野燕麥(Avena fatua)對精唑禾草靈和甲基二磺隆的抗藥性水平

周志恒 張粵 孫亞寧 邢霽陽 王豪 于佳星 董立堯

摘要：為明確小麥田野燕麥對精唑禾草靈和甲基二磺隆的抗藥性，采用整株生測法測定野燕麥對精唑禾草靈和甲基二磺隆的敏感性，同時明確抗性野燕麥的交互抗性和多抗性。其中JXSN-2020-2種群對精唑禾草靈最敏感，GR₅0為6.77 g a.i./hm²，HJWZ-2020-1種群對精唑禾草靈抗藥性水平最高，GR₅0為142.19 g a.i./hm²，RI=20.99；JNLH-2020-1種群對甲基二磺隆最敏感，GR₅0=1.09 g a.i./hm²，YMXX-2020-1種群對甲基二磺隆抗性水平最高，GR₅0為41.82 g a.i./hm²，RI=38.44；同時，抗精唑禾草靈野燕麥對炔草酯、唑啉草酯、烯禾啶產生了不同程度的交互抗性，并未產生多抗性；抗甲基二磺隆野燕麥對氟唑磺隆和啶磺草胺、烯禾啶、綠麥隆、環吡氟草酮、精唑禾草靈的抗性水平低，對唑啉草酯、炔草酯敏感性下降。

關鍵詞：野燕麥；抗藥性；精唑禾草靈；甲基二磺隆；交互抗性；多抗性

中圖分類號：S481⁺.4文獻標志碼：A文章編號：1003-935X（2022）02-0031-08

Resistance Level of Avena fatua to Fenoxaprop-P-Ethyl and Mesosulfuron-Methyl

ZHOU Zhi-heng，ZHANG Yue，SUN Ya-ning，XING Ji-yang，WANG Hao，YU Jia-xing，DONG Li-yao

（College of Plant Protection，Nanjing Agricultural University/Key Laboratory of Integrated Management of Crop Diseases and Pests，Ministry of Education，Nanjing 210095，China）

Abstract：The objective of this study was to explicit the resistance of Avena fatua to fenoxaprop-P-ethyl and mesosulfuron-methyl in wheat filed. The sensitivity of A. fatua to fenoxaprop-P-ethyl and mesosulfuron-methyl was determined by the whole-plant bioassay，meanwhile the cross-resistance and multi-resistance of the resisitant A. fatua was determined. JXSN-2020-2 population presented the most sensitive to fenoxaprop-P-ethyl，whose value of GR₅0 was 6.77 g a.i./hm². HJWZ-2020-1 population presented the most resistant to fenoxaprop-P-ethyl，whose value of GR₅0 was 142.19 g a.i./hm²，and RI=20.99. JNLH-2020-1 population presented most sensitive to mesosulfuron-methyl，GR₅0=1.09 g a.i./hm². YMXX-2020-1 population presented the most resistant

收稿日期：2022-05-20

基金項目：江蘇省大學生創新創業訓練計劃（編號：202110307106Y）。

作者簡介：周志恒（2001—），女，四川合江人，研究方向為除草劑毒理及抗藥性。E-mail：1076982051@qq.com。

通信作者：董立堯，博士，教授，博士生導師，研究方向為除草劑毒理及抗藥性。E-mail：dly@njau.edu.cn。

野燕麥（Avena fatua L.）是一種常見惡性雜草，是禾本科（Granubeae）燕麥屬（Acena）的一年生草本植物，別稱烏麥、鈴鐺麥、燕麥草^［1］，廣泛分布于華東、中南、西南及黃河流域部分地區，尤其在長江中下游地區危害嚴重，在小麥、油菜、玉米、高粱等作物田中都有危害^［2］。涂鶴齡等曾經報道，野燕麥在我國冬麥區的危害率達15.6%，在春麥區達25.3%，全國嚴重危害面積達160萬hm²，導致糧食減產17.5億kg/年^［3］。同時，由于野燕麥發生嚴重，發生時期久遠，在化學防除過程中非常容易產生抗藥性，在10種最易產生抗藥性的雜草中位居第二^［4］，其抗性發生情況在國外已十分普遍。

