草甘膦水剂在抗草甘膦转基因大豆田除草效果及安全性研究

曹洪玉， 李香菊， 刘士阳， 崔海兰， 牛宏波

(中国农业科学院植物保护研究所，北京 100193)

草甘膦水剂在抗草甘膦转基因大豆田除草效果及安全性研究

曹洪玉， 李香菊， 刘士阳， 崔海兰， 牛宏波

(中国农业科学院植物保护研究所，北京 100193)

采用田间试验，研究了41%草甘膦水剂在抗草甘膦转基因大豆田使用的除草效果和抗草甘膦大豆的安全性。结果表明，41%草甘膦水剂对大豆田主要杂草马唐、反枝苋和铁苋菜等均有理想防效，药后30 d，41%草甘膦水剂1 537.5 g a.i./hm2剂量下对大豆田杂草防效达90%以上。41%草甘膦水剂对4种抗除草剂大豆材料(356043、87701RR2Y、06-698和07-1568)安全性较好，在922.5～2 460.0 g a.i./hm2剂量范围内，上述大豆材料无药害症状，其株高、复叶数、每荚粒数及百粒重均没有降低。与不用药对照相比，上述材料施用41%草甘膦水剂后增产显著。

41%草甘膦水剂； 抗草甘膦大豆； 安全性； 除草效果

我国大豆六大主产区草害面积占52%～86%，其中中等以上危害面积占28%～64%[1]。大豆田主要杂草有稗草、马唐、狗尾草、牛筋草、反枝苋、藜、鸭跖草、苘麻、苣荬菜等几十种[2-3]。化学除草是大豆田除草的重要手段，近几年大豆田化学除草面积已达其播种面积的90%以上[4]。大豆田常用除草剂包括乙草胺、氟乐灵、咪唑乙烟酸、精喹禾灵、乳氟禾草灵、三氟羧草醚等土壤处理剂和茎叶处理剂。但由于除草剂的长期大量使用导致抗药性杂草出现。长残留除草剂的使用及除草剂施用前后环境条件的影响也使作物药害频发，如东北地区大豆田咪唑乙烟酸、氯嘧磺隆等除草剂施用后长期残留在土壤中，对后茬敏感作物造成严重药害，损失巨大[5]。而转基因抗草甘膦大豆的种植，不仅降低了大豆田除草成本，而且有效地延缓了抗性杂草的产生和发展，减少了除草剂药害的发生，在国外已经成为大豆田杂草防除的关键技术之一。

目前全球转基因作物种植面积1.48亿hm2，其中，抗草甘膦转基因大豆种植面积最大，约占大豆总种植面积的77%左右[6]。据报道，美国、阿根廷和巴西抗草甘膦大豆播种面积分别占其大豆播种面积的91%、99%和71%[7]。我国目前已具有自主知识产权的抗除草剂基因，并已开展抗除草剂大豆的品种选育研究。随着国内外抗除草剂大豆相关研究的深入，需要研究喷施目标除草剂后对抗除草剂作物的安全性，为生产上培育耐受性强、抗性稳定性好、产量不降低的大豆材料提供评价技术。

本试验在室内生物测定的基础上，采用田间小区试验研究了草甘膦对大豆材料356043、87701RR2Y、06-698及07-1568的安全性。一方面为抗草甘膦大豆的田间耐受性鉴定寻找适宜的评价方法，另一方面通过比较各供试材料对草甘膦的耐受性差异，明确抗草甘膦大豆田目标除草剂草甘膦的安全用药剂量，为我国抗草甘膦大豆材料推广过程中的合理使用除草剂提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

抗草甘膦大豆材料356043(转gat基因)，由美国杜邦公司提供；抗草甘膦大豆材料87701 RR2Y(简称RR2Y，转cp4epsp基因)，由美国孟山都公司提供；抗草甘膦大豆材料06-698(转epsp基因)和07-1568(转epsp基因)，由国内育种单位提供。常规大豆材料中黄13，由北京中农作科技发展有限公司生产。

41%草甘膦水剂(农达)，由美国孟山都公司生产。

1.2 试验地点

试验于2010年5-11月在中国农业科学院植物保护研究所廊坊中试基地暨农业部转基因植物环境安全监督检验测试中心(北京)进行。试验地为中壤，pH值为8.0，地势平坦，肥力均匀。试验隔离、试验过程中的管理条件及安全设施按NY/T 719.3—2003标准进行。

