5种除草剂在温室与田间条件下除草活性的比较

唐 伟，徐小燕，陈 杰，姚燕飞

(浙江省化工研究院有限公司，浙江杭州 310023)

杂草是与农业生产紧密相关且必须要面对的问题，1942年2，4-D的发现和利用开创了近代化学除草的新纪元，目前农田化学除草已经成为全球性现代化农业生产的重要组成部分。传统的除草剂在不断推广和应用过程中面临着杂草抗药性等问题，在我国当前的农药发展和加强知识产权保护的新形势下，创制新农药是必由之路，且创制工作亟需开展。创制新农药一般要经过以下的步骤：创制目标的确定→先导化合物的选择→新化合物的设计与合成→生物活性筛选→有效化合物的优化→高效化合物的选定→药效、大田试验及毒性的试验→新化合物的工业化开发[1-2]。

除草剂的生物活性测定被喻为发现高活性除草化合物的“眼睛”，前期的生测筛选工作大多在温室中采用盆栽试验完成。与田间试验相比，温室筛选试验主要评价药剂在相对稳定的温湿度环境条件下的活性，是活性化合物进入田间筛选试验的依据；田间筛选试验是在大田自然环境条件下进行的，可以客观地评价农药新品种在田间条件下的生物活性、作物的耐药能力和使用的大致浓度[3]。化学除草剂应用到环境中后，会由于挥发、光解、径流侵蚀、化合物自身分解、微生物降解、沥滤、土壤有机质吸附等多方面影响而导致最终被杂草靶标吸收的有效药液量存在差异[4-6]，从而可能出现与最初温室除草活性不一致的现象，最终无法对药剂的有效性和开发前景进行准确评价。因此在新化合物工业化开发前，对化合物的温室除草活性与田间活性数据进行综合分析是确定新化合物的应用剂量和方法的重要步骤。

本研究以4种除草剂对小麦、水稻、棉花和大豆田进行苗后茎叶处理和1种除草剂对棉花田进行苗前土壤处理为例，于2011—2012年选取相同的靶标杂草，采用盆栽试验在温室条件下测定其除草活性；并于同期用相同药剂在全国3～4个不同省区进行田间药效试验，分析5种药剂在温室与田间药效表现的差异，以期为除草剂的应用技术及新化合物的开发提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试药剂及供试靶标杂草见表1。所有试验药剂均由浙江省化工研究院有限公司提供。先用含1%吐温-80乳化剂的DMF溶解配制成1.0%～5.0%母液，再用蒸馏水稀释备用。

1.2 温室试验方法

分别在喷雾塔(3WPSH-700E，农业部南京农业机械化研究所)用炔草酯对3～4叶龄的菵草、看麦娘进行茎叶喷雾处理，喷雾剂量为0.38、0.75、1.50、3.00、 6.00、12.00、24.00 g/hm2； 用五氟磺草胺对3～4叶龄的稗草进行茎叶喷雾处理，喷雾剂量为1.88、3.75、7.50、15.00、30.00、60.00g/hm2；用精喹禾灵对3～4叶龄的马唐、牛筋草进行茎叶喷雾处理，喷雾剂量为1.88、3.75、7.50、15.00、30.00、60.00g/hm2；用氟磺胺草醚对3～4叶龄的反枝苋、鳢肠进行茎叶喷雾处理，喷雾剂量为9.8、18.8、37.5、75.0、150.0、300.0g/hm2；用二甲戊乐灵对3～4 叶龄的马唐、牛筋草进行苗前土壤处理，喷雾剂量为56.3、112.5、225.0、450.0、900.0、1 800.0g/hm2。