精唑禾草靈（fenoxaprop-P-ethyl），是乙酰輔酶A羧化酶（ACCase）抑制劑，20世紀80年代就被廣泛應用于麥田防治禾本科雜草，尤其是野燕麥^［5］。甲基二磺隆（mesosulfuron-methyl）屬磺酰脲類高效除草劑，作用靶標為乙酰乳酸合酶（acetolactate synthase，ALS），也被廣泛用于防除麥田雜草。

近些年，精唑禾草靈和甲基二磺隆作為麥田防除禾本科雜草常用除草劑，化學除草面積不斷擴大，且由于其作用機制單一，長期使用，極易使雜草產生抗藥性。目前國內已報道多種禾本科雜草對精唑禾草靈和甲基二磺隆產生抗藥性，但對野燕麥的抗藥性發生及交互抗性和多抗性情況，特別是在我國小麥主產區黃淮海地區的野燕麥對除草劑的抗性發生情況未見相關報道。因此，本試驗以野燕麥為研究材料，明確不同地區野燕麥種群對精唑禾草靈和甲基二磺隆的敏感性差異，以及抗性野燕麥的交互抗性和多抗性，掌握抗藥性野燕麥的發展動態，以期為麥田野燕麥的有效防治提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 供試野燕麥

于2018年和2020年從云南省、四川省、江蘇省、安徽省、河南省等地區采集成熟的野燕麥種子，萌發率均在90%以上（表1）。

1.2 供試藥劑

供試藥劑有69 g/L精唑禾草靈水乳劑，購自拜耳作物科學（中國）有限公司；30 g/L甲基二磺隆可分散油懸浮劑，購自拜耳作物科學（中國）有限公司；24%炔草酯微乳劑，購自河南省安陽市普瑞農化有限責任公司；10%唑啉草酯可分散油懸浮劑，購自安徽尚禾沃達生物科技有限公司；12.5%烯禾啶乳油，購自中農住商（天津）農用化學品有限公司；70%氟唑磺隆水分散粒劑，購自山東綠霸化工股份有限公司；4%啶磺草胺可分散油懸浮劑，購自科迪華（上海）農業科技有限公司；25%綠麥隆可濕性粉劑，購自江蘇快達農化股份有限公司；6%環吡氟草酮可分散油懸浮劑，購自清原農冠。

1.3 試驗方法

1.3.1 野燕麥對精唑禾草靈的敏感性研究方法

整株生物測定方法參照Feng等的方法^［6］，并稍作修改：在規格為7 cm×7 cm×7 cm的塑料盆缽中裝滿沙土與營養基質按2 ∶1質量比混合均勻的營養土（pH值=6.3，有機質含量1.1%），底部吸水至土壤水分飽和，播野燕麥種子15粒/盆，播后表面覆1層細土，置于自然光照培養室中培養，培養溫度為白天（20±5） ℃、夜晚（15±5） ℃。待野燕麥長至2葉期，選擇長勢一致的野燕麥定苗至8株/盆，長至3～4葉期時，再采取噴霧法對野燕麥進行莖葉噴霧處理。噴霧采用農業農村部南京農業機械化研究所生產的3WP-2000型行走式生測噴霧塔，噴霧高度 300 mm，噴頭（扁形，TP6501E）有效噴幅350 mm，噴頭流量 390 mL/min，行走距離1 340 mm，行走時間4.6 s，藥液體積30 mL。根據預試驗的結果，設置精唑禾草靈處理劑量分別為0、31、62、124、248 g a.i./hm²，過于敏感種群的處理劑量設置為3.875、7.750、15.500、31.000、62.000 g a.i./hm²，以清水噴霧為對照，重復4次。待藥劑晾干后，轉入自然光照培養室繼續培養，培養溫度為白天（20±5） ℃、夜晚（15±5） ℃。