1.3 试验设计及喷雾处理

试验采用裂区设计，供试大豆品种(材料)为主区，41%草甘膦水剂施药量为副区。主区为356043、87701 RR2Y、06-698、07-1568和中黄13共5个处理；副区为41%草甘膦水剂0(清水对照)、41%草甘膦水剂922.5 g a.i./hm2、41%草甘膦水剂1 230.0 g a.i./hm2、41%草甘膦水剂1 537.5 g a.i./hm2和41%草甘膦水剂2 460.0 g a.i./hm25个处理，41%草甘膦水剂的前3个使用剂量为其农田灭生性喷雾除草登记剂量(http://www.chinapesticide.gov.cn)，最后一个剂量为中剂量的倍量。每处理3次重复，每个副处理小区面积20 m2。大豆7月4日播种，行距40 cm，株距8 cm，出苗后按常规方式进行田间管理，大豆生育期内灌水3次。7月21日在大豆3片羽状复叶期喷施41%草甘膦水剂。喷雾器械为背负式压缩喷雾器(国家农业信息化工程技术研究中心研制)，Tee Jet 8002扇形喷头，喷雾压力2.75 kPa，喷液量450 L/hm2，喷幅2.0 m。

1.4 调查及计算方法

1.4.1 除草效果调查 药后30 d，每小区取3个0.25 m2样点，分草种调查杂草株数及鲜重，计算药剂对杂草的防效。计算公式如下：

株数(鲜重)防效=[对照杂草株数(鲜重)-施药处理杂草株数(鲜重)]/对照杂草株数(鲜重)×100%

1.4.2 安全性调查 施药后每周目测41%草甘膦水剂各剂量处理供试大豆材料的长势、长相。药后20 d(8月11日)每小区5点取样，每点取4株大豆，调查大豆株高和复叶数。药后47 d (9月7日)采用相同取样方法调查大豆株高、复叶数和单株结荚数。收获前，每小区取100株大豆调查单株结荚数、单株粒数及百粒重，计算理论产量。

试验数据采用SPSS软件进行统计分析及多重比较。

2 结果与分析

2.1 41%草甘膦水剂对大豆田杂草的防除效果

施药后30 d，喷施41%草甘膦水剂922.5 g a.i./hm2处理，对马唐、牛筋草、反枝苋、铁苋菜、藜和马齿苋的株数防效分别为92.31%、65.32%、99.69%、91.67%、78.41%和61.70%，鲜重防效分别为91.68%、65.32%、99.79%、92.72%、76.06%和57.92%(表1)，随41%草甘膦水剂用量增加防效提高，在41%草甘膦水剂1 537.5 g a.i./hm2处理剂量下，供试杂草株数防效和鲜重防效均在90%以上。结果还表明，在供试农田杂草群落中，马唐、反枝苋、铁苋菜对41%草甘膦水剂敏感，在41%草甘膦水剂推荐剂量的低量处理，上述杂草株数防效和鲜重防效就可达到90%以上，牛筋草、马齿苋、藜对41%草甘膦水剂中度敏感，41%草甘膦水剂低剂量处理对其株数防效为61.70%～78.41%，鲜重防效为57.92%～76.06%(表1)。

表1 41%草甘膦水剂药后30 d对大豆田杂草防除效果

2.2 41%草甘膦水剂对大豆生长的影响

喷施41%草甘膦水剂后7 d目测，常规大豆材料中黄13表现心叶黄化、植株生长停止，随施药量增加上述症状加重。施药后20 d，41%草甘膦水剂1 537.5～2 460.0 g a.i./hm2剂量范围内中黄13植株全部死亡。41%草甘膦水剂922.5～1 230.0 g a.i./hm2剂量范围内，中黄13死亡率达60%以上，未死亡植株叶片枯黄皱缩，逐渐脱落，植株生长发育受到严重影响，基本无经济产量。国外引进的大豆材料356043和87701 RR2Y对41%草甘膦水剂有较强耐受性，在41%草甘膦水剂2 460.0 g a.i./hm2剂量之下，施药后20 d，大豆株高和复叶数与空白对照相应性状无显著差异(P=0.05)。国内培育的大豆材料06-698和07-1568对41%草甘膦水剂耐受性也较好，上述剂量处理后20 d调查，两个材料的复叶数和株高与空白对照无差异(表2)。

表2 41%草甘膦水剂药后20 d大豆复叶数和株高

2.3 41%草甘膦水剂对大豆产量的影响

喷施41%草甘膦水剂后对不同供试材料的产量构成因素列于表3。由表3看出，41%草甘膦水剂922.5～2 460.0 g a.i./hm2剂量处理，大豆材料356043、87701 RR2Y、06-698及07-1568的单株荚数、每荚粒数和百粒重在各处理剂量之间均无显著差异(P=0.05)，与不用药处理相比，喷施41%草甘膦水剂922.5 g a.i./hm2的处理，上述4个供试材料分别增产113.09%、201.13%、45.03%和33.07%，增产原因主要是增加了大豆的单株荚数。中黄13在41%草甘膦水剂1 230.0～2 460.0 g a.i./hm2剂量范围内已全部死亡，仅41%草甘膦水剂处理剂量为922.5 g a.i./hm2时部分大豆植株少量结荚。

3 结论与讨论

41%草甘膦水剂为灭生性触杀型除草剂，供试大豆田中马唐、反枝苋、铁苋菜对该药剂敏感，牛筋草、马齿苋、藜对该药剂中度敏感。41%草甘膦水剂1 537.5 g a.i./hm2，对上述杂草防效均在90%以上，随剂量增加除草效果提高。

