3种不同结构型10%草铵膦水剂的除草活性比较

解洪杰，王 旭，肖雅楠，李 贵

（江苏省农业科学院植物保护研究所，南京 210014）

草铵膦（Glufosinate ammonium）是20世纪80年代德国赫斯特公司研制的一种有机磷类非传导灭生性除草剂，1984年于日本首次登记，目前已经在40余个国家取得登记，因其具有安全性高，持效期长，杀草谱广等优点，已成为全球使用量第2的除草剂[1-3]，广泛应用于经过抗草铵膦基因改造的大豆、棉花、玉米等20多种作物中[4]。草铵膦的靶标酶是谷氨酰胺合成酶（GS），其可以使GS的空间构型发生改变，导致GS活性受抑制，造成植物体内氮代谢紊乱，从而抑制植物光合作用导致植株死亡[5]。

草铵膦为氨基酸类似物，具有D-草铵膦和L-草铵膦2种对映异构体，而仅L-草铵膦具有除草活性[6]。目前多数市售草铵膦是包含2种异构体的外消旋混合物——D/L-草铵膦[7]，以下称为普通草铵膦。精草铵膦（Glufosinate-P）又称L-草铵膦，是拜耳从吸水链霉菌（Streptomyces hygroscopicus）发酵液中分离得到[8]，之后在草铵膦的基础上，通过定向合成得到草铵膦L型手性异构体[9]。精草铵膦的药效高于普通草铵膦，甚至有研究表明其为普通草铵膦的2倍[10]，但关于精草铵膦与普通草铵膦具体的药效活性关系，目前结论尚不统一，而其药效活性关系实际为D-草铵膦的除草活性问题，前期研究认为D-草铵膦无除草活性[11]，而范立攀等[7]在马唐、牛筋草、反枝苋、苘麻的防除试验中表明，D-草铵膦表现出一定的除草活性，其总体活性约为L-草铵膦的10%。D-草铵膦的除草活性问题，必然引起同等药效下普通草铵膦与精草铵膦用量关系的争议。

为进一步明确同等药效下普通草铵膦与精草铵膦的用量关系，本试验利用3种不同结构型10%草铵膦水剂，对马唐、狗尾草、稗草、牛筋草、鸭跖草、铁苋菜和空心莲子草7种靶标材料开展室内盆钵试验，通过调查地上部杂草的鲜重抑制率，比较普通草铵膦与精草铵膦的除草活性，以期为明确普通草铵膦与精草铵膦的药效关系提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验药剂与器材

试验药剂为3种不同结构型10%草铵膦水剂（1#、2#和3#），1#和3#为普通草铵膦，2#为精草铵膦，分别通过草铵膦原药和精草铵膦原药配制获得，并由江苏恒生检测有限公司进行D-草铵膦和L-草铵膦含量分析，具体含量见表1。

表1 3种10%草铵膦水剂中D-草铵膦和L-草铵膦含量

1.2 试验靶标材料

马唐［Digitaria sanguinalis (L.) Scop.］、牛筋草［Eleusine indica(L.)Gaertn.］、狗尾草［Setaria viridis(L.) Beauv.］、稗草［Echinochloa crus-galli (L.) P.Beauv.］、鸭跖草（Commelina communis L.）、铁苋菜（Acalypha australis L.）、空心莲子草［Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb.］，江苏省农业科学院农田。

1.3 试验方法

在直径9.5 cm盆钵中装入160 g风干土，土壤为马肝土，pH值为6.9，有机质含量为1.59%，然后从盆钵底部渗灌，使土壤完全湿润至饱和状态。2023年4月24日分别播种适量马唐、牛筋草、狗尾草、稗草种子，2023年5月18日定苗至每盆20株，于三叶一心期按照试验设计进行药剂处理；2023年5月25日田间采集鸭跖草、铁苋菜、空心莲子草幼苗，室内移栽扦插，至苗高度约15 cm时按照试验设计进行药剂处理。

3种10%草铵膦水剂每个药剂设计37.5、75、150、300、600 mL/667 m25个浓度处理，并设清水对照，每处理兑水450 kg/hm2，每个处理重复4次。按试验设计用移液器取定量药液，采用3WPSH-500D型生测喷雾塔从低剂量到高剂量分别进行喷雾处理。3WPSH-500D型生测喷雾塔圆盘直径50 cm，主轴转动速度6 r/min，喷头孔径0.3 mm，喷雾压力0.3 MPa，雾滴直径100 μm，喷头流量90 mL/min。施药后，靶标材料在常温下培养。

