摘 要:[目的]为明确砜吡草唑在红麻田应用的可行性,评估该药剂对红麻产量的影响。[方法]采用土壤喷雾法,通过室内生物活性测定和田间试验,测定了砜吡草唑对红麻的安全性和对红麻田杂草的防控效果。[结果]在室内条件下,砜吡草唑对稗草活性高,GR50和GR90分别为20.51?83.52ga.i./hm2?对反枝苋的GR50和GR90分别为27.05?243.37ga.i./hm2,均高于对照药剂精异丙甲草胺;砜吡草唑主要抑制红麻?稗草和反枝苋的株高和鲜质量,但能促进其幼根伸长,而对照药剂精异丙甲草胺抑制红麻和杂草的株高?根长和鲜质量;对红麻而言,砜吡草唑对稗草和反枝苋的选择性系数分别为3.168和1.087,均高于对照药剂的1.312和0.205,表明砜吡草唑在试验剂量范围内对红麻相对安全。田间试验结果表明:砜吡草唑对信阳?盐城2地红麻株高?茎粗?皮厚?鲜皮产量等指标均表现显著促进作用,不仅信阳红麻的产量高于盐城红,且对信阳红麻田杂草的防效(株防效和鲜质量防效均高于85%)优于盐城。[结论]施用砜吡草唑防控红麻田杂草时,要根据不同地区杂草发生种类科学用药,严格控制用量,谨防药害发生。
关键词:红麻;砜吡草唑;杂草防控效果;安全性;产量
红麻(Hibiscus cannabinus(kenaf)别称洋麻?槿麻等,属锦葵科Malvaceae木槿属Hibiscus一年生草本韧皮纤维植物,是继棉花?黄麻之后的第三大纤维作物,主要分布于亚洲和美洲[1];我国红麻种植历史悠久,红麻纤维单产位居世界首位,在河南?河北?浙江?湖南?湖北?广东?广西?福建和安徽等省均有种植[2]。作为自然生态系统中的重要组成分,红麻田杂草发生种类多?危害重,化学防控是当前红麻田除草的主要手段。史鹏飞等[3]评估了敌草胺等多种芽前除草剂对红麻(红综3号)田杂草的防控效果及安全性,发现仅50%敌草胺水分散粒剂和450g/L二甲戊灵微囊悬浮剂在除草效果和安全性2个方面表现优异,其他除草剂对红麻(中杂红305)出苗?株高?茎粗?鲜质量等生长指标存在不同程度的抑制作用,这与本团队前期研究除草剂对红麻幼根?幼芽生长的结果基本一致[4],表明红麻幼苗对多数常用除草剂较敏感。陈常理等[5]发现48%氟乐灵乳油对福红911的安全性最佳,60%丁草胺乳油和33%二甲戊灵乳油次之,96%精异丙草胺乳油对麻田杂草防效优良,但对红麻后期的生长明显有抑制作用。虽然前人探索了多种除草剂对红麻田杂草的防控效果及安全性,然而与水稻?小麦?玉米等大宗作物相比,红麻种植范围相对偏小,农药生产与销售企业目前尚未在该作物上登记任何化学除草剂产品,导致红麻田杂草防控药剂匮乏,除草技术相对落后。
砜吡草唑(pyroxasulfone)是由日本组合化学工业株式会社与庵原化学工业株式会社联合开发的异唑类新型广谱?高活性芽前土壤处理剂[6],其作用机制与乙草胺类似,施用后被杂草幼根或幼芽吸收,通过抑制超长链脂肪酸延长合成酶的生物合成,破坏分生组织与胚芽鞘,抑制幼苗早期生长[7]。目前,该药剂主要用于防治小麦田[8-9]?玉米田[10]杂草,也可以与噻吩磺隆复配防治大豆田杂草[11],在花生和向日葵田[12-13]也有应用,暂无麻类作物田的应用报道。为明确砜吡草唑对红麻的安全性及控草效果,本团队采用土壤喷雾法测定了砜吡草唑对红麻的毒力和安全性,并于2023年在信阳和盐城2地同时进行了田间试验,试验结果可为评价该芽前除草剂在红麻田安全应用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
作物品种：红麻 Hibiscus cannabinus品种H2101、中杂红368和中红麻10号均由中国农业科学院麻类研究所提供。
