植物源羊脂酸與3種商用除草劑多靶標協(xié)同除草

柏浩東，羅丁峰，倪弦之，王立峰，唐劍泉，金晨鐘，李祖任*

(1.湖南人文科技學院 農(nóng)田雜草防控技術與應用協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南 婁底 417000；2.湖南省農(nóng)業(yè)科學院 雜草生物學及安全防控湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410125)

混生雜草的危害巨大，現(xiàn)已難以使用某種單一除草劑控制[1]。除草劑的組合是化學防治農(nóng)田雜草的重要方法，廣泛用于農(nóng)業(yè)和非耕地[2]。當前農(nóng)田雜草群落種類繁多，生長復雜，迫切需要對環(huán)境安全、除草效果顯著、不同作用機制的除草劑進行研究。為解決抗性雜草的發(fā)生與發(fā)展、減少農(nóng)藥殘留、擴大除草譜、減少化學除草劑的使用量等問題，科學、合理、有效的方式進行除草劑混配是最有效、最便捷的方法之一。除草劑的多靶標協(xié)同在雜草防治中逐漸受到重視且被廣泛使用[3-4]。

精喹禾靈(Quizalofop-p-ethyl)是一種苯氧脂肪酸類選擇性除草劑，在我國使用于農(nóng)田雜草防治已有十余年[5]，其可以防止細胞脂肪酸合成并殺死雜草，可防治一年生和多年生禾本科雜草[6]。二甲四氯鈉(MCPA-Na)是一種通過阻止核酸代謝與蛋白質(zhì)合成來抑制光合作用的苯氧乙酸類選擇性內(nèi)吸傳導激素型有機氯除草劑，常用于小麥田、玉米田等[7]。對闊葉類雜草和莎草科雜草的防治效果較好，對禾本科雜草的防治效果較弱[8]。敵草快(Diquat)是聯(lián)吡啶類觸殺滅生性除草劑，可以抑制植物光合作用的電子傳遞，導致植物脫水，最終死亡[9]。在除草劑中，敵草快的效果迅速、除草譜廣，在非耕地、果園行間應用廣泛[10]。羊脂酸，又名正辛酸，分子式為C8H16O2，在肉豆蔻、酒花等中均有存在[11]。為無色透明油狀液體，微溶于水。前期本團隊從椰子中分離出羊脂酸，證實其滅生性除草活性較高，了解到羊脂酸可以通過影響植物的光合作用而產(chǎn)生了除草的功能。采用無標簽蛋白質(zhì)組學定量方法研究了其作用機理，得知羊脂酸通過降低植物的細胞之間的二氧化碳濃度、光合強度、氣孔張開的程度和蒸騰速率來達到抑制植物生長的目的。且觀察了經(jīng)羊脂酸處理后在透射電鏡下的小飛蓬葉片結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)羊脂酸對葉肉細胞中的葉綠體與線粒體具有嚴重的毒性，處理后小飛蓬葉片中葉綠體、線粒體和其他細胞器的壞死與時間呈正比，表明羊脂酸直接影響葉片的光合作用，導致代謝物利用率降低，從而影響植物的生長速度[12-14]。

當前羊脂酸與精喹禾靈、二甲四氯鈉、敵草快除草劑混配的組合物研究和應用暫無報道。本文探究了羊脂酸與精喹禾靈、二甲四氯鈉、敵草快多靶標協(xié)同對靶標雜草的除草效果及最佳配比方案，并分析了精喹禾靈、二甲四氯鈉、敵草快除草劑的增效組合物對靶標雜草的聯(lián)合作用效果，以期為擴大殺草譜、提高除草效果、延緩除草劑抗性的發(fā)生與發(fā)展提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 室內(nèi)供試材料

供試雜草：小蓬草(ErigeroncanadensisL.)、丁香蓼(LudwigiaprostrataRoxb.)、馬唐(DigitariasanguinalisL. Scop.)、光頭稗[Echinochloacolona(Linnaeus) Link]、反枝莧(AmaranthusretroflexusL.)、龍葵(SolanumnigrumL.)。雜草種子于湖南省農(nóng)業(yè)科學院附近荒草地域收集，在直徑為15 cm的盆栽中種植，光照12 h、光強90～115 mol/(m2·s)、溫度在25～27 ℃間，培養(yǎng)幼苗長至2～3葉期時待用。

