杂草对9类常用不同作用机制除草剂的非靶标抗性机制研究进展

除草剂的应用为农业生产带来便利,但长期、单一使用某一种或相同机制的除草剂也引发了杂草对除草剂的抗性问题。抗性杂草种类逐渐增加,抗性形成机制复杂,导致农田杂草的治理难度增加。杂草对除草剂的抗性机制主要分为两种,一种是除草剂靶标位点基因的突变或过量表达导致的靶标抗性,另一种是杂草对除草剂吸收、转运、固存和代谢等一个或多个生理过程发生变化导致的非靶标抗性。本文综述了杂草对9类不同作用方式除草剂的非靶标抗性机制的生理、生化和分子基础的研究进展,以期为抗性杂草综合治理提供参考。

蓖麻田间杂草与除草剂筛选研究进展

蓖麻是一种高含油量的草本植物,在世界范围内广泛种植,具有多种用途和较高的经济价值,是医学、工业和航空航天等领域的重要原料。但蓖麻对除草剂极其敏感,目前市面上没有完全适合蓖麻的除草剂,迫切需要研发、筛选适合蓖麻田间种植的除草剂。课题组介绍了蓖麻田中杂草所造成的危害、除草剂的作用机理及分类,概述了蓖麻田间主要杂草类型及常用的除草方式,在此基础上,采用文献研究法重点分析对比了针对蓖麻苗前、苗后两个阶段田间杂草适用的除草剂以及科学防除方式。未来除草剂的开发与应用应注意除草剂种类、应用策略、作物种类等多个方面,加大对适合蓖麻的除草剂的研发力度,筛选出适合蓖麻大田的除草剂,同时利用基因编辑技术加强抗除草剂蓖麻新品种的研究和培育,提高蓖麻产量和质量,促进蓖麻产业的高质量发展。

苗前与苗后除草剂配施对白菜型冬油菜田间杂草防效及产量的影响

针对强抗寒冬油菜生育周期长,人工除草成本高,田间杂草高效防控技术较为欠缺等问题,选用当地主栽强抗寒白菜型冬油菜(天油4号)为试验材料,选用常见苗前除草剂与苗后除草剂,分别设置3个不同处理梯度,以清水为对照,共16个不同配施处理组合,于2017—2018年开展了大田试验,以探究苗前与苗后除草剂对白菜型冬油菜田间杂草防效及产量的影响。结果表明,苗前除草剂单施平均总株防效40.63%,总鲜重防效51.64%,苗后除草剂单施总株防效60.94%,总鲜重防效50.75%,共施的总株防效62.33%,总鲜重防效57.23%,与苗前除草剂单施相比,共施的总株防效与鲜重防效平均提升了21.70和5.59百分点,与苗后除草剂单施相比,共施的总株防效与鲜重防效平均提升了1.39和6.48百分点。产量方面,苗前除草剂单施平均增产642.32 kg/hm^(2),平均增幅61.91%,苗后除草剂单施平均增产616.42 kg/hm^(2),增产幅度59.41%,共施处理平均增产368.52 kg/hm^(2),增产幅度35.52%,产量极显著增高的单施和共施处理为R_(3)O_(0)和R_(3)O_(2),分别增产1122.78和896.78 kg/hm^(2),增幅分别为108.22%及86.43%。因此,可根据冬油菜田间杂草密度选择苗前除草剂R_(3)单施或R_(3)与苗后除草剂O_(2)共施,从而达到最高效的杂草防控效果和最显著的油菜增产目标。

