長(zhǎng)為種子縱長(zhǎng)的1∕2。稻谷采用分期浸種催芽的方法,在25℃光照培養(yǎng)箱中浸種48 h、催芽24—48 h不等,然后于同一天分別挑選芽長(zhǎng)達(dá)標(biāo)的稻谷播種。取未使用過除草劑的表層土壤過篩后風(fēng)干,裝入上口直徑為15 cm、底部有孔的塑料盆缽中,播種前1 d加水至土壤飽和濕潤(rùn)狀態(tài)備用。挑選上述均勻一致的稻谷播入塑料盆缽中,每盆缽分別均勻播種供試水稻種子25粒,播種當(dāng)天分別用4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2、3 000 mL∕hm2進(jìn)行土壤噴霧處理。噴霧器為西班牙產(chǎn)“沒得比”5 L噴霧器,兌水量450 mL∕hm2。處理后把試驗(yàn)盆缽放入盛水的周轉(zhuǎn)箱中,從底部吸水保持盆缽內(nèi)土壤濕潤(rùn),并連同周轉(zhuǎn)箱一起置于溫室內(nèi)培養(yǎng)。試驗(yàn)期間溫室內(nèi)溫度白天25—30℃,夜晚17—22℃。不同水稻品種處理分別設(shè)空白對(duì)照。試驗(yàn)重復(fù)4次。

1.2.2 水稻1—2葉期使用雙唑草腈的安全性

采用室內(nèi)盆栽試驗(yàn),在盆缽中分別播種催芽露白的3種水稻種子,每缽播種稻谷25粒,待水稻生長(zhǎng)至1—2葉期時(shí)分別用4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2、3 000 mL∕hm2,兌水量300 mL∕hm2,使用西班牙產(chǎn)“沒得比”5 L噴霧器進(jìn)行莖葉噴霧處理。施藥后保持培養(yǎng)缽內(nèi)土壤濕潤(rùn)狀態(tài),方法同上。

1.2.3 水稻2—3葉期使用雙唑草腈的安全性

采用田間小區(qū)試驗(yàn),供試水稻品種為‘南粳46’,人工播種,播種量75 kg∕hm2。水稻生長(zhǎng)至2—3葉期時(shí)使用新加坡利農(nóng)私人有限公司生產(chǎn)的HD400背負(fù)式噴霧器進(jìn)行雙唑草腈莖葉噴霧。試驗(yàn)設(shè)4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2、2 250 mL∕hm2、3 000 mL∕hm2和3 750 mL∕hm24個(gè)劑量,兌水量450 mL∕hm2。小區(qū)面積20 m2,隨機(jī)區(qū)組排列,小區(qū)用田埂分割,單灌單排。試驗(yàn)設(shè)4次重復(fù)。

1.2.4 雙唑草腈的除草活性評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)采用田間小區(qū)試驗(yàn),為確保田間有足夠雜草基數(shù),所有處理小區(qū)均人工接種稗、千金子、異型莎草、耳葉水莧、丁香蓼等雜草種子。水稻品種為‘南粳46’,稻谷浸種48 h、催芽24 h后人工播種,播種量75 kg∕hm2。試 驗(yàn) 設(shè)4%雙 唑 草 腈SC 1 125 mL∕hm2、1 500 mL∕hm2、1 875 mL∕hm2、2 250 mL∕hm2、3 000 mL∕hm2、3 750 mL∕hm26個(gè)單用劑量和4%雙唑草腈SC+300 g∕L丙草胺EC(1 500+1 125)mL∕hm2、(1 500+1 500)mL∕hm22個(gè)復(fù)配劑量,以生產(chǎn)上常用的土壤封閉處理劑30%芐嘧·丙草胺OD 1 500 mL∕hm2為對(duì)照藥劑。播種當(dāng)天使用新加坡利農(nóng)私人有限公司生產(chǎn)的HD400背負(fù)式噴霧器進(jìn)行土壤噴霧,兌水量600 kg∕hm2。小區(qū)面積20 m2,隨機(jī)區(qū)組排列,單排單灌。各劑量處理設(shè)4次重復(fù)。