1.2 供試藥劑

25%植物源羊脂酸乳油按柏浩東等[14]報道的方法配制，羊脂酸和精喹禾靈、二甲四氯鈉、敵草快組分種類與25%植物源羊脂酸乳油相同，僅羊脂酸比例改為10%，其他3種除草劑比例改為15%；200 g/L精喹禾靈水劑，浙江新農(nóng)化工股份有限公司(PD20160959)市售；200 g/L 二甲四氯鈉水劑，浙江新農(nóng)化工股份有限公司(PD20160959)市售；200 g/L敵草快水劑，浙江新農(nóng)化工股份有限公司(PD20160959)市售；測試儀器為3WP-2000型行走式噴霧塔，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所售。

1.3 室內(nèi)活性測定與評價

采用莖葉噴霧法[14]測定25%羊脂酸乳油與3種不同除草劑混配的室內(nèi)毒力。施藥完成后15 d測量各處理雜草的地上部分鮮重。根據(jù)Gowing法(柏浩東等[14])分析除草劑聯(lián)合作用方式，公式為:

E0=X+Y-XY/100

式中:X為羊脂酸單一組分于不同劑量使用時對靶標雜草的鮮重防效；Y為3種藥劑單一組分于不同劑量使用時對靶標雜草的鮮重防效；E0為羊脂酸精喹禾靈、二甲四氯鈉、敵草快復配時2種藥劑對靶標雜草鮮重防效的理論值；E為羊脂酸和精喹禾靈、二甲四氯鈉、敵草快復配時2種藥劑對靶標雜草鮮重防效的實測值。當E-E0>10%時，表示為增效作用；當-10%

1.4 田間藥效試驗

試驗于2018年6月20日在湖南省農(nóng)業(yè)科學院實驗大樓旁荒地進行。供試雜草為丁香蓼、反枝莧、龍葵等。試驗時禾本科雜草3～4葉期、闊葉雜草高11～16 cm。施藥儀器為背負式噴霧器,采取莖葉噴霧方式,噴液量600 L/hm2。

試驗小區(qū)隨機區(qū)組排列，設空白對照，5個藥劑處理，面積為20 m2，各處理重復3次，共54個小區(qū)，處理內(nèi)容與試驗方案見表1。

表1 處理內(nèi)容與試驗方案

1.5 試驗調(diào)查與數(shù)據(jù)分析

各實驗小區(qū)取5點，每點面積為0.5 m×0.5 m，施藥后7～15 d統(tǒng)計雜草株數(shù)，施藥后7～15 d稱量地上部分雜草鮮重。采用SPSS 11.5軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 羊脂酸與精喹禾靈多靶標協(xié)同對靶標雜草的聯(lián)合作用分析

由表2可知，羊脂酸與精喹禾靈以592.89∶1的配比方案復配時，對小飛蓬、丁香蓼的聯(lián)合作用測定結(jié)果為加成作用，以148.22∶1、37.22∶1、9.31∶1、2.32∶1的配比方案復配時，對小飛蓬、丁香蓼的聯(lián)合作用測定結(jié)果為增效作用；以9.31∶1、2.32∶1和592.89∶1的配比方案復配時，對馬唐、稗草的聯(lián)合作用測定結(jié)果為加成作用；以37.22∶1和148.22∶1的配比方案復配時，對馬唐、稗草的聯(lián)合作用測定結(jié)果為增效作用。綜合結(jié)果分析，羊脂酸與精喹禾靈對丁香蓼、小飛蓬的防除效果以2.32∶1的配比方案混配更佳，對馬唐、稗草的防除效果以37.22∶1的配比方案混配更佳。