施藥后21 d剪取野燕麥地上部分并稱量鮮重，通過計算鮮重抑制率求出抑制中劑量（GR₅0），根據GR₅0計算抗性指數（RI），再根據RI確定抗性種群和敏感種群。

1.3.2 野燕麥對甲基二磺隆的敏感性研究方法

試驗方法同“1.3.1”節，甲基二磺隆處理劑量分別為0、1.875、3.750、7.500、15.000、30.000、60.000 g a.i./hm²，設置清水對照，重復4次。

1.3.3 抗精唑禾草靈野燕麥的交互抗性和多抗性研究方法

選用抗精唑禾草靈野燕麥種群HJWZ-2020-1、敏感種群JXSN-2020-2。試驗藥劑和處理劑量見表2，試驗方法同“1.3.1”節。

1.3.4 抗甲基二磺隆野燕麥的交互抗性和多抗性研究方法

選用抗甲基二磺隆野燕麥種群YMXX-2020-1、敏感種群JNLH-2020-1。試驗藥劑和處理劑量見表2，試驗方法同“1.3.1”節。

1.4 數據處理及抗性分級

按照下列公式計算鮮重抑制率，用DPS軟件進行專業統計，算得GR₅0。

鮮重抑制率＝（對照鮮重－處理鮮重）/對照鮮重×100%。

其中，抗性指數（RI）是由GR₅0求得，計算方法如下：

抗性指數（RI）=抗性種群的GR₅0/敏感種群的GR₅0。

根據除草劑等級^［7］劃分，抗性指數≤2的為敏感，2＜抗性指數≤4的為敏感性下降，4＜抗性指數≤10的為低抗，10＜抗性指數≤30為中抗，30＜抗性指數≤150為高抗，抗性指數＞150為極高抗。

2 結果與分析

2.1 野燕麥對精唑禾草靈的敏感性

采用整株生物測定法，測定采集自安徽、江蘇、四川、河南、云南等地的28個野燕麥種群對精唑禾草靈的敏感性。結果（表3）表明，大多數野燕麥種群對精唑禾草靈都產生了不同水平的抗藥性，所研究的28個種群中有19個種群中抗，2個種群低抗，3個種群敏感性下降，4個種群敏感。其中，采自江蘇徐州的JXSN-2020-2種群對精唑禾草靈最敏感，其GR₅0為6.77 g a.i./hm²；采自河南焦作的HJWZ-2020-1種群對精唑禾草靈最不敏感，其GR₅0為142.19 g a.i./hm²，抗性指數為20.99。由此可見，野燕麥對精唑禾草靈的抗性發生情況已十分普遍。

2.2 野燕麥對甲基二磺隆的敏感性

根據整株生物的測定結果（表4）可知，絕大多數野燕麥種群對甲基二磺隆的抗性水平都不高，其中，高抗的只有1個，是采自云南彌勒的YMXX-2020-1種群，其GR₅₀為41.82 g a.i./hm²，抗性指數高達38.44； 低抗的有9個種群， 敏感性下降的有12個種群，其余6個種群均為敏感種群，以采自江蘇南京的JNLH-2020-1種群最敏感，其GR₅0為1.09 g a.i./hm²。由此可見，野燕麥對甲基二磺隆的抗藥性問題已經開始出現，但大多數野燕麥種群對甲基二磺隆依舊敏感，甲基二磺隆作為麥田防除野燕麥使用時要引起注意。

2.3 抗精唑禾草靈野燕麥種群的交互抗性和多抗性

由表5可知，抗精唑禾草靈野燕麥HJWZ-2020-1種群對ACCase類除草劑產生了不同程度的交互抗性，對炔草酯中抗，對唑啉草酯低抗，對烯禾啶敏感性下降；對ALS類、PSⅡ類和HPPD類除草劑并未產生多抗性，但對ALS類啶磺草胺、PSⅡ 類綠麥隆和HPPD類環吡氟草酮表現出了敏感性下降。