1.4 鲜重抑制率测定

依据中华人民共和国农业行业标准NY/T 1155.4—2006《农药室内生物测定试验准则除草剂第4部分：活性测定试验茎叶喷雾法》[12]，在施药后7 d（马唐、狗尾草、稗草）和药后10 d（牛筋草、鸭跖草、铁苋菜、空心莲子草）分别调查各处理的地上部鲜重，按式（1）计算各处理的鲜重抑制率。

1.5 数据处理

依据各靶标材料在不同浓度处理下的鲜重抑制率，并用DPS统计软件进行统计分析，建立回归方程，计算3个10%草铵膦水剂不同结构型产品对不同杂草的ED90值，并用Origin 9进行作图。

2 结果与分析

2.1 3种不同结构型10%草铵膦水剂对7种杂草的除草活性

在施药后7 d（马唐、狗尾草、稗草）或药后10 d（牛筋草、鸭跖草、铁苋菜、空心莲子草），3种不同结构型10%草铵膦水剂对各靶标杂草均有较好的防效（图1）。整体而言，相同剂量下2#药剂对牛筋草、鸭跖草和铁苋菜的除草活性略好于1#和3#药剂。

图1 3 种不同结构型10%草铵膦水剂对不同靶标杂草的抑制效果图

2.1.1 3种不同结构型10%草胺膦水剂对马唐除草活性

3种药剂均有良好的防除效果，对马唐的ED90值在201.93～277.58 mL/667 m2，其中10%草铵膦水剂1#对马唐的ED90值最小，为201.93 mL/667 m2。在制剂用量为150 mL/667 m2时，3种药剂对马唐的鲜重抑制率均超过87.92%。药剂2#和3#制剂用量为300 mL/667 m2及600 mL/667 m2时，与150 mL/667 m2条件下的抑制效果无显著差异（表2）。

表2 3 种不同结构型10%草铵膦水剂对马唐地上部鲜重抑制效果

2.1.2 3种不同结构型10%草铵膦水剂对狗尾草除草活性

从表3可知，3种药剂对狗尾草的ED90值为33.76～74.02 mL/667 m2，1#药剂在制剂用量150 mL/667 m2时，对马唐的鲜重抑制率达93.41%，当施药量为300 mL/667 m2时，鲜重抑制率为100%，与600 mL/667 m2下的鲜重抑制率无显著差异，且显著高于其他3组质量浓度。2#和3#药剂在制剂用量75 mL/667 m2以上时，对马唐的鲜重抑制率超过97.8%（表3）。

表3 3 种不同结构型10%草铵膦水剂对狗尾草地上部鲜重抑制效果

2.1.3 3种不同结构型10%草铵膦水剂对稗草除草活性

3 种药剂对稗草的ED90值为383.80 ～440.08 mL/667 m2。药剂1#对稗草除草活性最高，在制剂用量为300 mL/667 m2时，鲜重抑制率为89.11%，与600 mL/667 m2用量下无显著性差异（表4）。

2.1.4 3种不同结构型10%草铵膦水剂对牛筋草除草活性

3种药剂对牛筋草的ED90值为111.71～270.93 mL/667 m2，2#药剂活性较高，ED90值为111.71 mL/667 m2。当施用量为300 mL/667 m2时，3种药剂的鲜重抑制率均达到95.79%以上，与600 mL/667 m2的鲜重抑制率差异不显著。

2.1.5 3种不同结构型10%草铵膦水剂对鸭跖草除草活性

3种药剂对鸭跖草的活性存在较大差异。2#药剂活性较高，在制剂用量为75 mL/667m2时，鲜重抑制率为62.76%，远高于1#和3#，后两者鲜重抑制率均小于10%。10%草铵膦水剂2#对鸭跖草的除草活性最高，ED90值为299.20 mL/667m2；1#药剂次之，ED90值为526.49 mL/667m2；3#药剂活性较1#药剂低，ED90值为753.58 mL/667m2（表6）。

2.1.6 3种不同结构型10%草铵膦水剂对铁苋菜除草活性

2#药剂对铁苋菜活性最高，ED90值为115.04 mL/667 m2；1#样品次之，ED90值为275.53 mL/667 m2，3#样品活性最低。当施用量为300 mL/667 m2时，2#对铁苋菜的鲜重抑制率为100%，高于同剂量下1#和3#对铁苋菜鲜重抑制率（表7）。

