4%雙唑草腈SC對直播水稻的安全性及除草活性研究

顧慧萍,袁國徽,高 原,田志慧?

(1光明食品(集團)有限公司,上海200040;2上海市農業科學院生態環境保護研究所,上海201403)

雙唑草腈系德國拜耳公司研制、日本農用化學品公司Kyoyu農業開發的具有吡唑并吡啶環結構的原卟啉原氧化酶(PPO)抑制劑[1],其對水稻和環境安全,殘效期適中,對后茬作物無不良影響[2]。該藥劑于2007年在日本取得登記,隨后其單劑及混劑在日本逐漸商品化,至2013年,雙唑草腈在日本水稻田應用面積達61.3萬hm2,占水稻總耕種面積的38.4%,位居除稗劑之首[3]。2016年9月,雙唑草腈原藥及其2%顆粒劑由湖北相和精密化學有限公司取得移栽稻田獨家登記。室內和田間試驗結果表明,雙唑草腈對稻田稗草(Echinochloaspp.)、千金子[Leptochloa chinensis(L.)Nees.]、鴨舌草[Monochoria vaginalis(Burm.f.)Presl ex Kunth]、節節菜[Rotala indica(Willd.)Koehne]、異型莎草(CyperusdifformisL.)、水莧菜屬(Ammanniaspp.)等雜草均具有很高的除草活性,且對水稻生長安全[4-5],水稻移栽后6—12 d和直播水稻2—3葉期使用2%雙唑草腈顆粒劑均可有效防除田間一年生雜草[6-9]。2019年,湖北相和精密化學有限公司研發了4%雙唑草腈SC產品。為了進一步明確該新劑型產品在機直播稻田應用前景及應用技術,本研究于2019—2020年考察4%雙唑草腈SC隨播隨用對3種不同類型水稻品種不同芽長稻谷出苗生長的安全性、以及水稻苗期莖葉處理對水稻生長的安全性和除草活性,以期為直播水稻安全生產提供新途徑。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試藥劑:4%雙唑草腈懸浮劑(SC),由湖北相和精密化學有限公司提供,300 g∕L丙草胺(pretilachlor)EC,先正達作物保護有限公司產品,市售;30%芐嘧·丙草胺(bensulfuron-methyl·pretilachlor)OD,江蘇豐山集團股份有限公司產品,市售。

供試水稻品種:‘南粳46’(常規粳稻)、‘申優26’(雜交粳稻)、‘旱優73’(秈稻),由上海市農業科學院作物育種與栽培研究所提供。

雜草種類:稗[Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.]、千金子[Leptochloa chinensis(L.)Nees.]、異型莎草(Cyperus difformisL.)、耳葉水莧(Ammannia arenariaH.B.K.)、丁香蓼(Ludwigia prostrataRoxb.)。

1.2 試驗方法

1.2.1 雙唑草腈隨播隨用對水稻出苗與生長的影響

采用室內盆栽試驗,各供試水稻品種均設3個芽長處理,分別為:(1)稻谷浸種后不催芽,(2)稻谷浸種后催芽至露白,(3)稻谷浸種后催芽至芽長為種子縱長的1∕2。稻谷采用分期浸種催芽的方法,在25℃光照培養箱中浸種48 h、催芽24—48 h不等,然后于同一天分別挑選芽長達標的稻谷播種。取未使用過除草劑的表層土壤過篩后風干,裝入上口直徑為15 cm、底部有孔的塑料盆缽中,播種前1 d加水至土壤飽和濕潤狀態備用。挑選上述均勻一致的稻谷播入塑料盆缽中,每盆缽分別均勻播種供試水稻種子25粒,播種當天分別用4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2、3 000 mL∕hm2進行土壤噴霧處理。噴霧器為西班牙產“沒得比”5 L噴霧器,兌水量450 mL∕hm2。處理后把試驗盆缽放入盛水的周轉箱中,從底部吸水保持盆缽內土壤濕潤,并連同周轉箱一起置于溫室內培養。試驗期間溫室內溫度白天25—30℃,夜晚17—22℃。不同水稻品種處理分別設空白對照。試驗重復4次。

