上海稻田稗草对3种除草剂的抗药性

第40卷第4期 世 界 农 药

2018年8月 World Pesticides ·59·

生物活性

上海稻田稗草对3种除草剂的抗药性

武向文1*，李平生2，郭玉人1

(1.上海市农业技术推广服务中心，上海 201103；2.青岛清原化合物有限公司，山东青岛 266071)

摘要：为明确不同稻田区稗草对五氟磺草胺、二氯喹啉酸和氰氟草酯的抗性情况，采用整株生物测定法研究了其对3种除草剂的抗性水平。结果表明：SH1稗草种群(采自松江区叶榭镇)对五氟磺草胺产生了极高水平的抗药性，抗性指数为541.91，SH3 (采自嘉定区外冈镇)和SH4(采自崇明区陈家镇)种群对五氟磺草胺产生了低水平的抗药性，抗性指数分别为5.62和7.03。所有供试稗草均对二氯喹啉酸产生了较高水平的抗药性，抗性指数为10.17~96.22。SH4、SH5、SH6 (均采自崇明区陈家镇)种群对氰氟草酯产生了低水平的抗性，抗性指数分别为3.22、2.50和3.68。 关键词：稗草；五氟磺草胺；二氯喹啉酸；氰氟草酯；抗药性 DOI：10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2018.04.13

中图分类号：TQ457 文献标志码：A 文章编号：1009-6485(2018)04-0059-04

The Resistance of Barnyardgrass Populations in Rice Fields from Shanghai to Three Different Action Mechanisms of Herbicides

WU Xiangwen1*, LI Pingsheng2, GUO Yuren1

(1.Shanghai Agriculture Technology Extension and Service Centre, Shanghai 201103, China；

2.Qingdao KingAgroot Chemical Compound Co., Ltd., Qingdao 266071, Shandong, China)

Abstract: In order to evaluate the resistance of barnyardgrass (Echinochloa crusgalli) in rice fields from Shanghai to penoxsulam, quinclorac and cyhalofop- butyl, whole-plant bioassays was used to detect the resistant level of barnyardgrass to three different herbicides. The results showed that SH1 population (collected from Yexie town, Songjiang district) had very high resistance to penoxsulam with resistance index was 541.91, While SH3 populations (collected from Waigang town,Jiading district) and SH4(collected from Chenjia town, Chongming district) expressed relatively low resistance level to penoxsulam with resistance indexes 5.62 and 7.03 respectively. All populations expressed higher resistance level to quinclorac with resistance indexes ranging from 10.17 to 96.22. SH4, SH5 and SH6 populatons (collected from Chenjia town, Chongming district) expressed relatively low resistance level to cyhalofop-butyl, their resistance indexes were 3.22, 2.50 and 3.68 respectively.

Keywords: barnyardgrass; penoxsulam; quinclorac; cyhalofop-butyl; resistance

杂草抗药性已成为农田杂草防除的一个重大问题。它的产生与发展，对化学除草剂的大面积使用乃至目前推行的以化学除草剂为主体的杂草综合治理体系提出了新的挑战[1]。截止2018年5月，全球已有254种(148种双子叶，106种单子叶)杂草的494个生物型在农田中对26类已知作用位点的23类163种化学除草剂产生了抗药性，据报道这些抗性杂草主要发生在70个国家的92个作物田中[2]。

杂草抗药性不仅仅表现在一种杂草生物型对某一种除草剂产生抗药性，更严重的是可能对其他几种除草剂产生交互抗性和多抗性。交互抗性是指一个杂草生物型由于存在单个抗性机理而对2种或2

基金项目：上海市水稻产业体系项目[沪农科产字(2018)第3号]，上海市科技兴农推广项目[沪农科推字(2016)第1-5-3号] 作者简介：武向文(1975—)，男，推广研究员，E-mail：shzbwxw@163.com。 收稿日期：2018-07-31。

