喹草酮等10种除草剂对高粱安全性及主要杂草活性评价

许锦程，孙倩倩，许孟桃，万永乐，毕亚玲*

（1.安徽科技学院资源与环境学院，安徽 凤阳 233100；2.安徽科技学院农学院，安徽 凤阳 233100）

高粱[Sorghum bicolor（L.）Moench]是我国第五大禾谷类作物，是酿造业、生物能源、饲料加工等行业重要原材料[1-2]。近年来，随着农业供给侧结构调整、种植制度变化及对杂粮的多样化需求，高粱种植面积迅速增加[3-4]。因其生长周期短、产量稳定，耐盐碱、耐瘠薄能力强，对生长所需光温条件要求较低，是当前最具种植前景的能源作物之一[5-7]。

高粱田杂草发生普遍，种类较多，已成为制约高粱产量和品质首要因素[8-9]。化学防除省时省力，是现行条件下高粱田杂草防控重要手段。但因高粱拱土力差，芽鞘单薄，苗期抗药力弱，生产中获得登记的除草剂种类较少[10-11]。喹草酮是一种抑制对羟苯基丙酮酸双氧化酶（4-hydroxyphenyl⁃pyruvate dioxygenase，HPPD）类除草剂（见图1），主要通过阻断生育酚、质体醌生物合成和植物体内羟苯基丙酮酸向尿黑酸的转化过程，导致植物类胡萝卜素合成受阻，促使植株新生组织及分生组织出现白化症状[12-14]。此类除草剂表现为高效、土壤中易降解、不影响后茬作物等优点。冯义志等报道，喹草酮是目前市场上可实现禾阔双除的高效除草剂，且对高粱安全[15]。高兴祥等通过喹草酮与莠去津复配试验表明，其对狗尾草、苘麻、马唐等杂草具有较为理想的防治效果[16]。基于此，进一步明确喹草酮在高粱田的使用技术对解决高粱田杂草高效防除措施相对缺乏的现状具有重要意义。

目前关于高粱田杂草防除研究相对较少，仅涉及少数几种药剂[17-19]。因此扩充可用于高粱田的除草剂种类是扩大种植面积、提高农户种植积极性首要举措。本试验通过温室盆栽法，比较喹草酮等10种除草剂对3个主栽高粱品种的安全性，选择6种对高粱安全的除草剂，测定其对高粱田主要杂草生物活性。在此基础上，通过研究喹草酮与莠去津、二氯喹啉酸复配对杂草的综合防效，以期为高粱田杂草科学防控奠定理论基础。

图1 喹草酮结构式Fig.1 Structural formula of quinotrione

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试作物及杂草：高粱品种为红糯16、红糯26、红缨子，由安徽科技学院农学院提供。供试杂草包括鬼针草（Bidens pilosa）、合萌（Aeschyn⁃omene indica）、青葙（Celosia argentea）、碎米莎草（Cyperus iria）、苋（Amaranthus tricolor）、芥菜（Brassica juncea）、鸭跖草（Commelina communis）、稗草（Echinochloa crus-galli）、狗尾草（Setaria viridis）、马唐（Digitaria sanguinalis）、牛筋草（Eleusine indi⁃ca）。杂草种子于2020年采自安徽凤阳周边地区非耕地，且未施用除草剂，晾晒风干后置于0～5 ℃种子冷藏库中保存待用。

供试室内生物活性测定除草剂：96%精异丙甲草胺原药（S-metolachlor，购自瑞士先正达作物保护有限公司）；98%砜吡草唑原药（Pyroxasulfone，购自上海群力化工有限公司）；98%二甲戊灵原药（Pendimethalin，购自浙江天丰生物科学有限公司；98%喹草酮原药（Quinotrione，购自辽宁先达农业科学有限公司）；96%莠去津原药（Atrazine，购自瑞士先正达作物保护有限公司）；98%氯吡嘧磺隆原药（Halosulfuron-methyl，购自江苏省农用激素工程技术研究中心有限公司）；88%2 甲4 氯-钠原药（MPCA-Na，购自安道麦辉丰（江苏）有限公司）；96%二氯喹啉酸原药（Quinclorac，购自浙江天丰生物科学有限公司）；95%辛酰溴苯腈原药（Bromoxynil octanoate，购自安道麦辉丰（江苏）有限公司）；95%氯氟吡氧乙酸异辛酯原药（Fluroxypyrmepthyl，购自江苏中旗科技股份有限公司）。

