稻田残留二氯喹啉酸致后茬烟草畸形的解毒剂筛选
2016-08-10申昌优钟秋瓒肖先仪刘小平邵雪莲杨庆根张祖清
邱 慧,申昌优,钟秋瓒*,肖先仪,刘小平,邵雪莲,刘 毅,杨庆根,张祖清
(1.江西省赣州市农业和粮食局,江西 赣州 341000;2.江西省赣州市烟草科学研究所,江西 赣州 341000;3.江西省烟草公司 赣州市公司,江西 赣州 341000)
稻田残留二氯喹啉酸致后茬烟草畸形的解毒剂筛选
邱 慧1,申昌优2,钟秋瓒2*,肖先仪3,刘小平2,邵雪莲3,刘 毅2,杨庆根3,张祖清2
(1.江西省赣州市农业和粮食局,江西 赣州 341000;2.江西省赣州市烟草科学研究所,江西 赣州 341000;3.江西省烟草公司 赣州市公司,江西 赣州 341000)
稻田过量施用除草剂二氯喹啉酸后,土壤中残留的二氯喹啉酸可致后茬烟草生长畸形。为了缓解二氯喹啉酸对烟草的危害,研究了淡紫拟青霉菌剂、修根、欧甘、碧护、三十烷醇、海洋寡糖钾、植物动力2003+、阿卡迪安、诱导龙和碳酸钾等10种药剂对烟草二氯喹啉酸药害的解毒效果。结果表明,淡紫拟青霉菌剂和碳酸钾对低残留二氯喹啉酸引起的烟草畸形有很好的缓解作用,烟株的叶宽、叶长、株高表现较好;碧护、三十烷醇和植物动力2003+对烟草畸形有暂时的减轻作用;修根、欧甘、海洋寡糖钾、阿卡迪安和诱导龙解毒效果均不理想。鉴于目前尚缺乏有效的针对二氯喹啉酸药害的解毒剂,建议烟区前茬水稻田尽量避免使用含有二氯喹啉酸成分的除草剂。
稻田;烟草;二氯喹啉酸;畸形;解毒剂
文献著录格式:邱慧,申昌优,钟秋瓒,等.稻田残留二氯喹啉酸致后茬烟草畸形的解毒剂筛选[J].浙江农业科学,2016,57(1):119-123.
二氯喹啉酸(quinc1orac),化学名称为3,7-二氯-8-喹啉羧酸,商品名“快杀稗”“克稗星”,是德国B A SF公司开发的一种激素类型除草剂[1],具有用量少、残效期长、对稗草特效等优点,深受广大农户的欢迎。但由于二氯喹啉酸的盲目使用,导致部分作物产生药害,特别是土壤中残留的二氯喹啉酸对后茬轮作物烟草产生了不同程度的药害。已有报道显示,在残留二氯喹啉酸的稻田中种植烟草,烟草通常畸形生长,表现为新叶叶缘下卷,叶片皱缩,狭窄细长,严重影响烟叶的产量和质量[2-4],给烟农带来了严重的经济损失。
为减轻二氯喹啉酸对烟草的危害,有许多研究者都致力于二氯喹啉酸致烟草畸形的解毒剂筛选工作。陈泽鹏等[5]用75%赤霉素、0.01%芸苔素内酯、植保素、15%高效氨基酸糖磷脂和水杨酸喷施受二氯喹啉酸危害的盆栽烟苗,但对畸形烟叶的解毒效果均不明显;刘华山等[6-7]用0.01 mm o 1·L-1的SN P(硝普钠)喷洒受二氯喹啉酸胁迫的烟株,提高了烟叶中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶等的活性,降低了体内超氧阴离子自由基、羟基自由基(·O H)及丙二醛的含量,降低了二氯喹啉酸对烟株的危害,用C a C 12喷施受二氯喹啉酸胁迫的烟株,提高了烟株内保护酶活性,减少了活性氧含量,使生理代谢得以正常进行;郑雄志等[8]喷施施嘉乐、芸苔素内酯和碧护等药剂,结果表明对畸形烟叶有一定的解毒效果。但总体来看,目前关于烟草二氯喹啉酸药害解毒剂的筛选研究,多为室内模拟盆栽试验,田间试验尚少。为了缓解因稻田土壤残留二氯喹啉酸而致烟草畸形生长的问题,减少由此引起的经济损失,本文拟就烟田二氯喹啉酸药害的解毒剂筛选和田间解毒效果进行评价。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试烟草(Nicotiana tabacumL.)品种为云烟87,由赣州市烟草公司瑞金分公司提供。
