新型酰胺類除草劑NC1的除草作用及對水稻的安全性

王俊平 于佳星 李俊 董立堯

摘要

為了明確新型除草劑NC1的殺草譜、施藥時(shí)期、使用劑量及對水稻的安全性，采用種子生物測定法測定34.5% NC1懸浮劑對稗草的生物活性，并與30%丙草胺乳油進(jìn)行比較;采用室內(nèi)整株生物測定法測定34.5% NC1 SC不同時(shí)期處理對禾本科雜草的控制作用和對水稻的安全性，并進(jìn)行田間驗(yàn)證。結(jié)果表明：NC1對稗草種子的生物活性優(yōu)于對照藥劑丙草胺，且用量低。播后苗前用有效成分用量30 g/hm2 NC1 SC土壤處理，對供試敏感和抗性禾本科雜草的鮮重抑制率均高于93.26%，對水稻的選擇性指數(shù)為4.12～27.82，對水稻安全;在雜草2.5～3.5葉期用有效成分用量144 g/hm2 NC1 SC莖葉噴霧處理，對稗屬敏感雜草的鮮重抑制率均高于90.57%，對稗屬抗性雜草、千金子、馬唐的鮮重抑制效果稍差。9～144 g/hm2 NC1 SC莖葉噴霧對1.5～3.5葉期的水稻安全，其鮮重與對照相比無顯著差異。田間試驗(yàn)表明：34.5% NC1 SC在直播水稻田播后苗前以有效成分用量60～75 g/hm2土壤處理或雜草1.5～2葉期以有效成分用量100～112.5 g/hm2莖葉處理，對禾本科雜草的防效均高于92.47%，且目測對水稻生長均無影響。NC1可以有效防除水稻田一年生禾本科雜草且對水稻安全。

??關(guān)鍵詞

雜草防除;水稻;酰胺類除草劑;禾本科雜草;施藥時(shí)期;安全性

中圖分類號(hào)：

S451.21

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.16688/j.zwbh.2020663

Herbicidal activity of the newtype amide herbicide NC1 and its safety on rice

WANG Junping，YU Jiaxing，LI Jun，DONG Liyao*

（College of Plant Protection， Key Laboratory of Integrated Management of Crop Diseases and

Pests， Ministry of Education， Nanjing Agricultural University， Nanjing210095， China）

Abstract

To clarify the weed spectrum， application period， application dosage and safety to rice of NC1， herbicidal activity of NC1 34.5% SC against Echinochloa crusgalli var. crusgalli was determined using seed bioassay， and the pretilachlor 30% EC was used as a control. A wholeplant bioassay was conducted to determine the herbicidal activity of NC1 34.5% SC on annual gramineous weeds and safety to rice， and field trials were then performed to confirm its performance in the control of annual gramineous weeds and rice safety. The results revealed that the bioactivity of NC1 to the seeds of E.crusgalli var. crusgalli was better than that of pretilachlor 30% EC （the control） at much lower dosage. As a preemergence herbicide at a dose of 30 g/hm2，? the fresh weight inhibition rates of NC1 34.5% SC against the susceptible and resistant annual gramineous weeds were all above 93.26%; the selectivity index （Z） of rice ranged from 4.12 to 27.82， and it was safe to rice. At the 2.5 to 3.5leaf stages of grass weeds， the fresh weight inhibition rates of 144 g/hm2 NC1 to susceptible Echinochloa spp. were all above 90.57% after foliar spray treatment， but its effects to resistant Echinochloa spp.， Leptochloa chinensis and Digitaria sanguinalis were slightly lower. It was safe for rice at the 1.5 to 3.5leaf stage and there was no significant difference in fresh weight between 9144 g/hm2 NC1 treatment and control. Field test results showed that， when NC1 was treated with the dose of 60 and 75 g/hm2 as a preemergence herbicide， or by foliar spray treatment at the 1.5 to 2leaf stage at the dose of 100 and 112.5 g/hm2， the control efficacies of annual gramineous weeds were both higher than 92.47% and no negative effect on the growth of rice seedlings was observed by visual inspection. NC1 could be applied in rice fields to effectively control annual gramineous weeds and was safe to rice seedlings.

