4種苗前封閉除草劑對(duì)鎘低積累水稻的安全性評(píng)價(jià)

摘要 為篩選鎘低積累水稻田安全型封閉除草劑，保障鎘低積累水稻生產(chǎn)安全，通過(guò)室內(nèi)盆栽試驗(yàn)、田間小區(qū)試驗(yàn)評(píng)價(jià)了異噁草松、氟酮·呋喃酮、芐嘧·丙草胺、芐·丁·乙草胺等4種除草劑對(duì)鎘低積累水稻的安全性，并測(cè)定了光合作用光系統(tǒng)Ⅱ抑制劑異噁草松對(duì)鎘低積累水稻葉綠素含量的影響。結(jié)果表明：異噁草松會(huì)使水稻葉片白化、植株輕微矮化，氟酮·呋喃酮會(huì)使水稻植株明顯矮化，但后期均能恢復(fù)正常，芐嘧·丙草胺處理后水稻無(wú)明顯藥害癥狀，芐·丁·乙草胺會(huì)使水稻缺苗；水稻品種‘44-5’的耐藥性最差，芐·丁·乙草胺對(duì)作物藥害最重；葉綠素含量變化幅度與水稻品種自身的葉綠素含量正相關(guān)。本文可為鎘低積累水稻田雜草管理提供科學(xué)用藥清單。

關(guān)鍵詞 鎘低積累水稻；除草劑；安全性；藥害；葉綠素

中圖分類(lèi)號(hào)：S 451. 21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B DOI：10.16688/j.zwbh.2024107

水稻是我國(guó)的三大主糧作物之一，在我國(guó)約有60%以上的居民以稻米為主食。鎘是一種毒性很強(qiáng)的重金屬元素，可從土壤中遷移到植物體中，并可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，并在人體肝臟、腎臟中逐漸富集，可造成肝腎損傷、骨骼軟化等，并影響生殖功能，誘發(fā)糖尿病、高血壓等病癥。據(jù)《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》公布，我國(guó)有近似7%的土壤存在著不同程度的鎘污染。含鎘大米的攝入是我國(guó)人民攝入鎘元素的主要途徑，鎘低積累品種選育是目前控制水稻中鎘污染成本效益最高的方法。

雜草不僅與水稻爭(zhēng)奪土壤養(yǎng)分、空間、光照和水分，顯著降低水稻產(chǎn)量和質(zhì)量，還會(huì)影響水稻收獲（損壞收割機(jī)、影響稻谷純度等），減少農(nóng)民的收入。化學(xué)防治由于其省工、省時(shí)、見(jiàn)效快等特點(diǎn)，成為目前雜草防除的主要方式。水稻播種后雜草出苗前的封閉除草不僅能降低前期雜草對(duì)水稻正常生長(zhǎng)的影響，還能降低后期防除時(shí)的雜草基數(shù)、葉齡壓力，在水稻田雜草防除中尤為重要。本試驗(yàn)選用的除草劑異噁草松、氟酮·呋喃酮、芐·丁·乙草胺、芐嘧·丙草胺已在水稻田登記并大面積使用，但還未見(jiàn)它們對(duì)鎘低積累水稻品種安全性的相關(guān)研究報(bào)道，對(duì)鎘低積累水稻的藥害風(fēng)險(xiǎn)尚未明確。

本文通過(guò)室內(nèi)盆栽試驗(yàn)和田間小區(qū)試驗(yàn)評(píng)估4種除草劑對(duì)鎘低積累水稻品種的安全性及對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響，測(cè)定光合作用光系統(tǒng)Ⅱ抑制劑異嗯草松對(duì)鎘低積累水稻葉綠素含量的影響，旨在為鎘低積累水稻田除草劑特別是封閉除草劑的選擇提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試除草劑

360g／L異噁草松微囊懸浮劑（CS），由美國(guó)富美實(shí)公司生產(chǎn)；27%氟酮·呋喃酮懸浮劑（SC），由拜耳股份公司生產(chǎn)；25%芐嘧·丙草胺可濕性粉劑（WP）和22.5%芐·丁·乙草胺可濕性粉劑（WP），由湖南田野生物科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)。以上藥劑均為市售。

