75%甲嘧磺隆可湿性粉剂对水稻、小麦、油菜的安全性评价
2024-03-03朱友理何东兵吴小美荆国芳李传德庄义庆
摘要:为评价甲嘧磺隆对水稻、小麦和油菜的安全性,并为甲嘧磺隆药害鉴定等提供依据,2022年在镇江市通过平皿法研究了75%甲嘧磺隆可湿性粉剂0.02~4.86 μg a.i./L等6个剂量梯度对稻麦油12个品种幼苗根系生长的抑制情况。结果发现:甲嘧磺隆0.02~0.18 μg a.i./L对供试水稻根长的抑制率为15.53%~31.35%,对小麦为1.93%~10.44%,对油菜为33.73%~59.60%,敏感性依次为油菜gt;水稻gt;小麦;0.54~4.86 μg a.i./L甲嘧磺隆对水稻根长的抑制率为69.20%~91.46%,对小麦为40.09%~72.64%,对油菜为62.15%~66.71%,敏感性依次为水稻gt;小麦gt;油菜。幼苗期水稻对灌溉水中甲嘧磺隆的安全剂量上限(IC10值)为1.94×10-5 mg a.i./L,不同品种间敏感性依次为镇稻668gt;南粳3908gt;南粳5055gt;镇稻28gt;浙粳优1758;小麦为6.44×10-6 mg a.i./L,不同品种间敏感性依次为镇麦168gt;镇麦15gt;镇麦18gt;扬麦23gt;扬麦33;油菜为1.52×10-9 mg a.i./L,不同品种间敏感性依次为德天118gt;沣油737。综上,水稻、小麦、油菜等作物对甲嘧磺隆高度敏感,且不同品种间敏感性不同,灌溉水中甲嘧磺隆剂量超过3.06×10-5 mg a.i./L时会对水稻等作物造成明显药害,使用甲嘧磺隆必须远离农田、水源等。作物受害后可以多次喷淋清水,喷施芸苔素内酯等植物生长调节剂或吡唑解草酯、双苯唑酸等解毒剂缓解药害症状。当农田中甲嘧磺隆剂量下降到一定程度之后,根据生长季节选择种植耐害性较高的作物,如花生、大豆、水稻(镇稻668)或小麦(镇麦168)等。
关键词:甲嘧磺隆;水稻;小麦;油菜;作物品种;安全性评价
中图分类号:S451.2;S481+.9" 文献标志码:A" 文章编号:1003-935X(2024)04-0076-06
Selectivity Evaluation of Sulfometuron-Methyl" 75% WP on Rice,Wheat and Rape
ZHU Youli1,HE Dongbing1,WU Xiaomei1,JING Guofang2,LI Chuande2,ZHUANG Yiqing3
(1.Zhenjiang Plant Protection and Plant Inspection Station,Zhenjiang 212009,China;
2.Zhenjiang Agricultural and Rural Bureau,Zhenjiang 212009,China;
3.Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210036,China)
Abstract:In order to evaluate selectivity of sulfometuron-methyl on rice,wheat and rape,and provide a basis for its phytotoxicity identification,inhibition of six dosages gradients of 0.02-4.86 μg a.i./L of sulfometuron-methyl 75%
收稿日期:2024-06-26
基金项目:镇江市技能大师工作室启动资金(编号:镇人社发〔2023〕56号);镇江市第六期“169工程”科研项目(编号:镇人才办〔2021〕19号)。
作者简介:朱友理(1986—),江苏徐州人,硕士,高级农艺师,主要从事农作物病虫害预测预报与防控技术研究。E-mail:zhuylzjzb@163.com。
