异型莎草对不同除草剂的敏感性研究
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摘要：采用盆栽法茎叶处理方式分别测定了湖南省4个地区的水田异型莎草（Cyperus difformis L.）对灭草松、二甲四氯、吡嘧磺隆、氯吡嘧磺隆、五氟磺草胺5种除草剂的敏感性。结果表明，各异型莎草种群对灭草松和二甲四氯均敏感，鲜重抑制率达90%以上；种群H1、H4对氯吡嘧磺隆不敏感，鲜重抑制率最高达32.12%；种群H1、H3、H4对吡嘧磺隆产生抗性，其ED50分别为6 397.17、194.18、198.06 g（a.i.）/hm2，且这3个种群对五氟磺草胺产生交互抗性，但种群H2对吡嘧磺隆和五氟磺草胺均敏感。
关键词：异型莎草（Cyperus difformis L.）；除草剂； 敏感性
中图分类号：S481.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）09-2123-04
异型莎草（Cyperus difformis L.）别名球穗莎草，为莎草科莎草属一年生草本植物[1]。广泛分布于热带至温带地区，在我国东北、华北、华中等地区均有发生，是为害水稻和部分低洼、湿润旱田的恶性杂草之一[2]。据测定，在亩产450 kg的稻田，每亩每增加0.6万株异型莎草，可使稻谷减产31.78 kg[3]。
化学除草是防除莎草科杂草的有效手段。目前，国内登记的灭草松、二甲四氯、氯吡嘧磺隆、吡嘧磺隆、苄嘧磺隆、双草醚、五氟磺草胺等除草剂对莎草科杂草有较好的防治效果[4，5]；但在某些地区，上述除草剂对异型莎草防效降低，是否由于异型莎草对上述除草剂产生了抗药性目前尚无定论。
截至2015年2月，全球范围内已有240种杂草的443个生物型对156种除草剂产生了抗药性，其中对ALS抑制剂产生抗性的杂草生物型有151种[6]。2002年美国在加利福尼亚州稻田发现异型莎草对嘧啶水杨酸类除草剂双草醚和磺酰脲类除草剂苄嘧磺隆产生交互抗性[7]；2003年韩国在全罗南道地区的稻田发现对唑吡嘧磺隆（Imazosulfuron）产生抗性的异型莎草对苄嘧磺隆、环丙嘧磺隆和吡嘧磺隆等其他磺酰脲类除草剂产生了交互抗性[8]；2008年葡萄牙也有异型莎草对吡嘧磺隆和双草醚产生了交互抗性的报道[9]。我国稻田杂草耳叶水苋、雨久花、野慈姑等对磺酰脲类除草剂苄嘧磺隆、吡嘧磺隆产生抗药性，且抗性呈发展和蔓延态势[10-12]。但目前为止，在中国异型莎草对上述几类除草剂的抗性未见报道。
本研究以湖南省稻区采集的异型莎草为靶标试材，选取灭草松、二甲四氯、氯吡嘧磺隆、吡嘧磺隆和五氟磺草胺5种除草剂，采用生物测定的方法，研究异型莎草对上述除草剂的敏感性。旨在明确不同异型莎草种群对上述除草剂的抗性水平，为指导科学合理地使用除草剂提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试异型莎草种群4个，分别为：H1湖南省贺家山原种场大洲分场十二队；H2湖南省益阳市赫山区龙光桥镇栗树山村；H3湖南省常德市安乡县安宏乡枞阳村；H4湖南省常德市桃源县漳江镇万寿桥11组。上述杂草种群均为2012年秋季采集，出芽率80%以上。
供试药剂为：10%吡嘧磺隆可湿性粉剂（江苏常隆农化有限公司）、480 g/L灭草松水剂（德国巴斯夫公司）、56%二甲四氯钠可溶粉剂（山东滨农科技有限公司）、75%氯吡嘧磺隆水分散粒剂（江苏省农用激素工程技术研究中心）、25 g/L五氟磺草胺可分散油悬浮剂（美国陶氏益农公司）。
施药器械：ASS-4型行走式喷雾塔（国家农业信息化工程技术研究中心）。