杂草种类：稗草 Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.及反枝苋 Amaranthus retroflexus L.均由本团队田间采集种子保存。
药剂和试剂：98%砜吡草唑原药、40%砜吡草唑悬浮剂，上海群力化工有限公司；对照药剂：96%精异丙甲草胺原药，瑞士先正达作物保护有限公司；960g/L精异丙甲草胺原药，先正达(苏州)作物保护有限公司；丙酮与吐温-80等试剂均为市售国产分析纯。
仪器及设备：行走式喷雾塔(型号为3WP-2000，调压阀设定为3.0kg/cm3，喷头为TP6501E)，农业部南京农业机械化研究所；背负式电动喷雾器(WBD-18型，容量20L，压力0.48MPa)，益晨电动喷雾器有限公司。
1.2 砜吡草唑对杂草防效及对红麻安全性的室内测定
参照中华人民共和国农业行业标准(NY/T1155.6—2006，作物的安全性试验：土壤喷雾法)[14]执行，室内分别测定砜吡草唑对稗草、反枝苋的生物活性和对红麻的抑制作用。
砜吡草唑对稗草和反枝苋的生物活性测定试验于湖南省农业生物技术研究所生物测定实验室中进行。杂草培养、效果调查方法参照邬腊梅等[15]的方法：泥土(砂壤土，pH6.5，有机质含量为3.1%)与营养土按1∶1混匀，装于直径9cm盆钵的4/5处待用；将发芽率高于90%以上、籽粒饱满的稗草与反枝苋种子各50粒分别均匀地撒播于装土盆钵表面，再覆土0.5cm，并以盆钵底部渗灌方式保持土壤湿润，移入温室常规培养24h后进行药剂处理，各药剂剂量(有效成分)见表1。利用行走式喷雾塔施药，药液量16mL。药后以盆钵底部渗灌方式保湿，设清水处理为空白对照；以上每处理重复4次。药后3、7d定期观察记录稗草和反枝苋出苗数，按公式(1)计算稗草和反枝苋防效；并于药后21d分别测量并记录各处理的稗草与反枝苋株高、根长，称取并记录其地上部分鲜质量，按公式(2)计算株高、根长及鲜质量抑制率。
式中:G为杂草防效/作物出苗率;N1为出苗数;N2为测试种子数。
式中:R为生长抑制率;X0为对照株高/根长/鲜质量,单位为厘米(cm)或克(g);X1为处理株高/根长/鲜质量,单位为厘米(cm)或克(g)。
表1 砜吡草唑对杂草和红麻室内生物测定的试验设计
砜吡草唑对红麻的安全性测定试验于湖南省农业生物技术研究所生物测定实验室中进行。红麻室内栽培方法参照亚麻[15]和工业大麻[16]:泥土(砂壤土,pH6.5,有机质含量为3.1%)与营养土按1∶1混匀,装于直径9cm盆钵的4/5处待用;3个品种的红麻种子各20粒分别均匀撒播于装土盆钵表面并覆土0.5cm,移入温室常规栽培,以底部渗灌方式保湿?播种后24h利用行走式喷雾塔进行土壤喷雾处理,药液量16mL。各药剂剂量(有效成分)见表1,以不含药剂的清水处理(CK)为空白对照;以上各处理重复4次。于药后3?7d定期观察记录红麻出苗数,按上述公式(1)计算红麻出苗率;药后21d,每盆随机测量10株红麻苗株高与根长,称取并记录其地上部分鲜质量,按上述公式(2)计算砜吡草唑不同剂量对红麻苗株高?根长和鲜质量抑制率,按公式(3)计算药剂对红麻的安全性系数,评估药剂对红麻的安全性。
药害分级标准(目测,分5级)[14]:药害程度0%~10%表示无明显药害;药害程度11%~30%表示轻微药害;药害程度31%~50%表示中度药害;药害程度51%~100%表示严重药害。
式中:I表示除草剂的选择性系数;C表示除草剂对作物的GR10,单位为ga.i./hm2;W表示除草剂对杂草的GR90,单位为ga.i./hm2。
1.3 砜吡草唑对红麻田杂草防控的田间效果及产量影响