供试田间药效试验除草剂：10%喹草酮悬浮剂（Quinotrione，购自辽宁先达农业科学有限公司）；90%莠去津水分散粒剂（Atrazine，购自瑞士先正达作物保护有限公司）；25%二氯喹啉酸悬浮剂（Quinclorac，购自浙江天丰生物科学有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 喹草酮等除草剂对高粱的安全性测定

试材培养：挑选大小均匀高粱种子，75%酒精消毒2 次后用蒸馏水清洗干净待用。培养皿灭菌后铺2 层滤纸，将种子放入后加入0.1%赤霉素20 mL浸泡种子以打破休眠，随后置于生化培养箱中[光照（L/D）：12 h/12 h;温度：25 ℃/20 ℃]培养。待种子露白后，均匀播入含有营养混合土（砂土：基质=2：1，山东商道生物科技有限公司生产）、规格为12 cm×10 cm 花盆内，每盆10 颗，覆土0.2～0.5 cm，花盆底部自吸水至饱和后放入温室内[光照（L/D）：16 h/8 h；温度：（25±2）℃；相对湿度50%～75%]培养，常规管理以保证生长。定期观察茎叶处理试材生长状况，待高粱长至1叶1心期，间苗至每盆固定颗数，保证重复间均匀一致。土壤处理播种后第2天、茎叶处理待高粱长至3叶1心期施药。

安全性试验参照《农药室内生物测定试验准则》NY/T 1155.6-2006 和NY/T 1155.8-2007[20-21]。根据各除草剂登记的田间推荐剂量[以该除草剂登记最高推荐用量（A）、最低推荐用量（B），（A+B）/2即为推荐剂量，下同]等比设定浓度，每种除草剂设5个处理，每处理3次重复。药剂配制采用母液稀释梯度法，供试药剂除2 甲4 氯-钠用甲醇溶解外，其他原药加丙酮至完全溶解，使用时用质量浓度分数为0.1%吐温-80水溶液定容配置成所需浓度，以喷施等量吐温-80水溶液（不含药剂）作空白对照。各供试药剂剂量见表1。

表1 供试除草剂安全性测定剂量Table 1 Testing herbicides and its safety dose

施药方法：使用HCL-2000行走式喷雾塔精准喷雾，喷液压力0.275 MPa，扇形喷头，喷液量450 L·hm-2，喷头距离高粱顶端叶片50 cm。施药后置于日光温室内继续培养，温、湿度管理同上。药后21 d 测量株高，同时剪取地上部分，称量鲜重，计算鲜重抑制率。

1.2.2 高粱田主要杂草活性测定

为进一步明确供试除草剂对高粱田主要杂草的生物活性，根据安全性测定结果选择6种茎叶处理药剂，杂草培养、施药方式等同1.2.1，施药时期为禾本科杂草长至3 叶1 心、阔叶杂草长至4 叶期（2对完全展开的叶片，不包括子叶）。供试剂量分别为：98%喹草酮TC：150、75、37.5 g·hm-2，96%莠去津TC：2 250、1 125、562.5 g·hm-2，98%氯吡嘧磺隆TC：39.38、19.69、9.85 g·hm-2，96%二氯喹啉酸TC：300、150、75 g·hm-2，95%辛酰溴苯腈TC：300、150、75 g·hm-2，95%氯氟吡氧乙酸异辛酯TC：180、90、45 g·hm-2。

