4 种常用除草剂对玉米、绿豆和萝卜的影响

林 涛， 曾兆华， 石建亭， 陈艺欣， 魏 辉， 游 泳∗

(1.福建省农业科学院植物保护研究所， 福建 福州 350013；2.福建省作物有害生物监测与治理重点实验室， 福建 福州 350003)

除草剂因具有高效、方便、经济等特点，成为农业生产中使用量最大的一类农药，不仅为农业现代化的实现奠定了基础，而且为农业高产、稳产提供了重要保障(Nandula，2019；徐汉虹，2007)。 玉米是我国主要粮食作物，2016 年播种面积达3 676.0 万hm2、总产量21 955.4 万t，种植面积和产量均居各主要粮食作物之首(王琦琪等，2018)。 随着玉米种植面积的增加和田间复种指数的不断提高，玉米田杂草防除面临严峻挑战。 施用化学除草剂是当前防治玉米田杂草的主要手段，截至2015 年底，中国玉米田登记使用的除草剂品种已达1 395 种(夏文等，2016)，使用面积逐年增大，生态环境安全性问题日益突出。 在《化学农药环境安全评价试验准则:第19 部分:非靶标植物影响试验》中绿豆和萝卜作为典型植物，被用作化学农药环境影响评价的非靶标生物物种(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等，2015)。 因此，评价玉米田常用除草剂对玉米及非靶标植物的影响，有助于明确其对植物的安全性，对科学合理地选择和施用除草剂具有重要意义。

玉米田大面积集中施用除草剂，短期内可能造成雾滴悬浮飘移，从而对邻近地区的非靶标植物造成药害(Johnsonet al，2006)，显著降低非靶标植物的地上部和地下部生物量(Bagavathiannanet al，2018；Rashidet al，2010；Boyd，2014；Hollawayet al，2006；黄瑶珠等，2013；赵英明等，2013)，降低植物的产量和品质(Corneliuset al，2017；甘林等，2020；Cochaviet al，2015)。 此外，土壤中的除草剂残留也可能对后茬植物产生不利影响(Martinset al，2010；Vermaet al，2018)。 莠灭净、二甲戊灵、二甲四氯钠和2，4-滴异辛酯是近年玉米田使用较多的化学除草剂，对阔叶和禾本科杂草均具有良好的防效。 莠灭净用于防治马唐、狗尾草、牛筋草等一年生杂草；二甲戊灵不仅对一年生禾本科杂草如稗草、马唐、牛筋草等防治效果好，而且对部分阔叶杂草如藜、马齿苋、凹头苋等同样有效；二甲四氯钠可防治播娘蒿、麦家公、荠菜等阔叶杂草；2，4-滴异辛酯对鸭跖草、反枝苋、藜等阔叶杂草均具有较好的防除效果(中华人民共和国农业农村部农药检定所，2021；朱春杰，2013)。 但有研究表明，莠灭净化学性质稳定且残留期长，用量达到一定程度后会对甘蔗产生药害(杨鹏艳，2017)；二甲戊灵不仅会影响土壤微生物的增殖和物种多样性(Chikoyeet al，2014)，而且会显著降低植物产量(Gricharet al，2005)；二甲四氯钠和2，4-滴异辛酯显著影响非靶标植物的生长发育(Grabińska-sotaet al，2003；Buseyet al，2003)。 绿豆和萝卜是我国主要的经济作物，种植面积较大，具有较高的营养价值和药用价值(武玉环，2017)，同时也是重要的农产品加工原料(包崇来等，2019)。 目前，国内外关于玉米田常用除草剂莠灭净悬浮剂、二甲戊灵乳油、二甲四氯钠可溶粉剂和2，4-滴异辛酯乳油对玉米、绿豆、萝卜的影响效应鲜有报道。 通过研究4 种玉米田常用除草剂对玉米、绿豆和萝卜生长的影响效应，为玉米田合理使用除草剂提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试药剂

500 g·L－1莠灭净悬浮剂(suspension concentrate，SC)、400 g·L－1二甲戊灵乳油(emulsifiable concentrate，EC)，山东滨农科技有限公司产品；56%二甲四氯钠可溶粉剂(soluble powder，SP)，山东奥坤生物科技有限公司产品；900 g·L－12，4-滴异辛酯乳油(EC)，山东玥鸣生物科技有限公司产品。

1.2 供试植物及土壤

玉米(Zea mays)品种为闽甜683，种子来源于福建农科农业良种开发有限公司；绿豆(Phaseolus aureus)品种为中绿1 号、萝卜(Raphanus sativus)品种为夏优1 号，种子均来源于江蔬种苗科技有限公司。 种子播种前在清水常温下浸泡6 h。