田间试验方法参照中华人民共和国国家标准(GB-T17980.128—2004,除草剂防治棉花田杂草)[17]执行,于2023年在信阳和盐城进行了砜吡草唑对红麻田杂草防控效果和红麻安全性的大田试验?信阳试验地位于河南省信阳市茶丰植保专业合作社示范基地(N32°14′29″,E114°10′11″),土壤为黄棕壤;海拔906m,前茬作物为毛叶苕子;田间杂草种类较多,以牛筋草?稗草?反枝苋?鳢肠?青葙?铁苋菜等为优势种群;盐城试验地位于江苏省盐城市亭湖区盐东镇指南村(N33°32′17″,E120°16′26″),盐土,土壤平均全盐含量为2.39g/kg,海拔4.5m,前茬作物为红麻;田间杂草以牛筋草?稗草?马唐?藜?反枝苋?空心莲子草?香附子为主。于红麻播种后48h进行土壤施药处理,药剂用量见表2,设不含药的清水处理为空白对照。每处理设3次重复(小区),每小区面积为100m2,药液量4.5L。
药剂对杂草防效调查:每小区随机定5个调查点,每个调查点面积为0.25m2。分别于药后15?35d调查各点内杂草种类和株数,按公式计算杂草株防效;药后35d时称取并记录每小区各调查点杂草地上部分鲜质量,并计算鲜质量防效。除草剂对作物的安全性调查:于空白对照区杂草出苗时,目测各处理对红麻苗的安全性;红麻收获期,测量红麻株高?茎粗?皮厚?鲜皮质量,每小区随机调查3点,每点测量10株。
表2 砜吡草唑对红麻田杂草防效试验剂量
数据分析:以药剂剂量的对数值为自变量x?鲜质量防效的机率值为因变量y,运用DPS 7.05软件统计并建立活性回归方程,计算砜吡草唑与对照药剂对杂草的GR50?GR90值及95%的置信限,以及对红麻的GR10及95%的置信限,并采用Duncan′s新复极差法进行方差分析[14-15]。
2 结果与分析
2.1 砜吡草唑对杂草的室内活性测定结果
砜吡草唑对稗草和反枝苋室内防效(出苗)见表3。不同剂量砜吡草唑处理后,药后3d,对稗草防效为83.00%~87.00%,对反枝苋防效为69.00%~71.50%;药后7d,对稗草防效为86.00%~88.50%,对反枝苋防效为86.00%~89.00%,与对照药剂和不施药处理相当,说明砜吡草唑对稗草和反枝苋出苗无显著抑制效果。
表3 砜吡草唑对稗草和反枝苋室内防效(出苗)的影响
注:表中不同大写字母表示在1%水平差异显著(P<0.01),不同小写字母表示在5%水平差异显著(P<0.05),下同。
砜吡草唑对稗草和反枝苋的生物量测定结果见表4。砜吡草唑不同剂量对稗草的株高?鲜质量抑制率呈现显著性差异,且抑制效果随着剂量增加而升高:剂量45~75ga.i./hm2下,株高抑制率为83.52%~98.74%,鲜质量抑制率为79.75%~87.46%,3个剂量间差异不显著(P>0.05),且对稗草株高抑制率优于对照药剂精异丙甲草胺,鲜质量抑制率与精异丙甲草胺相当;砜吡草唑15~60ga.i./hm2下,对稗草根长有显著促进作用,促进率为0.83%~17.41%,促进率均随着剂量的升高而降低,剂量为75ga.i./hm2时,抑制根长生长,抑制率为2.49%;对照药剂精异丙甲草胺在试验剂量下,对稗根长也具有促进作用,促进率为3.66%~18.48%。
表4 砜吡草唑对稗草和反枝苋生长抑制率的影响
砜吡草唑对反枝苋株高和鲜质量的抑制效果稍低于稗草:试验剂量下,对反枝苋株高抑制率低于30%,对鲜质量的抑制率为33.92%~69.17%,与对照药剂精异丙甲草胺效果相当;对根长影响方面,砜吡草唑用量为145~60ga.i./hm2时,促进反枝苋根伸长,而对照药剂在试验剂量下,对反枝苋根长抑制率为24.86%~30.89%。
砜吡草唑对稗草和反枝苋毒力测定结果见表5。砜吡草唑对稗草活性高,GR50和GR90分别为20.51ga.i./hm2?83.52ga.i./hm2,活性显著高于对照药剂精异丙甲草胺的223.90ga.i./hm2和1141.99ga.i./hm2;对反枝苋的毒力低于稗草,GR50和GR90分别为27.05ga.i./hm2?243.37ga.i./hm2,但显著高于对照药剂精异丙甲草胺的266.17ga.i./hm2和7291.09ga.i./hm2。