1.2.2 水稻1—2葉期使用雙唑草腈的安全性

采用室內盆栽試驗,在盆缽中分別播種催芽露白的3種水稻種子,每缽播種稻谷25粒,待水稻生長至1—2葉期時分別用4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2、3 000 mL∕hm2,兌水量300 mL∕hm2,使用西班牙產“沒得比”5 L噴霧器進行莖葉噴霧處理。施藥后保持培養缽內土壤濕潤狀態,方法同上。

1.2.3 水稻2—3葉期使用雙唑草腈的安全性

采用田間小區試驗,供試水稻品種為‘南粳46’,人工播種,播種量75 kg∕hm2。水稻生長至2—3葉期時使用新加坡利農私人有限公司生產的HD400背負式噴霧器進行雙唑草腈莖葉噴霧。試驗設4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2、2 250 mL∕hm2、3 000 mL∕hm2和3 750 mL∕hm24個劑量,兌水量450 mL∕hm2。小區面積20 m2,隨機區組排列,小區用田埂分割,單灌單排。試驗設4次重復。

1.2.4 雙唑草腈的除草活性評價

評價采用田間小區試驗,為確保田間有足夠雜草基數,所有處理小區均人工接種稗、千金子、異型莎草、耳葉水莧、丁香蓼等雜草種子。水稻品種為‘南粳46’,稻谷浸種48 h、催芽24 h后人工播種,播種量75 kg∕hm2。試 驗 設4%雙 唑 草 腈SC 1 125 mL∕hm2、1 500 mL∕hm2、1 875 mL∕hm2、2 250 mL∕hm2、3 000 mL∕hm2、3 750 mL∕hm26個單用劑量和4%雙唑草腈SC+300 g∕L丙草胺EC(1 500+1 125)mL∕hm2、(1 500+1 500)mL∕hm22個復配劑量,以生產上常用的土壤封閉處理劑30%芐嘧·丙草胺OD 1 500 mL∕hm2為對照藥劑。播種當天使用新加坡利農私人有限公司生產的HD400背負式噴霧器進行土壤噴霧,兌水量600 kg∕hm2。小區面積20 m2,隨機區組排列,單排單灌。各劑量處理設4次重復。

1.3 調查方法

施藥后不定期觀察水稻出苗和生長情況。室內盆栽試驗于用藥后14 d取樣,測定盆缽中全部成苗水稻的株數、株高、地上部鮮重;田間小區試驗于用藥后14 d取樣測定水稻的株數、株高和地上部鮮重,藥后28 d取樣測定除草效果,每小區取3個樣方,每樣方面積0.25 m2,按雜草種類計算株數防除效果。試驗數據應用單因素方差分析(One-way ANOVA)中Duncan氏新復極差測驗法進行差異性分析。單因素方差分析在SPSS 25.0軟件上完成。

2 結果與分析

2.1 雙唑草腈隨播隨用對水稻出苗與生長的影響

2.1.1 稻谷只浸種不催芽條件下用藥的安全性

通過對施藥后14 d調查數據進行方差分析,結果表明(表1):在稻谷只浸種不催芽播種條件下,使用4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2進行土壤封閉處理,對3個供試水稻品種的出苗數、株高和地上部鮮重與對應品種空白對照相比均無顯著差異;4%雙唑草腈SC 3 000 mL∕hm2進行土壤封閉處理,對‘旱優73’的各項指標沒有影響,但對‘南粳46’和‘申優26’的株高和地上部鮮重均有不同程度的抑制作用。表明在稻谷只浸種不催芽播種條件下,使用4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2進行土壤封閉處理對水稻出苗與生長安全,但當劑量提高到3 000 mL∕hm2時對不同水稻品種的安全性下降。

