高新菊, 張玉明, 王全德, 郭梅燕, 王恒亮*,馬毅輝, 高曉瑜, 劉 英, 李 巍

(1. 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,河南省農(nóng)作物病蟲害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部華北南部作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 河南省作物保護(hù)國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室, 河南省生物農(nóng)藥工程研究中心,鄭州 450002; 2.新鄉(xiāng)市植保植檢站, 新鄉(xiāng) 453000; 3. 河南省農(nóng)藥檢定所, 鄭州 450002)

?

河南省豬殃殃對苯磺隆的抗性檢測

高新菊1, 張玉明2, 王全德3, 郭梅燕1, 王恒亮1*,馬毅輝1, 高曉瑜1, 劉 英1, 李 巍1

(1. 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,河南省農(nóng)作物病蟲害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部華北南部作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 河南省作物保護(hù)國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室, 河南省生物農(nóng)藥工程研究中心,鄭州 450002; 2.新鄉(xiāng)市植保植檢站, 新鄉(xiāng) 453000; 3. 河南省農(nóng)藥檢定所, 鄭州 450002)

為了明確河南省豬殃殃對苯磺隆的抗性水平及分布現(xiàn)狀,通過溫室整株生物測定法,測定了河南省境內(nèi)36個(gè)豬殃殃種群對苯磺隆的敏感性。結(jié)果表明,河南省大部分豬殃殃種群已經(jīng)對苯磺隆產(chǎn)生了不同程度的抗性,所測樣品中,高抗種群3個(gè),中抗種群9個(gè),低抗種群13個(gè),共25個(gè),占總采樣數(shù)的69.44%;敏感種群11個(gè),占30.56%。說明苯磺隆在河南多地存在高抗性風(fēng)險(xiǎn),同類乙酰乳酸合成酶抑制劑類除草劑需科學(xué)施用。

豬殃殃; 苯磺隆; 抗性

豬殃殃是生長在冬小麥田和冬油菜田的一種惡性茜草科雜草[1]。在河南、河北、青海、山東、湖北、江蘇等地[2-7],原為次要雜草的豬殃殃目前已經(jīng)上升為主要雜草,對小麥產(chǎn)量造成嚴(yán)重?fù)p失。據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì),每平方米內(nèi)有豬殃殃5株,小麥產(chǎn)量損失2.8%,15株時(shí)損失產(chǎn)量10%,50株以上時(shí)損失產(chǎn)量23%[8]。乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑類除草劑是小麥田防治豬殃殃等闊葉雜草的主要藥劑之一。由于ALS抑制劑作用位點(diǎn)單一和長期大面積使用,使大量雜草對該類除草劑產(chǎn)生了抗性,截至2016年4月,全世界報(bào)道的抗藥性雜草已有468種,其中158種雜草對ALS抑制劑類除草劑產(chǎn)生抗性[9],而且種類多,分布廣,發(fā)展快。苯磺隆屬于磺酰脲類除草劑,是一種ALS抑制劑類除草劑,是中國防除麥田闊葉雜草應(yīng)用面積最大、使用時(shí)間最長的除草劑之一[10]。目前,中國部分地區(qū)播娘蒿、薺菜、麥家公等雜草對苯磺隆的抗性情況已有報(bào)道。劉君良等[11]和吳小虎等[12]報(bào)道了中國北方部分地區(qū)薺菜、麥家公等對苯磺隆已產(chǎn)生了不同程度的抗性;許賢等[13-14]報(bào)道了河北等地播娘蒿對苯磺隆的抗性水平;Cui等[15]報(bào)道了山東省部分區(qū)域播娘蒿對苯磺隆的抗性情況;彭學(xué)崗等[1]報(bào)道了中國部分地區(qū)豬殃殃對苯磺隆的抗性情況,包括河南許昌、漯河、周口三個(gè)地區(qū),其中河南許昌采集點(diǎn)豬殃殃的抗藥性最高。河南省其他地區(qū)豬殃殃對苯磺隆的抗性及抗性分布現(xiàn)狀如何,未見詳細(xì)報(bào)道,針對這一狀況,本研究從河南省小麥主產(chǎn)區(qū)小麥田采集豬殃殃種子36份,在溫室內(nèi)采用整株生物測定法[16]測定了豬殃殃對苯磺隆的敏感性,以了解不同地區(qū)豬殃殃抗藥性水平,便于及時(shí)更換除草劑品種,科學(xué)防治豬殃殃等抗藥性雜草,保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料