Key words

weed control;rice;amide herbicide;gramineous weed;application period;safety

水稻是世界三大糧食作物之一，也是我國最主要的糧食作物，其播種面積占全國糧食播種面積的30%左右，產(chǎn)量占50%左右[1- 2]。水稻作為重要的農(nóng)作物，保障其生產(chǎn)安全具有重要的意義，但雜草是影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素之一[3 -4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國水稻每年因雜草危害造成的產(chǎn)量損失約1 000萬t，平均損失率在15%左右，危害嚴(yán)重時(shí)造成水稻減產(chǎn)50%以上[5]。近年來，隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的減少，水稻從傳統(tǒng)的移栽方式向直播方式轉(zhuǎn)變[6 -7]，稻田禾本科雜草演變?yōu)橐园轊chinochloa crusgalli var. crusgalli、無芒稗E.crusgalli var. mitis、西來稗E.crusgalli var. zelayensis、硬稃稗E.glabrescens、千金子Leptochloa chinensis、馬唐Digitaria sanguinalis等多種雜草種群混生危害，給稻田雜草防除提出了新的挑戰(zhàn)[8 -9]。

化學(xué)防除仍是目前稻田雜草治理最經(jīng)濟(jì)有效的方法，為水稻豐產(chǎn)豐收作出了巨大的貢獻(xiàn)[10]。但是隨著除草劑長時(shí)間大量使用也帶來了雜草抗藥性、雜草群落演替、常規(guī)藥劑防效不理想、水稻藥害等問題[11]，特別是稻田雜草抗藥性問題發(fā)生嚴(yán)重，據(jù)報(bào)道，全球已經(jīng)有164種稻田雜草生物型對9種不同作用機(jī)理的除草劑產(chǎn)生了抗藥性[12]。農(nóng)民為了有效防除田間抗性雜草，隨意提高除草劑用量的現(xiàn)象普遍存在，這樣不僅提高了稻田雜草化學(xué)防除的成本，而且導(dǎo)致水稻藥害嚴(yán)重，甚至顆粒無收，還會(huì)嚴(yán)重破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡[13 -15]。針對稻田雜草發(fā)生新形勢以及防除現(xiàn)狀，研發(fā)新型高效、安全、可有效防除稻田雜草的除草劑具有重要的意義[16- 18]。

NC1是一種能有效防除水稻田禾本科雜草、對闊葉草和莎草無效的新型酰胺類除草劑。目前尚無任何關(guān)于NC1的除草活性及其對作物安全性的報(bào)道。本文的主要目的：1）明確NC1防除稻田禾本科雜草的使用劑量和時(shí)期;2）田間試驗(yàn)評價(jià)NC1對水稻田禾本科雜草的作用，以期為該藥劑的推廣使用提供理論依據(jù)及實(shí)踐指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1供試材料

供試雜草：雜草種子采集信息見表1。敏感和抗性的雜草種子均采自農(nóng)田，后置于陰涼處自然風(fēng)干，隨后裝入種子袋中，將其儲(chǔ)存在4℃冰箱里待用，每年繁種以保持種子活力。抗性種群每年繁種時(shí)用相應(yīng)的藥劑處理，使其保持抗性。

供試水稻：秈稻‘旱優(yōu)73’、粳稻‘徐稻9號(hào)’、糯稻‘大華1號(hào)’于2017年購買于市場，粳稻‘淮稻5號(hào)’由農(nóng)戶提供。

1.2供試藥劑

34.5% NC1懸浮劑（SC），南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院除草劑毒理與抗藥性實(shí)驗(yàn)室提供;30%丙草胺乳油（EC），江蘇東寶農(nóng)藥化工股份有限公司;40%芐嘧·丙草胺可濕性粉劑（WP），浙江天一農(nóng)化有限公司市售產(chǎn)品;60 g/L五氟·氰氟草可分散油懸浮劑（OD），科迪華農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司產(chǎn)品。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1? 種子生物測定法測定NC1對稗草的生物活性