1.2.3 喹草酮与莠去津、二氯喹啉酸复配田间效果

田间药效试验于安徽省滁州市凤阳县安徽科技学院试验田进行，地处N：32°52′34′′，E：117°33′30′′。高粱于6 月24 日条播，品种为红糯16，播种量30 kg·hm-2，行距60 cm，穴距30 cm，播种深度3～5 cm，播种前施尿素450 kg·hm-2（总氮含量≥46.0%，北京晋煤太阳石化工有限公司生产），施药前定植至每穴1 株。试验田地势平整，土质为壤土，前茬作物为小麦。试验共设13 个处理，喹草酮、莠去津、二氯喹啉酸单剂及复配各设2个处理，剂量设计分别为：10%喹草酮SC：120、240 g·hm-2，90%莠去津WG：2 250、4 500 g·hm-2，25%二氯喹啉酸SC：300、600 g·hm-2，10%喹草酮SC+90%莠去津WG：120+2 250、240+4 500 g·hm-2，10%喹草酮SC+25%二氯喹啉酸SC：120+300、240+600 g·hm-2，90%莠去津WG+25%二氯喹啉酸SC：2 250+300、4 500+600 g·hm-2。小区采用完全随机区组设计，每处理3 次重复，共39个小区，每小区20 m2，长方形设计（5 m×4 m），设喷施清水小区为空白对照。

施药器械使用Solo-425 型喷雾器，扇形喷头，流速1 080 mL·min-1，喷液量450 L·hm-2，施药期高粱及禾本科杂草为3 叶～4 叶1 心期、阔叶杂草为2～4 叶期。7 月15 日施药，当天晴，南风1.5 m·s-1，相对湿度58%，平均气温32 ℃。药后15、45 d调查安全性和药效，观察记录药害具体症状及后期药害是否恢复；每小区采用对角线式3点取样，每点0.25 m2，记录样方内各杂草种类和数量，最后1次调查时剪取样点内杂草，称量地上部分鲜重，计算株数和鲜重抑制率，评价各药剂处理对杂草防效。在高粱成熟期测产，每小区选10株，测定穗粒数、千粒重、单穗粒重等产量性状；随后每小区另选3点，测定0.25 m2产量，估测理论产量。理论产量（kg·hm-2）=0.25 m2产量×4×10 000。

1.3 数据处理与分析

试验数据用DPS 7.05软件中Dunce新复极差法分析差异显著性，采用Origin 2018 对高粱株高平均值作图，按以下公式计算鲜重抑制率。

式中，E 表示鲜重抑制率（%）；x0表示空白对照地上部分鲜重（g）；x 表示各处理地上部分鲜重（g）。

2 结果与分析

2.1 供试药剂对不同高粱品种鲜重的影响

结果表明，施用除草剂后，供试高粱均出现不同程度抑制，且不同品种间差异较大。土壤处理精异丙甲草胺、砜吡草唑在推荐剂量时，供试高粱鲜重抑制率达94.07%～99.75%，出现心叶无法正常展出、畸形等药害症状，且生长后期无法恢复。二甲戊灵在推荐剂量742 g·hm-2时，对3 个供试品种抑制较低，鲜重抑制率为11.58%～21.32%；随试验剂量升高，鲜重抑制程度随之上升，最高供试剂量2 970 g·hm-2时，鲜重抑制率达42.23%～59.01%。莠去津土壤处理在推荐剂量为1 350 g·hm-2时，对供试高粱鲜重抑制率为10.33%～15.44%，而在最高供试剂量5 400 g·hm-2时，对红糯26、红糯16、红缨子鲜重抑制率较高，分别为33.62%、27.97%和38.57%；在茎叶处理9 000 g·hm-2下，对供试高粱抑制率分别为15.65%、10.92%和17.12%。2 甲4 氯-钠茎叶处理在推荐剂量1 050 g·hm-2对供试高粱鲜重抑制率分别达37.24%～57.20%，高粱均出现茎基部变粗、肿大及不同程度倒伏现象。喹草酮最高供试剂600 g·hm-2时，高粱出现叶片白化现象，药后14 d 全部恢复。施用茎叶处理莠去津、氯吡嘧磺隆、二氯喹啉酸、辛酰溴苯腈、氯氟吡氧乙酸异辛酯后，最高供试剂量时高粱叶片出现黄化、皱缩等轻微药害症状，药后10 d 目测均已恢复，不影响高粱正常生长。3个高粱品种中，红糯16 耐药性最强，植株受除草剂抑制程度较低，其次为红糯26，红缨子较为敏感。

表2 土壤处理药剂对高粱鲜重的影响Table 2 Effects of pre-emergence herbicides on fresh weight of sorghum