1.2供試植物

供試鎘低積累水稻品種為‘韶香100’‘44-5’‘蓮兩優(yōu)’‘臻兩優(yōu)’‘西子11’，均為湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主選育待大面積推廣品種；對(duì)照品種為‘黃華占’，由湖南省雜交水稻研究中心保存并提供。

1.3安全性評(píng)價(jià)

1.3.1室內(nèi)安全性評(píng)價(jià)

采用室內(nèi)盆栽試驗(yàn)法（農(nóng)藥室內(nèi)生物測(cè)定試驗(yàn)準(zhǔn)則，NY／T 1155.6-2006），選用水稻品種為‘韶香100’‘44_5’‘蓮兩優(yōu)’‘臻兩優(yōu)’‘西子11’‘黃華占’。水稻種子于37℃人工氣候培養(yǎng)箱中浸種24h、催芽24 h，催芽后選取生長(zhǎng)一致、露白均勻的種子，定量100粒種子均勻點(diǎn)播至裝有3／4泥土的長(zhǎng)方形盆內(nèi)（長(zhǎng)50 cm，寬25 cm），播種后覆土1～1.5 cm，并保持土壤濕潤(rùn)，置于人工氣候室內(nèi)培養(yǎng)（光周期約12 h，溫度26～28℃）。

除草劑于水稻播種后第2天采用中農(nóng)機(jī)電牌3W-2000型行走式噴霧塔進(jìn)行土壤噴霧施藥處理，除草劑處理均選擇推薦劑量范圍內(nèi)的高劑量，T2：360g／L異噁草松微囊懸浮劑35mL／667m²（12.6g／667m²有效劑量，下同），T3：27%氟酮·呋喃酮懸浮劑24mL／667m² （7.2g／667m²），T4：25%芐嘧·丙草胺可濕性粉劑120g／667m² （30g／667m²），T5：22.5%芐·丁·乙草胺可濕性粉劑100g／667m²（22.5g／667m²），并且設(shè)置清水處理為空白對(duì)照組（T1），噴液量為30L／667m²。試驗(yàn)共計(jì)5個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。

施藥處理后3、7、14 d目測(cè)觀察水稻生長(zhǎng)情況，如有藥害則詳細(xì)記錄藥害的癥狀，如施藥后的白化、矮化、葉片蜷縮、畸形、腐爛、萎蔫等現(xiàn)象，如藥害能恢復(fù)則記錄恢復(fù)時(shí)間。藥后7、14d采用隨機(jī)取樣法從各處理中隨機(jī)選取3株水稻，測(cè)定株高、植株鮮重等生長(zhǎng)指標(biāo)，根據(jù)公式計(jì)算各處理的生長(zhǎng)抑制率（R）。R=X₀-X₁／X₀×100，其中X₀為對(duì)照株高（或植株鮮重），X₁為處理株高（或植株鮮重）。

1.3.2田間安全性評(píng)價(jià)

試驗(yàn)于2022年在湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院內(nèi)試驗(yàn)田進(jìn)行，試驗(yàn)田為沙泥田，pH為5.7，有機(jī)質(zhì)含量4.5%。選用水稻品種為‘韶香100’‘44-5’‘蓮兩優(yōu)’‘臻兩優(yōu)’。試驗(yàn)小區(qū)面積為20m²（5 m×4 m）。水稻在37℃人工氣候培養(yǎng)箱中浸種24h、催芽24 h，排干田間水分，選用露白均勻、生長(zhǎng)一致的水稻種子播種，播種方式采用人工撒播。共計(jì)5個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列。

除草劑于水稻播種后第2天（2022年6月24日），采用背負(fù)式電動(dòng)噴霧器（流量3L／min，工作壓力0.45MPa，噴孔直徑1mm）土壤噴霧法進(jìn)行施藥處理，試驗(yàn)處理及噴液量同1.3.1。試驗(yàn)期間（施藥當(dāng)天至施藥后30d）平均氣溫29.8℃，平均最高溫33.9℃，平均最低溫26.4℃，平均相對(duì)濕度74.8%，總降雨量191.5 mm。

施藥后7、21d目測(cè)觀察水稻生長(zhǎng)情況，如有藥害則詳細(xì)記錄藥害的癥狀，如施藥后的白化、矮化蜷縮、畸形、腐爛等現(xiàn)象及其恢復(fù)狀況。藥后7d采用五點(diǎn)取樣法每點(diǎn)2株，選取各處理水稻10株；藥后21d每點(diǎn)1株，隨機(jī)選取各處理水稻5株。測(cè)定水稻的株高、植株鮮重等生長(zhǎng)指標(biāo)，計(jì)算各處理的生長(zhǎng)抑制率。