參照徐洪樂的種子生物測定法，并略作改動(dòng)[19]，將15粒已解除休眠的稗草種子放于鋪有兩層定性濾紙直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中， 每個(gè)處理4次重復(fù)，加入5 mL 0.025、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8 mg/L 的NC1（濃度根據(jù)預(yù)試驗(yàn)確定，均為有效成分用量），以丙草胺作為對照藥劑。加蓋保持濕潤，并封上封口膜，置于光照培養(yǎng)箱內(nèi)（晝夜溫度30℃/25℃;光照周期：L∥D=12 h∥12 h，光照強(qiáng)度為8 000 lx）。10 d后測量稗草的根（芽）長，計(jì)算根（芽）長抑制率。

1.3.2NC1土壤處理對禾本科雜草的生物活性

根據(jù)前期預(yù)試驗(yàn)藥劑劑量，設(shè)置34.5% NC1 SC有效成分用量1.875、3.75、7.5、15、30、60 g/hm2， 以清水噴霧為對照，每個(gè)處理設(shè)置4個(gè)重復(fù)。參照Fang等的室內(nèi)整株生物測定法[20]，將取自南京城郊的農(nóng)田土和江蘇興農(nóng)基質(zhì)科技公司的有機(jī)栽培基質(zhì)肥按質(zhì)量比1 ∶1混勻，過篩并高溫滅菌，混合土pH為6.1，有機(jī)質(zhì)含量為1.4%。將混合土裝入規(guī)格為7 cm×7 cm×7 cm且底部打孔的小白盒中，底部吸水至土壤水分飽和，分別播種20粒已經(jīng)解除休眠的雜草種子，并覆上1～2 cm的細(xì)土，播后3 d保持土壤濕潤，雜草未出芽時(shí)進(jìn)行土壤噴霧。采用農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所生產(chǎn)的3WP2000型行走式生測噴霧塔進(jìn)行噴霧，噴頭型號(hào)為TP6501E扇形噴頭，流量為390 mL/min，有效噴幅350 mm，行走距離1 340 mm，行走速度432 mm/s，噴液壓力為0.3 MPa，噴霧高度200 mm，噴霧面積0.312 m2。 按公式（1）稱取藥劑質(zhì)量（m）并稀釋到所需要的劑量;按公式（2）計(jì)算噴液量（V），其中噴霧塔噴液量與田間噴液量45 L/667m2保持一致，建議噴施20 mL。 待藥劑晾干后，放入溫室培養(yǎng)（模擬田間生長環(huán)境，光照為自然光照），需要時(shí)從小白盒底部澆水以保持土壤濕潤。施藥后30 d，剪下雜草地上部分稱鮮重，按公式（3）計(jì)算鮮重抑制率。

藥劑質(zhì)量=（藥劑設(shè)置有效成分劑量×噴霧面積×配置體積）/（制劑質(zhì)量×10 000×噴液量） （1）

噴液量=田間每平方米用水量×噴霧面積 （2）

鮮重抑制率=（對照組鮮重-處理組鮮重）/對照組鮮重×100% （3）

1.3.3NC1莖葉處理對禾本科雜草的生物活性

根據(jù)前期預(yù)試驗(yàn)藥劑劑量，設(shè)置34.5% NC1 SC的有效成分用量9、18、36、72、144、288 g/hm2，以清水噴霧為對照。每盆播種已經(jīng)解除休眠的雜草種子20粒左右，培養(yǎng)方法同1.3.2。待雜草長至2.5～3.5葉期時(shí)，每盆定苗至長勢一致雜草10株且每個(gè)處理4盆。噴霧塔參數(shù)為行走速度291 mm/s，噴霧高度300 mm，噴霧面積0.469 m2，噴霧塔噴液量與田間噴液量45 L/667m2保持一致，建議噴施30 mL。藥后21 d，將雜草地上部分剪下稱鮮重，并計(jì)算鮮重抑制率。

