安徽稻区马唐对噁唑酰草胺的抗性测定及防治药剂筛选

谷承文, 张立磊, 范玉洁, 范良英, 戴魏真, 许孟桃, 毕亚玲

(安徽科技学院 农学院,安徽 凤阳 233100)

水稻作为世界三大主粮之一,是我国种植面积最大、最重要的粮食作物,在保障国家粮食安全和居民饮食结构中具有非常重要的地位和作用。马唐(Digitariasanguinalis(L.) Scop.)作为一种广泛分布于我国玉米、大豆、高粱、棉花、蔬菜、果园等各类作物田的1年生禾本科恶性杂草,近年来随着水稻栽培技术与耕作制度的变化,开始大量侵入稻田且危害逐渐加重[1-3],有研究报道马唐已成为危害部分地区稻田的优势杂草[4-8]。

噁唑酰草胺(Metamifop)是由韩国化工技术研究院开发的一种芳氧基苯氧基丙酸酯(Aryloxyphenoxypropionate,APP)类除草剂,作用靶标为乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl CoA Carboxylase,ACCase),因其低毒、高效、低残留的特点,已成为当前水稻田防除1年生禾本科杂草最为常用的除草剂之一[9-10]。但该类除草剂作用位点单一,长期大量不合理的使用导致杂草易对其产生抗药性[11],根据国际抗性杂草调查网站(http://www.weedscience.org)统计,目前全球范围内已有50种杂草对ACCase抑制剂类除草剂产生抗药性[12]。

针对当前马唐在稻田危害逐渐加重的现状,且尚未发现有关安徽稻区马唐对噁唑酰草胺的抗药性研究报道,本研究通过整株生物测定法测定采自安徽部分稻区的马唐种群对噁唑酰草胺的抗性水平,并探究抗噁唑酰草胺马唐对不同作用机制类型除草剂的敏感性,旨在明确安徽省部分稻区马唐抗药性发生情况并为抗性马唐的科学治理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试马唐种子 供试马唐种子采自安徽省不同地区的水稻田(表1),种子在采集时均已成熟,采集后晾干并储存于4 ℃条件下的冷藏库中备用。敏感种群MT-S采自滁州市凤阳县府城镇从未使用过除草剂的荒地。

表1 马唐种群采集地点

1.1.2 供试药剂 试验所使用除草剂及其生产厂家与作用机制见表2。

表2 供试药剂信息

1.1.3 供试仪器 SHP-150生化培养箱(上海森信实验仪器有限公司);DHG-9030A电热鼓风干燥箱(上海森信实验仪器有限公司);Proline移液器(宁波江南仪器厂);HCL-2000行走式喷雾塔(昆山恒创力科技有限公司);FA2104电子天平(上海精密科学仪器有限公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 马唐对噁唑酰草胺的抗性水平测定 试验采用整株生物测定法[13]测定马唐种群对噁唑酰草胺的抗性水平,将供试马唐种群用200 mg/L赤霉素催芽48 h后,放于直径9 cm装有滤纸的培养皿中,置于28 ℃的光照培养箱中催芽2 d后,分别种于直径12 cm塑料花盆内,覆土0.5～1.0 cm,每盆播种10颗。放置于温室内,生长条件为温度(30±5) ℃、光照14 h。出苗后每盆保留8株生长一致的植株,培养至3～4叶期,对各马唐种群进行茎叶喷雾处理,根据田间推荐剂量120 g a.i./hm2设置不同浓度梯度,敏感种群噁唑酰草胺喷施剂量为7.5、15、30、60、120 g a.i./hm2等5个浓度梯度。其它种群喷施剂量为60、120、240、480、960 g a.i./hm2。喷液量为450 L/hm2,喷雾压力为275 kPa,喷头与叶片之间的距离为50 cm,每处理设4次重复,并设喷施等量清水的空白对照。施药后继续在温室中培养,期间定期观察并记录马唐生长状态,药后21 d剪取马唐地上部分称取鲜质量,计算各处理鲜质量抑制率,根据鲜质量抑制率和施用剂量计算生长抑制中量GR50和抗性指数(Resistance Index,RI)。

1.2.2 抗噁唑酰草胺马唐种群对不同类型除草剂的敏感性测定 以抗性水平最高的种群为研究对象,采用茎叶喷雾法和土壤喷雾法测定其对不同类型除草剂的敏感性。表3为试验所用的供试除草剂的剂量,并设空白对照。

表3 各药剂处理剂量

1.3 数据分析

试验数据使用Excel 2016计算鲜质量抑制率,采用DPS 9.5统计分析软件以鲜质量抑制率概率值(y)和浓度对数值(x)建立回归方程(y=a+bx),求出GR50值、95%置信区间、相关系数,根据公式计算出抗性指数(RI)。抗性水平分级标准:RI<2,敏感;2≤RI<5,低抗;5≤RI<10,中抗;RI≥10,高抗[14]。