1.4異嗯草松對(duì)水稻葉綠素含量的影響

水稻培養(yǎng)方法及除草劑噴施方法同1.3.1，在水稻三葉一心期，噴施360 g／L異噁草松微囊懸浮劑0、6.3、12.6、18.9、25.2、37.8 gl667m²，噴施后7d取水稻心葉葉片組織0.1g，將葉片剪成小細(xì)條狀，置于10 mL的帶蓋試管中，加入提取液（80%丙酮：95%乙醇=1：1）定容至10mL，上下顛倒使其完全沉淀。暗處理24h（將10mL的帶蓋試管用錫箔紙包裹，做避光處理），期間上下顛倒搖勻1～2次，直至葉片全部變白。分別測(cè)定其在波長(zhǎng)663 nm和645 nm處的吸光度，以未加葉片的提取液作為空白對(duì)照。葉綠素含量測(cè)定參照Porra等的方法。計(jì)算葉綠素a、b以及總?cè)~綠素含量。Ca=（OD663×12.71-OD₆₄₅×2.59）×V/W×1000; Cb=（OD₆₄₅×22.88-OD₆₆₃×4.67）×V／W×1000; CT=Ca+Cb，其中Ca，Cb分別為葉綠素a和葉綠素b的含量，CT為總?cè)~綠素含量，V為提取體系體積（單位L），W為葉片組織質(zhì)量（單位g）。

1.5數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件計(jì)算水稻的株高、植株鮮重抑制率，用DPS 7.05軟件Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析，采用Prism 8.0繪制統(tǒng)計(jì)圖。

2結(jié)果與分析

2.1 4種除草劑對(duì)鎘低積累水稻的室內(nèi)安全性評(píng)價(jià)

施藥后7、14 d水稻生長(zhǎng)情況見(jiàn)圖1。異嗯草松施藥3d后所有品種水稻苗稍矮，水稻葉片明顯變白，出現(xiàn)白化現(xiàn)象；施藥7d后白化葉片逐漸恢復(fù)；施藥14 d后白化葉片基本恢復(fù)，少量水稻苗稍矮。氟酮·呋喃酮施藥3d后水稻葉片皺縮、蜷曲，植株明顯矮化；施藥7d后矮化癥狀逐漸恢復(fù)；施藥14 d后矮化癥狀基本恢復(fù)。芐嘧·丙草胺施藥后3、7、14 d水稻均生長(zhǎng)正常，無(wú)明顯藥害癥狀出現(xiàn)。芐·丁·乙草胺施藥3d后植株矮化，并影響水稻出苗；藥后14 d仍未恢復(fù)。

4種除草劑對(duì)水稻株高、植株鮮重的影響見(jiàn)表1。從水稻品種方面分析，供試6個(gè)品種水稻中耐藥性由強(qiáng)到弱依次為‘韶香100'gt;‘黃華占’gt;‘西子11'gt;‘蓮兩優(yōu)’gt;‘臻兩優(yōu)'gt;‘44-5’。對(duì)‘韶香100’，氟酮·呋喃酮（T3）和芐·丁·乙草胺（T5）對(duì)其株高有顯著抑制，藥后7d顯著低于對(duì)照，但藥后14 d株高和植株鮮重均與空白對(duì)照無(wú)顯著差異。對(duì)‘黃華占’，異嗯草松（T2）、氟酮·呋喃酮（T3）和芐丁·乙草胺（T5）對(duì)其株高、鮮重均有顯著抑制，藥后7d顯著低于對(duì)照，但藥后14 d除氟酮·呋喃酮（T3）對(duì)其鮮重有顯著抑制外，其余各處理間株高與鮮重均與空白對(duì)照無(wú)顯著差異。雖然施藥后7d4種除草劑均顯著抑制‘西子11’的株高，但施藥后14 d均與空白對(duì)照無(wú)顯著性差異。‘蓮兩優(yōu)’和‘臻兩優(yōu)’的耐藥性類(lèi)似，受氟酮·呋喃酮（T3）和芐·丁·乙草胺（T5）的抑制作用較大，‘臻兩優(yōu)’施藥后14 d的植株鮮重還受異嗯草松（T2）的顯著性抑制。‘44-5’的耐藥性最差，藥后14 d的株高還受除芐嘧·丙草胺（T4）之外的其他3個(gè)除草劑的顯著性抑制。施藥后14 d的植株鮮重只受氟酮·呋喃酮（T3）顯著抑制。