桃苗圃适用除草剂的筛选、混配与安全性评价

【目的】杂草防治是果树生产中的重要环节,论文旨在评价不同除草剂对桃的安全性并筛选适于桃苗圃和生产园利用的除草剂,为桃产业中化学除草的应用提供理论依据。【方法】采用盆栽试验方法,选用毛桃苗以及黑麦草、狗牙根、空心莲子草、白三叶草和黄花苜蓿5种草为试材,对13种除草剂的安全性进行初步筛选。根据各除草剂药害等级结果,选择10%精喹禾灵和60%二氯喹啉酸进行混配。按照精喹禾灵有效剂量25、50、75 mL·hm^(-2)3个水平,二氯喹啉酸有效剂量150、300、450 g·hm^(-2)3个水平,共设置形成9个除草剂混配制剂。茎叶喷施处理后7、14、21 d,调查计算杂草抑制率,处理30 d后测定桃苗株高、茎粗、地上和地下部生物量、叶片和根尖细胞电解质渗透率、根系总根长、总根表面积、根体积和根尖数的变化,并基于主成分分析对不同处理的安全性和杂草抑制率进行综合评价。【结果】茎叶喷施处理后,有11种除草剂对桃苗产生药害,桃苗出现不同程度的失绿、萎蔫、枯死等症状,精喹禾灵和二氯喹啉酸对桃苗生长无显著影响。利用精喹禾灵单剂喷施杂草后,处理21 d对禾本科杂草的抑制率为100%,但对阔叶杂草无抑制作用。相反,喷施二氯喹啉酸对禾本科杂草的抑制率为0,对黄花苜蓿、白三叶草、空心莲子草的抑制率范围为80%—100%。精喹禾灵与二氯喹啉酸混配后,9个混配制剂在处理21 d后的杂草总抑制率可达90%以上,同时各制剂对桃苗株高、地上和地下部生物量、叶片和根尖细胞电解质渗透率无显著性影响。综合分析显示,精喹禾灵有效剂量对混配制剂的综合评价D值有较大影响,当精喹禾灵有效剂量提升至75 mL·hm^(-2)时,混配制剂的综合评价D值超过0.563,但D值未出现随二氯喹啉酸有效剂量提升而增大的趋势。【结论】桃苗对多数除草剂敏感,混配是提高精喹禾灵和二氯喹啉酸杂草综合抑制率的有效措施。有效剂量75 mL·hm^(-2)精喹禾灵与300g·hm^(-2)二氯喹啉酸混配后,制剂的综合评价D值最高,可在保证桃苗安全的基础上达到最佳除草效果。

液相色谱-串联质谱法测定土壤、沉积物和水中3种新型除草剂残留

除草剂在杂草和有害植物防控上发挥着重要的作用,但其有效利用率低,大量除草剂进入环境中,对生态环境和人类健康构成了潜在威胁,因此建立环境样品中除草剂的残留分析方法尤为重要。该文采用电喷雾正离子源模式,建立了液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)测定土壤、沉积物和水中异噁唑草酮、吡唑草胺和苯嘧磺草胺残留量的方法。土壤和沉积物样品经乙腈振荡提取、盐析后经C18固相萃取小柱净化,水样过滤后经C_(18)固相萃取小柱净化;再用LC-MS/MS测定样品中异噁唑草酮、吡唑草胺和苯嘧磺草胺的残留量。实验优化了仪器检测和前处理条件,考察了方法的线性关系、基质效应、检出限和定量限,并选取4种土壤、2种沉积物和水样进行了方法验证。在0.0005~0.02 mg/L范围内,异噁唑草酮、吡唑草胺、苯嘧磺草胺的线性关系均良好,r≥0.9961。3种除草剂在土壤、沉积物和水中的基质效应为-10.1%~16.5%。异噁唑草酮、吡唑草胺和苯嘧磺草胺的检出限分别为0.05、0.02、0.01μg/kg,定量限分别为0.2、0.05、0.05μg/kg。异噁唑草酮、吡唑草胺和苯嘧磺草胺在土壤、沉积物和水样中3个水平(0.005、0.1、2.0 mg/kg)下的加标回收率分别为77.2%~101.9%、77.9%~105.1%、80.8%~107.1%;相对标准偏差(RSD)分别为1.4%~12.8%、1.2%~7.7%、1.5%~11.5%。结果表明:本方法操作简单,方法稳定,定量准确,实用性强,可用于土壤、沉积物和水中异噁唑草酮、吡唑草胺和苯嘧磺草胺残留量的检测。

碳量子点修饰g-C_(3)N_(4)缓解二苯醚类除草剂污染

为加速二苯醚类除草剂在可见光环境的降解,以玉米芯制碳量子点修饰石墨相氮化碳,合成一种非金属型光催化剂.考察在该催化剂作用下,氟磺胺草醚、三氟羧草醚和乙氧氟草醚等的光解行为及光解前后毒性.结果表明,氟磺胺草醚在可见光照射下的光解速率最大、其次为乙氧氟草醚,光照3 h的降解率即达99%和91%,而三氟羧草醚的光解速率最低、须光照至8 h才能达到90%的降解率.由高斯软件计算NPA(Natural Population Analysis)电荷分布得福井函数和双描述符,预测反应位点并结合液质联用分析降解产物,推测除草剂的降解过程应包括裂解、水解、脱卤、还原和羟基化等,证明了空穴和羟基自由基在其中的作用.观察玉米种子的生长实验,发现氟磺胺草醚的毒性略高于乙氧氟草醚,但二者经光照处理后毒性均显著下降,三氟羧草醚及其光解产物显示为低毒性.

