几种除草剂防除南方砂糖橘园杂草及其安全性快速评价

张泰劼， 冯 莉， 田兴山， 程保平

(广东省农业科学院植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点实验室，广东广州 510640)

杂草是农业生产中影响作物产量的重要因素，在全球范围内造成的作物产量平均损失34%[1]。杂草化学防除是农田杂草防治中的最重要手段，由于果园杂草群落异质性程度高，因此许多研究表明灭生性除草剂是果园杂草化学防除的最佳选择[2-3]。草甘膦、草铵膦、百草枯是3种最常见的灭生性除草剂，其中草甘膦具有内吸传导的特性，对植物地下组织有很强的破坏能力，能够根除绝大多数常见杂草，但也正因为如此，在果园中使用易伤害敏感果树的根系。由于草甘膦的隐性危害较大，目前南方的柑橘果园已经大面积弃用该药剂，进而改用草铵膦。百草枯是高效触杀型除草剂，但因为对人毒性极大，于2016年7月1日起在我国禁用。因此，筛选更安全的广谱除草剂作为治理果园杂草的候选药剂具有重要的现实意义。

砂糖橘(CitrusreticulataBlanco)是目前我国华南地区最畅销的柑橘品种，在广东、广西广泛栽培。但由于南方气温高、雨水多，砂糖橘园杂草种类多、生长速度快，平均每年须要治理3～4次，尤其是施肥前，但砂糖橘园杂草化学防治研究尚未见报道。本研究以草铵膦和45%丙炔氟草胺悬浮剂及它们的混剂作为供试除草剂，比较它们对砂糖橘园杂草的防治效果，进一步利用叶绿素荧光技术评价2种除草剂及其混剂对砂糖橘的安全性，以期为南方砂糖橘园杂草治理及除草剂安全使用提供一定的参考和依据。

1 材料与方法

1.1 供试药剂

200 g/L草铵膦水剂，购自印度联合磷化物有限公司；45%丙炔氟草胺悬浮剂，购自浙江中山化工集团股份有限公司；66%氟草·草铵膦可湿性粉剂(6%丙炔氟草胺、60%草铵膦)，购自山东滨农科技有限公司。

1.2 供试橘园概况

试验地点位于广东省广州市白云区人和镇砂糖橘园，砂糖橘种植1年，试验时间是2017年4—5月。供试橘园的阔叶类杂草以白花鬼针草(Bidensalba)、红花酢浆草(Oxaliscorymbosa)、草龙(Ludwigiahyssopifolia)、胜红蓟(Ageratumconyzoides)、龙葵(Solanumnigrum)、牛繁缕(Myosotonaquaticum)等占优势，禾本科杂草以牛筋草(Eleusineindica)、马唐(Digitariasanguinalis)等为主。杂草处于旺盛生长期，株高20～50 cm，部分植株进入开花期和结实期。

1.3 试验设计

每种除草剂均设置3个处理水平，采用小区法进行试验，其中200 g/L草铵膦水剂的3个处理剂量分别为600、900、1 200 g a.i./hm2，45%丙炔氟草胺悬浮剂的3个处理剂量分别为405、540、675 g/hm2，66%氟草·草铵膦可湿性粉剂的3个处理剂量分别为396、495、594 g/hm2。试验小区随机排列，每个小区面积为30 m2，每个处理4次重复。药剂按照450 L/hm2兑水，折算各处理小区的用药量和用水量分别配药，各处理区单独施药，在无风的晴天进行施药，压低喷头对杂草进行定向茎叶喷雾，空白对照区喷施清水。施药使用新加坡利农喷雾器，型号为AGROLEX HD400，采用扁扇形喷头。

1.4 调查方法和防效计算

药剂处理前，采用倒置“W ”九点取样法[4]，调查各小区杂草的发生密度作为空白对照的株数。药后7、14 d采用绝对数调查法，在每个试验小区随机选取3个样点进行调查，每个样点取1 m2，调查各处理区存活杂草株数，并在药后14 d调查杂草鲜质量生物量。防效计算方法如下：

