氟嘧啶草醚对稻田杂草的活性及作用机制

2020-02-04潘以楼姚克兵

杂草学报 2020年3期

潘以楼　姚克兵

摘要：氟嘧啶草醚属于新创制的嘧啶水扬酸类除草剂，在室内采用整株测定法测定其对稻田主要杂草的生物活性，并采用比色法测定其對植物乙酰乳酸合成酶（ALS）的抑制活性。结果表明，氟嘧啶草醚对稗、千金子、鳢肠、鸭舌草、丁香蓼、碎米莎草等杂草均具有杀草活性，对这些杂草的LD90分别为223.171 4、213.202 2、188.386 4、261.543 7、145.254 1、327.840 9 g/hm2。随着用药量的提高，氟嘧啶草醚对植物体外ALS活性的抑制率也随之上升;活体测定结果表明，氟嘧啶草醚对水稻和稗草的ALS均具有明显的抑制作用，但水稻体内的ALS活性会很快恢复，而稗草体内的ALS活性则不能恢复。

关键词：氟嘧啶草醚;稻田杂草;杀草活性;作用机制;乙酰乳酸合成酶

中图分类号：S451.2文献标志码：A文章编号：1003-935X（2020）03-0062-06

Activity and Effect Mechanism of Luorouracridine on Weed in Rice Paddy

PAN Yi-lou，YAO Ke-bing

（Zhenjiang Institute of Agricultural Sciences of the Ning-Zhen Hilly District，Jurong 212400，China）

Abstract：Luorouracridine （temporary name）belongs to a new pyrimidine salicylic acid herbicide.In laboratory，its bioactivity on the main weed from the rice paddy and inhibitory activity to ALS from plant were determined via whole-plant bioassay and colorimetry experiment， respectively. The result showed that there were herbicidal activity of luorouracridine on Echinochloa crusgalli （L.） Beauv.，Leptochloa chinensis，Eclipta prostrata L，Monochoria vaginalis，Ludwigia prostrata，Cyperus iria L. were，while their LD90 were 223.171 4，213.202 2，188.386 4，261.543 7，145.254 1，327.840 9 g/hm2，respectively.The inhibitory activity in vitro of luorouracridine to ALS rised as the dosage increased. In vivo bioassay experiment result showed that luorouracridine could significantly inhibited ALS in rice and E. crusgalli. Then ALS could recover quickly in rice but not in E. crusgalli.

Key words：luorouracridine;weed in rice paddy field;herbicidal activity;effect mechanism;ALS

杂草与水稻在稻田中共生，互相竞争生长空间和土壤养分，可导致水稻产量降低10%～20%，严重时甚至使水稻减产90%以上[1];田间调查发现稻田杂草有61种（含变种），分属22科;不同稻区间，杂草的种类及其优势种群各有不同[2-3]。当前，化学防除是最为便捷有效的稻田杂草防控手段，我国水稻田中广泛使用的土壤封闭处理除草剂主要有丙草胺、丁草胺、乙草胺、苯噻酰草胺、草酮、丙炔草酮、莎稗磷、吡嘧磺隆、苄嘧磺隆、二甲戊乐灵、禾草丹等单剂及其复配剂;常用的茎叶处理除草剂有二氯喹啉酸、氰氟草酯、五氟磺草胺、嘧啶肟草醚、双草醚、唑酰草胺、敌稗、灭草松、2甲4氯钠、氯氟吡氧乙酸、异草松等单剂及其复配剂[4]。由于除草剂的长期应用，许多稻田杂草对多种除草剂产生了抗药性，而导致其对杂草的防除效果下降[4]。因此，研制新的除草剂品种在稻田杂草防除中显得尤为重要[5]。

氟嘧啶草醚是常州市信德农业科技有限公司以双草醚作为先导化合物自主研发的一种具有除草活性的化学物质，可以和多种农药混用[6]。氟嘧啶草醚（luorouracridine，暂用名）为嘧啶水杨酸类化合物，其化学名称为O-[2，6-双（4，6-二甲氧-2-嘧啶基）氧基]-苯甲酰基苯（2-三氟甲基）甲醛肟，分子式为C31H26F3NO8，分子量为597.54，其结构式如图1所示。