各药剂兑水量600L/hm2，每处理设4次重复，以喷施清水作为空白对照，于药后20d调查除草活性，按以下公式计算其鲜重抑制率E：

E=(C-T)/T×100%

式中：C为对照杂草地上部分鲜重，g；T为处理杂草地上部分鲜重，g。

1.3 田间试验方法

分别选取四川眉山、江苏淮安、山东泰安、浙江绍兴4个地区以菵草、看麦娘(含日本看麦娘)为主的小麦田进行炔草酯的田间药效试验，于3叶期左右进行一次性处理，喷雾剂量为1.88、3.75、7.50、15.00、30.00、60.00、120.00g/hm2；分别选取四川眉山、江苏盐城、黑龙江哈尔滨、浙江绍兴4个地区以稗草为主的水稻田进行五氟磺草胺的田间药效试验，于3～4叶期左右进行一次性处理，喷雾剂量为1.88、3.75、7.50、15.00、30.00、60.00g/hm2；分别选取四川眉山、山东泰安、北京、浙江绍兴4个地区的以马唐、牛筋草为主的棉花田进行精喹禾灵、二甲戊乐灵的田间药效试验，精喹禾灵在棉花的3～4叶期左右进行一次性处理，喷雾剂量为1.88、3.75、7.50、15.00、30.00、60.00、120.00g/hm2，二甲戊乐灵进行苗前土壤喷雾处理，喷雾剂量为56.3、112.5、225.0、450.0、900.0、1 800.0g/hm2；分别选取四川眉山、黑龙江哈尔滨、山东泰安、浙江绍兴4个地区以反枝苋为主的大豆田进行氟磺胺草醚的田间药效试验，精喹禾灵在3～4叶期左右进行一次性处理，喷雾剂量为1.88、3.75、7.50、15.00、30.00、60.00、120.00g/hm2。

各田间试验均设清水为空白对照，每处理4次重复，小区面积20m2。试验依据GB/T17980.41—2000《农药 田间药效试验准则(一)除草剂防治麦类作物地杂草》来执行。药效按下式计算：

鲜重防效=(CK-PT)/CK×100%

式中：PT为处理区残存草数或鲜重，g；CK为空白对照区活草数或鲜重，g。

根据非线性回归方程y=aln(x)+b，计算温室及田间试验的ED50、ED90值。

1.4 数据分析

统计杂草鲜重抑制率时应剪取植株地上部分进行称重。试验结果运用SPSS13.0 软件对数据进行差异显著性分析(SSR法)，用Excel和Origin8.0软件作图并进行回归分析。

2 结果与分析

在温室和不同田间试验点条件下，5个除草剂对靶标杂草的鲜重防效散点图见图1。结果显示：当温室处理下炔草酯的最低剂量0.38g/hm2时，对菵草、看麦娘的防效分别为37.6%、23.0%，比田间试验最低剂量1.88g/hm2的防效高；在苗后茎叶喷雾精喹禾灵对棉花田主要杂草有较理想防效，在 30g/hm2剂量条件下，除浙江外，其他试验点对杂草的总草防效均在80%以上，在最高剂量 300g/hm2条件下对整体杂草的鲜重防效在90%以上或接近90%；田间试验条件下，氟磺胺草醚对反枝苋进行苗后茎叶喷雾有理想的防效，在剂量 150g/hm2条件下，各个试验点中除了浙江试验点，其他试验点对杂草的总草防效均在90%以上，最高剂量60g/hm2条件下对整体杂草的鲜重防效在95%以上或接近90%，其中四川试验点的鲜重防效为99%；用二甲戊乐灵对棉花田进行播后苗前处理，对其主要杂草有较理想防效，在剂量 900g/hm2条件下，各个试验点中除了浙江试验点外，其他试验点对杂草的总草防效均在80%左右，最高剂量 1 800g/hm2条件下对整体杂草的鲜重防效在90%以上或接近90%。

对温室与田间试验的鲜重防效数据进行比较发现，一般来说在温室条件下测得的同一杂草的鲜重防效在低剂量条件下相当于或者高于田间试验数据，但高剂量处理下温室与田间处理的鲜重防效接近或相当。

