氟磺胺草醚的生物測定方法研究

高世杰，韓玉軍，蔣凌雪，陶 波*

（1.東北農業大學農學院，哈爾濱 150030；2.黑龍江尖山農場，黑龍江 嫩江 161444）

氟磺胺草醚［（Fomesafen），化學名稱 5－（2－氯－4－三氟甲基苯氧基）－N－甲磺酰－2－硝基苯甲酰胺］是1977年英國ICI Plant Protection Division公司開發的一種高度選擇性的大豆苗后除草劑。它能被雜草根葉吸收，使其迅速枯黃死亡，有效地防除大豆田闊葉雜草，并對大豆安全，是當前我國大豆田中防治闊葉雜草的主要品種。隨著大豆種植面積的擴大，氟磺胺草醚的應用面積逐年擴大。特別是近幾年大豆田多年生闊葉雜草抗性增加，以及惡性雜草的增加和天氣原因導致氟磺胺草醚的用量急劇增加，使土壤中殘留了大量的氟磺胺草醚，不但污染了土壤環境，同時對后茬多種敏感作物造成藥害[1-4]，嚴重影響了農業生產和種植結構的調整。因此，生產當中急需一種快速、有效、準確的測定方法，確定土壤中氟磺胺草醚的殘留濃度及其對后茬敏感作物的影響，為農業生產中氟磺胺草醚的正確使用及合理輪作給予指導。

近年來，生物測定方法以其快速、準確和對象性強等特點逐漸受到農藥領域的重視，如在開發新農藥、農藥毒力和活性測定、農藥毒理、農藥對環境影響和農藥殘留測定等方面有著廣泛的應用[5]。

目前，在國內外沒有氟磺胺草醚生物測定的相關報道。本研究利用氟磺胺草醚對敏感作物的抑制作用，系統的研究了3種敏感作物及其相應的指標在不同條件下與氟磺胺草醚濃度之間的相互關系，建立一種快速檢測土壤中氟磺胺草醚殘留濃度的方法。

1 材料與方法

1.1 材料

供試植物：玉米（龍單52），向日葵（龍食葵2號），高粱（黑雜34）；

供試藥品：25%氟磺胺草醚水劑（大連松遼）。

1.2 生物測定方法的選擇

預先采集的土壤經自然風干，去除雜質后待用。挑取飽滿、大小均一的作物種子經浸種后催芽，待種子露白后備用。將氟磺胺草醚混入土樣中，配制一系列濃度梯度的氟磺胺草醚藥土，將不同濃度的藥土分別裝入營養缽，每缽播種5粒，每處理3次重復，將營養缽放入一定溫度、光照的培養箱中培養。

1.2.1 最佳指示植物及指標的選擇

玉米采用的氟磺胺草醚毒土濃度分別為0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、2.5 mg·kg-1，27 ℃培養5 d取樣測定株高、鮮重；向日葵、高粱采用的氟磺胺草醚毒土濃度分別為0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg·kg-1，27℃培養9 d開始取樣觀測。

1.2.2 最佳指示溫度和培養時間的選擇

在上述方法的基礎上，將玉米播種后放置于15、27、35℃的條件下培養，在96、120、144 h連續取樣測定株高，選擇最佳溫度和培養時間。

2 結果與分析

2.1 指示作物與指標的選擇

2.1.1 玉米作為指示植物進行生物測定方法的研究由圖1可知，在整個濃度梯度內，玉米株高抑制率和鮮重抑制率隨著氟磺胺草醚濃度的增加而規律性的增加，株高抑制率隨濃度的變化比鮮重抑制率大。整個線性范圍內，株高抑制率、鮮重抑制率與氟磺胺草醚濃度之間的回歸方程分別為y=19.136x-0.0815、y=31.848x+4.5585，相關系數分別為0.9522、0.8432。株高與氟磺胺草醚濃度的相關性優于鮮重，故而采用株高作為氟磺胺草醚生物測定方法研究的指示指標。

圖1 玉米株高、鮮重與氟磺胺草醚濃度間的關系Fig.1 Relationship of plant height and fresh weight of corn with dosages of fomesafen

2.1.2 向日葵作為指示植物進行生物測定方法的研究

由圖2可知，以向日葵作為指示植物，27℃培養9 d后測定株高和鮮重。在0.1～1.0 mg·kg-1的濃度梯度內，株高抑制率和鮮重抑制率隨著氟磺胺草醚濃度的增加而增加，株高抑制率隨濃度的變化比鮮重抑制率大。株高抑制率、鮮重抑制率與氟磺胺草醚濃度之間的回歸方程分別為y=107.39x+13.717、y=75.098x+19.824，相關系數分別為 0.9254、0.7901。由相關系數可知，向日葵株高與氟磺胺草醚的相關性較好。

2.1.3 高粱作為指示植物進行生物測定方法的研究

由圖3可知，高粱作為指示植物，在0.1～1.0 mg·kg-1整個設計的濃度梯度內，株高抑制率和鮮重抑制率隨著氟磺胺草醚濃度的增加而增加。

高粱的株高抑制率、鮮重抑制率與氟磺胺草醚濃度之間回歸方程分別為y=85.318x-3.2519、y=68.995x-2.851；相關系數分別為0.8967、0.7366。