试验土壤采集自福建省农业科学院植物保护研究所南通中试基地试验田，该田地在采集前一年内未施用过农药和有机肥，土壤有机质含量低于3%，采样深度为0～20 cm，采集的土样避免阳光直射、晾干后过2 mm 筛，置于(4±2 )℃黑暗条件下保存备用。

1.3 仪器设备

人工气候培养室；盆钵(直径13 cm)；温湿度计(WS-1)，天津风洋仪器仪表工贸有限公司产品；电子天平AL204，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司产品；电热鼓风恒温干燥箱(HWXT-9140A)，深圳市澳德玛电子科技有限公司产品。

1.4 试验方法

参照《化学农药环境安全评价试验准则》中非靶标植物影响试验方法及土壤质量控制条件(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等，2015)，将供试药剂用蒸馏水分别配制成5～7个质量浓度，重复3 次，以蒸馏水为空白对照。 将1.680 kg 的干土与168 mL 药液充分拌匀后装入盆钵中，土层厚度不低于10 cm，每盆播入10 粒种子，播种深度3 cm，种子密度为500 粒·m－2。 当对照组出苗率达到50%后的第14 天观察不良反应，测量并记录受试植株的地上生物量、地下生物量及株高(植株根颈部至顶芽的垂直高度)。 收获受试植株地上部分，挖出植株地下部分，去除土壤，分别于60 ℃条件下烘干至恒重后称量其干重，计算平均值，即为地上生物量与地下生物量。 试验在温度23～27 ℃(光照)、20～24 ℃(黑暗)，湿度55%～85%，光暗比16 ∶8，光照强度15 000 ～20 000 lx 的人工气候室内进行。 试验过程中土壤保持湿润，从底部吸湿浇水，控制对照组种子出苗率70%以上、成活率90%以上，幼苗生长正常，无萎黄、坏死、萎蔫等症状。

以田间推荐施用浓度的3 倍作为上限浓度，若药剂在干土中的有效质量浓度小于1.000 mg·kg－1，则上限浓度为1.000 mg·kg－1，上限浓度未对非靶标植物产生影响，可判定该药剂对非靶标植物为低毒，无需继续进行试验(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等，2015)。

1.5 影响效应等级划分标准

参照《化学农药环境安全评价试验准则:第19 部分:非靶标植物影响试验》半效应浓度(median effect concentration，EC50)，进行影响效应等级划分，分为低毒(EC50>1.00 mg·kg－1)、中毒(0.10 mg·kg－1

4 种除草剂的田间干土有效推荐施用浓度见表1。

1.6 数据处理

使用SPSS 19.0 软件对数据进行回归分析，计算不同供试药剂对玉米、绿豆和萝卜的地上生物量、地下生物量及株高的半效应浓度EC50(14 d)及其95%置信限。 比较各除草剂对玉米、绿豆和萝卜的不同检测指标的EC50(14 d)，以EC50(14 d)最小的指标作为最敏感指标并以此作为影响效应评价指标(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等，2015)。

表1 4 种除草剂的田间推荐施用浓度Table 1 Recommended concentrations of four herbicides in fields

2 结果与分析

2.1 4 种除草剂对玉米生长的影响

由表2 可以看出，当对照组出苗率达到50%后的第14 天，500 g·L－1莠灭净悬浮剂对玉米的EC50值为2.856 mg·kg－1(低毒)，400 g·L－1二甲戊灵乳油对玉米的EC50值为2.918 mg·kg－1(低毒)，56%二甲四氯钠可溶粉剂对玉米的EC50值为3.279 mg·kg－1(低毒)，900 g·L－12，4-滴异辛酯乳油对玉米的EC50值为4.320 mg·kg－1(低毒)。 莠灭净处理后，中毒的玉米植株出现叶片枯萎，甚至全株枯萎等不良反应；二甲戊灵处理后，中毒的玉米植株出现发育迟缓，根短且根尖端膨大瘤状，侧根尖膨大瘤状等不良反应；二甲四氯钠处理后，中毒的玉米植株出现叶片舒展不全，叶边缘烫伤状枯萎，棒状瘤根，须根少等不良反应；2，4-滴异辛酯处理后，中毒的玉米植株出现发育迟缓，叶尖发紫后叶片枯萎，叶片舒展不全，根部呈棒状粗根的不良反应。

表2 4 种除草剂对玉米的影响效应Table 2 Toxicities of four herbicides in Zea mays

2.2 4 种除草剂对绿豆生长的影响

由表3 可以看出，500 g·L－1莠灭净对绿豆的EC50值为1.196 mg·kg－1(低毒)，400 g·L－1二甲戊灵对绿豆的EC50值为2.113 mg·kg－1(低毒)，56%二甲四氯钠对绿豆的EC50值为1.349 mg·kg－1(低毒)，900 g·L－12，4-滴异辛酯对绿豆的EC50值为3.219 mg·kg－1(低毒)。 莠灭净处理后，中毒的绿豆植株出现叶片失绿、皱缩，且有黄色斑点，叶片枯萎后易脱落，全株枯萎等不良反应；二甲戊灵处理后，中毒的绿豆植株出现发育迟缓，须根少而短等不良反应；二甲四氯钠处理后，中毒的绿豆植株出现发育迟缓，叶脉发黑，根呈珊瑚状等不良反应；2，4-滴异辛酯处理后，中毒的绿豆植株出现发育迟缓，根基部畸形、卷曲且发黑等不良反应。

