除草剂解毒剂减轻氯磺隆残留对玉米药害的研究

孙太凡， 叶 非

（1.黑龙江八一农垦大学文理学院，大庆 163319； 2.东北农业大学，哈尔滨 150030）

氯磺隆是美国杜邦公司于20世纪80年代初开发的磺酰脲类除草剂，具有活性高、用量少、成本低、运输方便等特点，是一种高效、广谱、低毒的除草剂。可用于小麦、大麦、燕麦、黑麦、亚麻以及非耕地防除大多数阔叶类杂草和某些禾本科杂草，因其上述优点，深受广大用户欢迎。但由于其活性高，半衰期长，分解缓慢，造成在土壤中残留，抑制后茬玉米、大豆、高粱、水稻、棉花、油菜等作物生长。国外有研究表明，可以使用解毒剂来减轻长残效除草剂对后茬敏感作物的药害［1－3］。

除草剂解毒剂（antidote）又称除草剂安全剂（safener），或称作物保护剂（protectant），是伴随除草剂的应用而开发的一类化学物质。除草剂解毒剂在不影响除草剂对靶标杂草活性的前提下有选择地保护作物免受除草剂的伤害［4］。除草剂解毒剂的使用为化学除草剂创造了新的机会，它可以减轻除草剂残留对作物的药害，改进敏感作物的耐受性，扩大除草剂的应用范围。国内对于解毒剂的研究起步较晚，报道也比较少。1995年叶非等［5］报道了除草剂解毒剂二氯乙酰胺合成的研究，以后陆续也有合成报道，还有对解毒剂生物测定及作用机理的研究，如除草剂安全剂R－29148对乙草胺解毒的生测研究［6］，安全剂R－28725保护玉米免受氯嘧磺隆药害的机理研究［7］等。

N－二氯乙酰基－3，6－二甲基－3－乙基－9－氧代－1，5－二氮杂二环［4.3.0］壬烷是由作者合成的一种新型的除草剂解毒剂，属于二氯乙酰胺类解毒剂［8］，化合物的结构式为：

二氯乙酰胺类解毒剂是氯代乙酰替苯胺类和硫代氨基甲酸酯类除草剂的良好解毒剂，并能作为磺酰脲类和咪唑啉酮类除草剂在禾本科作物田中的解毒剂应用，以减轻除草剂所引起的药害［9－10］。

在前期研究工作的基础上［6－7，11］，利用室内生物测定方法对 N－二氯乙酰基－3，6－二甲基－3－乙基－9－氧代－1，5－二氮杂二环［4.3.0］壬烷进行了初步的生物活性测定，研究了该化合物减轻氯磺隆残留对玉米的伤害作用。

1 材料与方法

1.1 供试材料与设备

供试玉米品种为‘四密21’玉米种子；除草剂氯磺隆为20%可湿性粉剂，由江苏溧阳市化工厂生产；解毒剂 N－二氯乙酰基－3，6－二甲基－3－乙基－9－氧代－1，5－二氮杂二环［4.3.0］壬烷由东北农业大学实验室合成。SPX－250－GB培养箱，上海跃进医疗器械厂；EJS120－4电子天平，沈阳龙腾电子称量仪器有限公司。

1.2 测定方法

1.2.1 氯磺隆对玉米生长的影响

取定量过2mm筛的风干土，按药土比例制成氯磺隆浓度分别为0、0.5、1、2、5、10μg／kg的毒土，平衡12h。将精选的玉米种子用50℃热水浸泡30min，然后用500倍液的多菌灵在室温下浸泡8h，种子用自来水冲洗干净，在26℃恒温箱中催芽24h。选取芽长一致的种子，均匀摆在药土表面，上覆10g干土，放入26℃培养箱中培养6d。取出培养好的玉米幼苗，测其株高、株鲜重、根长、根鲜重。所有处理重复3次。

1.2.2 解毒剂减轻氯磺隆对玉米药害的生物活性试验

选取氯磺隆浓度2μg／kg的条件下，研究N－二氯乙酰基－3，6－二甲基－3－乙基－9－氧代－1，5－二氮杂二环［4.3.0］壬烷对氯磺隆的解毒效果。取定量过2mm筛的风干土，按药土比例制成氯磺隆浓度为2μg／kg的毒土，平衡12h。另将玉米种子用不同浓度（0、0.5、1、5、10、20mg／kg）的解毒剂于26℃培养箱中浸种12h，水洗后继续催芽24h。选取芽长一致的种子，均匀摆在药土表面，上覆10g干土，放入26℃培养箱中培养6d。取出培养好的玉米幼苗，测其株高、株鲜重、根长、根鲜重。所有处理重复3次。