1.3.4NC1對不同類型水稻的安全性

選取3種不同類型的水稻：秈稻‘旱優(yōu)73’、粳稻‘徐稻9號(hào)’、糯稻‘大華1號(hào)’室內(nèi)模擬旱直播的條件，每盆播種水稻種子15粒左右，并與雜草（稗屬雜草、千金子、馬唐）同時(shí)播種。水稻播后3 d進(jìn)行土壤處理，施藥方法及藥后培養(yǎng)條件同1.3.2。計(jì)算水稻與雜草的選擇性指數(shù)（Z），當(dāng)Z<2表示對作物不安全;當(dāng)24表示對作物安全[21]。

Z=抑制水稻10%的劑量/抑制雜草90%的劑量。

1.3.5NC1對不同葉齡水稻的安全性

間隔一定時(shí)間播種3種不同類型的水稻，待水稻分別生長到1.5、2.5、3.5葉期時(shí)進(jìn)行莖葉噴霧，其他條件同1.3.3。

1.3.6NC1土壤處理田間試驗(yàn)

田間試驗(yàn)于2018年6至8月在江蘇省揚(yáng)州市江都區(qū)宜陵鎮(zhèn)同心村進(jìn)行，試驗(yàn)地前茬為小麥，試驗(yàn)地主要發(fā)生稗、千金子等一年生禾本科雜草。水稻（‘淮稻5號(hào)’）于2018年6月19日播種， 播后3 d噴霧處理，34.5% NC1 SC的有效成分用量60、75、90、150 g/hm2， 以40%芐嘧·丙草胺WP有效成分用量480 g/hm2為對照藥劑。每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)小區(qū)面積20 m2（4 m×5 m）。噴霧使用新加坡利農(nóng)HD400手動(dòng)噴霧器（容量為16 L），配除草劑專用扇形噴頭，噴霧壓力為450 kPa，噴液量為45 L/667m2。施藥時(shí)田塊平整，保證供試各小區(qū)畦面無明顯積水，施藥后確保土壤濕潤。調(diào)查采取隨機(jī)取樣計(jì)數(shù)法，于藥后45 d每個(gè)小區(qū)取3個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)0.25 m2，分別記錄樣方內(nèi)的禾本科雜草株數(shù)并稱取鮮重，計(jì)算株防效和鮮重防效。

1.3.7NC1莖葉處理田間試驗(yàn)

于雜草1.5～2葉期噴霧處理，34.5% NC1 SC有效成分用量100、112.5、125、250 g/hm2，以60 g/L五氟·氰氟草OD有效成分用量180 g/hm2 為對照藥劑，施藥時(shí)先排除多余田水，保持水膜或1～2 cm淺水層;藥后24 h回水正常管理，確保不沒秧心。其他條件同1.3.6。

1.4數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過DPS 15.10、Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并用Duncan氏新復(fù)極差法（P<0.05）進(jìn)行顯著性分析。

2結(jié)果與分析

2.1種子生物測定法測定NC1對稗草的生物活性

由表2可知：34.5% NC1 SC處理稗草種子后10 d，對敏感和抗性稗草芽長的EC90分別為0.15 mg/L 和0.36 mg/L，對根長的EC90分別為0.09 mg/L和0.15 mg/L; 30%丙草胺EC處理稗草種子，對敏感和抗性稗草芽長的EC90分別為0.25 mg/L和0.60 mg/L，對根長的EC90分別為0.16 mg/L和0.33 mg/L。NC1對稗草根長抑制作用優(yōu)于芽長，與對照藥劑丙草胺抑制作用一致，但NC1的用量更低。

2.2NC1土壤處理對禾本科雜草的生物活性

由表3可知，藥后30 d， 34.5% NC1 SC土壤處理對稗屬雜草、千金子、馬唐均具有較高的生物活性，其ED90為4.56～26.41 g/hm2。在有效成分用量7.5 g/hm2? 時(shí)，對敏感千金子、馬唐和抗性千金子的鮮重抑制率高于93.66%;在有效成 分用量30 g/hm2時(shí)，對稗屬敏感和抗性的雜草鮮重抑制率均高于93.26%。