1.2 试验方法
采用室外盆栽法，将采自不同地区的异型莎草种子用50 mg/kg的乙烯利浸种12 h后播种于直径为10 cm的塑料花盆内，置室外正常水分管理。出苗后，每盆定苗10株，待2～3叶期进行茎叶喷雾。
供试的灭草松、二甲四氯、氯吡嘧磺隆、吡嘧磺隆、五氟磺草胺5种除草剂设4个剂量梯度，灭草松为360、720、1 440和2 880 g（a.i.）/hm2；二甲四氯为225、450、900和1 800 g（a.i.）/hm2；氯吡嘧磺隆为22.5、45、90和180 g（a.i.）/hm2；吡嘧磺隆为7.5、15、30和60 g（a.i.）/hm2；五氟磺草胺为4.375、8.75、17.5和35 g（a.i.）/hm2，进行初步抗性筛选试验。
施药后观察异型莎草生长情况，药后30 d，剪下异型莎草地上部分，称取鲜重，计算除草剂对杂草的鲜重抑制率，计算式如下：
鲜重抑制率=
■×100%
根据初筛试验结果，对吡嘧磺隆和五氟磺草胺不敏感的异型莎草H1、H3、H4种群，提高吡嘧磺隆和五氟磺草胺施药剂量，分别为吡嘧磺隆：480、960、1 920、3 840、7 680和15 360 g（a.i.）/hm2（H1种群）；30、60、120、240、480和960 g（a.i.）/hm2（H3和H4）；五氟磺草胺：17.5、35、70、140、280和560 g（a.i.）/hm2（H1、H3、H4）；H2种群为敏感种群，降低吡嘧磺隆和五氟磺草胺施药剂量，分别为吡嘧磺隆0.937 5、1.875、3.75、7.5、15、30和60 g（a.i.）/hm2和五氟磺草胺0.546 9、1.093 8、2.187 5、4.375、8.75和17.5 g（a.i.）/hm2。
药后30 d，剪下异型莎草地上部分，称取鲜重，用上式计算除草剂对杂草的鲜重抑制率，以鲜重抑制率几率值（y）和施药量对数值（x）建立毒力回归方程[13]，求ED50，并根据下面公式，计算抗药性指数（resistance index，RI）。
抗药性指数（RI）=■
试验设不喷施除草剂处理为空白对照，重复3次。
2 结果与分析
2.1 不同异型莎草种群对五种除草剂的敏感性
灭草松和二甲四氯对不同异型莎草种群的鲜重防效结果见表1。如表1所示，灭草松登记的标签用量[12.5～17.5 g（a.i.）/hm2]的下限剂量1 440 g（a.i.）/hm2，对4个异型莎草种群的鲜重防效为95.8%～99.4%，表明受测异型莎草种群对灭草松均为敏感水平，即未对灭草松产生抗药性，二甲四氯登记的标签用量[450～900 g（a.i.）/hm2]的上限剂量900 g（a.i.）/hm2，对4个异型莎草种群的鲜重防效为97.1%～100.0%，表明各异型莎草种群对二甲四氯均敏感。
4个异型莎草种群对氯吡嘧磺隆的敏感性程度有差别。如表2所示，喷施氯吡嘧磺隆22.5～180 g（a.i.）/hm2，对H3种群的鲜重防效为88.8%～96.7%，表明该种群对氯吡嘧磺隆敏感，上述施药剂量下，对H2种群的鲜重抑制率为59.2%～81.6%，虽然随着施药量增加，对杂草防效提高，但施药量增加至推荐施药量[30～45 g（a.i.）/hm2]上限的4倍时，鲜重抑制率为81.6%，表明该种群对氯吡嘧磺隆可能产生了一定程度的抗性；H1和H4种群对氯吡嘧磺隆敏感性较差，上述施药剂量，对H1和H4种群的鲜重抑制率分别为12.9%～25.7%和15.1%～32.1%，表明H1和H4种群对氯吡嘧磺隆可能产生了较强的抗药性。