续表

2.2 供试药剂对不同高粱品种株高的影响

由图2、3 可知，土壤处理施用精异丙甲草胺、砜吡草唑和茎叶处理施用2 甲4 氯-钠后，在推荐剂量时供试高粱均无法正常生长，株高受抑制程度较为严重；施用二甲戊灵和莠去津推荐剂量时对供试高粱品种安全，但在最高供试剂量时供试植株受抑制较重，无法正常生长。茎叶处理施用喹草酮、莠去津、氯吡嘧磺隆、二氯喹啉酸、辛酰溴苯腈、氯氟吡氧乙酸异辛酯在最高供试剂量下对红糯16、红糯26、红缨子株高抑制程度较低，表明其对高粱相对安全。

2.3 喹草酮等6 种除草剂对高粱田主要杂草室内活性测定

6 种茎叶处理药剂对高粱田主要杂草活性结果如表4 所示。施用喹草酮后，杂草心叶白化，在推荐剂量150 g·hm-2时，对青葙、碎米莎草和苋活性最高，鲜重抑制率分别为99.89%、98.99%和99.70%，对鬼针草、芥菜和禾本科杂草马唐等杂草鲜重抑制率为54.52%～79.58%，对合萌无使用价值。莠去津在推荐剂量2 250 g·hm-2时，对供试4种禾本科杂草马唐、稗草、牛筋草和狗尾草鲜重抑制率分别为62.61%、72.86%、97.03%和78.04%，而用量为562.5 g·hm-2时，对供试阔叶杂草鲜重抑制率均可达94.29%以上。

二氯喹啉酸在推荐剂量下对狗尾草、鬼针草、合萌活性较高，鲜重抑制率分别为88.28%、98.39%和96.21%，而对其他供试杂草活性略差，鲜重抑制率为21.26%～59.91%。氯吡嘧磺隆、氯氟吡氧乙酸异辛酯在推荐剂量下对供试阔叶杂草活性较高，鲜重抑制率为79.86%～99.78%；辛酰溴苯腈在300 g·hm-2时，对鬼针草和芥菜鲜重抑制率分别为99.68%和83.50%，而对其他供试阔叶杂草效果较差；3种供试药剂均对禾本科杂草无效，鲜重抑制率为0.08%～24.94%。

图2 土壤处理药剂对高粱株高的影响Fig.2 Effects of pre-emergence herbicides on plant height of sorghum

2.4 喹草酮与莠去津、二氯喹啉酸复配的田间效果

田间药效试验结果见表5、6。药后15 d，喹草酮用量为240 g·hm-2时，高粱植株出现叶片皱缩干枯、叶脉失绿发黑等药害症状；与莠去津和二氯喹啉酸复配在最高供试剂量时，高粱心叶及第1叶片白化、叶脉发黑，个别植株生长受抑制；其他处理对高粱生长均无影响。与对照相比，部分小区杂草叶尖逐渐变黄干枯，低剂量时少量杂草出现返青现象。喹草酮单剂在120 g·hm-2时，对3种供试杂草的防效优于莠去津和二氯喹啉酸，总体防效为57.43%；莠去津、二氯喹啉酸在推荐剂量时，对稗草和马唐的防效相当，对鸭跖草无防效，总株防效为46.65%和54.03%。喹草酮与莠去津、二氯喹啉酸复配后防效随之增加，均显著提高对供试杂草马唐、鸭跖草、稗草防效，在供试低剂量复配时总株防效为66.96%～70.46%。

施药后45 d，各小区药害症状全部恢复，叶片颜色趋向正常。结果表明，与各单剂相比，药剂复配均可提高其对稗草、马唐、鸭跖草的防效，喹草酮240 g·hm-2、莠去津4 500 g·hm-2与二氯喹啉酸600 g·hm-2复配后对供试杂草总体防效达显著水平，鲜重防效分别为85.39%和83.09%。产量数据表明（见表7），除草剂施用后，各处理对高粱穗粒数、单穗粒重和产量影响显著，对千粒重影响不显著。喹草酮在推荐剂量120 g·hm-2时，单穗粒重为61.66 g，理论产量为4 465.61 kg·hm-2，而与莠去津、二氯喹啉酸复配后，产量大幅度增加，单穗粒重可达68.14～73.02 g，理论产量可达4 867.10～5 044.01 kg·hm-2。随各处理施用剂量增加，产量性状等均相应增加，当喹草酮240 g·hm-2、莠去津4 500 g·hm-2与二氯喹啉酸600 g·hm-2复配时穗粒数、穗粒重等达最高，理论产量为5 121.51 kg·hm-2。