從除草劑種類(lèi)方面分析，供試4種除草劑中氟酮·呋喃酮（T3）和芐·丁·乙草胺（T5）產(chǎn)生的藥害較重，對(duì)株高和植株鮮重的抑制明顯高于其他除草劑處理；芐嘧·丙草胺（T4）的安全性最高，僅施藥后7d顯著性抑制‘44_5'臻兩優(yōu)’的植株鮮重和‘西子11’的株高。

2.24種除草劑對(duì)鎘低積累水稻的田間安全性評(píng)價(jià)

施藥后7、21 d水稻生長(zhǎng)情況見(jiàn)圖2和圖3。芐嘧·丙草胺（T4）施藥后各品種水稻均無(wú)明顯藥害癥狀出現(xiàn)；異嗯草松（T2）、氟酮·呋喃酮（T3）施藥7d后出現(xiàn)白化和矮化的現(xiàn)象（圖2），施藥21 d后均已恢復(fù)正常；芐·丁·乙草胺（T5）施藥21 d后仍存在缺苗現(xiàn)象（圖3）。

4種除草劑對(duì)水稻株高、植株鮮重的影響見(jiàn)表2。從水稻品種方面分析，供試4個(gè)品種水稻中耐藥性由強(qiáng)到弱依次為‘臻兩優(yōu)’gt;‘蓮兩優(yōu)’gt;‘韶香100'gt;‘44-5’。從施藥后21 d的情況來(lái)看，‘臻兩優(yōu)’僅株高受芐·丁·乙草胺（T5）顯著抑制；‘蓮兩優(yōu)’的株高僅受芐·丁·乙草胺（T5）顯著抑制，鮮重僅受氟酮·呋喃酮（T3）的顯著抑制；‘韶香100’的株高受氟酮·呋喃酮（T3）和芐·丁·乙草胺（T5）的顯著抑制，鮮重僅受芐·丁·乙草胺（T5）的顯著抑制；‘44-5’施藥后21d的株高受除芐嘧·丙草胺（T4）之外的其他3種除草劑的顯著抑制，鮮重方面各處理均無(wú)顯著差異。

從除草劑種類(lèi)方面分析，供試4種除草劑中芐·丁·乙草胺（T5）產(chǎn)生的藥害最重，對(duì)供試4個(gè)水稻品種均有藥害；氟酮·呋喃酮（T3）次之，藥后21d對(duì)除‘臻兩優(yōu)’外的其他3個(gè)品種水稻株高均有顯著抑制；異嗯草松（T2）第三，藥后21d僅顯著抑制‘44-5’的株高；芐嘧·丙草胺（T4）的安全性最高，除藥后7d使‘韶香100’鮮重顯著降低外，藥后7、21d未發(fā)現(xiàn)其對(duì)供試水稻的株高和植株鮮重有顯著影響。

2.3異嗯草松對(duì)鎘低積累水稻葉綠素含量的影響

異嗯草松對(duì)鎘低積累水稻葉綠素含量的影響見(jiàn)圖4。異嗯草松對(duì)‘44-5’的影響最大，葉綠素含量隨著異嗯草松施藥劑量的上升而逐漸下降；‘韶香100’的反應(yīng)次之，當(dāng)施藥劑量大于6.3g／667m²時(shí)，葉綠素含量隨著異噁草松施藥劑量的上升而逐漸降低；‘黃華占’受影響最小，施藥劑量在0.0～18.9g／667m²之間時(shí)，葉綠素含量幾乎不受施藥劑量的影響，施藥劑量大于18.9g／667m²時(shí)，葉綠素含量隨著異噁草松施藥劑量的上升而降低。