除草剂解毒剂有淡紫拟青霉菌剂(华南农业大学万树青教授提供)、修根(叶面肥,万树青教授提供)、欧甘(叶面肥,万树青教授提供)、碧护(赤·吲乙·芸苔,赤霉素0.135%、吲哚乙酸0.000 52%、芸苔素内酯0.000 31%,德国阿格福莱农林环境生物技术股份有限公司)、三十烷醇(0.1%微乳剂,四川国光农化股份有限公司)、海洋寡糖钾(大量元素水溶肥料,钾≥40%,氮 +磷≥10%,微量元素 B,Z n,F e,Mn,C u≥0.5%,寡糖≥0.5%,海南正业中农高科股份有限公司)、植物动力2003+(叶面肥,山特龙国际贸易有限公司)、阿卡迪安(海藻酸≥80 g·L-1,氮+钾≥60 g·L-1,加拿大阿卡迪安海藻有限公司)、诱导龙(植物抗逆诱导剂,氨基酸≥3.0%,C u+Mn+Z n+B≥6.0%,涿州市翔翊华太生物技术有限公司)、碳酸钾(分析纯,上海国药集团)。
1.2 处理设计
试验于2013-2014年在江西省瑞金市壬田镇进行。试验田前茬作物为水稻,土壤中残留二氯喹啉酸。试验共设12个处理,依次为CK1(对照-受害株):清水;A:淡紫拟青霉菌剂,用药量每株10 g;B:修根,500倍液;C:欧甘,400倍液;D:碧护,10 000倍液;E:三十烷醇,1 000倍液;F:海洋寡糖钾,1 500倍液;G:植物动力2003+,1 000倍液;H:阿卡迪安,1 000倍液;I:诱导龙,1 000倍液;J:碳酸钾,用量为0.5%;另以经检测土壤中不含二氯喹啉酸残留的周边田块作为对照CK2(对照-健康株)。烟苗移栽后,田间烟苗刚出现新叶叶缘下卷等药害症状时,按各处理用药,药后7 d再用药1次。其中,处理A与J采用灌根方式,其他各处理均采用喷雾方式用药。每处理重复3次,每小区30株烟株,采用随机区组设计。各处理的田间农事操作一致,且各试验同一项工作均在同一天完成;田间管理按照当地烟草公司烟叶生产技术方案统一执行。
1.3 测试方法
土壤中二氯喹啉酸残留检测:参照YC/T469—2013植烟土壤及灌溉水 二氯喹啉酸除草剂残留量的测定 高效液相色谱法[9];土壤pH测定:参照许彦等[10]测定方法。
药害恢复程度。在第2次药剂处理后第30,60 d,分别测量各处理烟株株高及顶叶下第四片叶的叶宽、叶长;每个处理调查10株,每调查项求平均值。分别计算各处理的株高抑制率、叶长抑制率及叶宽抑制率。
1.4 数据处理
利用Exce12003和D P S 7.05进行数据统计分析,对有显著差异的各处理采用邓肯氏新复极差法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 土壤pH值及二氯喹啉酸残留
2013年试验土壤pH值检测结果为5.61,土壤中二氯喹啉酸残留量为0.019mg·kg-1;2014年试验土壤pH测定结果为5.49,土壤中二氯喹啉酸残留量为0.048mg·kg-1。试验土壤呈弱酸性,不利于二氯喹啉酸降解;且土壤中二氯喹啉酸残留量均大于田间药害临界值2.08×10-3m g·kg-1[5,11],符合试验要求,2013和2014年试验分别代表低残留二氯喹啉酸和高残留二氯喹啉酸。
2.2 不同解毒剂对低残留二氯喹啉条件下烟株生长的影响
由表1可以看出,施用解毒剂30 d后,受害株对照处理(CK1),烟株发育不良,株高、叶长和叶宽均最小,表明其生长受抑制程度最大,株高、叶长和叶宽的抑制率分别为 45.13%,17.93%和 39.61%。与 CK2(健康株)相比,CK1(受害株)的烟株株高、叶长和叶宽很不协调,烟株生长畸形。各解毒剂的株高抑制率介于-0.11%~36.61%,叶长抑制率介于0.18%~13.86%,叶宽抑制率介于5.76%~37.36%,表明施用解毒剂对药害有不同程度的缓解作用;其中处理D,E,G,I的株高、叶长和叶宽综合表现相对较好,株高、叶长和叶宽抑制率均相对较小,对毒害的缓解效果相对较好;处理A,B,J的效果不理想。
由表2可以看出,施用解毒剂60 d后,不含二氯喹啉酸除草剂残留的CK2(健康株)处理烟株长势良好,其株高、叶长和叶宽均最大;而CK1(受害株)处理,烟株株高、叶长和叶宽均最小,烟株生长畸形。处理A和J的株高、叶长和叶宽与CK2(健康株)株高、叶长和叶宽差异不显著,叶宽抑制率分别从处理30 d的28.65%和37.36%(表1)下降到3.45%和3.89%(表2),表明解毒剂A和J对低残留二氯喹啉酸药害的缓解作用较为缓慢,但后期解毒效果显著;其他处理的叶宽抑制率介于20.76%~43.73%,与CK2(健康株)叶宽差异显著,修复效果不理想。