·60· 世 界 农 药 第40卷

种以上的除草剂产生抗性。相对交互抗性，多抗性则比较复杂，多抗性是指抗性杂草具有2种或者2种以上不同的抗性机理。这种抗药性类型通常是由于在连续的除草剂选择压以及在异形杂交种类中花粉流动造成抗性等位基因积累所造成的。瑞士黑麦草是一个非常典型的例子，在澳大利亚南部，抗禾草灵的瑞士黑麦草对所试验的22种除草剂中的15种，如精吡氟禾草灵、吡氟氯禾灵、烯禾啶、氯磺隆、氟乐灵、嗪草酮等产生抗药性，这15种除草剂属于7类除草剂和具有5个不同作用位点。另外，Powles等人发现它还对草甘膦产生了抗药性[3]。

稗草是我国水稻产区最重要的恶性杂草之一，以稗草为主的杂草群落严重威胁我国水稻的安全生产。在我国水稻种植区，1993年发现稗草对丁草胺产生抗性[4]，此后，又不断发现它对其他除草剂产生抗性[5-9]。近年来，稗草在上海水稻田内发生和危害日趋严重，二氯喹啉酸(合成激素类)、五氟磺草胺(ALS类)、氰氟草酯(ACCase类)等主流药剂防除难度增加。本研究以上海稗草为研究对象，通过整株生物测定的方法测定其对二氯喹啉酸、五氟磺草胺和氰氟草酯的敏感性，旨在为上海稗草的化学防除提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试稗种

疑似抗药性的稗草种子于2017年9月采自上海松江、奉贤、崇明、嘉定多年使用五氟磺草胺、二氯喹啉酸和氰氟草酯的稻田，敏感性稗草种子采自于嘉定远离稻田的水塘边。

表1 稗草采集地点

编号 采集地点 SH1 上海松江区叶榭镇 SH2 上海奉贤区庄行镇 SH3 上海嘉定区外冈镇 SH4 上海崇明区陈家镇 SH5 上海崇明区陈家镇 SH6 上海崇明区陈家镇 SH7 上海嘉安区安亭镇 SH8 上海嘉安区安亭镇 SH9 上海嘉定区江桥镇 S

上海嘉定水塘边

1.2 供试药剂

25g/L五氟磺草胺OD、10%氰氟草酯EC，购自美国陶氏益农公司；50%二氯喹啉酸WP，购自江苏快达农化股份有限公司。 1.3 试验仪器

喷雾器械为3WP-2000型走式喷雾塔(农业部南京农业机械化研究所)。 1.4 药剂处理

将采集的稗草种子用浓硫酸直接浸泡处理15 min，清洗晾干后，选取成熟且饱满一致的稗草种子10粒，均匀播种装有表层土和草炭(体积比3∶1)混合土壤的塑料盆钵(直径7 cm，高6.5 cm)中，覆土约0.5 cm，放置于温室，生长条件下为白天(30±5) ℃，夜间(20±5) ℃。培养期间及时补水，以保持土表处于湿润状态。选取生长一致的稗草，每盆定苗至5株，培养至3~4叶期喷施药剂。五氟磺草胺所设置剂量为有效成分3.75、7.5、15、30、60 g/hm2，氰氟草酯所设置剂量有效成分18.75、37.5、75、150、300 g/hm2，二氯喹啉酸所设置剂量为有效成分93.75、187.5、375、750、1 500 g/hm2。每个处理3次重复。 1.5 数据分析

施药后21 d，剪去地上部分，称量鲜重，计算鲜重抑制率[鲜重抑制率%=(对照鲜重－处理鲜重)/对照鲜重×100]。用DPS统计软件几率值分析法分别求出供试药剂对稗草敏感种群和稗草抗性种群的毒力回归方程式、ED50、相关系数和抗性指数(抗性种群ED50/敏感种群ED50)。

2 结果与分析

2.1 不同稗草种群对五氟磺草胺的抗药性水平

不同稗草种群对五氟磺草胺的抗药性水平测定结果表明(表2)，SH1稗草种群对五氟磺草胺产生了极高水平的抗药性，抗性指数为541.91，ED50为有效成分184.25 g/hm2。SH3和SH4种群对五氟磺草胺产生了低水平的抗药性，抗性指数分别为5.62和7.03，ED50分别为有效成分1.91、2.39 g/hm2。其余6个种群对五氟磺草胺敏感，ED50为有效成分0.35~0.66 g/hm2。