表5 砜吡草唑对稗草的生物活性测定(药后21d)
2.2 砜吡草唑对红麻安全性的室内测定结果
砜吡草唑对3个不同品种红麻出苗的影响见表6。不同剂量砜吡草唑处理后,药后3d,H2101出苗率为83.75%~86.25%,中杂红出苗率为81.25%~86.25%,中红麻10号出苗率为80.00%~88.75%;药后7d,H2101出苗率为95.00%~98.75%,中杂红出苗率为91.25%~98.75%,中红麻10号出苗率为95.00%~98.75%,与对照药剂和不施药处理相当,表明砜吡草唑对3个红麻品种种子出苗率无影响。
表6 砜吡草唑对3个红麻品种出苗的影响
药后21d目测观察结果见表7,砜吡草唑与精异丙甲草胺在5个不同剂量下,红麻苗无坏死?斑点?萎蔫等明显药害症状;但对麻苗株高有轻微抑制作用,且剂量越高,抑制作用越大,表明砜吡草唑需按严格照推荐剂量施用。
表7 砜吡草唑对红麻苗的药害情况调查结果(药后21d)
目测结果表明砜吡草唑不同剂量对3个供试红麻品种的影响基本一致,故选择H2101的株高?根长及地上部鲜质量进行测量,其测定结果见表8。砜吡草唑不同剂量对红麻的株高和鲜质量具有不同程度的抑制效应,抑制效果随着剂量增加而升高:剂量160~400ga.i./hm2下,株高抑制率为14.43%~21.25%,4个剂量间差异不显著(P>0.05),但显著高于80ga.i./hm2下的6.35%;砜吡草唑不同剂量对红麻鲜质量抑制率差异显著:320~400ga.i./hm2下,对红麻鲜质量抑制率为13.46%~16.50%,显著高于80~240ga.i./hm2下的鲜质量抑制率,与对照药剂精异丙甲草胺相当;80~240ga.i./hm2的砜吡草唑对红麻根长有促进作用,促进率为2.13%~6.51%,剂量为320~400ga.i./hm2时,抑制根生长,抑制率为3.09%~4.06%,2者之间无显著差异;对照药剂精异丙甲草胺不同剂量对红麻根长均为抑制作用,抑制率为7.02%~26.29%。
表8 砜吡草唑对红麻H2101的影响
砜吡草唑对红麻生物活性测定结果见表9:GR10值和GR50值分为264.63?1252.36ga.i./hm2;曲明静等[12]研究了砜吡草唑对花生的安全性,结果显示,采用土壤喷雾法?盆钵底部渗灌时,该药剂对花生的GR10为212.03ga.i./hm2,与本试验结果类似;对照药剂精异丙甲草胺对红麻的GR10值和GR50值分为1498.09?8362.29ga.i./hm2。
表9 砜吡草唑对红麻H2101的生物活性测定(药后21d)
由表4和表9结果可知:砜吡草唑对稗草和反枝苋的选择性系数分别为3.168和1.087,均高于对照药剂对稗草和反枝苋选择性系数的1.312和0.205。砜吡草唑对红麻与稗的选择性系数大于2,表明该药剂试验剂量范围内在红麻田应用相对安全,但对红麻与反枝苋的选择性系数小于1,说明该药剂在保证对反枝苋防效的剂量范围时,可能会对红麻产生潜在药害风险。因此,其田间应用的安全性还需通过田间试验进行验证。
2.3 砜吡草唑对红麻田杂草的防除效果