WP on root growth of 12 varieties of O. sativa L.,T. aestivum L. and B. napus L. seedlings were studied by plate method in Zhenjiang City in 2022. The results showed that the inhibition rates of 0.02-0.18 μg a.i./L sulfometuron-methyl on root length of rice,wheat and rape were 15.53%-31.35%,1.93%-10.44%,and 33.73%-59.60%,respectively,and sensitivity of crops to sulfometuron-methyl was observed as rapegt;ricegt;wheat. The inhibition rates of 0.02-0.18 μg a.i./L on root length of rice,wheat and rape were 69.20%-91.46%,40.09%-72.64%,and 62.15%-66.71%,and the sensitivity of the crops to sulfometuron-methyl was observed as ricegt;wheatgt;rape. The upper limit of selective dosages (IC10 value ) of sulfometuron-methyl in irrigation water was 1.94×10-5 mg a.i./L at rice seedling stage,followed by Zhendao 668gt;Nanjing 3908gt;Nanjing 5055gt;Zhendao 28gt;Zhejingyou 1758. The upper limit of selective dosages was 6.44×10-6 mg a.i./L at wheat,followed by Zhenmai 168gt;Zhenmai 15gt;Zhenmai 18gt;Yangmai 23gt;Yangmai 33. The upper limit of selective dosages was 1.52×10-9 mg a.i./L at rape,followed by Detian 118gt;Fengyou 737. In summary,crops such as rice,wheat and rape were highly sensitive to metsulfuron-methyl,and sensitivities of different varieties were different. When the dosage of sulfometuron-methyl in irrigation water exceeded 3.06×10-5 mg a.i./L,it would cause obvious phytotoxicity to crops especially rice. Application of sulfometuron-methyl must stay away from farmland and water sources. Crops injuried by sulfometuron-methyl required spraying with a large amount of clean water multiple times,and plant growth regulators such as brassinolide or detoxifying agents like pyrazoxyfen and fenoxaprop-P-ethyl could be applied to alleviate the symptoms of phytotoxicity. When the dosages of sulfometuron-methyl in the farmland decreased to a certain extent,the crop with higher tolerance to insects were selected according to the growth season,including peanut,soybean,rice (Zhendao 668),or wheat (Zhenmai 168),etc.