将5个除草剂的温室生测试验数据与田间数据进行回归方程的拟合，计算其ED50、ED90，结果见表2。结果显示，与温室试验相比，除氟磺胺草醚的部分试验点外，各田间试验点中除草剂对靶标杂草鲜重防效的ED50、ED90值均高于温室试验。炔草酯、五氟磺草胺、精喹禾灵、氟磺胺草醚、二甲戊乐灵田间试验的ED90/温室试验的ED90范围分别为3.2～6.9、16.2～103.9、1.6～3.1、0.8～3.1、1.8～3.4。

表2 炔草酯、五氟磺草胺、精喹禾灵、氟磺胺草醚和二甲戊乐灵田间试验和温室试验的ED50及ED90值比较

3 结论与讨论

除草剂要发挥除草活性，必须满足3个条件：(1)药剂必须与杂草靶标有效接触(如根部、嫩芽、叶面等)；(2)药剂必须在所接触的杂草部位吸附足够时间以渗入植株组织或被植株吸收；(3)药剂有效成分能到达其作用位点[7-8]。但是实际上在除草剂被喷施到杂草表面到其最终发挥除草效果的过程中，会受到多种因素的综合影响而导致防效存在差异，这些影响因素包括环境因子及非环境因子。

影响除草剂田间药效的环境因子主要有土壤因素，包括土壤中的有机质含量、土壤质地、pH值、湿度等；气候因素主要包括温度、空气湿度、光照强度等，它们均可影响药剂的吸收和在植株组织内的转移[9]。Bouma等发现，在适宜的环境条件下，使它隆与治草醚/Z-[(4-氯-邻用苯基)氧]丙酸混剂仅需要常规剂量的1/4即可达到良好的除草效果[10]。施药过程中的一些人为因素也会影响除草效果，如使用喷雾装置的喷头孔径[11]、喷雾用水的pH值[12]等，甚至田间作物残茬也会对土壤中除草剂药效形成影响[13]。除草剂温室活性测定过程中，杂草靶标以营养土或土壤与营养土混合基质进行培养，试验通常采用蒸馏水为介质，在喷雾塔中进行喷药处理，在温室中进行培养和观察，整个试验环境相对稳定，可能导致其杂草防效相对田间要高。

影响除草剂田间药效的还包含一些生物因素，例如田间杂草发生种类、密度以及杂草自身敏感程度的差异也可能导致药效出现差异[14]。尤其是化学除草剂的大规模推广和使用，某些地区或田块中同一种药剂或相同作用类别的除草剂长期使用后，其杂草种群对该类药剂的敏感程度会发生变化，甚至产生耐性或抗药性[15]，这也会对田间试验的药效评价造成影响。但在进行除草剂活性温室评价时，通常采用的是从未使用化学除草剂的荒地采集的杂草种子作为试验材料，它们相对田间杂草较为敏感。因此相同杂草的不同生物型也可能是引起除草剂温室和田间防效差异的因素。

在本研究中，笔者以炔草酯、五氟磺草胺、精喹禾灵、氟磺胺草醚和二甲戊乐灵为例，在杂草靶标和叶龄基本一致的条件下，各除草剂在小麦、水稻、棉花和大豆等不同田间环境喷药时所需剂量要高于温室条件，且不同地区的田间试验数据差异明显。一方面可能是由于不同地区间的气候环境存在差异，另一方面可能是因为各地的田间试验存在诸多不可控因素，如喷雾器械、喷雾用水、喷雾操作等，另一个极可能的原因是各地田间杂草靶标本身的多样性以及各地不同的用药历史或引发了杂草的抗性，从而导致了本研究中5种除草剂温室与田间药效的差异。

综合试验结果，除草剂在温室生测试验与田间药效试验的实施过程中，由于施药方式、环境条件等存在差异，导致了除草剂活性表现出差异，即在相同剂量下的防效差异。因此在新除草化合物药效评价试验中应尽可能规范操作，避免试验过程中引入人为误差；另一方面要充分考虑试验靶标及试验地的选取，制定适宜的田间应用剂量，在出现差异时应分析各地的具体情况，找出主要的影响因子，以确保试验精确可靠运行。

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