2.3 不同解毒剂对高残留二氯喹啉条件下烟株生长的影响
由表3、表4可以看出,处理D和E分别在施用解毒剂30,60 d后,株高、叶长和叶宽与CK1(受害株)相比,差异显著,表明解毒剂D和E有一定的修复效果。施用解毒剂30 d后,处理D和E的叶宽抑制率分别为15.99%和7.67%,而CK1(受害株)叶宽抑制率高达48.19%。施用解毒剂60 d后,处理D和E的畸形程度加大,叶宽抑制率分别为26.56%和26.17%,分别上升10.57和 18.50百分点,表明解毒剂D和E有暂时的减轻畸毒作用,但不能彻底修复。处理A和J在施用解毒剂30,60 d后,叶宽抑制率分别从 46.66%和49.29%下降到17.38%和15.53%,表明解毒剂A 和J对缓解高残留二氯喹啉毒害有较好的缓效作用,但也不能彻底消除毒害。其他解毒剂处理B,C,F,G,H,I解毒效果均不理想。
表1 不同解毒剂处理30 d对低残留二氯喹啉条件下烟草生长的影响
表2 不同解毒剂处理60 d对低残留二氯喹啉条件下烟草生长的影响
表3 不同解毒剂处理30 d对高残留二氯喹啉条件下烟草生长的影响
表4 不同解毒剂处理60 d对高残留二氯喹啉条件下烟草生长的影响
3 讨论
二氯喹啉酸是激素型喹啉羧酸类除草剂,对稻田稗草特效,对水稻较安全。在田间自然状态下,二氯喹啉酸在土壤中不易降解,残留时间较长[12],易对烟草等敏感作物产生药害。为了缓解二氯喹啉酸对烟草的危害,本试验研究了淡紫拟青霉菌剂、修根、欧甘、碧护、三十烷醇、海洋寡糖钾、植物动力2003+、阿卡迪安、诱导龙和碳酸钾等10种药剂对烟草二氯喹啉酸药害的解毒效果。淡紫拟青霉菌剂对低残留二氯喹啉酸引起的烟草畸形有很好的缓解作用,其烟株的叶宽、叶长、株高表现较好,主要是淡紫拟青霉菌剂能产生吲哚-3-乙酸及类似生长素和细胞分裂素等物质[13],刺激烟株生长,同时改善土壤中微生物种群,提高土壤中微生物的活性,从而增强微生物对二氯喹啉酸的降解能力。土壤中施用碳酸钾,能提高土壤的碱性,加速土壤中二氯喹啉酸的分解,从而减轻二氯喹啉酸对烟株的危害。本研究发现,淡紫拟青霉菌剂和碳酸钾能缓解二氯喹啉酸残留引起的药害,但所需的解毒时间较长,短期内效果不明显,不能彻底消除药害。碧护、三十烷醇和植物动力2003+在一定时间内能缓解药害症状,施用后烟草1~2片新出叶药害症状减轻,但随后出现的新叶又产生畸形症状;而其他解毒剂总体修复效果较差。
二氯喹啉酸主要干扰植物体内激素调节酶的活性,使生物体生长、代谢不能正常进行,致使叶形扭曲、叶子变小、叶片颜色加深、生物量减少,严重者整株枯萎死亡,从而达到除草的目的[12]。Grossmann等[14]认为,二氯喹啉酸对乙酰辅酶A羧化酶合成酶反应合成乙烯中产生的氰化物的副产物产生刺激作用,是导致药害的主要原因。如何消除稻田残留二氯喹啉酸对后茬烟草的危害,目前关于二氯喹啉酸污染的土壤修复和对受害烟苗的外源物质修复的研究较多[4-8],而从分子水平上研究的较少,今后可借鉴其他作物的研究[15],从分子水平上对其为害机理进行深入研究。目前,就稻烟轮作区来说,筛选更为理想的稻田除草剂以替代二氯喹啉酸是彻底解决后茬烟草药害问题的根本出路。针对目前缺乏有效的二氯喹啉酸药害解毒剂的现状,建议烟区前茬水稻田尽量避免使用含有二氯喹啉酸成分的除草剂。
[1]BERGHAUS R B,WUERZER B.The mode action of the new experimenta1 herbicide quinc1orac(BAS 514H)[C]//Taipei:Proceedings of the 11thAsian-Pacific Weed Science Society Conference,1987:81-87.
