不同玉米品種對土壤中殘留咪唑乙煙酸的敏感性

白 霜，張堅毅 ，黃飛鵬，羅小勇，李凌緒*

（1.青島農(nóng)業(yè)大學植物醫(yī)學學院/山東省植物病蟲害綠色防控工程研究中心，山東青島266109；2.榮成市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東榮成264300）

玉米是我國種植面積最大的主糧作物，也是重要的原料作物。國家統(tǒng)計局網(wǎng)站統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年全國玉米播種面積為6.4億畝。玉米-大豆輪作/間作是我國普遍采用的玉米種植模式之一，該輪作制遍布東北、華北、長江流域等春夏玉米主產(chǎn)區(qū)[1-2]。咪唑乙煙酸是一種咪唑啉酮類除草劑，作用靶標為乙酰乳酸合成酶（ALS），被廣泛應(yīng)用于大豆田防除一年生雜草[3-4]。然而，咪唑乙煙酸化學性質(zhì)穩(wěn)定，在土壤中殘留期長，對下茬作物不安全[5-7]。東北地區(qū)咪唑乙煙酸殘留對玉米的藥害事故頻發(fā)，這已成為影響大豆-玉米輪作生產(chǎn)安全的重要因素[8-9]。

作物品種的遺傳多樣性使其表現(xiàn)出對除草劑敏感性的較大差異。不同玉米品種對咪唑乙煙酸耐受程度的差異可達千倍之距，從中篩選對咪唑乙煙酸耐受程度較高的品種，可減少土壤中咪唑乙煙酸殘留對玉米生產(chǎn)的影響[10]。目前，關(guān)于不同雜交玉米品種對土壤中咪唑乙煙酸殘留的敏感性未見報道。本研究采用盆栽法測定了47個雜交玉米品種對咪唑乙煙酸的敏感性，旨在為緩解咪唑乙煙酸殘留對玉米安全生產(chǎn)的影響提供一定的科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本研究共測定了47個雜交玉米品種對咪唑乙煙酸的敏感性，供試玉米品種信息如表1所示。

表1 供試玉米品種信息

1.2 供試藥劑及材料

供試藥劑：98%咪唑乙煙酸原藥，青島瀚生生物科技股份有限公司。

（續(xù)表1）

供試土壤：壤土（有機質(zhì)含量為2%，pH值為6.6，粘粒含量約為43%，土壤濕度約為74%），青島農(nóng)業(yè)大學。

1.3 咪唑乙煙酸的添加

供試土壤為壤土，采集距地表25 cm無植被覆蓋且未受除草劑污染的表層土。土壤采集后在室內(nèi)自然風干，過2 mm篩，置室內(nèi)備用。精確稱取咪唑乙煙酸原藥置于50 mL離心管中，加入少許甲醇，振蕩溶解，加水稀釋至30 mL，置室溫備用。準確稱取1 kg土壤放置于容器內(nèi)，一邊攪拌土壤，一邊將上述咪唑乙煙酸溶液緩緩噴于土壤表面，使咪唑乙煙酸在土壤中的終濃度分別為0.125、0.25、0.5、1.0、3.0 mg/kg。將藥劑與土壤充分混合后攤開陰干，裝入培養(yǎng)缽（深度為16 cm）中備用。

1.4 生物測定

除去玉米種子包衣劑，經(jīng)0.5%次氯酸鈉溶液表面消毒后，加入適量無菌水于室溫下浸泡催芽，露白后播種于1.3所述的培養(yǎng)缽中，試驗重復3次，以加入等量甲醇的土壤為對照。置于溫室內(nèi)，溫室溫度為白天28℃，夜晚18℃，自然光照，每5 d澆水100 mL。10 d后測量玉米幼苗株高和地上部鮮重。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 20.0軟件的Probit回歸模型進行數(shù)據(jù)分析，以處理組抑制玉米種子萌發(fā)數(shù)、株高或鮮重為響應(yīng)頻率，以對照組玉米種子萌發(fā)數(shù)、株高或鮮重為觀測值，濃度為協(xié)變量，轉(zhuǎn)換對數(shù)，抑制率幾率值（y）和濃度對數(shù)值（x）建立回歸方程（y=a＋bx），當y=5時，求得x值并取反對數(shù)，即為萌發(fā)抑制中濃度、株高抑制中濃度和鮮重抑制中濃度。