Key words:sulfometuron-methyl;Oryza sativa L.;Triticum aestivum L.;Brassica napus L.;crop varieties;selectivity
甲嘧磺隆(sulfometuron-methyl)属于磺酰脲类除草剂,具有广谱、活性高和灭生性强等特性[1],登记用于防除非耕地、针叶苗圃、林地杂草。甲嘧磺隆水溶性高,在土壤中移动性强,且性质稳定、不易降解、残效期较长[2]。近年来,有不少农户使用甲嘧磺隆防除非耕地、草坪、作物田埂等地的杂草,屡有甲嘧磺隆通过土壤淋溶或灌溉进入农田、造成敏感作物药害的报道[3-5],如2018年江苏海安一农场甲嘧磺隆造成水稻药害面积 24.22 hm2,受损金额32万余元[3]。2022年7月江苏镇江某地发生水稻药害,镇江市农作物生产事故鉴定小组在现场发现:水稻植株矮小、生长停滞,心叶卷曲、褪绿,中下部叶片枯死,低洼地带整株枯死,植株少分蘖或不分蘖,白根稀少且水稻发芽受到抑制,补种水稻不出苗。受害的水稻品种有镇糯19、镇糯29、南粳46、常农粳1号、扬育粳2号等;从3块受害稻田取灌溉水、稻田土壤、稻株样品送江苏省农业科学院公共检测评价鉴定中心检测,灌溉水、土壤和稻株中均检测到甲嘧磺隆;结合现场踏查询问、除草剂残留检测、查阅文献报道等,推测是狗牙根草坪种植户使用甲嘧磺隆防除草坪杂草,因暴雨溢出造成周边发生水稻药害。已有研究表明,甲嘧磺隆会对小麦造成不同程度的药害[2,6],而白菜、大豆、萝卜、花生等作物对甲嘧磺隆具有较强耐受性[2,6-8]。但是,并未见对水稻、油菜等作物安全性影响的报道。因此,本研究通过平皿试验法评价不同剂量75%甲嘧磺隆可湿性粉剂对水稻、小麦、油菜3种作物共12个品种根系生长的抑制作用,以期为指导甲嘧磺隆的科学使用和作物药害诊断及补救提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试药剂:75%甲嘧磺隆可湿性粉剂(江苏瑞邦农化股份有限公司生产,市售);供试品种:小麦品种5个,为扬麦23、扬麦33、镇麦15、镇麦18、镇麦168;水稻品种5个,为南粳5055、南粳3908、镇稻28、镇稻668、浙粳优1758;油菜品种2个,为沣油737、德天118。
1.2 试验设计与方法
2022年8月于镇江市植保植检站实验室进行发芽试验,具体方法参照《农药室内生物测定试验准则" 除草剂" 第1部分:活性试验" 平皿法》(NY/T 1155.1—2006)进行。根据田间水样检测结果,确定甲嘧磺隆6个施用剂量,分别为0.02、0.06、0.18、0.54、1.62、4.86 μg a.i./L,以纯净水(杭州娃哈哈集团有限公司)作为空白对照。每个处理重复3次,每次重复30粒种子。具体方法为:采用电子天平(精度0.000 1 g)称取药剂,溶于纯净水,3次定容稀释后,配成系列剂量药液。通过清水去除稻麦种子空、瘪粒,在26~32 ℃下清水浸种,油菜、小麦、水稻分别浸种12、24、48 h,定期换水,挑取露白种子并置入发芽盒(12 cm×12 cm);将浸湿的2张滤纸平铺在发芽盒中,将种子均匀地排在滤纸上,粒间保持一定距离;向发芽盒内加入 10 mL 系列剂量药液,并充分将种子浸着药液,以不含药剂的纯净水为空白对照。将处理后的发芽盒置于人工气候箱(RXZ-280,宁波江南仪器厂生产),在温度20 ℃(小麦、油菜)或25 ℃(水稻)、湿度80%~90%的黑暗条件下培养。发芽期间保持纸床湿润,定期通气。培养7 d后,调查各处理根数并测量根长。
1.3 数据分析
计算各处理根长的生长抑制率:根长抑制率=(对照根长-处理根长)/对照根长×100%。
采用SPSS软件对甲嘧磺隆剂量对数和作物根长抑制率的机率值进行回归分析,计算IC10(供试作物根长抑制率10%时的甲嘧磺隆剂量)及95%置信限。
药害级别判定参照《农药室内生物测定试验准则 除草剂 第6部分对作物的安全性试验土壤喷雾法》(NY/T 1155.6—2006):0<生长抑制率<11%为1级(无明显药害),11%≤生长抑制率<31%为2级(轻微药害),31%≤生长抑制率<51%为3级(中度药害),51%≤生长抑制率≤100%为4级(严重药害)。
