劉 鵬,謝 源,聶天瑩, 姚 斌,廖朝選,
(1貴州健安德科技有限公司,貴州 貴陽 550014;2貴州省分析測試研究院,貴州 貴陽 550014;3中國林業(yè)科學研究院 荒漠化研究所,北京 100091)
唑嘧磺草胺(Flumetsulam)是美國陶氏益農(nóng)公司開發(fā)的超高效三唑并嘧啶磺酰胺類除草劑,具有內(nèi)吸傳導性。在田間應用時,通過根系和葉片吸收,在植物分生組織內(nèi)積累,抑制乙酚乳酸合成酶,使支鏈氨基酸和蛋白質合成受阻,從而達到除草的目的[1]。由于其具有高效、廣譜、可混性好、抗旱以及適用范圍廣,被廣泛應用于田間雜草防治[2-3],特別是在大豆田闊葉雜草防治中應用廣泛[4-5]。雖然唑嘧磺草胺的應用消滅了與作物競爭營養(yǎng)的雜草,對糧食的生產(chǎn)做出了很大的貢獻,但田間施用濃度過大時,對后茬作物的生長產(chǎn)生了一定的藥害[6]。已有研究發(fā)現(xiàn),在田間施用唑嘧磺草胺12個月后,土壤中殘留農(nóng)藥對高粱、西紅柿、蔥、向日葵、亞麻、甜菜、甘藍和油菜等還有一定的藥害[7]。因此,唑嘧磺草胺在保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時,其對非靶標作物的生長影響必須加以重視。
試驗種子:豌豆,貴州亞春農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn);水稻,長沙利誠種業(yè)有限公司制造;黃瓜,貴陽杰豐農(nóng)業(yè)種子有限公司制造。
試驗土壤:黃壤,采集于貴州省植物園松樹林,地面覆蓋植物殘渣。去除表層土壤后采集10~20 cm深度的土壤,然后置于風干,過10目的標準篩。土壤的pH值為5.90,有機質為2.92%,陽離子交換量為18.1 cmol/kg。
電子天平:梅特勒-托利多(中國)有限公司,TLE204E/02,0.0001 g;
電子臺秤:常熟市雙杰測試儀器廠,TC15KH,0.5 g;
直尺:鋼制直尺,0~150 mm,精度1 mm;
花盆:PVC材質,d=18 cm;
唑嘧磺草胺:80%水分散粒劑,來自貴州省分析測試研究院;
去離子水:經(jīng)美國millp純水機制備。
1.3.1 染毒土壤的制備
稱取0.0102 g被試物于100 mL容量瓶中,加去離子水溶解并稀釋至刻度,得到81.60 mg a.i./L的母液。然后取一定體積的母液于100 mL容量瓶中,用去離子水稀釋至刻度得到相應濃度試驗液備用。稱取4.5 kg的試驗土壤置于攪拌機內(nèi),然后將制備的試驗液轉入噴壺內(nèi)均勻噴灑于土壤表面。開啟攪拌機,順時針、逆時針交替攪拌1 min,然后添加700 mL去離子水繼續(xù)攪拌5 min,制備出一系列濃度土壤均分裝于3個花盆用于試驗暴露。用于黃瓜試驗的系列濃度為空白對照、0.00372 mg a.i./kg干土、0.00521 mg a.i./kg干土、0.00729 mg a.i./kg干土、0.0102 mg a.i./kg干土、0.0143 mg a.i./kg干土、0.0200 mg a.i./kg干土;用于水稻試驗的系列濃度為空白對照、0.00981 mg a.i./kg干土、0.0162 mg a.i./kg干土、0.0267 mg a.i./kg干土、0.0441 mg a.i./kg干土、0.0727 mg a.i./kg干土、0.120 mg a.i./kg干土;用于豌豆試驗9.80的系列濃度為空白對照、0.0183 mg a.i./kg干土、0.0320 mg a.i./kg干土、0.0560 mg a.i./kg干土、0.0980 mg a.i./kg干土、0.171 mg a.i./kg干土、0.300 mg a.i./kg干土。
1.3.2 種子的處理與試驗暴露