[2]陈泽鹏,王静,万树青,等.广东部分地区烟叶畸形生长的原因及治理的研究[J].中国烟草学报,2004,10(3):34-37.
[3]钟秋瓒,万树青,黎茶根,等.江西烟叶畸形生长的原因及治理研究[J].江西农业学报,2014,26(6):65-68.
[4]王静.土壤残留二氯喹啉酸引起烟草畸形生长的研究[D].广州:华南农业大学,2004.
[5]陈泽鹏,邓建朝,万树青,等.二氯喹啉酸致烟草畸形的解毒剂筛选与解毒效果[J].生态环境,2007,16(2):453-456.
[6]刘华山,李晶新,韩锦峰,等.二氯喹啉酸胁迫下SN P对烟苗活性氧及保护酶系统的修复效应[J].华北农学报,2010,25(2):156-159.
[7]刘华山,王晓军,韩锦峰,等.外源钙对二氯喹啉酸胁迫下烤烟活性氧及保护酶的修复效应[J].河南农业科学,2012,41(2):64-67.
[8]郑雄志,李宏光,龙世平,等.几种解毒剂对烟田二氯喹啉酸次生药害的修复效果[J].南方农业学报,2013,44(3):426-430.
[9]中国烟草总公司广东省公司.植烟土壤及灌溉水二氯喹啉酸除草剂残留量的测定高效液相色谱法:Y C/T469—2013[S].北京:中国标准出版社.
[10]许彦,罗丰,许如意,等.三亚地区农业土壤pH值测定方法初探[J].长江蔬菜,2011(24):50-51.
[11]张倩,宋超,相振波,等.四种典型稻田除草剂对烟草生长的影响[J].中国烟草学报,2013,19(5):82-88.
[12]宋稳成,余苹中.二氯喹啉酸的生态毒理学研究进展[J].农药科学与管理,2006,25(9):13-17.
[13]史怀,林抗美,朱育菁,等.淡紫拟青霉菌剂防治菜豆根结线虫的药效及对土壤微生物群落的影响[C]//福建省农学会.2008年福建省科协第八届学术年会农业分会场论文集.2008:85-87.
[14]GROSSMANN K,KWIATKOWSKI J. The Mechanism of quinc1orac se1ectivity in grasses[J].Pesticide Biochemistry&Physio1ogy,2000,66(2) :83-91.
[15]KOO S J,NEAL J C,DITOMASO J M.Mechanism of action and se1ectivity of quinc1orac in grass roots[ J].Pesticide Biochemistry&Physio1ogy,1997,57(1) :44-53.
(责任编辑:高 峻)
S481+.8
B
0528-9017(2016)01-0119-04
10.16178/j.issn.0528-9017.20160145
2015-10-28
江西省科技支撑计划项目(20142B B F 60049);江西省烟草专卖局(公司)科技项目(201101003)
邱 慧(1971-),女,江西赣州人,农艺师,本科,主要从事农业生产技术研究工作,E-mai1:qi uqi u4838@163.com。
钟秋瓒(1980-),男,江西赣州人,助理研究员,在读博士研究生,研究方向为农药残留与环境毒理,E-mai1:z ho ng qi uz a n@126.com。