2 結(jié)果與分析

不同雜交玉米品種對土壤中咪唑乙煙酸的敏感性試驗結(jié)果見表2。研究結(jié)果表明，不同玉米品種對咪唑乙煙酸敏感性存在差異。

表2 不同玉米品種對土壤中殘留咪唑乙煙酸的敏感性

（續(xù)表2）

在玉米種子萌發(fā)方面，咪唑乙煙酸對‘登海710’‘登海605’‘登海3622’‘明天695’‘良玉99’等37個品種抑制中濃度均大于3 mg/kg，且相互間無顯著性差異；對‘美德407’‘正大658’等10個品種的種子萌發(fā)對咪唑乙煙酸的敏感性較低，其中咪唑乙煙酸對‘先玉335’的抑制最為嚴重，抑制中濃度為0.158 mg/kg；其次為‘美德407’‘烏蘇里’‘蠡玉35’，抑制中濃度分別為0.160、0.377和1.061 mg/kg。

在玉米早期生長方面，不同玉米品種之間對咪唑乙煙酸的耐受性明顯不同，株高抑制中濃度介于0.155～2.230 mg/kg之間，鮮重抑制中濃度介于0.131～1.991 mg/kg之間。其中，‘登海533’對咪唑乙煙酸最敏感，株高抑制中濃度為0.155 mg/kg，鮮重抑制中濃度為0.131 mg/kg；其次表現(xiàn)較敏感的品種為‘良玉99’‘MY37’，株高抑制中濃度分別為0.187和0.175 mg/kg，鮮重抑制中濃度分別為0.139和0.157 mg/kg；‘紫金605’對咪唑乙煙酸耐受程度最高，株高、鮮重抑制中濃度分別為2.23和1.991 mg/kg，分別為‘登海533’的14.4和15.2倍；其次耐受性較高的玉米品種為‘登海710’‘登海605’‘NK815’‘德單123’‘萬盛107’，株高抑制中濃度分別為1.523、1.787、1.101、1.434和0.901 mg/kg，鮮重抑制中濃度分別為1.687、1.578、1.289、1.257和1.057 mg/kg，綜合來看，大部分耐藥性程度相對較高的玉米品種種子萌發(fā)不易受咪唑乙煙酸的影響。綜合以上研究結(jié)果，可得出以下結(jié)論：‘紫金605’‘登海710’‘登海605’‘NK815’‘德單123’‘萬盛107’等玉米品種對咪唑乙煙酸的耐受性較高，而‘登海533’‘良玉99’‘MY73’‘丹玉405’‘登海117’‘明天636’‘正大658’等玉米品種則對咪唑乙煙酸表現(xiàn)較為敏感，施用過咪唑乙煙酸地塊的下茬玉米品種的選擇需慎重。

3 討論與結(jié)論

咪唑乙煙酸活性高、殺草譜廣，但其在土壤中殘留時間較長，不僅影響土壤微生物結(jié)構(gòu)和土壤酶活性[11-12]，還容易引起對后茬敏感作物的藥害。咪唑乙煙酸是內(nèi)蒙古及黑龍江大豆產(chǎn)區(qū)的主導除草劑品種，但由于其藥害問題嚴重制約了正常作物的輪作。前人研究表明，在咪唑乙煙酸施藥后12個月內(nèi)種植玉米，低劑量安全，高劑量下仍然對后茬玉米、小麥、棉花等產(chǎn)生不同程度的藥害，其中，在216 g/hm2處理下，與對照相比，顯著抑制玉米的株高和鮮重[13]。本研究也得出了相似的結(jié)果。

本研究在室內(nèi)條件下共測定了47個雜交玉米品種對土壤中咪唑乙煙酸殘留的敏感性。結(jié)果顯示，不同的玉米品種對咪唑乙煙酸的敏感性和耐受程度存在差異。因此，對于應(yīng)用過咪唑乙煙酸的地塊，在種植下茬玉米品種的選擇上需要慎重。當土壤中咪唑乙煙酸殘留濃度高于3 mg/kg時，雖然對大多數(shù)玉米品種的種子萌發(fā)影響較小，但會嚴重抑制玉米的生長；當土壤中咪唑乙煙酸殘留濃度介于0.125～3 mg/kg時，盡量選擇耐藥性相對較高的‘紫金605’‘登海710’‘登海605’‘NK815’‘德單123’‘萬盛107’等玉米品種，避免使用‘登海533’‘良玉99’‘MY73’‘丹玉405’‘登海117’等較為敏感的品種。

此外，咪唑乙煙酸在田間的降解速度與光照、溫度、土壤濕度、土壤類型、土壤微生物等因素有關(guān)[14]。隨著咪唑乙煙酸施藥時間的延長，對后茬作物的影響會逐漸降低。在大豆-玉米輪作田，生產(chǎn)中要控制咪唑乙煙酸的使用量。結(jié)合本次試驗結(jié)果，可優(yōu)先選擇下茬玉米‘紫金605’‘登海710’等品種輪作種植。