从异型莎草对吡嘧磺隆敏感性测定结果可以看出，H1和H4种群对该药的反应与其对氯吡嘧磺隆的反应趋势相同，可能产生了较强的抗药性；但该药供试剂量7.5～60 g（a.i.）/hm2时，对H3种群鲜重防效不理想，为4.4%～29.4%，与其对氯吡嘧磺隆的反应有较大差别，其原因有待深入研究。
由表3可知，五氟磺草胺对H2种群防除效果理想，供试剂量为8.75 g（a.i.）/hm2时，鲜重防效达99.6%；但该药剂对H1和H4种群防效较差，供试剂量为35 g（a.i.）/hm2时，鲜重防效分别为53.8%和58.1%；而H3种群在供试剂量为35 g（a.i.）/hm2时，鲜重防效为70.7%，高于同一剂量下的H1和H4种群。
2.2 抗性异型莎草种群的抗性水平
将不同种群对吡嘧磺隆和五氟磺草胺的ED50列于表4。从表4可以看出，吡嘧磺隆对H1、H2、H3和H4种群的ED50分别为6 397.17、1.60、194.18和198.06 g（a.i.）/hm2；其中H2种群为敏感种群，计算得出H1、H3、H4三个抗性种群的抗药性指数（RI）分别为3 998.23、121.36、123.79，由此可知，H1种群是三个种群中抗性程度最强的。
五氟磺草胺对H1、H2、H3和H4种群的ED50分别为21.85、2.02、3.25和13.63 g（a.i.）/hm2；以ED50最小的H2种群为敏感种群计算H1、H3、H4三个种群的抗药性指数（RI）分别为10.82、1.61、6.75。
从以上结果可以看出，对吡嘧磺隆产生抗性的H1、H3、H4种群同时对五氟磺草胺也产生了抗性，而对吡嘧磺隆敏感的H2种群对五氟磺草胺也敏感，也就是说H1、H3、H4种群对吡嘧磺隆和五氟磺草胺产生了交互抗性。
3 小结与讨论
本试验结果表明，4个异型莎草种群对有机杂环类除草剂灭草松和苯氧乙酸类除草剂二甲四氯敏感，在1 440 g（a.i.）/hm2和450 g（a.i.）/hm2施药剂量下的鲜重抑制率均达95%以上。因此，生产上，灭草松和二甲四氯施用常规推荐剂量就能有效地防除施药区的异型莎草。朱文达等[14]、唐洪妹等[15]、张桂华等[16]曾报道过，48%灭草松水剂和56%二甲四氯钠防除稻田异型莎草有理想防效。
异型莎草种群对氯吡嘧磺隆的敏感性程度不同，在施药量为90 g（a.i.）/hm2的情况下种群H1和H4的鲜重抑制率均不到30%，种群H2和H3的鲜重抑制率分别为77.2%、94.6%。说明该区域异型莎草种群存在着抗性种群的分化，部分种群抗药性较为严重。H1种群对吡嘧磺隆的ED50高达6 397.17 g（a.i.）/hm2，H2种群ED50仅为1.60 g（a.i.）/hm2。除草剂使用浓度、使用年限的不同均会对某一区域杂草抗性程度产生影响[17]。对用药历史的分析表明，贺家山原种场大洲分场使用吡嘧磺隆年限长达17年，而赫山区龙光桥镇栗树山村未施用过吡嘧磺隆，这可能是H1种群对吡嘧磺隆产生较强抗性而H2种群对吡嘧磺隆敏感的原因之一。马晓渊[18]报道，作用靶标单一的除草剂种类产生的抗性最常见，磺酰脲类除草剂连续使用3～5年即有杂草产生抗药性。
抗吡嘧磺隆的异型莎草种群H1、H3、H4对五氟磺草胺产生了交互抗性，两种除草剂对3个异型莎草种群的抗性程度依次为：H1>H4>H3；而种群H2对吡嘧磺隆和五氟磺草胺均敏感。Merotto等[19]报道，对苄嘧磺隆等磺酰脲类除草剂产生抗药性的异型莎草生物型，对五氟磺草胺表现敏感。这与本试验结果有差别。杂草产生交互抗性，为杂草治理提出了更高的要求，在实际生产上，对产生交互抗性杂草的田块，应采取轮换使用其他作用靶标的除草剂，以达到有效防治杂草的目的。
参考文献：
[1] 唐 韵，唐 里.稻田杂草原色图谱与全程防除技术[M].北京：化学工业出版社，2012.14-15.