2 结果与分析
2.1 受害水稻田残留除草剂检测结果
受害田块经江苏省农业科学院公共检测评价鉴定中心检测,结果(表1)表明,在灌溉水、土壤和稻株中均检测到甲嘧磺隆和吡嘧磺隆,灌溉水中甲嘧磺隆和吡嘧磺隆含量分别为0.460~4.495、0.013~0.65 μg/L,稻田土壤中分别为1.113~2.896、0.210~1.400 μg/L,稻株中分别为0.100~0.203、5.300~6.300 μg/L。孙以文等通过桶栽试验发现,播后苗前施用吡嘧磺隆28.45、20.82 g a.i./hm2,对水稻株高、分蘖的抑制率为10%[9],以3 cm水层测算,水中吡嘧磺隆含量可分别换算为94.8、69.4 μg/L,初步排除吡嘧磺隆药害,推测是甲嘧磺隆随灌溉水进入稻田造成水稻药害,目测判断该田块中水稻受害3~4级。
2.2 甲嘧磺隆对稻麦油的安全性
2.2.1 甲嘧磺隆对稻麦油根系生长的影响
通过平皿试验法结果(表2)发现,甲嘧磺隆剂量为0.02~4.86 μg a.i./L 显著抑制了水稻根系伸长生长,且抑制作用随甲嘧磺隆剂量的增加而增强,6个甲嘧磺隆剂量处理对5个水稻品种根长的平均抑制率为15.53%、16.69%、31.35%、69.19%、78.83%、91.46%;甲嘧磺隆剂量为0.02 μg a.i./L时,抑制水稻根数,0.06~0.18 μg a.i./L会刺激水稻根数增加,高剂量(0.54~4.86 μg a.i./L)则会显著抑制根数。低剂量甲嘧磺隆对小麦根长抑制作用较轻,高剂量抑制作用明显增强,6个剂量甲嘧磺隆对5个小麦品种根长的平均抑制率为1.93%、14.30%、10.44%、40.09%、51.33%、72.64%;6个剂量甲嘧磺隆处理均会刺激小麦根数增加,显著多于对照。6个剂量甲嘧磺隆对2个油菜品种根长的平均抑制率为33.74%、60.50%、59.60%、62.15%、59.58%、66.71%。从根系生长来看,低剂量下敏感性依次为油菜gt;水稻gt;小麦,高剂量下敏感性依次为水稻gt;小麦gt;油菜。
2.2.2 甲嘧磺隆对稻麦油不同品种的毒力
由表3可知,甲嘧磺隆对不同品种根系生长的室内毒力差异明显。对水稻的IC10值依次为镇稻668gt;南粳3908gt;南粳5055gt;镇稻28gt;浙粳优1758,镇稻668的IC10值是浙粳优1758的1.58倍,浙粳优1758对甲嘧磺隆最敏感,原因可能和杂交粳稻生长快速、吸收力强有关。对小麦的IC10值依次为镇麦168gt;镇麦15gt;镇麦18gt;扬麦23gt;扬麦33,镇麦168和扬麦33的IC10值相差9.56倍,镇麦系列对甲嘧磺隆的耐受性比扬麦系列强。对油菜的IC10值表现为德天118gt;沣油737;甲嘧磺隆对油菜的毒力回归方程相关系数仅有0.58、0.51,可能和油菜种子没有进行筛选、发芽不一致有关。
参照《农药室内生物测定试验准则 除草剂第6部分 对作物的安全性试验土壤喷雾法》(NY/T 1155.6—2006),以0<生长抑制率<11%为无明显药害,将IC10值定为甲嘧磺隆对稻麦油的安全剂量上限,则水稻幼苗期的安全剂量上限为1.94×10-5 mg a.i./L,小麦的安全剂量上限为6.44×10-6 mg a.i./L,油菜的安全剂量上限为1.52×10-9 mg a.i./L。
3 结论与讨论
磺酰脲类除草剂活性高、用量小,超剂量使用易造成当茬作物药害,部分长残效药剂还会对后茬作物造成残留药害[10]。王险峰等评价了29种磺酰脲类除草剂的残留药害,认为甲嘧磺隆在施药后遇大雨易随雨水流入农田,造成玉米、水稻、大豆、 蔬菜等药害[11]。甲嘧磺隆用于林业和非耕地杂草防除时持效期长,在合理施药量下,一次用药的有效防控期达数月甚至1年以上[12],但其在土壤中吸附作用小,具有中等或较高的移动性能和较强的淋溶能力[13],易随雨水、灌溉等流入非目标作物田造成药害[3-5]。代倩子等于2019年对太湖及主要入湖河道的磺酰脲类除草剂进行监测,发现甲嘧磺隆在太湖区域检出率为42.2%,在22条主要入湖河道检出率为63.6%,平均剂量为0.88、1.08 ng/L[14]。本研究于2022年7月在镇江某地稻田水体、土壤和稻株中检出甲嘧磺隆剂量0.460~4.495、1.113~2.896、0.100~0.203 μg/L,再次证实随水流入稻田的甲嘧磺隆会对水稻造成不同程度药害。