1.2.3 数据统计方法

数据采用Excel及Matlab软件进行统计和分析。

2 结果与分析

2.1 氯磺隆对玉米生长的影响

采用土培法测定了氯磺隆不同浓度对玉米生长的影响，结果见图1～3。

图1 氯磺隆不同浓度（C）对玉米生长的影响曲线

图2 氯磺隆不同浓度（C）对玉米鲜重的影响曲线

图3 氯磺隆不同浓度（C）对玉米生长的抑制曲线

从图中可以看出，氯磺隆对玉米的生长有比较明显的抑制作用，氯磺隆浓度对数ln（C＋1）对玉米各项生理指标的影响曲线及抑制曲线都比较接近“S”形，各曲线的Logistic回归模型如下。

株高：y＝98.89／（1＋0.093 9e1.1827x）

p＝0.035 8；

根长：y＝115.5／（1＋0.096 3e1.2664x）

p＝0.060 5；

株鲜重：y＝0.438 7／（1＋0.131 2e1.0167x）

p＝0.054 5；

根鲜重：y＝0.472 0／（1＋0.103 5e1.2556x）

p＝0.074 8；

株高抑制率：y＝60.444 9／（1＋36.615 2e－2.4886x）

p＝0.084 4；

根长抑制率：y＝63.904 8／（1＋36.330 9e－2.5756x）

p＝0.097 1；

株鲜重抑制率：y＝54.531 1／（1＋10.252 7e－1.9671x）

p＝0.065 8；

根鲜重抑制率：y＝63.831 3／（1＋27.755 1e－2.4745x）

p＝0.095 5；

由回归模型的检验结果可以看出，各曲线Logistic回归方程的显著性水平p均小于0.1，说明试验的实测值与模型吻合较好。从图中还可以看出氯磺隆对玉米各项生理指标的抑制在1μg／kg以下时效果不明显，浓度在1～5μg／kg范围，随浓度增加抑制程度提高较快，而浓度超过5μg／kg时，抑制率随氯磺隆浓度增大变化较小。

2.2 解毒剂对氯磺隆的解毒效果

不同浓度的解毒剂对氯磺隆的解毒效果见图4。

图4 解毒剂不同浓度（C）对玉米生长的保护曲线

建立解毒剂对氯磺隆解毒作用的多项式拟合模型如下。

株高：y＝ －36.211x2＋112.83x＋2.283 3

p＝0.009 69；

根长：y＝ －25.688x2＋78.134x＋9.028 5

p＝0.004 335；

株鲜重：y＝ －22.671x2＋78.972x－4.409 6

p＝0.008 816；

根鲜重：y＝ －18.572x2＋61.291x＋0.351 5

p＝0.006 39；

由多项式拟合模型的检验结果可以看出，各多项式拟合模型的显著性水平p均小于0.01，说明试验的实测数据与模型模拟吻合较好。化合物N－二氯乙酰基－3，6－二甲基－3－乙基－9－氧代－1，5－二氮杂二环［4.3.0］壬烷能较好地保护玉米免遭除草剂氯磺隆的伤害。从图4可以看出，在氯磺隆浓度一定的条件下，解毒剂的保护作用呈现出一定的变化规律。先是随着解毒剂浓度的增大，保护作用逐渐增强，在1～5mg／kg时，保护效果最好，当解毒剂浓度大于10mg／kg时，保护作用减弱。由此看出，解毒剂并不是浓度越高越能起保护作用，而是在一定的浓度范围内具有较好的保护效果。

3 结论

试验表明，N－二氯乙酰基－3，6－二甲基－3－乙基－9－氧代－1，5－二氮杂二环［4.3.0］壬烷对除草剂氯磺隆有较好的解毒效果，氯磺隆浓度一定时，使用不同浓度的解毒剂，解毒效果不同。当土壤中氯磺隆残留量为2μg／kg时，解毒剂浓度在0.5～10mg／kg范围内均有一定的解毒效果，但在1～5mg／kg时解毒效果最佳，玉米株高、株鲜重、根长、根鲜重的恢复率最高可达101.27%、63.74%、73.29%和51.81%。

长残效除草剂在土壤中残留期长，对后茬作物产生药害，导致作物减产或绝产，给农业生产造成巨大损失，同时也限制了此类除草剂的继续应用。解毒剂的开发和利用，不仅可以减轻除草剂对作物的药害，增强作物对除草剂的耐受性，还可以扩大除草剂的应用范围，延长除草剂的使用年限，避免开发新除草剂的巨额费用［4，12］。解毒剂从一个新的角度去利用、完善和开发现有除草剂的功能［13］，因此加强对解毒剂的研究，有利于农业持续、良好的发展。

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