儀器:自走式3WPSH-500D噴霧塔帶XR8003噴頭,農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所。

除草劑:10%苯磺隆可濕性粉劑,江蘇揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)有限公司。

供試雜草:豬殃殃種子于2013年5月底和2014年5月底采自河南省葉縣宋莊村等36個(gè)地點(diǎn)的小麥田,詳見表1。

表1 豬殃殃采集地點(diǎn)與苯磺隆用藥歷史

續(xù)表1 Table 1(Continued)

采樣地點(diǎn)Collectingsite編號(hào)Codename用藥歷史Backgroundofherbicideapplication備注Note鄭州市中牟縣雁鳴湖鄉(xiāng)小店村XiaodianVillage，YanminghuTown，ZhongmuCounty，ZhengzhouCityZZ?1使用過，時(shí)間不詳商丘市虞城縣庫莊鄉(xiāng)KuzhuangTown，YuchengCounty，ShangqiuCitySQ?4使用過，時(shí)間不詳用過芐嘧磺隆等開封市尉氏縣十八里鎮(zhèn)十八里村ShibaliVillage，ShibaliTown，WeishiCounty，KaifengCityKF?3使用過，時(shí)間不詳漯河市臨潁縣王崗鎮(zhèn)韓場村HanchangVillage，WanggangTown，LinyingCounty，LuoheCityLH?25年以上平頂山市葉縣廉村鄉(xiāng)穆寨MuzhaiVillage，LiancunTown，YeCounty，PingdingshanCityPDS?3使用過，時(shí)間不詳許昌市鄢陵縣馬欄鎮(zhèn)郭營村GuoyingVillage，MalanTown，YanlingCounty，XuchangCityXC?2使用過，時(shí)間不詳周口市西華縣清河驛鄉(xiāng)官路徐村GuanluxuVillage，QingheyiTown，XihuaCounty，ZhoukouCityZK?25年以上使用過其他磺酰脲類除草劑，具體不詳新鄉(xiāng)市獲嘉縣位莊鄉(xiāng)石佛村ShifoVillage，WeizhuangTown，HuojiaCounty，XinxiangCityXX?2不詳焦作市修武縣郇封鎮(zhèn)陳村ChenVillage，XunfengTown，XiuwuCounty，JiaozuoCityJZ?15年以上鄭州市邙山區(qū)花園口鎮(zhèn)趙高莊ZhaogaozhuangVillage，HuayuankouTown，MangshanCounty，ZhengzhouCityZZ?2使用過，時(shí)間不詳鄭州市登封市潁陽鎮(zhèn)李莊村LizhuangVillage，YingyangTown，DengfengCounty，ZhengzhouCityZZ?35年以上使用過其他磺酰脲類除草劑，具體不詳鶴壁市淇縣高村鎮(zhèn)韓樓村HanlouVillage，GaocunTown，QiCounty，HebiCityHB?1使用過，時(shí)間不詳安陽市林州市臨淇鎮(zhèn)付村FuVillage，LinqiTown，LinzhouCounty，AnyangCityAY?2未使用過除草劑焦作市溫縣溫泉鎮(zhèn)覺世頭村JueshitouVillage，WenquanTown，WenCounty，JiaozuoCityJZ?1不詳新鄉(xiāng)市原陽縣韓董莊鄉(xiāng)孟莊MengzhuangVillage，HandongzhuangTown，YuanyangCounty，XinxiangCityXX?3使用過，時(shí)間不詳商丘市柘城縣崗?fù)踵l(xiāng)沙河村ShaheVillage，GangwangTown，ZhechengCounty，ShangqiuCitySQ?5不詳周口市淮陽縣安陵鎮(zhèn)小王莊Xiaowangzhuang，AnlingTown，HuaiyangCounty，ZhoukouCityZK?3間斷使用過3年前小麥花生套作焦作市武陟縣三陽鄉(xiāng)北小莊BeixiaozhuangVillage，SanyangTown，WuzhiCounty，JiaozuoCityJZ?2不詳新鄉(xiāng)市輝縣上八里鎮(zhèn)小鄧莊XiaodengzhuangVillage，ShangbaliTown，HuiCounty，XinxiangCityXX?4未使用過除草劑新鄉(xiāng)市輝縣市上八里鎮(zhèn)關(guān)山GuanshanVillage，ShangbaliTown，HuiCity，XinxiangCityXX?5未使用過除草劑