防治效果=(1-PT/CK)×100%。

式中：PT为药剂处理区残存活草株数(或鲜质量)；CK为空白对照区活草株数(或鲜质量)。

1.5 药害风险评价

选取生长一致的盆栽砂糖橘成熟叶片作为试验材料，模拟正常施药过程的药液漂移，用3种除草剂田间试验适用剂量的1/8、1/4进行喷雾，每个处理20张叶片。200 g/L草铵膦水剂田间试验适用剂量为600 g a.i./hm2，对应的1/8、1/4用量分别为75、150 g a.i./hm2，45%丙炔氟草胺悬浮剂田间试验适用剂量为680 g a.i./hm2，对应的 1/8、1/4用量分别为85、170 g/hm2，66%氟草·草铵膦可湿性粉剂田间试验适用剂量为 496 g a.i./hm2，对应的1/8、1/4用量分别为62、124 g/hm2，空白对照(CK)喷施清水。处理后，叶片上的雾滴自然晾干，避开叶片主脉切下1 cm×1 cm 的小片放到培养皿中，漂浮在去离子水上。培养皿放置于人工气候室内，设置昼夜温度为 26 ℃/23 ℃，光周期为14 h，光照度为 120 μmol/(m2·s)。处理0、24、48、72 h后分别取样测定叶绿素荧光参数的变化。每个处理随机取出5张叶片，暗适应30 min后利用英国Technologica公司的叶绿素荧光成像系统进行测定，使用的光化光的光照度为300 μmol/(m2·s)，适应时间为5 min，饱和脉冲的光照度为 6 000 μmol/(m2·s)，时间为600 ms。选用最大光学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΔF/Fm′)、非光化学淬灭(non-photochemical quenching，简称NPQ)等3个叶绿素荧光参数对3种药剂的安全性进行评价。

1.6 数据分析

使用DPS 7.05对数据进行处理，采用邓肯氏新复极差法进行多重比较，检验不同处理间数据差异的显著性。

2 结果与分析

2.1 药后7 d株防效

由表1可知，600 g a.i./hm2200 g/L草铵膦水剂处理组对阔叶杂草和禾本科杂草的株防效分别达到90.0%、95.6%，总草株防效为93.1%，高剂量处理组(1 200 g a.i./hm2)的总草株防效达到98.8%。由此可见，200 g/L草铵膦水剂对禾本科杂草的株防效略高于阔叶类杂草。405 g a.i./hm245%丙炔氟草胺悬浮剂施药后7 d阔叶杂草和禾本科杂草株防效均偏低，总草株防效仅为62.5%。45%丙炔氟草胺悬浮剂3个剂量处理对禾本科杂草的株防效均明显高于对阔叶类杂草的株防效，实际上，45%丙炔氟草胺悬浮剂对阔叶类杂草株防效偏低的主要原因是对白花鬼针草的株防效较差，405 g a.i./hm2施药后7 d对白花鬼针草的株防效仅为10%(数据未展示)。675 g a.i./hm245%丙炔氟草胺悬浮剂对阔叶杂草和禾本科杂草株防效达到89.2%～92.7%。396 g a.i./hm266%氟草·草铵膦可湿性粉剂施药后7 d对2类杂草的株防效为86.7%～89.4%，高剂量(594 g a.i./hm2)处理对2类杂草的株防效均达到97%以上，这表明丙炔氟草胺和草铵膦混合使用能改善对阔叶类杂草的防效。另外，594 g a.i./hm266%氟草·草铵膦可湿性粉剂处理对总草株防效分别显著高于 600 g a.i./hm2200 g/L草铵膦水剂和 675 g a.i./hm245%丙炔氟草胺悬浮剂的株防效(P<0.05)，表明这2种除草剂混用提高了对总草的株防效。