砜吡草唑对信阳和盐城2地红麻田杂草株防效和鲜质量防效测定结果见表10,砜吡草唑剂量为15~75ga.i./hm2?施药后15d,对信阳红麻试验地杂草的株防效为85.36%~93.02%,与对照药剂防效相当,且各处理间株防效差异不显著;对盐城红麻试验地杂草的株防效为79.75%~87.93%,略低于对照药剂,高剂量(45~75ga.i./hm2)处理下的株防效与对照药剂精异丙甲草胺防效无显著差异;药后35d,低剂量(15ga.i./hm2)砜吡草唑对信阳红麻田杂草的株防效为86.61%,显著低于高剂量处理(75ga.i./hm2)和对照药剂的株防效,而不同处理间对杂草鲜质量防效无显著差异,均高于85%,与对照药剂相当;不同剂量的砜吡草唑对盐城红麻田杂草的株防效和鲜质量防效分别为77.91%~82.82%?53.19%~73.05%,无显著差异,与对照药剂防效相当。可见,地域不同,杂草种类与发生规律也不相同,会导致除草剂的防效有差异。
表10 砜吡草唑对红麻田杂草株防效和鲜质量防效
2.4 砜吡草唑对红麻的安全性表现
砜吡草唑对信阳和盐城试验地收获期红麻株高?茎粗等产量指标的调查结果见表11,该药剂对2地红麻产量指标均有显著促进作用:对信阳红麻株高促进率为0.21%~8.58%,不同剂量下对株高促进率差异显著,且显著高于对照药剂;剂量为15~45ga.i./hm2时,其对红麻茎粗的促进效果与75ga.i./hm2时相当,显著高于对照药剂;低剂量处理(15ga.i./hm2)下,能显著促进红麻皮厚增加,高剂量(45~75ga.i./hm2)处理对皮厚的增加效果与精异丙甲草胺相当;对鲜皮产量影响方面,砜吡草唑3个剂量处理下的促进率无显著差异,与对照药剂相当。
砜吡草唑对盐城试验地红麻产量指标的影响与信阳不完全一致。剂量为15~45ga.i./hm2时,对红麻株高促进率为7.63%~12.37%,2者之间差异显著,当砜吡草唑剂量提高至75ga.i./hm2时,轻微抑制盐碱地红麻株高生长,抑制率为2.31%,与精异丙甲草胺相当;中?低剂量(15~45ga.i./hm2)砜吡草唑对红麻茎粗?皮厚和亩产鲜皮量的促进作用显著高于高剂量(75ga.i./hm2)的砜吡草唑和对照药剂,而75ga.i./hm2砜吡草唑对红麻茎粗?皮厚和亩产鲜皮量的促进作用与对照药剂相当。
表11 砜吡草唑对信阳和盐城红麻产量指标的影响
3 讨论与结论
砜吡草唑处理后,红麻?稗草和反枝苋能正常出苗,且对稗草和反枝苋幼苗株高?鲜质量均具有显著的抑制效果,对稗草的抑制效果优于反枝苋,说明砜吡草唑对禾本科杂草抑制作用高于阔叶杂草,并对红麻及2种杂草出苗无影响。在田间应用方面,砜吡草唑对盐城红麻试验田杂草的株防效和鲜质量防效较信阳试验田低,且对红麻亩产鲜皮量的促进率也较信阳试验田低,可能2地土壤性质有关:盐地试验地盐分含量相对较高,有机质含量少,杂草抗逆性强,但红麻对该地的适应性不强,这与卞康亚等[18]的研究结果类似。相同除草剂对同一作物不同品种的产量?不同地区的杂草防除效果具有显著的差异性,主要原因在于地理和气候具有差异性,杂草种类?发生时间也具有明显的区域性特征,因此,在进行杂草防控时,要科学用药,做到因地施药?因时施药,根据不同地区的作物种植模式和杂草种类,制定对应的杂草防控策略。
杂草治理应遵从“除早?除小”的原则,杂草2~4叶期为防治适期。砜吡草唑用量为75ga.i./hm2(40%砜吡草唑悬浮剂12.5mL/667m2),于红麻播后苗前进行土壤喷雾,能有效控制红麻田杂草且对作物安全。然而,本试验中砜吡草唑对红麻田杂草防效及安全性试验数据来源仅限于信阳与盐城2地,不能完全代表该药剂对全国不同红麻产区的控草效果及不同红麻品种的安全性,仍需在不同红麻区?针对不同品种开展田间试验以验证其在红麻田的应用前景。
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文章摘自:邬腊梅,伍灿,杨江山,黄佳豪,杨浩娜,砜吡草唑对红麻田杂草的防控效果及安全性评价,[J].农药.https://link.cnki.net/urlid/21.1210.TQ.20241125.1641.006。