1.2 方法

1.2.1 豬殃殃對苯磺隆抗性水平的整株生物測定

試驗(yàn)在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所試驗(yàn)田的溫室內(nèi)進(jìn)行。將采自不同地塊的豬殃殃種子用赤霉素催芽后,選取飽滿露白的種子,種于直徑為25 cm的花盆中,每盆30粒。溫室溫度白天為(20±5)℃,夜間為(10±5)℃,相對濕度75%±5%。豬殃殃1～3輪葉時(shí)定苗,每盆20株,于豬殃殃4～6輪葉時(shí),采用噴霧塔莖葉均勻噴霧處理,噴霧壓力為2 MPa,噴頭流量100 mL/min,噴液量450 L/hm2。苯磺隆濃度設(shè)置為有效劑量0、1.5、3、6、12、24、48、96、192、384 g/hm2(推薦劑量為12 g/hm2)共10個(gè)處理。每5盆為1個(gè)處理,每個(gè)處理重復(fù)4次。施藥后21 d,剪各處理雜草地上部分稱重,計(jì)算相對鮮重。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析

整株生物測定數(shù)據(jù)按下列公式進(jìn)行非線性回歸分析[17-18]:y=C+(D-C)/[1+(x/GR50)b];式中:y為特定除草劑用量下所測雜草鮮重的相對百分比,x為除草劑用量,C為劑量反應(yīng)下限,D為劑量反應(yīng)上限,GR50為鮮重抑制中量,b為斜率。數(shù)據(jù)用Sigmaplot12.5處理。

相對鮮重(%)=處理雜草鮮重/對照雜草鮮重×100。

抗性指數(shù)(RI)=抗性種群的GR50/敏感種群的GR50。

1.2.3 抗性水平標(biāo)準(zhǔn)

參照高興祥《山東省小麥田豬殃殃對苯磺隆的抗性測定》標(biāo)準(zhǔn)劃分豬殃殃對苯磺隆的抗性水平如下:敏感性種群:1≤R/S<5;低抗性種群:5≤R/S<10;中抗性種群:10≤R/S<50;高抗性種群:R/S≥50。

2 結(jié)果與分析

施用苯磺隆后,隨著施藥量的增加,豬殃殃各種群鮮重均受到不同程度的抑制,主要表現(xiàn)為植株停止生長,葉片黃化,枯死。施藥21 d后,稱取地上部分鮮重,計(jì)算不同劑量下的相對鮮重和抗性指數(shù),經(jīng)統(tǒng)計(jì)后可以看出,不同地區(qū)的豬殃殃種群對苯磺隆的抗性差異顯著(表2)。輝縣市關(guān)山采集的豬殃殃種群(XX-5)對苯磺隆最為敏感,GR50為0.95 g/hm2,以其為基數(shù)計(jì)算各地區(qū)豬殃殃的相對抗性。PDS-1、ZK-1、LH-1豬殃殃種群抗性指數(shù)分別為148.47、116.32、105.46,屬于高抗性種群;其次SQ-1、ZMD-1、SQ-2、SQ-3、XX-1、PDS-2、XC-1、ZMD-2、NY-1的抗性指數(shù)在14.27～25.15之間,屬于中抗性種群;KF-1、KF-2、NY-2、AY-1、ZZ-1、SQ-4、KF-3、LH-2、PDS-3、XC-2、ZK-2、XX-2、JZ-1豬殃殃種群的抗性指數(shù)在5.56～9.95之間,屬于低抗種群;ZZ-2、ZZ-3、HB-1、AY-2、JZ-1、XX-3、SQ-5、ZK-3、JZ-2、XX-4的GR50值較低,抗性指數(shù)小于5,屬于敏感種群。