2.2 药后14 d株防效和鲜质量防效

由表2、表3可知，药后14 d，3种除草剂不同剂量处理对阔叶杂草和禾本科杂草的株防效均明显高于药后7 d的株防效，600 g a.i./hm2200 g/L草铵膦水剂处理对阔叶杂草和禾本科杂草的株防效分别达到92.8%、97.0%，鲜质量防效分别达到95.1%、97.5%，1 200 g a.i./hm2处理对禾本科杂草的株防效和鲜质量防效均达到100.0%，对总草的株防效和鲜质量防效分别达到98.9%、99.4%。405 g a.i./hm2丙炔氟草胺悬浮剂处理对阔叶杂草的防效仍然偏低，株防效和鲜质量防效分别为62.7%、76.2%，但高剂量处理(675 g a.i./hm2)对2类杂草的株防效和鲜质量防效均达到90%以上，对总草的鲜质量防效明显高于对总草的株防效。66%氟草·草铵膦可湿性粉剂3个剂量处理对阔叶杂草和禾本科杂草的株防效和鲜质量防效均基本相同，对总草的株防效和鲜质量防效分别均达到93%、95%以上。此外，594 g a.i./hm266%氟草·草铵膦可湿性粉剂处理对总草株防效和鲜质量防效均显著高于 600 g a.i./hm2200 g/L 草铵膦水剂和 675 g a.i./hm245%丙炔氟草胺悬浮剂的防效(P<0.05)。可见，药后14 d的结果与药后7 d的结果一致，表明丙炔氟草胺和草铵膦混合使用能改善对阔叶类杂草的防效，从而提高对总草的防效。

表1 施药后7 d对砂糖橘园杂草的株防效Table 1 Plant control effect of three herbicides on weeds in sugar orange orchard 7 days after spraying

注：同列数据后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著，下表同。

表2 施药后14 d对砂糖橘园杂草的株防效Table 2 Plant control effect of three herbicides on weeds in sugar orange orchard 14 days after spraying

表3 施药后14 d对砂糖橘园杂草的鲜质量防效Table 3 Fresh weight control effect of three herbicides on weeds in sugar orange orchard 14 days after spraying

2.3 安全性评价

利用叶绿素荧光技术测定3种除草剂对砂糖橘叶片荧光参数的影响，以此作为3种药剂安全性的评价依据。由图1可知，3种除草剂处理后，Fv/Fm、ΔF/Fm′、NPQ等3个荧光参数呈现不同的变化趋势，其中Fv/Fm变化趋势为先迅速下降，然后逐渐恢复，ΔF/Fm′呈现连续下降的趋势，NPQ则呈现先下降后上升的趋势。不同除草剂对Fv/Fm、ΔF/Fm′、NPQ变化趋势的影响也不一致。200 g/L 草铵膦水剂和45%丙炔氟草胺悬浮剂处理后，Fv/Fm下降到最低点的时间分别是24、48 h，相差1 d。与200 g/L草铵膦水剂和45%丙炔氟草胺悬浮剂相比，66%氟草·草铵膦可湿性粉剂处理72 h后，Fv/Fm较难恢复。此外，在试验剂量范围内，200 g/L草铵膦水剂对Fv/Fm的影响无明显剂量-效应关系，但45%丙炔氟草胺悬浮剂和66%氟草·草铵膦可湿性粉剂均呈现明显剂量-效应关系。200 g/L草铵膦水剂和45%丙炔氟草胺悬浮剂对ΔF/Fm′的影响无明显差异；66%氟草·草铵膦可湿性粉剂处理48 h内，ΔF/Fm′下降的速度明显慢于200 g/L草铵膦水剂和45%丙炔氟草胺悬浮剂的单剂处理组。处理72 h后，3种除草剂处理组间ΔF/Fm′降低的幅度基本一致。与对照相比，3种供试除草剂中66%氟草·草铵膦可湿性粉剂对NPQ的影响最大，其次是45%丙炔氟草胺悬浮剂。综合Fv/Fm、ΔF/Fm′、NPQ的变化可以看出，3种除草剂对砂糖橘药害风险表现为66%氟草·草铵膦可湿性粉剂>45%丙炔氟草胺悬浮剂>200 g/L草铵膦水剂。

