淮麦44小麦对3种ALS抑制剂类除草剂的耐受性
时间：2023-04-25 17:10:05 来源：千叶帆 本文已影响人
陈亚丽， 巨亚雯， 徐 蓬， 杨子博， 曹凯歌， 付佑胜
(江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所，江苏淮安 223001)
小麦是江苏省重要的粮食作物，常年的种植面积约为220万hm2[1]。黄淮海麦区是江苏重要的小麦种植区，其中淮安地区年小麦种植总面积约30万hm2[2]。影响小麦产量的因素有很多，其中杂草危害是造成小麦减产的重要原因。麦田杂草通过与小麦竞争水、肥、光及生长空间等资源，抑制小麦的生长发育，降低小麦的抗逆性，导致小麦减产；
同时杂草为一些真菌、害虫提供越冬场所，直接或间接影响小麦的产量和品质[3-4]。麦田杂草的防除包括物理性除草、农业及生态防除、生物防除、化学防除，其中化学防除是目前杂草防除最经济高效的方法[5-6]。乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂活性高，是小麦田的主要化学除草药剂，目前生产中上大量使用的磺酰脲类除草剂如苯磺隆、苄嘧磺隆、甲基二磺隆、啶磺草胺、氟唑磺隆等均为ALS抑制剂[7]。然而，由于防除和保护的对象都是植物，因此在生产中难免产生药害[8]。2017年江苏省小麦田除草剂药害发生面积高达1 698 hm2，对小麦生产和收益造成显著影响，其中小麦品种对除草剂的耐受性也是导致药害发生的重要因素[9-12]。
淮麦44是江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所于2014年育成的半冬性多穗型中早熟小麦品种，于2017、2020年分别通过江苏审定和国审[13-14]，2017年开始推广销售，2020年销售种植面积已超过10万hm2，目前已成为黄淮海麦区的主要种植品种之一。研究淮麦44对麦田常用ALS抑制剂类除草剂的耐受性，可以为小麦高产栽培提供精准科学指导，为农药减量提供重要科学依据，为小麦安全生产提供一定的理论参考依据。
1.1 试验材料
供试药剂：30 g/L甲基二磺隆可分散油悬浮剂(OD)，拜耳作物科学(中国)有限公司；
4%啶磺草胺可分散油悬浮剂(OD)，科迪华农业科技有限公司；
70%氟唑磺隆水分散粒剂(WDG)，江苏富田农化有限公司。
供试小麦品种：淮麦44(江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所作物中心提供)。
主要仪器设备：恒温培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；
万分之一电子天平，力辰科技；
GARDENA/嘉丁拿-1.25 L气压式喷雾器，市下SX-MD16E-2L电动喷雾器(扇形喷头)。
1.2 试验方法
1.2.1 种子生物测定法 淮麦44小麦种子耐受性测定参照NY/T 1155.1—2006《农药室内生物测定试验准则 除草剂 第1部分：活性试验 平皿法》，将小麦浸种12 h后，挑选籽粒饱满、大小一致的种子置于放有2层定性滤纸、直径为9 cm的培养皿中，加入4 mL不同浓度的药剂，先开展预试验确定具体试验浓度(表1)，以等量清水为对照，加盖保持湿润，置于(25±1) ℃的生化培养箱中黑暗培养。3 d后测量小麦的芽长和根长，计算抑制率。数据采用DPS 7.05统计软件进行分析，以抑制率值(y)和浓度对数值(x)建立回归方程(y=a+bx)，求出甲基二磺隆、啶磺草胺、氟唑磺隆分别对淮麦44芽长和根长的EC50值。
表1 室内种子测定法下的药剂处理浓度Table 1 Herbicides with different concentrations under the determinate methods of indoor seeds