2.4 抗甲基二磺隆野燕麥種群的交互抗性和多抗性

由表6可知，抗甲基二磺隆野燕麥YMXX-2020-1種群對相同作用機制的ALS類除草劑（氟唑磺隆、啶磺草胺）均產生了低抗，對不同作用機制的HPPD類除草劑的環吡氟草酮也產生了低抗，對ACCase類除草劑（精唑禾草靈、唑啉草酯、烯禾啶、炔草酯）和PSⅡ類除草劑綠麥隆依舊敏感。

3 討論與結論

小麥是我國重要的糧食作物，近年來麥田雜草迅速增多，以野燕麥、節節麥、看麥娘等禾本科雜草和薺菜、播娘蒿、豬秧秧等闊葉雜草為主，嚴重危害小麥產量，目前麥田雜草主要以化學防除為主^［8］。

精唑禾草靈和甲基二磺隆是我國麥田防除禾本科雜草最重要的2種莖葉處理除草劑，其中精唑禾草靈是ACCase類除草劑，甲基二磺隆是ALS類除草劑，2種藥劑都有長期使用的歷史。由于長期單一使用，國內已報道過看麥娘^［9］、日本看麥娘^［10］、大穗看麥娘^［11］、菵草^［12］、多花黑麥草^［13］、耿氏假硬草^［14］等多種麥田雜草對其產生了抗藥性。野燕麥作為我國麥田的一種重要惡性雜草，嚴重威脅了我國的小麥產量和質量，已有部分地區發現了精唑禾草靈和甲基二磺隆對野燕麥防除效果變差的情況，但有關野燕麥對這2類藥劑的抗性發生情況及抗性種群的交互抗性和多抗性情況國內尚未見報道。

本試驗研究了采自安徽、江蘇、四川、河南、云南等地多個野燕麥種群對精唑禾草靈和甲基二磺隆的敏感性，發現野燕麥對精唑禾草靈具有抗性的情況已經十分嚴重，發生地區也已十分普遍，同時野燕麥對甲基二磺隆的抗藥性問題已經開始出現，但大多數野燕麥種群對甲基二磺隆依舊敏感。通過研究抗性野燕麥的交互抗性和多抗性，發現抗精唑禾草靈野燕麥種群HJWZ-2020-1對ACCase類除草劑唑啉草酯、炔草酯和烯禾啶產生了不同程度的交互抗性，這在有關菵草^［15］、耿氏假硬草^［16］、日本看麥娘^［17］的抗性研究中都有過報道，這個現象可能是由抗精唑禾草靈野燕麥的ACCase靶標位點發生突變造成的，但對ALS類除草劑氟唑磺隆、啶磺草胺、甲基二磺隆，PSⅡ類除草劑綠麥隆，HPPD類新型除草劑環吡氟草酮未產生明顯的抗性。抗甲基二磺隆野燕麥種群YMXX-2020-1對ALS類除草劑氟唑磺隆、啶磺草胺產生了不同水平的交互抗性，這在有關看麥娘對甲基二磺隆的抗性報道^［18］中出現過相同的現象，對ACCase類除草劑唑啉草酯、炔草酯和烯禾啶，PSⅡ類除草劑綠麥隆，HPPD類新型除草劑環吡氟草酮表現出輕微的多抗性。尤其是通過對精唑禾草靈和甲基二磺隆敏感性的對比發現，對精唑禾草靈敏感的種群可能對甲基二磺隆并不敏感，對甲基二磺隆敏感的種群對精唑禾草靈并不敏感，因此在田間防除野燕麥的過程中，要注意藥劑的正確合理使用。

針對本研究發現的野燕麥抗性問題，首先必須意識到研究野燕麥抗藥性已經十分重要，野燕麥對麥田多種常見除草劑的抗性問題都在慢慢顯現，因此在田間防除野燕麥的過程中，盡量選用殺草譜一致、作用機制不同的除草劑交替使用，同時要及早進行田間觀察，加強抗性監控，建立監測點，減少抗性種群的進一步蔓延，為田間防除提供理論依據。

參考文獻：

［1］程 燕，周軍英，單正軍. 美國農藥水生生態風險評價研究進展［J］. 農藥學學報，2005，7（4）：293-298.