表2 羊脂酸與精喹禾靈多靶標協(xié)同對靶標雜草的聯(lián)合作用分析

2.2 羊脂酸與二甲四氯鈉多靶標協(xié)同對靶標雜草的聯(lián)合作用分析

由表3可知，羊脂酸與二甲四氯鈉以8.36∶1、30.48∶1的配比方案復配時，對反枝莧、丁香蓼的聯(lián)合作用測定結(jié)果為加成作用；以2.09∶1、1.91∶1、7.62∶1的配比方案復配時，對反枝莧、丁香蓼的聯(lián)合作用測定結(jié)果為增效作用；羊脂酸與二甲四氯鈉以30.48∶1的比例復配時，對馬唐的聯(lián)合作用測定結(jié)果為加成作用；以2.09∶1、1.91∶1、7.62∶1和8.36∶1的配比方案復配時，對馬唐的聯(lián)合作用測定結(jié)果為增效作用；羊脂酸與二甲四氯鈉以30.48∶1、2.09∶1、1.91∶1、7.62∶1和8.36∶1的配比方案復配時，對稗草的聯(lián)合作用測定結(jié)果均為增效作用。綜合結(jié)果分析，羊脂酸與二甲四氯鈉對丁香蓼、馬唐、反枝莧、稗草的防除效果均以1.91∶1的配比方案混配更佳。

表3 羊脂酸與二甲四氯鈉多靶標協(xié)同對靶標雜草的聯(lián)合作用分析

2.3 羊脂酸與敵草快多靶標協(xié)同對靶標雜草的聯(lián)合作用分析

由表4可知，羊脂酸與敵草快以42∶1的配比方案復配時，對龍葵的聯(lián)合作用測定結(jié)果為加成作用；以10.65∶1、2.68∶1、1.5∶1、6∶1的配比方案復配時，對龍葵的聯(lián)合作用測定結(jié)果為增效作用；羊脂酸與敵草快以42∶1、1.5∶1和6∶1的配比方案復配時，對反枝莧的聯(lián)合作用測定結(jié)果為加成作用；以10.65∶1、2.68∶1的配比方案復配時，對反枝莧的聯(lián)合作用測定結(jié)果為增效作用；羊脂酸與敵草快以42∶1、6∶1的配比方案復配時，對小飛蓬、稗草的聯(lián)合作用測定結(jié)果為加成作用；以10.65∶1、2.68∶1和1.5∶1的配比方案復配時，對小飛蓬、稗草的聯(lián)合作用測定結(jié)果為增效作用。綜合結(jié)果分析，羊脂酸與敵草快對龍葵、反枝莧、小飛蓬和稗草的防除效果均以2.68∶1的配比方案混配更佳。

表4 羊脂酸與敵草快多靶標協(xié)同對靶標雜草的聯(lián)合作用分析

2.4 羊脂酸和精喹禾靈、二甲四氯鈉和敵草快多靶標協(xié)同對非耕地雜草的聯(lián)合作用分析

由表5可知，羊脂酸+精喹禾靈的有效含量成分為83.75+2.25 g a.i./667 m2時，對總草的株數(shù)防效為97.89%，鮮重防效為94.21%。單一使用有效成分含量為166.75 g a.i./667 m2的羊脂酸水乳劑、4.5 g a.i./667 m2的精喹禾靈水劑時，對總草的株數(shù)防效與鮮重防效分別為51.22%、50.61%與38.47%、45.99%。羊脂酸+二甲四氯鈉的有效含量成分為83.75+43.75 g a.i./667 m2時，對總草的株數(shù)防效與鮮重防效分別為98.61%、94.38%。單一使用有效成分含量為166.75 g a.i./667 m2的羊脂酸水乳劑、87.5 g a.i./667 m2的二甲四氯鈉水劑時，對總草的株數(shù)防效與鮮重防效分別為48.25%、51.01%與39.57%、44.71%。羊脂酸+敵草快的有效含量成分為83.75+31.25 g a.i./667 m2時，對總草的株數(shù)防效與鮮重防效分別為96.04%、93.35%。單一使用有效成分含量為166.75 g a.i./667 m2的羊脂酸水乳劑、62.5 g a.i./667 m2的敵草快水劑時，對總草的株數(shù)防效與鮮重防效分別為50.67%、51.76%和39.06%、46.32%。試驗結(jié)果表明，羊脂酸與精喹禾靈以37.22∶1或2.32∶1的配比方案混配、與二甲四氯鈉以1.91∶1的配比方案混配、與敵草快以2.68∶1的配比方案混配后，對非耕地雜草的防治效果均優(yōu)于各單劑。