3 结论与讨论

3.1 3种除草剂对砂糖橘园杂草的防治效果

草铵膦和丙炔氟草胺分别是以谷氨酰胺合成酶和原卟啉原氧化酶为作用标靶的除草剂。田间试验结果表明，用600 g a.i./hm2的200 g/L草铵膦水剂、675 g a.i./hm245%丙炔氟草胺悬浮剂及396 g a.i./hm266%氟草·草铵膦可湿性粉剂施药后14 d对砂糖橘园阔叶杂草和禾本科杂草的鲜质量防效均达到95%以上，因此，这3种药剂均可在砂糖橘园推广使用。由于受到多方面因素的影响，本研究结论与以前的研究结果并不完全一致。以前的研究表明，草铵膦的使用剂量大于 900 g a.i./hm2时，对柑橘园杂草30 d内的鲜质量防效达到95%以上[5-6]，而在本试验中，用 600 g a.i./hm2200 g/L草铵膦水剂进行喷施即可达到同样的防效，说明本试验中200 g/L草铵膦水剂具有更高的除草效果，可能是因为药剂中含有活性更强的助剂。另外，环境因素对本研究中 200 g/L 草铵膦水剂的控草时间的影响较大，由于本试验在4—5月进行，是南方雨水较多的季节，草铵膦对砂糖橘园杂草的有效防控时间只有20 d左右，随后新的杂草会迅速萌生。因此，本研究中草铵膦控草时间明显短于以前报道的30 d左右[5]。

丙炔氟草胺通常作为土壤处理剂使用，可防除棉花田[7]、花生田[8]、大豆田[9]、甘蔗田中的杂草[10]。丙炔氟草胺作为土壤处理剂防除花生田杂草使用剂量是71～105 g a.i./hm2[11-12]，但丙炔氟草胺作为茎叶处理剂有效防除砂糖橘园杂草剂量为540～675 g a.i./hm2，远远高于它作为土壤处理剂的常用剂量，也高于国外研究发现适用于芽后处理防除禾本科杂草早熟禾(PoaannuaL.)的剂量(430 g a.i./hm2)[13]。用430 g a.i./hm245%丙炔氟草胺悬浮剂作茎叶处理对早熟禾防效在95%以上[13]，但本试验中主要的禾本科杂草是牛筋草和马唐，且处于不同生长阶段杂草同时存在，使用540 g a.i./hm2丙炔氟草作胺茎叶处理禾本科杂草的鲜质量防效也仅为92.3%，低于对早熟禾的防效。虽然45%丙炔氟草胺悬浮剂对阔叶杂草的防效低于禾本科杂草，但丙炔氟草胺与草铵膦混用后对阔叶杂草的防除效果具有明显的加和效应，丰富了柑橘园杂草防除药剂的种类。本研究使用的混剂中丙炔氟草胺与草铵膦有效成分质量比为10 ∶1，这是否为最佳配比仍须进一步确定。

3.2 3种除草剂对砂糖橘的安全性评价

除草剂使用不当会给作物造成直接或间接的危害，飘移药害则是一种常见的直接药害。本试验施药过程中风速极小，且通过压低喷头喷雾进行施药，因此在试验剂量范围内未见200 g/L草铵膦水剂、45%丙炔氟草胺悬浮剂及其混剂对砂糖橘嫩叶、幼果有药害作用，与之前草铵膦在浙江本地早柑橘园的试验结果[6]一致。为了进一步明确3种药剂飘移后是否会伤害砂糖橘果树，本研究利用叶绿素荧光技术，分析了3种药剂低于正常使用剂量喷雾对砂糖橘叶绿素荧光参数Fv/Fm、ΔF/Fm′、NPQ的影响。叶绿素荧光技术是一种非损伤植物测量技术，可用于快速检测植物对胁迫(包括除草剂)的响应[14-15]。200 g/L草铵膦水剂和45%丙炔氟草胺悬浮剂是2种作用机制不同的除草剂，但2种除草剂对砂糖橘Fv/Fm、ΔF/Fm′、NPQ的影响相似，其中对Fv/Fm的影响最大，说明2种药剂对砂糖橘光系统Ⅱ光反应中心均有较强的干扰作用，抑制其损伤修复，尤其是2种除草剂混用时的抑制作用更强。3种药剂对ΔF/Fm′抑制作用均随着时间的延长而加重，且ΔF/Fm′受到抑制后不易恢复。NPQ表示一种植物对过剩光能无害化的耗散方式，它将过剩光以热的形势无害地耗散到周边环境中。3种药剂处理后，对NPQ抑制最强的是66%氟草·草铵膦可湿性粉剂，其次是45%丙炔氟草胺悬浮剂。当NPQ受到抑制后，植物在强光下遭受非常严重的损伤。然而，本研究的结果仅为室内控制条件下的测定结果，在田间条件下环境因素复杂，光照会增加除草剂对作物的伤害。因此，3种药剂对砂糖橘均有一定的药害风险，在使用过程应避免药液飘移到砂糖橘果树上。