重庆地区马唐种群对2种乙酰辅酶A羧化酶抑制剂类除草剂的敏感性

为高效科学防除重庆地区马唐Digitaria sanguinalis(L.)Scop.,采用整株生物测定法,测定了不同马唐种群对2种乙酰辅酶A羧化酶抑制剂类除草剂的ED_(50)和相对抗性倍数(RI)。结果表明,不同马唐种群对噁唑酰草胺、烯草酮均产生了不同程度的抗性(相对敏感种群除外);DJSP02对噁唑酰草胺、烯草酮分别表现为中抗(RI=8.78)和低抗(RI=2.10),其ED_(50)分别为377.31 g/hm^(2)和37.97 g/hm^(2);DJSP03对噁唑酰草胺、烯草酮分别表现为低抗(RI=3.18)和中抗(RI=7.56),其ED_(50)分别为136.84 g/hm^(2)和136.93 g/hm^(2),均已产生了正交互抗性。因此,在对重庆地区抗性马唐种群进行防除时宜与其他类型的除草剂混用或交替使用。

小麦抗除草剂冻药害的鉴定评价指标研究

小麦喷施除草剂后,若短时间内遭遇寒潮或0℃以下的低温胁迫,极易发生冻药害,威胁小麦生产安全。为探索小麦除草剂冻药害抗性鉴定评价指标,从15000份小麦种质资源中,初筛出20份源于国内不同麦区且对除草剂冻药害抗性表现明显差异的小麦种质作为材料,在人工气候室和春化室内,对不同苗龄、药剂处理时间、低温温度、低温处理时间、土壤墒情等条件下麦苗冻药害情况进行分级调查,并统计冻药害指数。结果表明,在小麦3叶1心期、药剂处理3 d、-4℃低温处理5 d和适墒(土壤含水率15%~18%)等条件下,参试材料间相对冻药害指数的变异系数和数值离散度最大,材料间差异显著性水平也最高,能够明显地区分出不同参试材料的抗冻药害特性。依据相对冻药害指数变化范围,将抗除草剂冻药害的特性划分为5种抗性类型,分别为高抗(≤0.10)、抗(0.11~0.30)、中抗(0.31~0.50)、感(0.51~0.70)和高感(>0.70)。该鉴定方法可用于小麦抗除草剂冻药害种质资源筛选和抗性品种选育。

EMS诱变的水稻不同位点突变体对ALS抑制剂类除草剂抗性差异

稻田杂草严重威胁水稻生长,培育抗除草剂水稻新品种,是高效解决稻田杂草危害的重要途径之一。本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)对华占水稻进行化学诱变,创建突变体,利用乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂甲咪唑烟酸(20 g/hm 2,有效成分)对突变体进行筛选,获得抗甲咪唑烟酸突变体材料,并对上述突变体的OsALS基因序列进行分析,明确其突变类型。最后对不同突变类型对甲氧咪草烟和甲基二磺隆的交互抗性进行分析。结果表明,华占水稻经EMS诱变和甲咪唑烟酸筛选后共获得11株抗甲咪唑烟酸突变体材料,其突变类型为Pro171Leu、Ser627Cys、Ser627Asn和Gly628Glu 4种。其中,Ser627Cys为首次发现的突变类型。4种突变类型对甲咪唑烟酸的抗性水平存在一定的差异,Ser627Asn、Ser627Cys、Pro171Leu、Gly628Glu突变类型的抗性指数分别为8.71、5.16、3.28和3.69。4种突变类型对甲氧咪草烟和甲基二磺隆的抗性亦存在显著差异。其中,Ser627Asn突变类型对甲氧咪草烟的抗性最高,抗性指数为20.57,Gly628Glu对甲基二磺隆抗性最高,抗性指数为5.11。综上,本研究通过EMS诱变获得了4种抗ALS抑制剂类除草剂的华占水稻突变类型,并鉴定了其对甲咪唑烟酸的抗性差异及对甲氧咪草烟和甲基二磺隆的交互抗性,为进一步的抗除草剂水稻品种培育和除草剂轮换使用提供依据。

东北黑土区部分地域除草剂在不同作物类型土壤中残留及分布特征

为了解并掌握东北部分黑土区农田土壤除草剂残留情况,本研究调查了东北黑土区6个地区170份土壤样本,共检出17种除草剂。总体来看,乙草胺检出率最高,为74.7%,氟磺胺草醚平均残留量最高,为198.88μg·kg^(-1)。从省份来看,辽宁省除草剂检出种类最为丰富,黑龙江省除草剂残留量最高。其中,铁岭市、阜新市与长春市、四平市旱田除草剂残留情况更为相似,绥化市土壤除草剂残留情况与前者差异较大。从作物类型来看,水稻田土壤除草剂检出种类更多,旱田作物除草剂残留量更高。其中,水稻田共检出11种类型除草剂,氟磺胺草醚在玉米田和大豆田中的平均残留量分别高达68.77μg·kg^(-1)和409.30μg·kg^(-1)。研究表明,地理位置和作物类型是影响土壤除草剂残留的重要因素。

