2016, Vol. 18
棉花是中国重要的经济作物之一。棉田杂草不仅与棉花争肥、水及光照，还可作为病、虫的中间寄主，直接或间接助长病虫害的发生[1]。中国不同棉区杂草种类存在一定差异，但优势度较大的杂草大致相同，以马唐、牛筋草、鳢肠、稗草、马齿苋、反枝苋和香附子分布最广，危害最大[1]。目前中国棉田除草剂配方以单剂为主，可选择的复配制剂较少。而针对棉田禾本科杂草、阔叶杂草以及莎草科杂草混生的现状[2-3]，单一使用某种除草剂难以满足棉田化学除草的需求。
二甲戊灵和乙草胺(图式1)是棉田应用较为广泛的两种除草剂，均可用于防除一年生禾本科杂草及部分小粒种子阔叶杂草。二甲戊灵对棉花安全性好，对大多数后茬作物安全，但对反枝苋、龙葵、藜和马齿苋等防效不理想，对莎草科杂草香附子防效较差[4-5]。乙草胺杀草谱广、价格低廉、使用方便，但对铁苋菜和香附子等阔叶杂草防效差，且易受土壤湿度、环境温度影响，在低温等不良条件下会导致药害产生[6]。氟咯草酮(图式1)是由原美国施多福公司开发的一种类胡萝卜素合成抑制剂，属吡咯烷酮类化合物，播后苗前处理对棉花安全，对反枝苋、苘麻和铁苋菜等棉田常见阔叶杂草防效显著[7]。氟咯草酮与二甲戊灵和乙草胺的作用方式及杀草机理不同，杀草谱存在一定的互补性，将其合理混用有助于发挥各自的优点。
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图式1 二甲戊灵(1)、乙草胺(2)和氟咯草酮(3)的结构式 Scheme1 Structures of pendimethalin (1), acetochlor (2) and fluorochloridone (3) |
目前，关于氟咯草酮与二甲戊灵和乙草胺混用的联合除草作用以及其对棉花的安全性研究尚未见报道。本研究采用温室盆栽法，测定了氟咯草酮分别与二甲戊灵或乙草胺复配对常见棉田杂草的联合除草作用，筛选了较为合适的复配比例，并就复配制剂对棉花的安全性及其在棉花和杂草之间的选择性指数进行了研究。
1 材料与方法 1.1 供试材料药剂：95%氟咯草酮(fluorochloridone)原药，由山东省济南科赛基农化工有限公司提供；98%二甲戊灵(pendimethalin)原药，由山东滨农科技有限公司提供；92%乙草胺(acetochlor)原药，由山东侨昌化学有限公司提供。
杂草：牛筋草Eleusine indica、马唐Digitaria sanguinalis、稗草Echinochloa crusgalli、狗尾草Setaria viridis、千金子Leptochloa chinensis、鳢肠Eclipta prostrate、马齿苋Portulaca oleracea、反枝苋Amaranthus retroflexus、藜Chenopodium album、小藜Chenopodium ficifolium、龙葵Solanum nigrum、圆叶牵牛Pharbitis purpurea、苘麻Abutilon theophrasti、鬼针草Bidens pilosa、白茅Imperata cylindrica、苍耳Xanthium sibiricum和香附子Cyperus rotundus，均为山东省棉田常见杂草。杂草种子采自于山东泰安周边未使用过除草剂的地区。
棉花品种：鲁棉研28号，由山东农业大学农学院提供。
主要仪器：ASS-4型自动控制农药喷洒系统(国家农业信息化工程技术中心)；TEEJET-9503EVS扇形喷头[特杰特喷雾技术(天津)有限公司]；BSA224S型电子天平(德国赛多利斯，精度0.1 mg)；SPX智能人工气候箱(宁波江南仪器厂)。
1.2 试验方法 1.2.1 药液配制准确称取试验药剂，以少量丙酮溶解配成高浓度母液。应用时用含质量分数为0.1%的吐温-80水溶液分别稀释成试验所需剂量或系列浓度。以不含药剂的0.1%吐温-80水溶液作为空白对照。
1.2.2 试材培养采用温室盆栽法[8]：将表层土壤风干过筛，装入180 mm × 140 mm (杂草)及230 mm × 160 mm (棉花)的塑料营养钵中。采用盆钵底部渗灌方式保持土壤湿润。其中，土壤类型、杂草和棉花催芽及播种方式与文献[9]方法一致。杂草和棉花均置于山东农业大学智能化温室中培养：自然光照，白天27~33 ℃，夜间18~24 ℃，相对湿度60%~75%。
1.2.3 施药方式于播种后第2天，在杂草和棉花出苗前进行土壤喷雾处理，喷雾系统采用TEEJET-9503EVS扇形喷头，喷雾压力275 kPa，喷液量450 L/hm2，喷头与植株之间的距离50 cm。
1.2.4 各单剂杀草谱测定参照文献[10]方法进行。处理剂量(有效成分)：氟咯草酮为125和250 g/hm2，二甲戊灵为185.6和371.3 g/hm2，乙草胺为236.3和472.5 g/hm2。于杂草播种后24 h进行土壤喷雾处理，每处理4次重复，以不含药剂处理作为空白对照。于处理后21 d称取地上部分鲜重，计算鲜重抑制率。