表7 3 种不同结构型10%草铵膦水剂对铁苋菜地上部鲜重抑制效果

2.1.7 3种不同结构型10%草铵膦水剂对空心莲子草除草活性

3#药剂对空心莲子草活性较高，当施用量为300 mL/667 m2时，其对空心莲子草的鲜重抑制率为93.20%，远高于1#和2#，且ED90值为266.12 mL/667 m2。1#药剂和2#药剂对空心莲子草活性相当，ED90值分别为621.44 mL/667 m2和628.55 mL/667 m（2表8）。

表8 3 种不同结构型10%草铵膦水剂对空心莲子草地上部鲜重抑制效果

2.2 3种不同结构型10%草铵膦水剂除草活性结果分析

通过上述室内盆钵试验发现，同等剂量下2#药剂（精草铵膦）整体表现出更高的生物活性，对7种靶标杂草防效的ED90值在60.55～628.55 mL/667 m2之间，活性高于1#和3#药剂（普通草铵膦）。1#药剂对7种靶标杂草防效的ED90值在74.02～621.44 mL/667 m2之间，3#药剂的ED90值在33.76～753.58 mL/667 m2之间（表9）。

表9 3 种不同结构型10%草铵膦水剂防除不同敏感程度靶标杂草所需最低用量比较

为直观比较精草铵膦和普通草铵膦对不同敏感程度靶标杂草的除草活性，我们分别将3种药剂对7种靶标杂草防效的ED90值由小到大（即杂草对各药剂敏感程度由强到弱）进行了排列，并比较了1#药剂与2#药剂、3#药剂与2#药剂ED90值的倍数关系（图2、表9）。1#药剂的ED90值是2#的0.99～2.36倍；3#药剂的ED90值是2#的0.56～2.31倍（表9）。

图2 3 种不同结构型10%草铵膦水剂防除不同敏感程度靶标杂草所需最低用量

针对田间杂草发生情况的复杂性，包括对草铵膦敏感性较强和敏感性较差的杂草种类，为了保证对多种杂草的防除效果，需要综合考虑药剂对不同敏感程度靶标的除草活性。就本试验的3种不同结构型10%草铵膦水剂，对5～6种靶标杂草达到90%的防效情况下，2#精草铵膦药剂用量为300～380 mL/667 m2，而1#和3#普通草铵膦水剂用量分别为440～530 mL/667 m2和440～470 mL/667 m2，1#和3#普通草铵膦的用量分别为2#精草铵膦用量的1.37～1.47倍和1.23～1.47倍。

3 结论与讨论

精草铵膦是仅包含L型手性异构体的草铵膦药剂，自2018年精草铵膦原药和制剂在我国登记以来迎来了迅速发展[13]。由于精草铵膦排除了D-草铵膦无效体，同等药效条件下精草铵膦的理论施药量较草铵膦可以降低50%[10]，与我国农药减量增效政策相吻合，低使用剂量也有利于降低杂草抗药性的发生几率[14]。但以上结论是建立在D-草铵膦无除草活性的基础上[11]，而有研究表明D-草铵膦也能表现出一定的除草活性[7]，这就需要重新定义精草铵膦与草铵膦的活性关系。

本研究表明，10%普通草铵膦水剂与精草铵膦水剂对7种靶标杂草均有较好的防除效果，但同等剂量下精草铵膦整体表现出更高的生物活性。1#药剂的ED90值是2#的0.99～2.36倍，3#药剂的ED90值是2#的0.56～2.31倍。而在实际中，田间杂草发生情况复杂，需要综合考虑药剂对不同敏感程度靶标杂草的生物活性。对5～6种供试靶标杂草达到90%防效的情况下，2#精草铵膦药剂用量为300 ～380 mL/667 m2，而1#和3#普通草铵膦水剂用量分别为440～530 mL/667 m2和440～470 mL/667 m2，1#和3#普通草铵膦的用量分别为2#精草铵膦药剂用量的1.37～1.47倍与1.23～1.47倍。因此，我们推测D-草铵膦是具有部分除草活性的，这与范立攀等[7]的研究结论相吻合。在使用活性更高的精草铵膦时，还需关注使用剂量的问题。