(1)

(2)

2 结果与分析

2.1 安徽部分稻区马唐对噁唑酰草胺的抗性水平

由表4可知,安徽省不同稻区马唐种群对噁唑酰草胺呈现出不同水平的抗药性。采自蚌埠市五河县申集镇的种群MT-7对噁唑酰草胺抗性水平最低,其GR50值仅为12.25 g a.i./hm2;采自滁州市定远县定城镇的种群MT-2对噁唑酰草胺的抗性水平最高,其GR50值为629.54 g a.i./hm2,是敏感种群MT-S的62.57倍。结果表明,采集的样品中46%的马唐种群已对噁唑酰草胺产生中高水平的抗性,分别为采自滁州市定远县定城镇、淮南市寿县寿春镇、淮南市大通区、合肥市肥西县丰乐镇、阜阳市颍上县半岗镇、蚌埠市龙子湖区、淮南市寿县涧沟镇的7个种群,GR50值为58.47～629.54 g a.i./hm2。

表4 马唐对噁唑酰草胺的抗性水平

2.2 抗噁唑酰草胺马唐对不同类型除草剂的敏感性

抗性种群MT-2对18种不同类型除草剂的敏感性如表5所示,高抗种群MT-2对18种除草剂表现不同的敏感性,对噁草酮、氰氟草酯、五氟磺草胺、二氯喹啉酸、双草醚、三唑磺草酮、双环磺草酮、氯氟吡啶酯、嘧啶肟草醚敏感性较低,GR50分别为378.10、152.76、95.10、229.39、37.68、126.32、512.50、161.64、104.49 g a.i./hm2,8种除草剂在推荐剂量处理下对抗性种群MT-2的鲜质量抑制率仅达到22.22%～58.81%。高抗种群MT-2对嗪吡嘧磺隆、丙草胺、丁草胺、莎稗磷、二甲戊灵、仲丁灵、禾草丹、双唑草腈、敌稗均表现敏感,GR50分别为62.73、393.59、781.78、125.71、571.91、957.05、942.67、96.61、1 890.56 g a.i./hm2,在推荐剂量下的鲜质量抑制率均可达90%以上。

表5 抗噁唑酰草胺马唐对不同除草剂的敏感性

3 结论与讨论

近年来,随着水稻直播模式不断普及,马唐已逐渐成为直播稻田的优势杂草,噁唑酰草胺作为目前防治稻田马唐的常用药剂,随着在生产实践中盲目增加用药量,其对马唐的防效已呈下降趋势[15-16],但在生产实践中有关马唐对除草剂的抗性报道主要集中在玉米、棉花、甘蔗、大豆等作物田[17-22],而有关稻田马唐抗药性的研究鲜有报道。为此,本研究测定了采自安徽不同稻田的马唐对噁唑酰草胺的抗性水平,结果表明,安徽部分稻区马唐对噁唑酰草胺已产生不同程度的抗药性,所测15个种群中已有7个种群对噁唑酰草胺产生中、高水平抗性,占所测种群总数的46%,其中采自滁州市定远县定城镇的马唐种群MT-2抗性指数最高,RI达62.57;其次为采自淮南市寿县涧沟镇的种群MT-15,RI为9.63。因此在上述地区应减少噁唑酰草胺的使用频率,以实现稻田马唐的可持续治理[23-24]。

轮换使用不同类型除草剂是完善稻田杂草化学防除方案、延缓稻田杂草抗性再发展及提高水稻产量的重要方式[25-26]。敏感性测定中以抗性种群MT-2为材料,发现抗性种群MT-2对丁草胺、丙草胺、二甲戊灵、仲丁灵、禾草丹等土壤封闭处理除草剂表现敏感,而对氰氟草酯、五氟磺草胺、双草醚、二氯喹啉酸、三唑磺草酮、双环磺草酮、氯氟吡啶酯、噁草酮等几种除草剂敏感性较低,故建议在对稻田马唐进行化学防除时,应优先选择对马唐具有较好活性的土壤封闭除草剂进行封闭处理,在封闭除草后,若马唐防除不彻底,应选用对其敏感的苗后茎叶处理除草剂进行防治。针对不同地区可能出现的抗性情况,应根据其产生抗药性的除草剂作用机制类型,有选择性地轮用和混用不同类型的除草剂进行化学防除。此外应加强对马唐抗药性的监测,深入研究马唐的抗性机理,推动新型除草剂的研发使用,采取“预防为主,综合防治”的治理措施,因地制宜,从耕作制度、生态环境等多方面入手,将化学除草与其他除草方式相结合,如适度翻耕等措施,降低其在田间的发生密度。