將種子在10%的次氯酸鈉消毒液中浸泡10 min,然后轉移到培養(yǎng)皿中用去離子水漂洗后浸泡1 h。
將種子處理完成后,取出用鑷子均勻播種于各花盆土壤中,每盆10 粒,種子的胚芽均按相同方式朝下種植。然后將種滿種子的花盆置于人工氣候培養(yǎng)箱中進行試驗暴露,試驗條件為16 h光照(25℃±2℃,光強20000 lx)、8 h黑暗(22℃±2℃),試驗周期為50%的對照組種子出苗后14 d。
1.3.3 株高、根長和生物量的影響
將植株拉直,采用鋼直尺直接測定植株的葉枕株高和根全長,統(tǒng)計各濃度組植株的平均株高和平均根長;截取植株地面部分,清洗干凈后在60℃±2℃下恒溫干燥72 h,稱取地上部分植株的質量,并以此計算各濃度組植株的平均生物量。然后通過與對照組平均值對比,獲得株高、根長和生物量的抑制率,并采用SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析。
1.3.4 毒性判定依據(jù)
參考GB31270.19—2014《化學農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗準則 第19部分:非靶標植物影響試驗》,EC50≤0.01 mg a.i./kg干土時,毒性為“劇毒”;0.01 mg a.i./kg干土
通過模擬試驗暴露,唑嘧磺草胺對3種作物的株高、根長和生物量均有一定抑制。將試驗的濃度與株高、根長和生物量的抑制率經(jīng)Probit擬合,統(tǒng)計其EC50。結果顯示,唑嘧磺草胺對黃瓜、水稻和豌豆3種作物的株高抑制效應EC50依次為0.0117 mg a.i./kg干土、0.0464 mg a.i./kg干土、0.101 mg a.i./kg干土,抑制程度為黃瓜>水稻>豌豆;對根長的效應EC50依次為0.0103 mg a.i./kg干土、0.0889 mg a.i./kg干土、0.0949 mg a.i./kg干土,抑制程度為黃瓜>水稻>豌豆;對生物量的抑制效應EC50依次為0.0211 mg a.i./kg干土、0.101 mg a.i./kg干土、0.233 mg a.i./kg干土,抑制程度為黃瓜>水稻>豌豆。
唑嘧磺草胺對黃瓜、水稻和豌豆的最敏感指標分別為根長、株高、根長,其EC50分別為0.0103 mg a.i./kg干土、0.0464 mg a.i./kg干土、0.0949 mg a.i./kg干土,毒性作用為黃瓜>水稻>豌豆。其最敏感指標的EC50均介于0.01~0.1 mg a.i./kg干土范圍,表明唑嘧磺草胺對3種作物的毒性均為高毒。黃瓜、水稻和豌豆分屬葫蘆科、豆科和禾本科,唑嘧磺草胺對其毒性作用為黃瓜>水稻>豌豆,據(jù)此可推測唑嘧磺草胺對葫蘆科和禾本科的植物影響高于豆科植物。
表1 唑嘧磺草胺對3種作物的抑制效應結果Tab.1 Inhibition effect of flumetsulam on the three kinds of crops
農(nóng)藥施用于田間,可直接與土壤或植物接觸,影響植物生長,也可能隨雨水的沖刷、土壤的淋溶等進入水體,影響水生植物生長,造成環(huán)境危害。唑嘧磺草胺對3種作物的株高、根長和生物量均有一定的抑制效應,抑制程度均為黃瓜>水稻>豌豆。對3種作物最敏感指標的抑制效應EC50均介于0.01~0.1 mg a.i./kg干土范圍,為“高毒”類農(nóng)藥,在田間應用時需特別注意對作物以及環(huán)境的影響。
農(nóng)藥施用于田間,其對作物及環(huán)境的影響不僅與毒性有關,也與田間用藥量有關。據(jù)中國農(nóng)藥信息網(wǎng)顯示,唑嘧磺草胺主要登記于大豆田,用于闊葉雜草的控制,田間用藥量為40~60 g a.i./hm2,在該劑量下對大豆安全。由于唑嘧磺草胺對3種作物均為高毒,在田間應用時,應嚴格按規(guī)范用藥,切勿私自增大劑量使用,以防造成作物減產(chǎn)。