［2］朱林元，常中先，劉元茶，等. 麥田野燕麥生物學特性及防治技術［J］. 江蘇雜草科學，1984，2（1）：6-8，18.

［3］涂鶴齡，邱學林，魏福香，等. 春小麥田草害及綜合防治技術研究總結［J］. 青海農林科技，1998（4）：4-6.

［4］黃興盛. 我國農田野燕麥雜草防除現狀［J］. 天津農業科學，1987（1）：26-28.

［5］Délye C，Causse R，Michel S.Genetic basis，evolutionary origin and spread of resistance to herbicides inhibiting acetolactate synthase in common groundsel （Senecio vulgaris）［J］. Pest Management Science，2016，72（1）：89-102.

［6］Feng Y J，Gao Y，Zhang Y，et al. Mechanisms of resistance to pyroxsulam and ACCase inhibitors in Japanese foxtail （Alopecurus japonicus）［J］. Weed Science，2016，64（4）： 695-704.

［7］潘 浪. 麥田菵草（Beckmannia syzigachne）對精唑禾草靈抗藥性及其機理研究［D］. 南京：南京農業大學，2018.

［8］張 帥. 我國主要農作物田雜草防控技術［J］. 雜草學報，2020，38（2）：50-55.

［9］王瑪麗，李 奇，楊佳佳，等. 小麥田看麥娘對甲基二磺隆的抗性水平及分子機制初探［J］. 農藥學學報，2022，24（1）：88-95.

［10］畢亞玲，戴玲玲， 谷剛，等. 日本看麥娘對精唑禾草靈和甲基二磺隆的抗性機制［J］. 浙江農業學報，2020，32（4）：671-677.

［11］葛魯安，朱寶林，趙 寧，等. 小麥田大穗看麥娘對精唑禾草靈的抗性［J］. 農藥學學報，2020，22（1）：82-87.

［12］Li W，Zhang L L，Zhao N，et al. Multiple resistance to ACCase and ALS-inhibiting herbicides in Beckmannia syzigachne （Steud.） Fernald without mutations in the target enzymes［J］. Chilean Journal of Agricultural Research，2017，77（3）：257-265.

［13］Zhang P，Wu H，Xu H L，et al. Mechanism of fenoxaprop-P-ethyl resistance in Italian ryegrass （Lolium perenne ssp. multiflorum） from China［J］. Weed Science，2017，65（6）：710-717.

［14］Gao H T，Yu J X，Pan L，et al. Target-site resistance to fenoxaprop-P-ethyl in Keng stiffgrass （Sclerochloa kengiana） from China［J］. Weed Science，2017，65（4）：452-460.

［15］Pan L，Li J，Zhang T，et al. Cross-resistance patterns to acetyl coenzyme A carboxylase （ACCase） inhibitors associated with different ACCase mutations in Beckmannia syzigachne［J］. Weed Research，2015，55（6）：609-620.

［16］高海濤. 耿氏假硬草（Pseudosclerochloa kengiana）種子生物學特性及對精唑禾草靈抗藥性的研究［D］. 南京：南京農業大學，2017.

［17］Xu H L，Zhu X D，Wang H C，et al. Mechanism of resistance to fenoxaprop in Japanese foxtail （Alopecurus japonicus） from China［J］. Pesticide Biochemistry and Physiology，2013，107（1）：25-31.

［18］Guo W L，Yuan G H，Liu W T，et al. Multiple resistance to ACCase and AHAS-inhibiting herbicides in shortawn foxtail （Alopecurus aequalis Sobol.） from China［J］. Pesticide Biochemistry and Physiology，2015，124：66-72.