表5 羊脂酸和各除草劑多靶標協(xié)同對總草的聯(lián)合作用分析

3 討論

除草劑多靶標協(xié)同控制技術因具有擴大殺草譜、提高除草效果、延緩及治理抗性雜草的發(fā)生與發(fā)展等優(yōu)點而應用潛力巨大。精喹禾靈、二甲四氯鈉與敵草快3種除草劑的混配已有部分報道。精喹禾靈與溴苯腈混配對稗草和反枝莧的防效高于二甲四氯鈉單劑，但當混劑有效成分含量≥600 g/hm2時，對亞麻苗較易產(chǎn)生藥害，在大田條件中混劑有效成分含量為371.25 g/hm2時，對亞麻田雜草防治效果較好，且對亞麻安全[15]。在大蔥田中，精喹禾靈與辛酰溴苯腈復配對于闊葉雜草防效較差，與滅草松復配施用后對闊葉雜草防效相對較好，但對總草防效均未超過40%[16]。在大豆田中，精喹禾靈與乙羧氟草醚混配后對馬唐的防除效果較好，優(yōu)于其對應的單劑[17]，與甲氧咪草煙混配可完全控制毛茛草、紅色馬唐與牛筋草[18]。在棉田中，精喹禾靈與嘧草硫醚或三氟啶磺隆復配時，在同等條件下提高嘧草硫醚或三氟啶磺隆的質(zhì)量比，可以有效增加藥劑的持效期，且對棉田禾本科、闊葉雜草均有較好的防效[19]。精喹禾靈對闊葉雜草防效較差，而羊脂酸與精喹禾靈混配后，對禾本科及闊葉雜草均有較好的防效。二甲四氯鈉與草甘膦混配在棉田施用后，對節(jié)節(jié)草的防效在95%以上[20]。二甲四氯鈉與滅草松復配在馬鈴薯田施用后，對于闊葉雜草的防效較好，明顯優(yōu)于單劑[21]。二甲四氯鈉與氯嘧磺隆復配后對于紅花酢漿草防效有顯著提高[22]。二甲四氯鈉與草甘膦混配后，對假臭草防效較好，優(yōu)于二甲四氯鈉單劑[23]。二甲四氯鈉與雙氟磺草胺在283.5 g a.i./hm2處理下復配對豬殃殃的防效為97.57%，對播娘蒿的防效為88.27%[24]。羊脂酸與二甲四氯鈉混配后，將2種劑型的優(yōu)勢有效結(jié)合，使其對禾本科雜草與闊葉雜草均有較好的防效。敵草快與三氯吡氧乙酸以20∶1的質(zhì)量比混配時，除草效果有顯著提升[25]。敵草快與草甘膦混配對草甘膦的防治效果可起到增效作用，使除草時間提前3～10 d[26]。羊脂酸與敵草快以83.75+31.25 g a.i./667 m2的比例混配后，對小飛蓬的防效高達86.15%。

本文研究發(fā)現(xiàn)羊脂酸與3種商用除草劑以一定的比例混配后，均表現(xiàn)出加成或增效作用。羊脂酸與精喹禾靈、二甲四氯鈉與敵草快混配的除草劑在一定配比范圍內(nèi)具有很好的增效作用，復配制劑有效結(jié)合了單劑的優(yōu)勢，雜草防除效果比較于單劑有了顯著提高，有效地減少了農(nóng)藥殘留，間接地減輕了農(nóng)藥對于生態(tài)環(huán)境的潛在威脅。本文側(cè)重分析羊脂酸和精喹禾靈、二甲四氯鈉與敵草快的制劑互配控草效果，但環(huán)境友好型制劑的配方篩選還有待進一步研究。