2.1.2 稻谷催芽至露白條件下用藥的安全性

試驗結果表明(表1),稻谷浸種催芽至露白后播種,無論是4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2,還是3 000 mL∕hm2隨播隨用,對3個供試水稻品種各項評價指標與對應品種空白對照相比均沒有顯著差異。表明4%雙唑草腈SC 1 500—3 000 mL∕hm2進行土壤封閉處理,在稻谷催芽至露白條件下隨播隨用對供試水稻品種安全。

2.1.3 稻谷芽長半粒谷條件下用藥的安全性

調查數據分析表明(表1),當稻谷催芽至芽長為種子縱長的一半時隨播隨用4%雙唑草腈SC處理,在1 500 mL∕hm2劑量下,對3個供試水稻品種‘旱優73’、‘南粳46’、‘申優26’的出苗數、株高和地上部鮮重與對應品種空白對照相比均沒有顯著差異。當施藥劑量提高至3 000 mL∕hm2時,對‘申優26’的各項生長指標沒有不良影響,但對‘旱優73’和‘南粳46’的株高和鮮重有抑制作用。表明在芽長半粒谷播種條件下隨播隨用4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2對供試水稻品種安全,但當劑量進一步提高至3 000 mL∕hm2時其安全性下降。

表1 4%雙唑草腈SC隨播隨用對不同水稻品種的安全性(藥后14 d)Table 1 Safety of 4%Pyraclonil SC simultaneously with sowing application on different rice varieties(14 days after application)

2.2 水稻1—2葉期使用雙唑草腈的安全性

試驗結果表明(表2),水稻生長至1—2葉期時使用雙唑草腈進行莖葉噴霧,4%雙唑草腈SC 1 500—3 000 mL∕hm2用量下各處理對3個供試水稻品種的株數、株高、地上部鮮重與相應品種空白對照相比,均無顯著性差異。表明4%雙唑草腈SC 1 500—3 000 mL∕hm2在水稻1—2葉期使用對供試水稻品種是安全的。

表2 4%雙唑草腈SC水稻1—2葉期用藥對不同品種的安全性(藥后14 d)Table 2 Safety of 4%Pyraclonil SC application on different rice varieties under the 1—2 leaf stage(14 days after application)

2.3 水稻2—3葉期使用雙唑草腈的安全性

取樣測定結果表明(表3),水稻2—3葉期使用4%雙唑草腈SC處理,除了3 750 mL∕hm2處理供試水稻品種‘南粳46’的株高為31.86 cm,顯著低于對照處理株高35.53 cm,其他各劑量處理對水稻的莖蘗數、株高、根長、地上和地下部鮮重等指標均無不良影響。相反由于空白對照區雜草為害較雙唑草腈處理區更嚴重,因而水稻幼苗生長勢更弱。

表3 4%雙唑草腈SC水稻2—3葉期用藥對水稻生長的影響(藥后28 d)Table 3 Effects of 4%Pyraclonil SC application on the growth of rice under the 2—3 leaf stage(28 days after application)

2.4 雙唑草腈的田間除草效果及對水稻安全性

田間試驗結果表明(表4),播種后當天隨播隨用4%雙唑草腈SC 1 125—3 750 mL∕hm2,施藥后14 d目測對稻田雜草防除效果優異。藥后28 d取樣調查,各處理對千金子、異型莎草、耳葉水莧和丁香蓼的株數防效均為100%,與對照藥劑30%芐嘧·丙草胺OD 1 500 mL∕hm2無顯著差異;對稗的株數防效為60.15%—93.36%,除最低劑量4%雙唑草腈SC 1 125 mL∕hm2外,其他5個劑量處理與4%雙唑草腈SC+300 g∕L丙草胺EC(1 500+1 125)mL∕hm2、(1 500+1 500)mL∕hm2復配劑和對照藥劑30%芐嘧·丙草胺OD 1 500 mL∕hm2的防效均無顯著差異。

表4 4%雙唑草腈SC防除直播稻田雜草效果(藥后28 d)Table 4 Control efficacy of 4%Pyraclonil SC on weeds in direct-seeding rice field(28 days after application)