表3 4 种除草剂对绿豆的影响效应Table 3 Toxicities of four herbicides in Phaseolus aureus

2.3 4 种除草剂对萝卜生长的影响

由表4 可以看出，500 g·L－1莠灭净对萝卜的EC50值为0.226 mg·kg－1(中毒)，400 g·L－1二甲戊灵对萝卜的EC50值为3.061 mg·kg－1(低毒)，56%二甲四氯钠对萝卜的EC50值为0.273 mg·kg－1(中毒)，900 g·L－12，4-滴异辛酯对萝卜的EC50值为0.073 mg·kg－1(高毒)。 莠灭净处理后，中毒的萝卜植株出现叶片失绿后白化并枯萎，全株枯萎等不良反应；二甲戊灵处理后，中毒的萝卜植株出现发育迟缓，须根少而短等不良反应；二甲四氯钠处理后，中毒的萝卜植株出现发育迟缓，根呈絮团状等不良反应；2，4-滴异辛酯处理后，中毒的萝卜植株出现发育迟缓，根基部发黑的不良反应。

表4 4 种除草剂对萝卜的影响效应Table 4 Toxicities of four herbicides in Raphanus sativus

3 结论与讨论

本试验结果表明，500 g·L－1莠灭净悬浮剂、400 g·L－1二甲戊灵乳油、56%二甲四氯钠可溶粉剂和900 g·L－12，4-滴异辛酯乳油对玉米和绿豆均为低毒。 400 g·L－1二甲戊灵乳油对萝卜为低毒，500 g·L－1莠灭净悬浮剂、56% 二甲四氯钠可溶粉剂对萝卜为中毒，900 g·L－12，4-滴异辛酯乳油对萝卜为高毒。

有研究表明，二甲戊灵对玉米和豆类无显著影响，但是对薄荷、虞美人等非靶标植物有较大影响(Boutinet al，2004)。 本研究结果也表明二甲戊灵对玉米和绿豆是低毒的。 也有研究表明，二甲戊灵显著影响水生植物的生长发育(IUPAC，2021b)。 本研究表明，莠灭净对玉米、绿豆生长发育的影响较小，而对萝卜具有一定影响，已有研究表明其对水生植物的毒性影响同样很高(IUPAC，2021a)。 因此，二甲戊灵和莠灭净施用田间时应尽量远离水田、湖泊等水体环境，降低其对水生生物的影响。 56%二甲四氯钠可溶粉剂对玉米和绿豆均安全，但是对萝卜具有一定毒性。 建议在玉米田间作、套作萝卜时谨慎施用56%二甲四氯钠可溶粉剂。 2，4-滴异辛酯乳油是内吸性除草剂，主要用于防除阔叶杂草。 本研究中该药剂对萝卜的毒性较高，可能是由于其在土壤中较低的降解速率(Choletteet al，2017)，导致萝卜在高浓度药剂环境中的暴露时间延长，干扰萝卜营养物质运输，加速其生长异常或死亡(Marcatoet al，2017)。 因此，2，4-滴异辛酯乳油不适用于防治萝卜田杂草。

本研究评价了4 种除草剂对玉米、绿豆、萝卜的影响效应，开展了除草剂对非靶标植物的田间影响效应评价。 500 g·L－1莠灭净悬浮剂、400 g·L－1二甲戊灵乳油、56%二甲四氯钠可溶粉剂和900 g·L－12， 4－滴异辛酯乳油4 种除草剂对玉米和绿豆的影响较小，具有较高的安全性，但除二甲戊灵外其他3 种药剂均能够显著影响萝卜的生长发育。 因此，对于间套种或轮作萝卜的玉米田，可选用400 g·L－1二甲戊灵乳油，来防除玉米田马唐、牛筋草等一年生杂草，具有较高的安全性；应避免使用900 g·L－12，4-滴异辛酯乳油、500 g·L－1莠灭净悬浮剂和56% 二甲四氯钠可溶粉剂，以免对萝卜产生药害。

本研究是在室内盆栽条件下开展评价试验，是4 种玉米田除草剂对玉米及非靶标植物影响效应的初步评价。 田间气候、光照、土壤以及生物因子等环境条件都是影响药剂毒性效应的主要因素。 因此，今后还将继续在田间实际应用环境中开展4 种玉米田常用除草剂对非靶标植物的影响效应试验。