1.3 調(diào)查方法

施藥后不定期觀察水稻出苗和生長(zhǎng)情況。室內(nèi)盆栽試驗(yàn)于用藥后14 d取樣,測(cè)定盆缽中全部成苗水稻的株數(shù)、株高、地上部鮮重;田間小區(qū)試驗(yàn)于用藥后14 d取樣測(cè)定水稻的株數(shù)、株高和地上部鮮重,藥后28 d取樣測(cè)定除草效果,每小區(qū)取3個(gè)樣方,每樣方面積0.25 m2,按雜草種類計(jì)算株數(shù)防除效果。試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用單因素方差分析(One-way ANOVA)中Duncan氏新復(fù)極差測(cè)驗(yàn)法進(jìn)行差異性分析。單因素方差分析在SPSS 25.0軟件上完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 雙唑草腈隨播隨用對(duì)水稻出苗與生長(zhǎng)的影響

2.1.1 稻谷只浸種不催芽條件下用藥的安全性

通過對(duì)施藥后14 d調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明(表1):在稻谷只浸種不催芽播種條件下,使用4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2進(jìn)行土壤封閉處理,對(duì)3個(gè)供試水稻品種的出苗數(shù)、株高和地上部鮮重與對(duì)應(yīng)品種空白對(duì)照相比均無顯著差異;4%雙唑草腈SC 3 000 mL∕hm2進(jìn)行土壤封閉處理,對(duì)‘旱優(yōu)73’的各項(xiàng)指標(biāo)沒有影響,但對(duì)‘南粳46’和‘申優(yōu)26’的株高和地上部鮮重均有不同程度的抑制作用。表明在稻谷只浸種不催芽播種條件下,使用4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2進(jìn)行土壤封閉處理對(duì)水稻出苗與生長(zhǎng)安全,但當(dāng)劑量提高到3 000 mL∕hm2時(shí)對(duì)不同水稻品種的安全性下降。

2.1.2 稻谷催芽至露白條件下用藥的安全性

試驗(yàn)結(jié)果表明(表1),稻谷浸種催芽至露白后播種,無論是4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2,還是3 000 mL∕hm2隨播隨用,對(duì)3個(gè)供試水稻品種各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)與對(duì)應(yīng)品種空白對(duì)照相比均沒有顯著差異。表明4%雙唑草腈SC 1 500—3 000 mL∕hm2進(jìn)行土壤封閉處理,在稻谷催芽至露白條件下隨播隨用對(duì)供試水稻品種安全。

2.1.3 稻谷芽長(zhǎng)半粒谷條件下用藥的安全性

調(diào)查數(shù)據(jù)分析表明(表1),當(dāng)?shù)竟却哐恐裂块L(zhǎng)為種子縱長(zhǎng)的一半時(shí)隨播隨用4%雙唑草腈SC處理,在1 500 mL∕hm2劑量下,對(duì)3個(gè)供試水稻品種‘旱優(yōu)73’、‘南粳46’、‘申優(yōu)26’的出苗數(shù)、株高和地上部鮮重與對(duì)應(yīng)品種空白對(duì)照相比均沒有顯著差異。當(dāng)施藥劑量提高至3 000 mL∕hm2時(shí),對(duì)‘申優(yōu)26’的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)沒有不良影響,但對(duì)‘旱優(yōu)73’和‘南粳46’的株高和鮮重有抑制作用。表明在芽長(zhǎng)半粒谷播種條件下隨播隨用4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2對(duì)供試水稻品種安全,但當(dāng)劑量進(jìn)一步提高至3 000 mL∕hm2時(shí)其安全性下降。

表1 4%雙唑草腈SC隨播隨用對(duì)不同水稻品種的安全性(藥后14 d)Table 1 Safety of 4%Pyraclonil SC simultaneously with sowing application on different rice varieties(14 days after application)