甲嘧磺隆对水稻、小麦和油菜幼苗根系伸长有不同程度抑制作用。本研究通过平皿法发现,甲嘧磺隆0.02~4.86 μg a.i./L对水稻根长的抑制率为15.53%~91.46%,对小麦根长的抑制率为1.93%~72.64%,对油菜根长的抑制率为33.74%~66.71%, 低剂量下敏感性表现为油菜gt;水稻gt;小麦,高剂量下敏感性表现为水稻gt;小麦gt;油菜。甲嘧磺隆对小麦的抑制作用在其他研究中也得到证实。康占海发现,土壤中甲嘧磺隆剂量为6.25 μg/kg时对小麦的生长抑制率是20%[2];易秀等在用剂量为0.01 mg/L的甲嘧磺隆处理返青期小麦时,发现小麦受到不同程度的危害,当剂量增大到0.1 mg/L时,小麦生物学产量则显著下降[6-7]。但不同作物对甲嘧磺隆的敏感性不同。如康占海就在其试验中发现,甲嘧磺隆用量为0.5 mg/kg时,白菜、油菜、大豆、萝卜可正常生长[2];Correia等发现,甲嘧磺隆施用量为 7.5 g/hm2 时对花生种子的粒重、每盆的种子数、每盆的荚数、每荚的种子数等没有明显影响,同一作物不同品种对甲嘧磺隆的敏感性也不同[8]。本研究结果表明,甲嘧磺隆对水稻的IC10值依次表现为镇稻668gt;南粳3908gt;南粳5055gt;镇稻28gt;浙粳优1758,对小麦的IC10值依次表现为镇麦168gt;镇麦15gt;镇麦18gt;扬麦23gt;扬麦33,对油菜的IC10值表现为德天118gt;沣油737。根据试验结果制定了甲嘧磺隆对水稻、小麦和油菜3种作物幼苗期的安全剂量上限,即水稻为1.94×10-5 mg a.i./L,小麦为6.44×10-6 mg a.i./L,油菜为1.52×10-9 mg a.i./L。同一作物不同品种对除草剂的敏感性不同,品种不同生理遗传差异造成的种内选择性有关[15-16]。在5个水稻品种中,浙粳优1758对甲嘧磺隆最敏感,推测和杂交粳稻生长旺盛、吸收速率快、吸收甲嘧磺隆较多有关,其空白对照的总根长245.55 mm、平均单根长45.61 mm,为5个品种中最高值。这与刘湘林等得出的结论“乙草胺处理后,粳稻杂交稻与常规稻比较,粳稻杂交稻根长抑制率高于常规稻”[16]一致。5个小麦品种中,扬麦系列比镇麦系列更敏感。但本试验存在品种类型样本较小等不足,品种间对甲嘧磺隆的敏感性差异有待进一步验证。
甲嘧磺隆应严格按照登记范围、剂量和方法使用,用药地应远离农田、水源等,避免对敏感作物造成药害。一旦作物受到药害后,可以采取措施缓解药害症状。一是喷淋清水多次,冲刷作物上附着的除草剂;二是喷施芸苔素内酯、赤霉素等植物生长调节剂或含腐殖酸、黄腐酸等叶面肥,促进作物生长;三是喷施解毒剂,加速作物代谢,如水稻、小麦、玉米等受害茎叶可喷施吡唑解草酯、双苯唑酸,或用萘二甲酸酐、二氯丙烯胺进行土壤处理或浸种后再次播栽[17-18]。对于农田残留的除草剂,可以通过翻耕灌溉稀释除草剂残留量,或撒施生物炭、有机肥,吸附土壤和水体中的除草剂,或改变农田环境,促使除草剂加速降解。甲嘧磺隆在pH值为5的水中容易水解,在pH值为 7~9的水中稳定 [11],可以撒施磷石膏、稻壳、醋渣等调酸剂,加速水解。此外还有其他分解方法,如微生物降解。康占海分离得到1种菌株JH3菌株,在培养基中甲嘧磺隆含量为5 mg/L时,降解率最高,为98.9%[2];肠杆菌属(Enterobacter sp.)菌株D310-5、胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)等微生物对磺酰脲类除草剂也有降解作用[19-20],但这些多见于试验研究。当农田中甲嘧磺隆剂量下降到一定程度之后,根据生长季节选择种植耐害性较高的作物,如花生、大豆[8]、水稻(镇稻668)、小麦(镇麦168)等。总之,种植者应根据作物产值、受害程度和比较效益来选择缓解措施,最根本的还是科学使用除草剂,避免药害产生。
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