表3 41%草甘膦水剂对供试大豆产量的影响

综合考虑41%草甘膦水剂对供试抗除草剂大豆品种株高、复叶数、单株荚数、每荚粒数和百粒重等产量构成因素的影响，本试验表明，41%草甘膦水剂对大豆材料356043、87701 RR2Y、06-698及07-1568均具有较高的安全性。与不用药处理相比，喷施41%草甘膦水剂922.5 g a.i./hm2的处理，上述4个供试材料均增产显著。常规大豆材料中黄13在41%草甘膦水剂922.5 g a.i./hm2时即产生严重药害，大豆株高、复叶数、单株结荚数均显著下降，减产严重。供试大豆材料356043、87701 RR2Y、06-698和07-1568对草甘膦具有较好的耐受性。

上述结果与室内试验在41%草甘膦水剂施用剂量922.5～2 460.0 g a.i./hm2时抗除草剂大豆无药害症状，不降低株高和植株干重的结果相一致。因此，在田间试验条件受到限制的情况下，可采用室内生物测定试验评价大豆对草甘膦的耐受性。

国外研究表明，41%草甘膦水剂在抗草甘膦作物不同生育期喷施后，作物的耐受性表现一定差异，抗草甘膦作物某生育时期可能对41%草甘膦水剂比较敏感[8]。本研究施药时间为抗草甘膦大豆3片羽状复叶期，而生产上农民使用草甘膦除草随意性较强，因此需就41%草甘膦水剂在大豆的其他生育期用药的安全性做进一步深入研究。

[1]全国农田杂草考察组. 中国大豆田主要杂草的分布和危害[J]. 杂草学报，1988，2(3)：18-26.

[2]陈 娟，马国胜，高智谋. 大豆田主要杂草的综合防除及除草剂安全合理施用技术[J]. 安徽农业科学，2002，30(2)：254-256.

[3]陈铁保，丛 林，张占英，等. 黑龙江省大豆田杂草的种群组成及其分布[J]. 大豆科学，1985，4(1)：67-74.

[4]苏少泉. 我国东北地区除草剂的使用及问题[J]. 农药，2004，43(2)：53-55.

[5]范志金，刘丰茂，钱传范. 磺酰脲类除草剂的现状和发展趋势分析[J]. 农药，1999，38(5)：6-9.

[6]James C. Highlights of global status of commercialized biotech/GM crops in 2010[M]. ISAAA Briefs No. 42. ISAAA,Ithaca,NY,2010.

[7]GMO Compass. Genetically modified plants:Global cultivation area[R/OL]. (2010-03-02)[2011-03-12]. http://www.gmo-compass.org/eng/agri_biotechnology/gmo_planting/342.genetically_modified_soybean_global_area_under_cultivation.html.

[8]Ryanp V,Senseman S A,Cothren J T. Boll abscission responses of glyphosate-resistant cotton(Gossypiumhirsutum) to glyphosate[J]. Weed Technology,2003,17(4):571-575.

StudyonControllingEfficiencyandSafetyofGlyphosate41%ASinTransgenicGlyphosate-ResistantSoybeanField

CAO Hong-yu,LI Xiang-ju,LIU Shi-yang,CUI Hai-lan,NIU Hong-bo

(Plant Protection Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100193,China)

Weeds controlling efficiency and safety of glyphosate 41% AS were studied in transgenic glyphosate-resistant soybean field. The results show that controlling efficiency of glyphosate 41% AS on main weeds such asAmaranthusretroflexus,Digitariasanguinalis,Acalyphaaustralisis high significantly. The rate of controlling weeds reaches to more than 90% when the glyphosate 41% AS is applied at the dosage of 922.5 g a.i./hm2 in 30 days. And the safety of glyphosate 41% AS to the four herbicide-resistant soybean cultivars( 356043, 87701RR2Y, 06-698 and 07-1568) is better as well.There is no injuries occurred for the four transgenic herbicide-resistant soybean cultivars when glyphosate 41% AS is applied at the dosage of 922.5～2 460.0 g a.i./hm2. The plant height, number of compound leaves, number of seeds per pod and 100-seeds weight of the four cultivars do not trend to decline. Yield of the four soybean cultivars under herbicide freatment at the dosage of 922.5 ～ 2 460.0 g a.i./hm2is increased significantly than that of control.

glyphosate 41% AS; glyphosate-resistant soybean; safety; controlling efficiency

S451

A

1003-935X(2011)03-0022-04

曹洪玉，李香菊，刘士阳，等. 草甘膦水剂在抗草甘膦转基因大豆田除草效果及安全性研究[J]. 杂草科学，2011，29(3)：22-25.

2011-05-23

国家转基因生物新品种培育重大专项(编号：2008 ZX08004-01-21)。

曹洪玉(1985—)，女，山东滨州人，在读硕士，从事转基因大豆环境安全研究；E-mail：bz-hongyu@163.com。

李香菊，研究员。Tel：(010)62813309; E-mail：xjli@ippcaas.cn。