图3 茎叶处理药剂对高粱株高的影响Fig.3 Effects of post-emergence herbicides on plant height of sorghum

60.65±0.12b 47.61±0.23c 99.35±0.01a 97.31±0.04b 96.52±0.03b 79.86±0.08a 73.64±0.27a 67.95±0.12a B.juncea菜芥68.14±0.20a 43.69±0.05a 27.66±0.19b 16.62±0.10b 83.50±0.15a 41.10±0.13b 34.36±0.22b 96.94±0.02a 95.30±0.02a 90.81±0.03b 99.70±0.00a A.tricolor 96.21±0.03a 84.76±0.01b 100.00±0.00a 99.99±0.00a 99.86±0.00a苋97.78±0.01a 96.61±0.01a 95.69±0.02a 22.79±0.05a 5.22±0.06b 1.54±0.04b 10.89±0.09a 7.14±0.07a 2.85±0.01a 94.52±0.01a 66.93±0.09ab 42.39±0.12b 98.38±0.01a 96.95±0.00b 99.49±0.00a 97.89±0.00b 97.30±0.01b 99.21±0.00a 99.16±0.00a草98.79±0.00a米C.iria 莎98.99±0.00a碎39.24±0.16a 22.38±0.13a 2.18±0.06a 16.68±0.06a 6.94±0.07a 0.46±0.02a 99.40±0.00a 84.02±0.08a 35.95±0.15b 99.08±0.01a 98.27±0.02a 100.00±0.00a 99.97±0.00a 99.74±0.00a 88.81±0.01a 83.51±0.07a C.argentea 70.24±0.13a葙99.89±0.00a青59.91±0.07a 42.07±0.06ab 24.17±0.10b 58.05±0.07a 38.21±0.07ab 16.63±0.05b 83.93±0.08a 60.02±0.09a 42.44±0.12a 93.60±0.02a 5.51±0.08a 92.12±0.02b 90.98±0.02c 0.90±0.06a 96.21±0.01a 74.25±0.16a 12.17±0.20b A.indica 22.85±0.11a萌94.29±0.00b 60.12±0.05a合39.29±0.18a 97.59±0.00a 95.07±0.01b 23.50±0.13a 88.39±0.04a 65.81±0.20a 53.61±0.15a性99.86±0.00a 99.03±0.01a鬼B.pilosa 98.53±0.00a 96.85±0.01a 92.20±0.05a 76.67±0.01b草98.39±0.00a 55.26±0.05a 97.75±0.00a 94.31±0.01a活99.68±0.00a 37.71±0.08a针85.03±0.08a物67.53±0.15a率（%）Inhibition rate of fresh weight生内制99.65±0.00a 98.65±0.01ab 40.26±0.17a 95.34±0.01b室抑58.41±0.11a 草78.04±0.04a 49.24±0.03b 29.18±0.08b 重11.56±0.02a草6.28±0.01ab 1.21±0.04b田尾71.98±0.06a杂鲜狗S.viridis 79.58±0.04a粱高6.94±0.01a 3.42±0.01a 4.24±0.04a 3.30±0.03a 0.08±0.01a 88.28±0.01a 68.62±0.04a 18.78±0.11b 13.35±0.04a对55.32±0.06a 52.78±0.12a 97.03±0.03a 94.33±0.01a 78.36±0.06b 3.97±0.19a 剂1.71±0.18a牛E.indica 0.81±0.13a草筋草除70.13±0.03a 4 6种Table 4 Biological activities of six herbicides to weeds in sorghum fields 21.26±0.09a 17.27±0.03a 10.38±0.06a 11.07±0.05a 5.18±0.06ab 2.35±0.04b 2.66±0.02a 1.45±0.04a 0.74±0.04a 68.44±0.02a 59.26±0.03a 0.84±0.02b 72.86±0.02a 55.89±0.02b 38.63±0.05c 5.58±0.03a表2.58±0.02a 0.35±0.02a草稗E.crus-galli 1.63±0.06b 3.78±0.03b 9.94±0.02a 7.91±0.03a 0.55±0.01b 34.88±0.08a 12.66±0.02b 14.66±0.03a 7.28±0.01ab 62.61±0.03a 14.25±0.07b 54.52±0.04a 16.05±0.04b 40.03±0.05b 19.28±0.03c 9.40±0.01a 5.31±0.06a 1.33±0.06a唐马D.sanguinalis 2.42±0.08c 24.94±0.02a 8.32±0.04b 6.56±0.06a 2.52±0.02a 0.74±0.07a 57.81±0.0.6a 34.14±0.05b 13.65±0.01b量（g·hm-2）Dosage 150.00 75.00 37.50 9.85 2 250.00 1 125.00 562.50 39.38 19.69 300.00 150.00 75.00 300.00 150.00 75.00 180.00 90.00 45.00剂药药药酸剂 Herbicides 药药原原原原原隆酸腈乙药药酮津磺啉苯氧原试草去嘧喹溴吡酯供98%喹吡氯酰氟辛96%莠95%氯异98%氯96%二95%辛号No. 1 2 3 4 5 6编