2.2 水稻1—2葉期使用雙唑草腈的安全性

試驗(yàn)結(jié)果表明(表2),水稻生長(zhǎng)至1—2葉期時(shí)使用雙唑草腈進(jìn)行莖葉噴霧,4%雙唑草腈SC 1 500—3 000 mL∕hm2用量下各處理對(duì)3個(gè)供試水稻品種的株數(shù)、株高、地上部鮮重與相應(yīng)品種空白對(duì)照相比,均無顯著性差異。表明4%雙唑草腈SC 1 500—3 000 mL∕hm2在水稻1—2葉期使用對(duì)供試水稻品種是安全的。

表2 4%雙唑草腈SC水稻1—2葉期用藥對(duì)不同品種的安全性(藥后14 d)Table 2 Safety of 4%Pyraclonil SC application on different rice varieties under the 1—2 leaf stage(14 days after application)

2.3 水稻2—3葉期使用雙唑草腈的安全性

取樣測(cè)定結(jié)果表明(表3),水稻2—3葉期使用4%雙唑草腈SC處理,除了3 750 mL∕hm2處理供試水稻品種‘南粳46’的株高為31.86 cm,顯著低于對(duì)照處理株高35.53 cm,其他各劑量處理對(duì)水稻的莖蘗數(shù)、株高、根長(zhǎng)、地上和地下部鮮重等指標(biāo)均無不良影響。相反由于空白對(duì)照區(qū)雜草為害較雙唑草腈處理區(qū)更嚴(yán)重,因而水稻幼苗生長(zhǎng)勢(shì)更弱。

表3 4%雙唑草腈SC水稻2—3葉期用藥對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響(藥后28 d)Table 3 Effects of 4%Pyraclonil SC application on the growth of rice under the 2—3 leaf stage(28 days after application)

2.4 雙唑草腈的田間除草效果及對(duì)水稻安全性

田間試驗(yàn)結(jié)果表明(表4),播種后當(dāng)天隨播隨用4%雙唑草腈SC 1 125—3 750 mL∕hm2,施藥后14 d目測(cè)對(duì)稻田雜草防除效果優(yōu)異。藥后28 d取樣調(diào)查,各處理對(duì)千金子、異型莎草、耳葉水莧和丁香蓼的株數(shù)防效均為100%,與對(duì)照藥劑30%芐嘧·丙草胺OD 1 500 mL∕hm2無顯著差異;對(duì)稗的株數(shù)防效為60.15%—93.36%,除最低劑量4%雙唑草腈SC 1 125 mL∕hm2外,其他5個(gè)劑量處理與4%雙唑草腈SC+300 g∕L丙草胺EC(1 500+1 125)mL∕hm2、(1 500+1 500)mL∕hm2復(fù)配劑和對(duì)照藥劑30%芐嘧·丙草胺OD 1 500 mL∕hm2的防效均無顯著差異。

表4 4%雙唑草腈SC防除直播稻田雜草效果(藥后28 d)Table 4 Control efficacy of 4%Pyraclonil SC on weeds in direct-seeding rice field(28 days after application)

藥后14 d取樣測(cè)定表明(表5),4%雙唑草腈SC 1 125—3 000 mL∕hm2各劑量在水稻播種后當(dāng)天隨播隨用處理后,各供試劑量下水稻的株數(shù)、株高和地上部鮮重與4%雙唑草腈SC+300 g∕L丙草胺EC(1 500+1 125)mL∕hm2、(1 500+1 500)mL∕hm2復(fù)配劑、對(duì)照藥劑30%芐嘧·丙草胺OD 1 500 mL∕hm2及空白對(duì)照均無顯著差異。

表5 4%雙唑草腈SC對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響(藥后14 d)Table 5 Effect of 4%Pyraclonil SC on rice growth(14 days after treatment)