鲜重抑制率/%=[(对照杂草鲜重-处理杂草鲜重)/对照杂草鲜重] × 100
将供试杂草对药剂的反应程度，按照鲜重抑制率分为极敏感(++++， > 90%)、敏感(+++，80%~90%)、中度敏感(++，60%~79%)、一般耐药(+，30%~59%)和耐药(–， < 30%) 5个等级[11]。
1.2.5 氟咯草酮分别与二甲戊灵和乙草胺复配的联合作用测定采用Gowing法[12]。供试杂草为马唐和反枝苋，各药剂的处理剂量(有效成分)：氟咯草酮为0、15、25、35 g/hm2，二甲戊灵为0、25、35、50 g/hm2，乙草胺为0、25、35、50 g/hm2。每种单剂先配成高浓度的母液，喷药时稀释成相应浓度，现混现用。每种复配组合均含6个单剂处理和9个混剂处理。试验结果调查与处理方法同1.2.4节。混用后的理论鲜重抑制率(E0)为E0=X + Y(100 -X)/100。式中X、Y分别代表两单剂在某一剂量下的实测鲜重抑制率。复配后的实测鲜重抑制率用E表示。当E -E0 > 10%时为增效作用， < -10%为拮抗作用，在-10%~10%之间为加成作用[12]。
1.2.6 复配制剂对棉花安全性测定参照文献[13]方法进行。选取马唐、反枝苋和鲁棉研28号作为试材，进行土壤喷雾处理，以各药剂单剂作为对照。杂草及棉花培养条件同1.2.2节。其中，氟咯草酮与二甲戊灵、乙草胺的混配质量比均为1:2，各处理的施用剂量见表 1。于施药后21 d记录药剂对棉花和杂草的影响，同时测定杂草、棉花地上部分鲜重，计算鲜重抑制率。用DPS软件进行统计分析，以鲜重抑制率几率值(y)和浓度对数值(x)进行线性回归分析，建立回归方程(y=a + bx)，计算各复配组合及单剂对棉花的ED10和对杂草的ED90值及95%置信区间。计算药剂在杂草和棉花之间的选择性指数[ED10(棉花)/ED90(杂草)]。选择性指数越高，表明该药剂越安全。一般认为，当除草剂在作物和杂草之间的选择性指数大于2时，该除草剂在该作物田可安全使用[14]。
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表 1 安全性试验时各处理药剂及用量 Table 1 Herbicide and doses used in safety experiments |
2 结果与分析 2.1 杀草谱测定结果
结果(表 2)表明：3种供试除草剂对稗草和马唐均具有很好的防效，高剂量处理鲜重抑制率达90%以上，而对苍耳、苘麻和鬼针草的防治效果较差，这可能与其种子颗粒较大有关[15]。对于供试的其他杂草，3种除草剂的防治效果不尽相同，如二甲戊灵和乙草胺对香附子、龙葵、藜和小藜等杂草防治效果较差，鲜重抑制率均小于80%，而氟咯草酮250 g/hm2对这几种杂草的鲜重防效均在90%以上，这与Cong等[16]研究结果一致；在供试剂量下，氟咯草酮和乙草胺对反枝苋和马齿苋的防效明显优于二甲戊灵；但氟咯草酮对牛筋草及狗尾草的防效不甚理想，而二甲戊灵和乙草胺对这2种杂草的鲜重防效均达90%以上。可见，氟咯草酮与二甲戊灵和乙草胺的杀草谱具有互补性，将其混用有一定的实际意义。
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表 2 氟咯草酮、二甲戊灵及乙草胺的杀草谱 Table 2 Herbicide controlling spectrum of fluorochloridone, pendimethalin and acetochlor |
2.2 联合除草活性
由表 3可见，氟咯草酮与二甲戊灵混配后，对马唐和反枝苋的联合作用类型均为加成或增效作用，尤其是当氟咯草酮的有效剂量为15.0 g/hm2时，与二甲戊灵各剂量混用的联合作用类型均为增效作用，而氟咯草酮的另外两个剂量与二甲戊灵混用则全为加成作用。室内联合作用测定结果表明，氟咯草酮与二甲戊灵以1 : 1~1 : 3之间可以进行复配使用。
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表 3 氟咯草酮与二甲戊灵混用对马唐和反枝苋的联合作用 Table 3 Joint effect of fluorochloridone and pendimethalin against D. sanguinalis and A. retroflexus |
由表 4可知，氟咯草酮与乙草胺混用后的联合作用类型也均为加成或增效。氟咯草酮与乙草胺质量比在1:1.7~1:3.3之间时，对马唐和反枝苋的增效作用明显。表明氟咯草酮与乙草胺也可进行复配使用。