[2] 马奇祥，赵永谦.农田杂草识别与防除[M].北京：金盾出版社，2004.216-217.
[3] 苏少泉，宋顺祖.中国农田杂草化学防治[M].北京：中国农业出版社，1996.85-86.
[4] 马国兰，刘都才，刘雪源，等.不同除草剂对直播稻田杂草的防效及安全性评价[J].杂草科学，2014，32（1）：91-96.
[5] 陈传培，蔡宝旺，谢新旺.6种除草剂对直播稻田杂草的防效及作物安全性比较[J].农药科学与管理，2013，34（7）：56-59.
[6] HEAP I. The international survey of herbicide resistant weeds[EB/OL].[2015-2-5]. http：//.
[7] OSUNA M D，VIDOTTO F，FISCHER A J. Cross-resistance to bispyribac-sodium and bensulfuron-methyl in Echinochloa phyllopogon and Cyperus difformis[J]. Pesticide Biochemistry and Physiology，2002，73（1）：9-17.
[8] KUK Y I，KIM K H，KWON O D，et al.Cross-resistance pattern and alternative herbicides for Cyperus difformis resistant to sulforylurea herbicides in Korea[J]. Pest Management Scisece， 2004，60（1）：85-94.
[9] GALON L， PANOZZO L E， NOLDIN J A，et al.Herbicide Resistance of Cyperus difformis to ALS-Inhibitors in Paddy Rice of Santa Catarina[J]. Planta Daninha， 2008（26）：419-427.
[10] 王兴国，许琴芳，朱金文，等.浙江不同稻区耳叶水苋对苄嘧磺隆的抗性比较[J].农药学学报，2013，15（1）：52-58.
[11] 卢宗志，张朝贤，傅俊范，等.稻田雨久花对苄嘧磺隆的抗药性[J].植物保护学报，2009，36（4）：354-358.
[12] 陈丽丽，何付丽，范丹丹，等.黑龙江省野慈姑对吡嘧磺隆的敏感性测定[J].植物保护，2013，39（6）：120-123.
[13] 王庆亚，董立尧，娄远来，等.农田杂草抗药性及其检测鉴定方法[J].杂草科学，2002（2）：1-5.
[14] 朱文达，何燕红，李 林.48%灭草松水剂防治水稻移栽田杂草试验研究[J].江西农业学报，2011，23（2）：104-106.
[15] 唐洪妹，顾惠龙.480 g/L灭草松水剂防除移栽田杂草药效试验简报[J].上海农业科技，2012（2）：146-147.
[16] 张桂华，廉吉衷.56%2甲4氯钠SP防除机插水稻田杂草药效试验[J].大麦与谷类科学，2013（1）：47-50.
[17] 张朝贤，倪汉文，魏守辉，等.杂草抗药性研究进展[J].中国农业科学，2009，42（4）：1274-1289.
[18] 马晓渊.抗药性杂草种群的发展及其理论对策[J].杂草科学，1994（1）：1-4.
[19] MEROTTO A，JASIENIUK M，OSUNA M D，et al. Cross-Resistance to Herbicides of Five ALS-Inhibiting Groups and Sequencing of the ALS Gene in Cyperus difformis L[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2009，57（4）：1389-1398.