氟嘧啶草醚作为以双草醚作为先导物新研制的除草剂，其杀草活性和除草机制还未见报道。笔者在室内测定了其对稻田6种杂草的杀草活性及其对植物体乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase，简称ALS）的抑制活性，以比较其与双草醚之间杀草活性的差异。

1 材料与方法

1.1 供试药剂

98%氟嘧啶草醚原药（TC）（luorouracridine），96%双草醚TC（bispyribac-sodium），均由江苏省农用激素工程技术研究中心有限公司提供。供试原药均用乙腈溶解成15 000 mg/L母液，并加入1%吐温-80作为湿润剂;用0.2%吐温-20水溶液按2倍递增的6个梯度浓度稀释母液至12 .5～300.0 mg/L。

3 讨论

氟嘧啶草醚作为新创制的除草剂，其杀草活性和作用机制均没有报道。笔者用双草醚作为对照药剂，在室内测定了6种稻田杂草对氟嘧啶草醚的敏感性。结果显示，氟嘧啶草醚对稻田禾本科杂草千金子、稗的杀草活性稍高于双草醚，对鳢肠、碎米莎草、丁香蓼和鸭舌草的杀草活性均低于双草醚。说明氟嘧啶草醚具有较好的杀草活性，对稻田禾本科杂草、阔叶杂草和莎草均有一定的杀草活性。因此，氟嘧啶草醚可以用于稻田杂草的防除，作为替代或轮换使用的一个新除草剂品种，在水稻生产上具有应用价值。

双草醚对稗草和千金子具有较高的活性，而笔者测定结果的显示其对稗草和千金子的活性明显低于其他研究者的报道[9-10]。这可能与笔者用杀死杂草作为判断指标，而其他研究者是应用抑制杂草生长量作为判断指标有关。

用稗草作试验材料的测定结果表明，氟嘧啶草醚对杂草的体外和体内ALS酶活性均有明显的抑制作用，且随着施药量的提高其抑制率也随之提高。研究结果表明，抑制ALS活性是氟嘧啶草醚杀灭稻田杂草的作用机制之一，是否存在其他作用机制还有待进一步研究。氟嘧啶草醚是以双草醚作为先导化合物而创制的新除草剂，双草醚的作用机制是抑制杂草ALS活性[8]。笔者的研究结果表明，氟嘧啶草醚与双草醚有相同的作用机制，对杂草的ALS具有较高的抑制活性。

氟嘧啶草醚喷雾于水稻植株，也可以迅速抑制水稻体内ALS活性，但随着时间的推迟，其ALS活性可逐渐恢复;而氟嘧啶草醚喷雾于稗草植株，施药后前期对ALS活性的抑制率不高，但随着时间的推迟，其对ALS活性的抑制率逐渐增强。这一研究结果提示氟嘧啶草醚对水稻体内ALS活性在施药初期仍有抑制作用，但会很快恢复;这可能是氟嘧啶草醚在稻田中应用在水稻和杂草间的选择机制之一。

氟嘧啶草醚作为新创制的稻田除草剂，本研究仅报道了其对稻田中6种主要杂草的生物活性及作用机制，而氟嘧啶草醚对稻田杂草的防除效果、对水稻的安全性、施药技术等还有待进一步研究。

氟嘧啶草醚属于嘧啶水杨酸类（pyrimidinyloxy-benzoic acids，简称PTB）类除草剂，其作用机制与此类除草剂的作用机制相同;因此，氟嘧啶草醚在用于水稻防除杂草中，也应遵循同类除草剂的使用准则，注意杂草抗药性的产生和交互抗性的发生[11-12]。

参考文献：

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[5]周燕芝，王文霞，陈丽明，等. 直播稻田杂草发生与防除研究进展[J]. 作物杂志，2019（4）：1-9.

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