河南省大部分地點(diǎn)豬殃殃對苯磺隆產(chǎn)生了不同程度的抗性,在所調(diào)查的36個(gè)地點(diǎn)中豬殃殃高抗性種群3個(gè),中抗性種群9個(gè),低抗性種群13個(gè),共25個(gè),占總采樣數(shù)的69.44%;敏感種群11個(gè),占30.56%。

表2 河南不同地點(diǎn)小麥田豬殃殃對苯磺隆的抗性1)

續(xù)表2 Table 2(Continued)

編號(hào)CollectionsiteCDbRGR50/g·(hm2)-1RIJZ?19．109298．1066-1．52730．99485．315．56ZZ?211．637596．5992-1．99240．95974．684．90ZZ?39．640799．8771-0．35780．93854．664．88HB?17．3682100．6026-1．81280．98714．564．77AY?27．897499．4352-1．34690．95702．822．95JZ?113．6553100．5099-2．16100．97042．602．72XX?320．397099．3171-1．04450．92532．282．38SQ?512．4273100．1620-2．08540．92712．102．19ZK?314．900999．8643-2．08120．96161．671．75JZ?222．1579100．1302-1．25160．92181．541．62XX?415．594999．9344-0．41210．92531．301．37XX?510．5203100．0297-2．08120．96160．951．00

1)C為劑量反應(yīng)下限;D為劑量反應(yīng)上限;GR50為鮮重抑制中量;b為斜率；R為相關(guān)系數(shù);RI為抗性指數(shù)。

CandDwere lower and upper limit of dose-dependent response, respectively; GR50was the tribenuron-methyl concentration required for 50% inhibition of grown reduction; b was the slope at the GR50;Rwas correlation coefficient;RIwas resistance index.

從分布區(qū)域來看,相對抗性豬殃殃種群主要分布在黃河以南地區(qū),開封、許昌、漯河、平頂山、南陽、駐馬店采樣點(diǎn)的豬殃殃均為抗性種群,敏感種群主要位于黃河以北地區(qū)。3個(gè)高抗豬殃殃種群分別位于平頂山葉縣、周口扶溝縣和漯河召陵區(qū);11個(gè)敏感種群分散于焦作、新鄉(xiāng)、鄭州、周口、安陽、鶴壁部分地區(qū)。高、中、低抗藥豬殃殃種群及敏感豬殃殃種群錯(cuò)落分布。同一市區(qū)不同采樣地點(diǎn)豬殃殃種群抗性不同,如周口3個(gè)采樣點(diǎn)豬殃殃分別為高抗種群、低抗種群和敏感種群。

圖1 河南省不同地點(diǎn)小麥田豬殃殃抗性水平分布Fig.1 Distribution of bedstraw resistance to tribenuron-methyl in Henan Province

3 討論

通過對河南省小麥田采集的36份豬殃殃種子進(jìn)行溫室盆栽試驗(yàn),結(jié)果表明,河南省豬殃殃對苯磺隆的抗性已經(jīng)非常普遍,抗藥種群有25個(gè),占總采樣點(diǎn)的69.44%,其中高抗種群有3個(gè),中抗種群有9個(gè),低抗種群有13個(gè);敏感豬殃殃種群11個(gè),占總采樣點(diǎn)的30.56%。說明苯磺隆在河南多地存在高抗性風(fēng)險(xiǎn),對同類乙酰乳酸合成酶抑制劑類除草劑的抗性需加強(qiáng)監(jiān)測。