2.2 不同稗草种群对二氯喹啉酸的抗药性水平

不同稗草种群对二氯喹啉酸的抗药性水平测定结果(表3)表明，所有供试稗草种群均对二氯喹啉酸产生了较高水平的抗药性，抗性指数为10.17~96.22，

第4期 武向文等：上海稻田稗草对3种除草剂的抗药性 ·61·

ED50为有效成分287.59~2720.98 g/hm2。 2.3 不同稗草种群对氰氟草酯的抗药性水平

不同稗草种群对氰氟草酯的抗药性水平测定结果表明(表4)，SH4、SH5、SH6种群对氰氟草酯产

生了低水平的抗性，抗性指数分别为3.22、2.50和3.68，ED50分别为有效成分82.10、63.88、93.93 g/hm2。其余6个种群则对氰氟草酯敏感，ED50为有效成分26.00~32.11 g/hm2。

表2 不同稗草种群对五氟磺草胺的抗性水平

种群 SH1 SH2 SH3 SH4 SH5 SH6 SH7 SH8 SH9 S

回归方程 y=2.726 2+1.003 7x y=5.162 0+0.901 8x y=4.679 4+1.144 1x y=4.647 2+0.932 8x y=5.227 3+0.675 9x y=5.207 0+0.744 2x y=5.248 6+0.810 8x y=5.304 6+0.717 2x y=5.311 3+0.691 8x y=5.327 4+0.697 5x

相关系数0.906 5 0.989 6 0.966 6 0.978 6 0.977 5 0.982 0 0.991 4 0.999 9 0.978 9 0.941 5

ED50 /(有效成分g·hm‒2)

184.25 0.66 1.91 2.39 0.46 0.53 0.49 0.38 0.35 0.34

95%置信区间 44.547 2~762.067 30.324 7~1.346 3 0.954 0~3.810 0 1.463 5~3.899 1 0.138 4~1.535 0 0.189 2~1.467 5 0.240 4~1.013 2 0.353 1~0.400 4 0.099 7~1.263 1 0.037 3~3.083 3

抗性指数(R/S)

541.91 1.94 5.62 7.03 1.35 1.56 1.44 1.12 1.03 1.00

表3 不同稗草种群对二氯喹啉酸的抗性水平

种群 SH1 SH2 SH3 SH4 SH5 SH6 SH7 SH8 SH9 S

回归方程 y=0.121 2+1.496 3x y=0.931 4+1.504 1x y=0.755 3+1.235 8x y=0.507 7+1.471 2x y=0.754 1+1.508 9x y=1.480 1+1.193 7x y=0.988 6+0.960 8x y=1.182 4+1.552 6x y=0.172 4+1.846 3x y=2.516 6+1.711 0x

相关系数0.944 0 0.967 1 0.945 9 0.952 3 0.958 5 0.947 6 0.991 4 0.963 9 0.973 0 0.998 0

ED50 /(有效成分g·hm‒2)

2 645.40 507.04 2 720.98 1 131.05 651.52 888.94 824.07 287.59 411.79 28.28

95%置信区间 1 114.576 5~6 278.728 0 373.568 8~688.183 8 1 153.948 2~6 416.023 0 662.129 3~1 932.071 7 446.19~951.334 2 540.023 4~1 463.281 2 546.54~1 242.53 209.332 2~395.100 5 316.151 7~536.348 4 22.074 7~36.219 3

抗性指数(R/S)

87.18 17.93 96.22 39.99 23.04 31.43 29.14 10.17 14.56 1.00

表4 不同稗草种群对氰氟草酯的抗性水平

种群 SH1 SH2 SH3 SH4 SH5 SH6 SH7 SH8 SH9 S

毒力回归方程 y=1.417 5+2.477 0x y=1.426 9+2.492 6x y=1.125 0+4.087 4x y=0.886 0+2.149 0x y=0.597 4+2.438 6x y=0.724 4+2.167 3x y=2.123 8+2.032 8x y=0.962 4+2.721 4x y=1.181 1+4.102 5x y=2.126 7+2.042 2x