2.3NC1莖葉處理對禾本科雜草的生物活性

由表4可知，藥后21 d， 34.5% NC1 SC莖葉處理對2.5～3.5葉期禾本科雜草的生物活性要弱于土壤處理，對抗性雜草的鮮重抑制效果要低于同種敏感雜草，其ED90為118.34～274.86 g/hm2。對千金子、馬唐的鮮重抑制效果較差。在有效成分用量144 g/hm2時(shí)， 34.5% NC1 SC對稗屬敏感雜草的鮮重抑制率高于90.57%;對稗屬抗性雜草的鮮重抑制率為71.39%～86.78%。在有效成分用量288 g/hm2時(shí)，對敏感千金子、馬唐的鮮重抑制率分別為88.43%和93.07%;對抗性千金子的鮮重抑制率為57.34%。

2.4NC1對不同類型水稻的安全性

施藥后目測觀察，各藥劑處理土壤后水稻種子均能順利萌發(fā)，且株高、葉色、葉片數(shù)均生長正常，未見藥害。由表5可知，34.5% NC1 SC土壤處理對水稻（秈稻‘旱優(yōu)73’、粳稻‘徐稻9號(hào)’、糯稻‘大華1號(hào)’）和禾本科雜草（稗、西來稗、硬稃稗、無芒稗、千金子、馬唐）的選擇性指數(shù)在4.12～27.82之間，大于4，表明34.5% NC1 SC對供試水稻安全。在有效成分用量60 g/hm2時(shí)，對秈稻的抑制率為7.14%，鮮重顯著低于對照，且NC1各劑量處理對秈稻鮮重抑制率要高于粳稻和糯稻的鮮重抑制率。因此針對不同類型水稻施藥時(shí)，要注意使用劑量。

2.5NC1對不同葉齡水稻的安全性

施藥后目測觀察，各藥劑處理的水稻株高、葉色、葉片數(shù)均生長正常，未見藥害。由表6可知，34.5% NC1 SC有效成分用量9～288 g/hm2范圍內(nèi)莖葉處理，各處理2.5、3.5葉期的水稻（秈稻‘旱優(yōu)73’、粳稻‘徐稻9號(hào)’、糯稻‘大華1號(hào)’）的鮮重與清水對照無顯著差異，說明對供試水稻安全;有效成分用量9～144 g/hm2時(shí)，1.5葉期的3種水稻的鮮重與清水對照無顯著差異，說明對供試水稻均安全，但當(dāng)有效成分用量為288 g/hm2時(shí)，對秈稻、粳稻的抑制率分別為7.80%、7.48%，鮮重顯著低于清水對照，且NC1各處理劑量對1.5葉期水稻的鮮重抑制率要高于2.5、3.5葉期水稻的鮮重抑制率，因此早期施藥時(shí)要注意使用劑量。

2.6NC1土壤處理田間藥效試驗(yàn)結(jié)果

34.5% NC1 SC土壤處理后45 d，對直播水稻田禾本科雜草的株防效和鮮重防效較好，且目測對水稻生長沒有影響。由表7可知，在有效成分用量75 g/hm2的中劑量下對稗草的株防效和鮮重防效均為100.00%，均顯著高于對照藥劑40%芐嘧·丙草胺WP 480 g/hm2的株防效（88.01%）和鮮重防效（86.37%），而與其他處理無顯著差異;對千金子的株防效和鮮重防效分別為97.85%和99.45%，顯著高于對照藥劑40%芐嘧·丙草胺WP 480 g/hm2的防效（分別為66.59%和77.06%），而與其他處理無顯著差異。

2.7NC1莖葉處理田間藥效試驗(yàn)結(jié)果

34.5% NC1 SC莖葉處理后45 d，對直播水稻田1.5～2葉期禾本科雜草的株防效和鮮重防效較好，且目測對水稻生長沒有影響。由表8可知，在有效成分用量112.5 g/hm2的中劑量下對稗草的株防效和鮮重防效分別為98.44%和99.30%，均顯著高于低劑量100 g/hm2的防效（分別為96.78%和98.58%），而與對照藥劑60 g/L五氟·氰氟草OD 180 g/hm2的防效（分別為98.44%和99.40%）及高劑量125 g/hm2的防效（分別為99.71%和99.88%） 無顯著差異;對千金子的株防效和鮮重防效均為100.00%，均顯著高于對照藥劑60 g/L五氟·氰氟草OD 180 g/hm2的防效（分別為80.87%和88.47%），而與其他處理無顯著差異。