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表 4 氟咯草酮与乙草胺混用对马唐、反枝苋的联合作用 Table 4 Joint effect of fluorochloridone and acetochlor against D. sanguinalis and A. retroflexus |
2.3 对棉花安全性及选择性指数
由表 5可知，氟咯草酮、二甲戊灵、乙草胺单剂对马唐和反枝苋的ED90值分别为49.9、99.9、82.4 g/hm2和88.9、124.7、60.0 g/hm2。氟咯草酮与二甲戊灵混用后进行土壤处理，对马唐、反枝苋的ED90值分别为35.5和36.3 g/hm2，氟咯草酮与乙草胺混用后进行土壤处理，对马唐、反枝苋的ED90值分别为32.3和31.8 g/hm2。由此可知，氟咯草酮分别与二甲戊灵或乙草胺混用后对马唐和反枝苋的除草活性均有所提高，这与2.2节联合除草活性测定结果一致。
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表 5 氟咯草酮与二甲戊灵或乙草胺混用在棉花和杂草间的选择性指数 Table 5 Selectivity index of fluorochloridone combined with pendimethalin or acetochlor between cottons and weeds |
在试验剂量下，两种复配组合对杂草的除草活性升高，但对棉花生长的抑制作用也有所增强。如表 5所示，氟咯草酮、二甲戊灵和乙草胺单剂对棉花生长的ED10值分别为1 084 、1 133和1 635 g/hm2。氟咯草酮与二甲戊灵或乙草胺的复配组合对棉花生长的ED10值分别为602和644 g/hm2。在选择性方面，与氟咯草酮单剂相比，两种复配组合对棉花和反枝苋间的选择性指数由12.2分别提高到16.6和20.3。与二甲戊灵单剂相比，氟咯草酮与二甲戊灵复配后对棉花和马唐、反枝苋间的选择性指数均有较大提升，分别由11.3、9.1提升至16.9和16.6 (表 5)。氟咯草酮与乙草胺的混配组合选择性指数虽然较乙草胺单剂有所减低，但仍然维持在较高水平。
3 结论与讨论二甲戊灵和乙草胺已在中国棉花田应用多年，长期使用二甲戊灵或乙草胺的地块，铁苋菜、马齿苋和香附子等恶性杂草危害较为严重，且国外已有关于杂草对二甲戊灵和乙草胺产生抗性的报道[17]。氟咯草酮的作用靶标是八氢番茄红素脱氢酶(PDS)，与二甲戊灵和乙草胺均不相同。本研究杀草谱试验结果表明，氟咯草酮杀草谱较广，尤其对香附子、龙葵等二甲戊灵和乙草胺难以防治的杂草有特效。有研究报道，氟咯草酮在有效成分750 g/hm2剂量下对阔叶杂草铁苋菜、苘麻和反枝苋的鲜重防效均达99%以上[7]。本研究发现，氟咯草酮在棉花播后苗前使用对棉花安全，在棉花和杂草间的选择性指数较高。氟咯草酮对荞麦的田间药效试验表明，虽然该药剂对荞麦田杂草有很好的防除效果，但对荞麦药害严重，故不适合在荞麦田使用[18]。Cong等[16]研究表明，氟咯草酮在播后苗前使用对大蒜、马铃薯和向日葵安全，对小麦、水稻和黄瓜等作物不安全。高兴祥等[7]研究发现，氟咯草酮对棉花和马铃薯安全性好，在作物和杂草间的选择性指数均在3.57以上。
合理的除草剂混用会给实际农业生产带来诸多方便和好处。一般情况下，除草剂混用后对杂草的防效有3种截然不同的结果，即加成作用、增效作用和拮抗作用[19]。在实际应用中，明确除草剂混用的联合作用类型，合理地评价除草剂混用后的除草效果和对作物的安全性，对于实际生产应用具有重要的指导意义。本研究发现，氟咯草酮分别与二甲戊灵或乙草胺的复配制剂，均呈现出加成或增效作用，混剂的选择性指数仍维持在较高水平或稍高于单剂。Jursík等[20]发现，氟咯草酮与乙草胺复配后于向日葵田播后苗前使用，对藜的防效达到了97%，对反枝苋的防效达到100%，且对向日葵有很高的安全性。Cong等[16]研究发现，氟咯草酮和二甲戊灵的杀草谱具有互补性，混用时对看麦娘、雀麦、播娘蒿和荠菜的联合作用类型均为加成作用，该复配组合在田间使用时早期对大蒜幼苗有一定的药害，但后期可恢复且对产量没有明显影响。
综合来看，氟咯草酮与二甲戊灵或乙草胺复配具有良好的应用前景，合理复配扩大了杀草谱，增加了对棉花的安全性，可有效解决棉田马齿苋、香附子等恶性杂草难以防除的难题，结合中国棉田杂草危害现状，对以氟咯草酮为主的相关复配组合进行研究具有一定的现实意义。本研究是在室内条件下进行的，实际应用时需考虑田间的多种因素，如土壤、气候和环境条件等。因此，有必要进行田间药效试验来进一步探讨试验药剂在田间的除草效果及对棉花及后茬作物的安全性。
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