相关系数0.935 6 0.990 5 0.926 4 0.980 8 0.985 2 0.997 0 0.997 4 0.989 1 0.924 0 0.9963

ED50 /(有效成分g·hm‒2)

27.94 27.13 31.51 82.10 63.88 93.93 26.00 30.46 32.11 25.53

95%置信区间 16.518 8~47.273 222.275 9~33.041 817.258 5~57.541 765.784 9~102.467 752.547 9~77.648 186.003 0~102.585 723.399 8~28.881 525.017 4~37.076 917.500 9~58.916 122.471 9~28.995 1

抗性指数(R/S)

1.17 1.06 1.23 3.22 2.50 3.68 1.02 1.19 1.26 1.00

2.4 不同稗草种群对3种除草剂的多抗性

由表5可知，SH4稗草种群对3种除草剂均产

生了抗性，SH1、SH3种群对五氟磺草胺和氰氟草酯产生了抗药性，而SH5、SH6种群对二氯喹啉酸

·62· 世 界 农 药 第40卷

和氰氟草酯产生了抗药性。

表5 不同稗草种群对3种除草剂的多抗性

除草剂分类ALS 激素类 ACCase

供试药剂 五氟磺草胺 二氯喹啉酸 氰氟草酯

种群

SH1R R S

SH2S R S

SH3r R S

SH4r R r

SH5S R r

SH6S R r

SH7S R S

SH8S R S

SH9 S R S

S S S S

注：S=敏感(<2)，r=低抗(2~10)，R=高抗(>10)。

3 结论与讨论

中国水稻耕作方式多种多样，20世纪80年代国内以移栽种植为主，但是随着大量新型苗后除草剂在国内的推广应用，中国水稻种植方式也随之发生变化，尤其在长江流域稻区，如湖南、湖北、江西等区域由移栽种植向更加省力化的直播种植转化。二氯喹啉酸(合成激素类)、五氟磺草胺(ALS抑制剂)、氰氟草酯(ACCase抑制剂)等直播稻主流药剂的出现加速了直播稻的发展。二氯喹啉酸、五氟磺草胺以及当今的氰氟草酯类药剂均为高选择性稻田除草剂，均在以前某一时期占据主导地位，由于杂草抗药性的产生它们最终被淹没在历史的长河中。有研究表明，ALS抑制剂类除草剂一般连续使用3~5年有可能会使杂草产生抗药性[10]。目前，对ALS抑制剂产生了抗药性的杂草已被报道的有160种，与此同时，对ACCase抑制剂类除草剂和合成激素类除草剂产生抗药性的杂草分别有48和38种[2]。

本试验结果表明，供试的所有稗草种群对二氯喹啉酸均产生了很强的抗药性，此药剂基本失去了对稗草的控制能力。不同种群对五氟磺草胺的抗性不同，其中SH1种群产生了很强的抗药性，SH3和SH4种群对五氟磺草胺产生了低水平的抗药性。相比较而言，对氰氟草酯的抗性相对较低，但抗性正在发展中。而供试的SH4稗草种群对这3种除草剂均产生了抗药性，其中有半数种群对其中2种均产生了抗药性。这给上海地区稗草的化学防除带来了更大的困难。因此，为了预防以及控制抗药性杂草的扩散、蔓延，应避免频繁使用单一或同一作用机制除草剂。杂草在外界环境的选择压力下不断地发生变异，近10年尚未有新型作用机理的除草剂问世，使抗性杂草的防除面临严峻的压力。因此不能将杂草防除的全部重任放在新作用机制的化合上，

要合理利用现有的化合物，科学混配，轮换施药，延缓杂草抗性进化。要进一步完善抗性杂草化学防除技术体系，提高农户的用药水平，推广以前期杂草芽前封闭为重点，后期杂草茎叶处理为补充的防除措施。总之，本研究明确了上海稻田稗草对五氟磺草胺、二氯喹啉酸和氰氟草酯的抗性水平，为上海稻田恶性杂草稗草抗药性的监测与治理工作提供了一定的理论依据。

参 考 文 献

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