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明,在稻谷浸種不催芽、露白、芽長(zhǎng)半粒谷等3種不同催芽狀態(tài)下,4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2處理對(duì)3個(gè)供試水稻品種‘旱優(yōu)73’‘南粳46’‘申優(yōu)26’的出苗數(shù)、株高、地上部鮮重均無不良影響,說明4%雙唑草腈SC在此劑量下在直播稻田隨播隨用是安全的。但當(dāng)4%雙唑草腈SC用量提高至3 000 mL∕hm2時(shí),不同水稻品種的安全性表現(xiàn)不一,存在一定安全隱患,因而此劑量不宜在播種時(shí)隨播隨用。當(dāng)水稻生長(zhǎng)至1—3葉期時(shí)用藥,4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2和3 000 mL∕hm2處理對(duì)水稻生長(zhǎng)均表現(xiàn)安全,說明隨著水稻的出苗生長(zhǎng),其對(duì)雙唑草腈的耐藥性也在同步提高。田間除草活性評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果還表明,4%雙唑草腈SC 1 500—3 750 mL∕hm2隨播隨用處理對(duì)直播稻田主要優(yōu)勢(shì)雜草千金子、異型莎草、耳葉水莧、丁香蓼的株數(shù)防效均為100%,對(duì)稗的株數(shù)防效為74.99%—93.36%,經(jīng)方差分析,各劑量之間無顯著差異,與4%雙唑草腈SC+300 g∕L丙草胺EC(1 500+1 125)mL∕hm2、(1 500+1 500)mL∕hm2復(fù)配劑和對(duì)照藥劑30%芐嘧·丙草胺OD 1 500 mL∕hm2的防效也均無顯著差異。這證明4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2隨播隨用處理不僅對(duì)供試水稻品種安全,而且可有效控制直播稻田主要優(yōu)勢(shì)雜草。

原卟啉原氧化酶抑制劑類除草劑的作用靶標(biāo)為原卟啉原氧化酶(PPO),通過植物中原卟啉原氧化酶積累而發(fā)揮藥效[10],由于該類除草劑具有超高效、低毒的優(yōu)點(diǎn),近年來已成為新型除草劑開發(fā)的一個(gè)重要領(lǐng)域[11]。乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑和乙酰輔酶A羧化酶(ACCase)抑制劑是稻田除草劑的主流品種,但近年來稻田雜草對(duì)這兩大類藥劑的抗藥性發(fā)展迅速[12-13]。當(dāng)前,稗草對(duì)生產(chǎn)上廣泛使用的除草劑如激素類的二氯喹啉酸(Quinclorac)、ALS抑制劑的五氟磺草胺(Penoxsulam)以及ACCase抑制劑的氰氟草酯(Cyhalofop-butyl)等相繼產(chǎn)生了抗藥性[12-19]。已有研究結(jié)果表明,PPO抑制劑類除草劑可有效防除抗ALS抑制劑類除草劑的多種雜草,因而在抗性雜草治理中具有廣闊的應(yīng)用前景[20]。當(dāng)前,直播稻田最常用的隨播隨用除草劑品種為芐嘧·丙草胺(Bensulfuron-methyl·Pretilachlor),但由于該品種控草持效期較短,且因使用時(shí)間較長(zhǎng),對(duì)某些闊葉雜草的防效呈下降趨勢(shì)。本試驗(yàn)研究了4%雙唑草腈SC隨播隨用對(duì)不同芽長(zhǎng)稻谷出苗和幼苗期使用對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響及其除草活性,結(jié)果表明,4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2對(duì)不同芽長(zhǎng)的水稻品種出苗和生長(zhǎng)安全,3 000 mL∕hm2對(duì)1—3葉期水稻生長(zhǎng)無不良影響,而且除草活性高,這一研究結(jié)果不僅為雙唑草腈在直播稻田上的應(yīng)用探明了前景,而且為直播稻田交替使用隨播隨用土壤封閉除草劑提供了更多的選擇。