3結(jié)論與討論

NC1是一種新型的酰胺類除草劑，通過抑制雜草種子萌發(fā)過程中各種蛋白酶的合成，阻礙營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸，以此干擾蛋白質(zhì)的合成，表現(xiàn)為幼芽受害、胚芽鞘變粗、葉片畸形等癥狀。本研究發(fā)現(xiàn)：34.5%? NC1 SC用作土壤處理劑時(shí)，有效成分用量60 g/hm2對室內(nèi)和田間的禾本科雜草抑制效果均在90%以上，說明NC1可以用于土壤處理。 室內(nèi)以有效成分用量144 g/hm2莖葉處理，對2.5～3.5葉期的敏感稗屬雜草鮮重抑制率均高于90.57%，但對抗性稗屬雜草、千金子的抑制效果稍差。由田間試驗(yàn)可知在雜草1.5～2葉期采用有效成分用量100～112.5 g/hm2 莖葉處理，對禾本科雜草的防效高于96.78%，說明NC1適宜于早期莖葉處理，可以在雜草出苗前或萌芽期到2葉期以前處理，與酰胺類除草劑的最佳除草時(shí)期一致[22]。

NC1作為土壤處理劑時(shí)，對抗五氟磺草胺的稗屬雜草、抗氰氟草酯千金子、抗二氯喹啉酸西來稗均具有較高的抑制效果，因此可以作為雜草抗性治理的候選藥劑。目前，ALS類、ACCase類、激素類莖葉處理除草劑抗性發(fā)展速度快[23 24]，而苗前使用的酰胺類除草劑的抗性發(fā)展相對較慢[25]，為NC1推廣和雜草抗藥性治理提供了理論基礎(chǔ)。隨著傳統(tǒng)移栽水稻向直播水稻的轉(zhuǎn)變，馬唐等旱生雜草加重，目前防除水稻田馬唐的藥劑主要為噁唑酰草胺（metamifop）[26]。34.5% NC1 SC有效成分用量7.5 g/hm2土壤處理對馬唐的抑制效果達(dá)到93.66%，可以作為旱直播水稻田防除馬唐的候選藥劑。同時(shí)，NC1對水稻具有較好的安全性且用量低：NC1土壤處理對不同類型的水稻均具有較好的選擇性;NC1對種子的抑制活性測定表明，其對稗草根長和芽長的抑制活性均高于對照藥劑丙草胺，且用量低。目前水稻田苗前除草劑主要以丙草胺、丁草胺（butachor）、苯噻酰草胺（mefenacet）為主，但用量大，且使用不當(dāng)會(huì)造成藥害[27- 28];34.5% NC1 SC有效成分用量144 g/hm2莖葉處理對不同類型的1.5葉期水稻均具有較好的安全性，因此可以抓住這個(gè)關(guān)鍵時(shí)期施藥。目前水稻田莖葉處理劑一般對低齡水稻有危害，如二氯喹啉酸對低齡水稻藥害嚴(yán)重，易形成蔥管葉[29]。

針對水稻田多種禾本科雜草對ALS類、ACCase 類、激素類等除草劑產(chǎn)生了抗性的問題，建議可以將NC1作為選擇性除草劑，在播后苗前以有效成分用量60～75 g/hm2進(jìn)行土壤處理或雜草1.5～2葉期采用100～112.5 g/hm2莖葉噴霧處理，可以安全、有效地防除水稻田抗性禾本科雜草，應(yīng)用前景廣闊。

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收稿日期：2020 12 10修訂日期：2020 12 28

基金項(xiàng)目：

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFD0200300）

* 通信作者

Email：dly@njau.edu.cn