藥后14 d取樣測定表明(表5),4%雙唑草腈SC 1 125—3 000 mL∕hm2各劑量在水稻播種后當天隨播隨用處理后,各供試劑量下水稻的株數、株高和地上部鮮重與4%雙唑草腈SC+300 g∕L丙草胺EC(1 500+1 125)mL∕hm2、(1 500+1 500)mL∕hm2復配劑、對照藥劑30%芐嘧·丙草胺OD 1 500 mL∕hm2及空白對照均無顯著差異。

表5 4%雙唑草腈SC對水稻生長的影響(藥后14 d)Table 5 Effect of 4%Pyraclonil SC on rice growth(14 days after treatment)

3 結論與討論

本研究結果表明,在稻谷浸種不催芽、露白、芽長半粒谷等3種不同催芽狀態下,4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2處理對3個供試水稻品種‘旱優73’‘南粳46’‘申優26’的出苗數、株高、地上部鮮重均無不良影響,說明4%雙唑草腈SC在此劑量下在直播稻田隨播隨用是安全的。但當4%雙唑草腈SC用量提高至3 000 mL∕hm2時,不同水稻品種的安全性表現不一,存在一定安全隱患,因而此劑量不宜在播種時隨播隨用。當水稻生長至1—3葉期時用藥,4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2和3 000 mL∕hm2處理對水稻生長均表現安全,說明隨著水稻的出苗生長,其對雙唑草腈的耐藥性也在同步提高。田間除草活性評價試驗結果還表明,4%雙唑草腈SC 1 500—3 750 mL∕hm2隨播隨用處理對直播稻田主要優勢雜草千金子、異型莎草、耳葉水莧、丁香蓼的株數防效均為100%,對稗的株數防效為74.99%—93.36%,經方差分析,各劑量之間無顯著差異,與4%雙唑草腈SC+300 g∕L丙草胺EC(1 500+1 125)mL∕hm2、(1 500+1 500)mL∕hm2復配劑和對照藥劑30%芐嘧·丙草胺OD 1 500 mL∕hm2的防效也均無顯著差異。這證明4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2隨播隨用處理不僅對供試水稻品種安全,而且可有效控制直播稻田主要優勢雜草。

原卟啉原氧化酶抑制劑類除草劑的作用靶標為原卟啉原氧化酶(PPO),通過植物中原卟啉原氧化酶積累而發揮藥效[10],由于該類除草劑具有超高效、低毒的優點,近年來已成為新型除草劑開發的一個重要領域[11]。乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑和乙酰輔酶A羧化酶(ACCase)抑制劑是稻田除草劑的主流品種,但近年來稻田雜草對這兩大類藥劑的抗藥性發展迅速[12-13]。當前,稗草對生產上廣泛使用的除草劑如激素類的二氯喹啉酸(Quinclorac)、ALS抑制劑的五氟磺草胺(Penoxsulam)以及ACCase抑制劑的氰氟草酯(Cyhalofop-butyl)等相繼產生了抗藥性[12-19]。已有研究結果表明,PPO抑制劑類除草劑可有效防除抗ALS抑制劑類除草劑的多種雜草,因而在抗性雜草治理中具有廣闊的應用前景[20]。當前,直播稻田最常用的隨播隨用除草劑品種為芐嘧·丙草胺(Bensulfuron-methyl·Pretilachlor),但由于該品種控草持效期較短,且因使用時間較長,對某些闊葉雜草的防效呈下降趨勢。本試驗研究了4%雙唑草腈SC隨播隨用對不同芽長稻谷出苗和幼苗期使用對水稻生長的影響及其除草活性,結果表明,4%雙唑草腈SC 1 500 mL∕hm2對不同芽長的水稻品種出苗和生長安全,3 000 mL∕hm2對1—3葉期水稻生長無不良影響,而且除草活性高,這一研究結果不僅為雙唑草腈在直播稻田上的應用探明了前景,而且為直播稻田交替使用隨播隨用土壤封閉除草劑提供了更多的選擇。