表5 喹草酮与莠去津、二氯喹啉酸复配对高粱田杂草药后15 d株防效Table 5 Efficacy of quinotrione combined with atrazine and quinclorac in sorghum fields at 15 d

表6 喹草酮与莠去津、二氯喹啉酸复配对高粱田杂草药后45 d防治效果Table 6 Efficacy of quinotrione combined with atrazine and quincloracin sorghum fields at 45 d

表7 喹草酮与莠去津、二氯喹啉酸复配对红糯16产量性状的影响Table 7 Effects of quinotrione combined with atrazine and quinclorac on yield traits of Hongnuo 16

3 讨论与结论

高粱属小杂粮范畴，随农业结构改革深化，高粱种植面积大幅增加。目前，高粱田杂草发生逐年加重且杂草群落演替，加之其对除草剂较为敏感，因除草剂施用不当造成药害的案例时有发生，因而探索活性高、用量少、对高粱安全的化学除草技术是高粱田杂草防治重点[22-23]。本研究表明，施用精异丙甲草胺、砜吡草唑、2甲4氯-钠在推荐剂量时对3个供试品种不安全，均表现不同程度药害症状，且与药剂施用量呈正相关，喹草酮、莠去津、氯吡嘧磺隆、二氯喹啉酸、辛酰溴苯腈、氯氟吡氧乙酸异辛酯等6种除草剂在供试剂量下对供试高粱安全，该结果与徐洪乐等研究砜吡草唑对高粱安全性的测定结果一致[24]。柳金良等研究表明，精异丙甲草胺土壤处理1 200 g·hm-2在高粱田应用未出现药害症状，分析造成的原因与施用剂量、环境条件及不同品种间耐药性差异有较大关系[25]。在高粱田杂草发生密集或草龄较大时，农户常盲目提高用药量以追求更高的防治效果，但部分供试药剂在增加至推荐剂量2 倍、4 倍时，会抑制高粱生长，且后期不可逆。

目前抗除草剂高粱品种尚未取得突破，喹草酮是高粱田首次登记的HPPD 类除草剂[26-27]。室内活性结果表明，喹草酮150 g·hm-2时，对高粱田青葙、碎米莎草和苋鲜重抑制率达98.99%～99.89%，对4种禾本科杂草和其他供试阔叶活性略差，鲜重抑制率为54.52%～79.58%，对合萌无效。尽管喹草酮在供试剂量下对杂草鲜重抑制率略低于莠去津，但莠去津属长残留除草剂，在土壤中残效期长，施用不当极易对后茬作物产生药害，农业生产中应尽量减少使用[28]。

本研究田间试验表明，喹草酮与莠去津、二氯喹啉酸复配后表现出明显增效作用。喹草酮240 g·hm-2与莠去津4 500 g·hm-2、二氯喹啉酸600 g·hm-2复配对供试杂草鲜重防效分别为85.39%和83.09%。构成产量的3 个性状表明，喹草酮与莠去津、二氯喹啉酸复配后各性状均高于单剂，穗粒数、单穗粒重、产量均显著增加。本研究仅在田间明确喹草酮和莠去津、二氯喹啉酸复配对马唐、稗草和鸭跖草防效，而高粱田杂草种类繁多、群落结构复杂，可根据田间具体草相、栽培品种及间套作模式等开展更多种植区域试验，为喹草酮在不同地区应用提供理论支撑。