葉綠素含量變化幅度與水稻品種自身的葉綠素含量緊密相關(guān)，葉綠素含量越高，受影響越大。‘44-5’的葉綠素含量最高（2000L／g左右），對(duì)異噁草松的敏感性也最高，最低施藥劑量6.3g／667m²時(shí)葉綠素含量即有明顯下降；‘韶香100’的葉綠素含量次之（gt;1500L／g），施藥劑量12.6g／667m²時(shí)葉綠素含量即呈下降趨勢(shì)；‘黃華占’的葉綠素含量最低《1500L／g），施藥劑量25.2g／667m²時(shí)葉綠素含量才明顯下降。

3結(jié)論與討論

農(nóng)田鎘污染治理方法主要有表層受污染土壤清除替換、化學(xué)劑洗滌、生物修復(fù)、堿性修復(fù)、生物炭吸附、淹水降鎘、鎘低積累作物品種種植等，其中鎘低積累作物品種種植是最經(jīng)濟(jì)有效的方法。鎘低積累作物品種種植推廣過(guò)程中栽培、土肥、植保等相關(guān)配套技術(shù)也需研究完善。水稻是我國(guó)最主要的糧食作物，受鎘污染危害嚴(yán)重。輕簡(jiǎn)化栽培方式——直播因需要投入的勞動(dòng)力和資本更少，大幅度節(jié)省生產(chǎn)成本而不斷發(fā)展。雜草是鎘低積累水稻直播種植推廣中最大的制約因素，因此，試驗(yàn)篩選安全、高效除草劑是雜草防除的首要工作，其中安全性測(cè)試是首先需要考慮的。

莫淳等研究發(fā)現(xiàn)異嗯草松對(duì)水稻無(wú)明顯藥害，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)異嗯草松會(huì)引起水稻前期藥害，這與TenBrook等的描述一致，分析造成這樣差異的原因可能是：一是與施藥前后的光照條件有關(guān)，因?yàn)楫悋f草松屬于活性氧光活化類(lèi)除草劑，光照充分情況下的癥狀明顯；二是藥害觀察時(shí)間不合適，異噁草松引起的葉片白化發(fā)生快、恢復(fù)快，藥后3d即有明顯藥害發(fā)生，后逐步恢復(fù)，藥后14d基本完全恢復(fù)；三是水稻品種不一樣，造成了這種品種安全性差異。氟酮·呋喃酮主要用于封閉防除移栽稻田雜草和苗后莖葉防除直播田雜草，還未見(jiàn)其用于直播稻田封閉除草的相關(guān)報(bào)道，王義生等的研究發(fā)現(xiàn)氟酮·呋喃酮7.2g／667m²會(huì)引起移栽緩苗水稻植株矮化、著藥點(diǎn)褪綠斑，10～15d后恢復(fù)，與本試驗(yàn)結(jié)果類(lèi)似，說(shuō)明該藥劑有用于直播稻田封閉除草的應(yīng)用前景，但適宜施用劑量還需進(jìn)一步試驗(yàn)探索。芐嘧·丙草胺作為水直播稻田長(zhǎng)期以來(lái)的主流封閉除草劑，大部分情況下對(duì)水稻安全，偶爾也會(huì)抑制水稻生長(zhǎng)，本試驗(yàn)中芐嘧·丙草胺在室內(nèi)、田間情況下均對(duì)水稻安全。芐·丁·乙草胺主要用于水稻移栽田或拋秧田封閉除草，丁草胺可在添加安全劑后應(yīng)用于水稻直播田封閉，但乙草胺因?yàn)榛钚愿摺⑴涮装踩珓┎煌晟频仍颍沟煤也莅坊钚猿煞值某輨┙M合均不能用于水稻直播田封閉除草。王會(huì)福等研究發(fā)現(xiàn)60%芐·丁在1080g／hm²對(duì)直播后5d的早稻安全，而本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)芐·丁·乙草胺在337.5g／hm²下對(duì)水稻的藥害較重，猜測(cè)可能是乙草胺加重了水稻藥害。

不同品種水稻對(duì)除草劑的耐受性有差異，本試驗(yàn)的目的一方面是為鎘低積累水稻品種篩選安全性除草劑，另一方面也是為鎘低積累水稻品種提供除草劑負(fù)面使用清單。通過(guò)本試驗(yàn)，建議鎘低積累水稻直播田封閉除草選用芐嘧·丙草胺、異噁草松，勿使用含乙草胺成分的除草劑，氟酮·呋喃酮于鎘低積累水稻田封閉使用，還需進(jìn)一步的試驗(yàn)探索。