1.2.2 整株植物测定法 淮麦44小麦植株耐受性测定参照NY/T 1155.4.4—2006《农药室内生物测定试验准则 除草剂 第4部分：活性测定试验 茎叶喷雾法》，在直径13 cm的花盆中装满土，播种淮麦44，播种量为15～20粒/盆，置于温室中，16～27 ℃，正常日照，待小麦生长至1叶1心期，挑选叶龄大小基本一致的小麦植株，间苗至10株/盆，继续培养2 d后，采用GARDENA/嘉丁拿-1.25 L气压式喷雾器，茎叶喷雾，喷液量为 30 mL/m2，先开展预试验确定各药剂浓度(表2)，14 d后测量地上部分小麦株高，计算药剂的株高抑制率。
株高抑制率=(对照组小麦株高-处理组小麦株高)/对照组小麦株高×100%。
表2 药剂处理浓度Table 2 Herbicides with different concentrations under the determinate methods of whole plant
1.2.3 植株耐受性田间试验 试验田位于江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所科研创新基地(33.52°N，119.03°E)，于2021年12月4日播种淮麦44，采用机器带状种肥一体化条播，播量300 kg/hm2，施复合肥(N、P、K各占15%)450 kg/hm2，此后不再进行任何农事操作。各药剂田间推荐用药量见表3，共设置3个处理，每个处理重复3次，每小区面积4 m2，各小区采用随机区组排列。
表3 田间试验药剂处理浓度Table 3 Herbicides with different concentrations in the field trails
2022年2月21日下午开始施药，施药时为小麦分蘖期，天气晴朗，西南风风速0.67 m/s，温度为7.6 ℃，相对湿度为58%，采用市下SX-MD16E-2L电动喷雾器，喷液量225 L/hm2。施药前4～7 d温度为-1～4 ℃，施药前3 d降温，温度为-5～5 ℃，施药后第2天降温，第3天温度为-4～10 ℃，此后温度稳定在4～20 ℃。施药后14 d，每处理随机选取50株，调查各处理小麦株高、叶色这2个指标的情况[25]。施药后30 d，目测植株整体的生长状况。
1.3 数据处理
采用DPS 7.05软件进行LSD差异显著分析。
2.1 淮麦44种子对不同ALS抑制剂类除草剂的耐受性
由表4可知，淮麦44的种根、种芽对甲基二磺隆的耐受性最强，其EC50值分别为0.512 4、1.493 7 mg a.i./L；
对啶磺草胺的耐受性最差，其EC50值分别为0.052 8、0.090 0 mg a.i./L。综合各药剂处理的结果来看，淮麦44的种芽对3种ALS抑制剂类除草剂的耐受性均高于种根。
表4 淮麦44种子对ALS抑制剂类除草剂的耐受性(种子生物测定法)Table 4 Tolerance of Huaimai 44 seeds to ALS inhibitor herbicides(the seeds determination methods)
2.2 淮麦44于2叶期对ALS抑制剂类除草剂的耐受性
整株(1叶1心期)测定ALS抑制剂类除草剂对淮麦44株高的影响结果见表5。结果表明，甲基二磺隆采用0.120 0、0.240 0 g a.i./L，株高抑制率分别是23.77%、28.56%；
啶磺草胺采用0.016、0.032 g a.i./L，株高抑制率分别是23.44%、29.69%，上述4个浓度处理的小麦株高无显著性差异；
氟唑磺隆采用0.035 0 g/L，株高抑制率就达50.19%，与上述4个处理的小麦株高存在显著性差异。综合结果来看，淮麦44在1叶1心期对甲基二磺隆的耐受性最好，对氟唑磺隆耐受性最差。
表5 ALS抑制剂类除草剂对淮麦44株高的影响(整株法)Table 5 Effect of ALS inhibitor herbicides to height of Huaimai 44 (whole plant determination)