可以發現，就高粱作為氟磺胺草醚生物測定的指示植物而言，株高與氟磺胺草醚濃度的相關性優于鮮重。

圖2 向日葵株高抑制率、鮮重抑制率與氟磺胺草醚濃度間的關系Fig.2 Relationship of plant height and fresh weight of sunflower with dosages of fomesafen

圖3 高粱株高抑制率、鮮重抑制率與氟磺胺草醚濃度間的關系Fig.3 Relationship of plant height and fresh weight of sorghum with dosages of fomesafen

由圖1～3相比可知，玉米、向日葵、高粱分別作為指示植物，株高和鮮重作為指示指標進行氟磺胺草醚生物測定方法的研究，株高與氟磺胺草醚的相關性均優于鮮重，其中玉米株高與氟磺胺草醚之間的相關性優于其他作物，故選玉米作為氟磺胺草醚生物測定方法的指示作物。

2.2 生物測定最佳溫度的選擇

由圖4可知，以玉米作為指示植物，不同溫度對株高和氟磺胺草醚之間的相關性有所不同，其中27℃時株高抑制率與氟磺胺草醚的相關性最好，其回歸方程為：y=47.775x-1.9046，R2=0.9623。在35℃的條件下，由于溫度較高，玉米長的較快，尤其對照生長更加迅速，導致抑制率過高，生物測定回歸方程為y=34.961x+0.9419，相關系數為0.9356。在整個梯度范圍內線性關系。在15℃的溫度下，玉米生長相對緩慢，抑制率較低，回歸方程為y=43.406x-10.235，相關系數R2=0.9088。因此，以27℃為最佳氟磺胺草醚生物測定溫度。

2.3 生物測定最佳培養時間的確定

以玉米作為生物測定的指示植物，株高為指示指標，研究了不同培養時間對株高抑制率與氟磺胺草醚的相關性的影響。由圖5可以看出，玉米作為指示植物，在27℃條件下培養120 h，其株高抑制率與氟磺胺草醚濃度之間的相關性最好。回歸方程為y=17.884x-0.3161，R2=0.9958。溫度過高和過低，都致使株高抑制率與氟磺胺草醚之間的相關系數降低。

2.4 生物測定方法可靠性檢驗

進行生物測定曲線的可靠性檢驗。氟磺胺草醚濃度分別為 0.3、0.5、0.7、0.9、1.5 mg·kg-1的處理其株高抑制率分別為（11.39±0.1）%、（16.97±0.06）%、（22.61±0.04）%、（25.77±0.044）%、（42.54±0.03）%，帶入回歸方程y=17.884x-0.3161，求得氟磺胺草醚濃度分別為（0.32±0.039)、(0.48±0.04)、(0.67±0.042)、(0.82±0.043)、(1.53±0.047)mg·kg-1。最后得知，玉米株高法檢測土壤中氟磺胺草醚的濃度，檢出率在89.52%～110.27%之間（見表1）。

圖4 不同溫度培養5 d時玉米株高抑制率與氟磺胺草醚濃度間的關系Fig.4 Relationship of plant height of corn with dosages of fomesafen after 5 d in different temperature

圖5 不同培養時間玉米株高抑制率與氟磺胺草醚濃度之間的關系Fig.5 Relationship of plant height of corn with dosages of fomesafen in different days

表1 氟磺胺草醚生物測定方法檢驗Table 1 Checking for the bioassay method of fomesafen

3 討論

3.1 指示植物與指標的選擇

不同植物對氟磺胺草醚的敏感性差別很大，因此指示植物的選擇是生物測定能否成功的關鍵。在選擇生物測定指示植物時，應選擇敏感的植物，敏感植物隨著除草劑濃度的變化，某種指標會有規律的變化，如黃瓜下胚軸長度和玉米的葉綠素含量會與廣滅靈濃度呈負相關，敏感植物的這種變化會明確的指示出除草劑的濃度。

3.2 生物測定方法的優點

玉米株高法能準確測定氟磺胺草醚的活性及殘留動態，檢測極限達0.1 mg·kg-1，并能直觀反映作物受害情況。因此利用此方法，能準確測定土壤中氟磺胺草醚的含量，為農業生產中的換茬及種植結構調整提供了有效的測定手段。此外，與儀器分析相比而言，生物測定方法所需儀器、藥品簡單、費用低。儀器分析所需要的試劑都是色譜純的，其價格較高，同時儀器分析也需要專業的操作人員。生物測定與儀器分析相比較，不需要專業人員和價格昂貴的儀器和試劑。

4 結論

本文通過高粱、向日葵、玉米對氟磺胺草醚的敏感性研究表明，高粱和向日葵過于敏感，不宜作為氟磺胺草醚生物測定的指示植物，玉米作為指示植物具有較強的可行性和重復性，最終確定氟磺胺草醚的生物測定方法為玉米株高法：光照條件下27℃培養120 h效果最佳。

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