從分布區(qū)域來看,抗藥種群主要分布在黃河以南地區(qū),敏感種群主要分布在黃河以北地區(qū)。不同地區(qū)之間豬殃殃種群對苯磺隆的敏感性差異與除草劑用藥時(shí)間、使用頻次、除草劑作用機(jī)制及雜草種群中抗性生物型的初始頻率、種植模式、農(nóng)藝措施密切相關(guān)[19]。在同一田塊長期使用同一種或作用機(jī)制相同的除草劑,容易造成抗藥性雜草的出現(xiàn)。ZK-1、LH-1在間斷使用苯磺隆的同時(shí)還使用噻吩磺隆、甲基二磺隆等ALS抑制劑類除草劑,可能造成豬殃殃抗性群落的形成。與此相對應(yīng),從未使用過除草劑的AY-2、XX-4的豬殃殃種群對苯磺隆敏感。另外,造成河南省不同地點(diǎn)小麥田豬殃殃抗性程度差異較大的原因,也與當(dāng)?shù)氐挠盟帤v史、地理特征和作物種植方式有關(guān)。就周口來說,所采集的三個(gè)地點(diǎn)在地形上均為平原,主要是小麥、玉米輪作;ZK-1連續(xù)使用苯磺隆達(dá)10年以上;ZK-2也施用苯磺隆但年數(shù)不清楚,且非連續(xù)使用;ZK-3在采集前3年小麥田套作花生,苯磺隆使用較少。這可能是造成周口三個(gè)地點(diǎn)豬殃殃對苯磺隆抗性水平不同的原因。造成雜草抗性水平高低差異的原因還與其抗藥機(jī)制不同有關(guān),通常是由于靶標(biāo)酶的基因突變引起的。

根據(jù)檢測結(jié)果,在河南省大部分地區(qū)使用苯磺隆防除豬殃殃存在較大的抗性風(fēng)險(xiǎn)。因此,需要進(jìn)一步監(jiān)測豬殃殃對苯磺隆等同一作用機(jī)制除草劑的抗藥性情況及變化動(dòng)態(tài),根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時(shí)調(diào)整防治策略和用藥方法。建議葉縣、扶溝、漯河等已經(jīng)表現(xiàn)出抗性的地區(qū)暫停使用苯磺隆,采用無交互抗性的藥劑進(jìn)行雜草防治,充分運(yùn)用整地、翻耕等機(jī)械物理措施除草,實(shí)施作物輪作等多樣性的農(nóng)藝措施抑草,并加強(qiáng)監(jiān)控,預(yù)防抗藥性雜草的擴(kuò)散、蔓延。其他未產(chǎn)生抗藥性的地區(qū)也要采用多樣性理念建立抗藥性雜草治理措施,即有機(jī)運(yùn)用機(jī)械、物理、農(nóng)藝、生物、化學(xué)等除草技術(shù)措施,減少任何單一措施,進(jìn)行雜草治理[20-21]。

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(責(zé)任編輯:楊明麗)

Detection of bedstraw resistance to tribenuron-methyl in Henan Province

Gao Xinju1, Zhang Yuming2, Wang Quande3, Guo Meiyan1, Wang Hengliang1,Ma Yihui1, Gao Xiaoyu1, Liu Ying1, Li Wei1

(1.Institute of Plant Protection, Henan Academy of Agricultural Sciences; Henan Key Laboratory of Crop Pest Control, Key Laboratory of Integrated Pest Management on Crops in Southern Region of North China, Ministry of Agriculture, International Joint Research Laboratory for Crop Protection of Henan, Biological Pesticides Engineering Research Center of Henan Province, Zhengzhou 450002,China; 2.Plant Protection and Quarantine Station of Xinxiang, Xinxiang 453000, China;3.Institute for the Control of Agrochemicals of Henan Province, Zhengzhou 450002, China)

In order to detect the resistance levels and distributions of bedstraw to tribenuron-methyl in Henan Province, 36 populations of the bedstraw were collected from wheat fields and their susceptibility to tribenuron-methyl was tested by using the whole-plant bioassay. The results indicated that 25 populations (69.44%) were resistant, including 3 high-level, 9 mid-level and 13 low-level resistant populations, while the rest 11 populations (30.56%) were susceptible. The data showed that there were high resistant risk to tribenuron-methyl in wheat fields in Henan, and the ALS inhibitors should be applied in scientific way.

bedstraw; tribenuron-methyl; resistance

2016-04-20

2016-05-23

河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主創(chuàng)新專項(xiàng)基金; 河南省博士后基金科研資助項(xiàng)目(2013046)

S 481.4

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.06.033

* 通信作者 E-mail: hlw2000@126.com