2.3 淮麦44于分蘖期对不同ALS抑制剂类除草剂田间耐受性
分蘖期淮麦44对不同ALS抑制剂类除草剂耐受性结果见表6。14 d调查结果表明：氟唑磺隆WDG的3个处理浓度下，小麦株高无显著差异，各处理对小麦株高的抑制率均小于10%；
啶磺草胺OD采用0.270 g a.i./L处理后的小麦叶片略微发黄，株高抑制率仅为22.78%；
而甲基二磺隆OD的各处理间小麦株高有显著差异，低剂量(0.04 g a.i./L)处理的小麦生长正常，中剂量(0.08 g a.i./L)处理的小麦叶片发黄，高剂量(0.16 g a.i./L)处理的小麦主茎心叶卷曲、叶片发黄、植株明显矮小，株高抑制率为57.53%，明显高于其他处理。
麦田草害已成为制约小麦产量的主要因素之一，化学除草是防除麦田杂草的主要方式。ALS抑制剂类除草剂因其活性强、选择性高、禾阔双除、用量低、对人畜安全等优点[15-20]，自上市以来一直是除草剂市场关注的焦点和大量使用的除草剂类型，在小麦田杂草防除上发挥着非常重要的作用。但是，由于施药方法不当、各地气候条件差异等，有关该类除草剂药害的报道屡见不鲜。据报道，该类除草剂在不同小麦品系上会出现不同药害现象[8-9，17，21]，选育耐药性小麦品种成为一种常见的减轻小麦药害的措施。已有研究表明，不同小麦品种对ALS抑制剂类除草剂的敏感性不同，董雪等分别报道了不同小麦品种对甲基二磺隆、啶磺草胺、氟唑磺隆耐受性存在差异[8-9，21]。
淮麦44对除草剂的耐受性未有人研究。本研究通过种子生物测定、整株植物测定(1叶1心期)和田间试验(小麦分蘖盛期)分别测定了淮麦44对ALS抑制剂类除草剂甲基二磺隆、啶磺草胺、氟唑磺隆的耐受性差异。种子生物测定表明淮麦44的种根和种芽对甲基二磺隆的耐受性最强，对啶磺草胺的耐受性较弱，对氟唑磺隆的耐受性最弱，并且发现种根比种芽敏感，这与前人研究[8]一致。当小麦的根长被严重抑制时，药害基本无法挽回。整株(小麦1叶1心期)测定法结果表明，淮麦44对甲基二磺隆的耐受性最强，对啶磺草胺的耐受性较强，对小麦生长影响不大，有蹲苗的现象。董雪等研究均发现，啶磺草胺在一定程度上会使小麦产生蹲苗的现象，有益小麦生长[8，22]。本研究室内测定结果表明，淮麦44对氟唑磺隆的耐受性最差。
小麦在田间对甲基二磺隆较为敏感，尤其是在春季小麦返青早期过量施用甲基二磺隆，极易出现药害情况[23-24]。本研究结果也表明，在春季淮麦44返青期，甲基二磺隆使用0.04 g/L推荐剂量时淮麦44生长正常，而按照倍量和4倍量处理的小麦出现明显药害。啶磺草胺对多个小麦品种有较高的安全性并有明显的促进分蘖的作用[25]。本试验结果表明，在淮麦44分蘖期施用啶磺草胺0.067、0.130 g a.i./L，14 d后各处理小麦均生长正常；
0.270 g a.i./L处理小麦叶片略微发黄，但生长不受抑制，30 d后小麦恢复正常。氟唑磺隆对小麦非常安全，未出现任何药害症状[26-27]。本研究表明，在淮麦44分蘖盛期施用氟唑磺隆0.23、0.47、0.93 g a.i./L处理，淮麦44均未出现药害症状。
表6 分蘖期淮麦44对不同ALS抑制剂类除草剂耐受性Table 6 Tolerance of Huaimai 44 to different ALS inhibitor herbicides at tillering stage
综合室内和早春分蘖期田间试验结果表明，淮麦44小麦对3种ALS抑制剂类除草剂耐受性随着生育期的不同而不同。从播种到越冬期，淮麦44对甲基二磺隆的耐受性逐渐增加，早春分蘖期耐受性显著下降；
对啶磺草胺、氟唑磺隆的耐受性随着小麦的生长而显著增强，其中对氟唑磺隆的耐受性增长最明显，早春分蘖期耐受性最强。综合本研究结果，在淮麦44种植区域使用ALS抑制剂类除草剂来防除麦田杂草，可以在越冬期使用甲基二磺隆、啶磺草胺，禁止使用氟唑磺隆；
在早春分蘖盛期，可使用啶磺草胺、氟唑磺隆，减少甲基二磺隆的使用。