宁夏稻田常用除草剂的应用及残留特性

介绍了宁夏稻田除草剂的应用历史,稻田常用除草剂品种的作用机理和防治对象,简述了稻田常用除草剂的残留特性,在宁夏稻谷中未检测出除草剂的残留成分。按照实现黄河流域生态保护与高质量发展先行区建设的要求,应做到科学合理使用除草剂,以减少除草剂对农业环境的影响。

抗ALS抑制剂类除草剂分子标记的开发及应用

杂草严重制约水稻生产,培育具有乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase,ALS)抑制剂的广谱抗除草剂水稻新品种是应对稻田杂草危害的有效途径之一。本研究鉴定了抗ALS抑制剂类除草剂金粳818与感除草剂日本晴ALS基因的差异位点,开发特异分子标记。对以携带ALS抗性基因型的金粳818、津稻372为亲本的杂交后代进行除草剂喷施和分子标记辅助选择。开发了818ALSF/R、HDALSF/R两对分子标记,可以快速区分纯合显性、杂合、纯合隐性3种基因型,且与除草剂喷施结果一致;选育得到22S9和22S4两份抗除草剂优异水稻种质资源材料。通过对杂交后代分子标记辅助选择可快速筛选出具有ALS除草剂抗性基因的种质资源材料,提高了在抗ALS抑制剂类除草剂水稻种质中的筛选效率。

转基因抗除草剂大豆ZH10-6转化体特异性定量检测体系的建立

以新型转基因抗除草剂大豆ZH10-6外源插入片段的旁侧序列为靶标,建立了转化体特异性实时荧光PCR和单通道微滴式数字PCR精准定量检测体系,并邀请8家农业农村部检测中心对检测方法的准确性进行验证。结果表明:该转化体特异性实时荧光定量检测方法具有良好的特异性、重复性及广泛的适用性,定量极限达到50 copies∕μL,检测极限达到5 copies∕μL。该检测方法有望作为检测标准用于转基因抗除草剂大豆ZH10-6的定量检测,为该大豆品系的商业化应用及转基因标识等监管提供技术支撑。

鹰嘴豆田土壤处理除草剂筛选

【目的】筛选适宜于鹰嘴豆田土壤处理的安全高效除草剂。【方法】选择生产上常用的12种除草剂进行田间土壤试验,采用绝对值调查法评价各除草剂的除草效果,并分析试验剂量下各除草剂对鹰嘴豆的安全性。【结果】各处理对鹰嘴豆田阔叶草均具有较好的封闭效果,药后45 d对阔叶草总草的株防效可达93.85%~100%,鲜重防效达87.80%~100%。各处理对禾本科杂草防效略有差异,其中,330 g/L二甲戊灵EC、50%乙草胺EC、50%敌草胺WDG、960 g/L精异丙甲草胺EC和40%砜吡草唑SC处理均可有效封闭禾本科杂草,药后45 d对禾本科总草的株防效和鲜重防效可达95.19%~100%和99.13%~100%,且对鹰嘴豆安全;42%氟啶草酮SC、65%氨氟乐灵WDG、480 g/L氟乐灵EC、240 g/L乙氧氟草醚EC和250 g/L噁草酮EC处理对禾本科杂草防效也较好,药后45 d对禾本科总草的株防效可达96.58%~100%,且除240 g/L乙氧氟草醚EC外,鲜重防效可达88.24%~100%,但对鹰嘴豆生长均存在不同程度的药害,药害随鹰嘴豆生长可逐渐缓解;50%扑草净WP和51%丙炔氟草胺WDG虽可在一定程度上封闭禾本科杂草,但持效期均较短,且50%扑草净WP对鹰嘴豆有明显药害。【结论】从除草效果和对鹰嘴豆的安全性考虑,330 g/L二甲戊灵EC、50%乙草胺EC、50%敌草胺WDG、960 g/L精异丙甲草胺EC和40%砜吡草唑SC是适宜于鹰嘴豆田土壤处理的除草剂。

不同除草剂对豌豆田杂草的防除效果评价

杂草严重影响豌豆产量和品质,制约豌豆产业发展。为了筛选安全、高效的除草剂,选用3种芽前土壤封闭除草剂和6种苗后茎叶处理除草剂,在大田试验条件下进行作物安全性及杂草防除效果评价。结果显示,480 g/mL氟乐灵乳油和460 g/mL 2-甲-灭草松可溶液剂防效较好,施药后30 d株防效分别为76.88%、64.52%,施药后60 d株防效分别为75.86%、66.98%,鲜重防效分别79.59%、71.43%。24%乙氧氟草醚乳油对豌豆产生轻微药害;250 g/mL氟磺胺草醚水剂药害较重,严重抑制豌豆生长,应慎用。建议豌豆田杂草防除优先选用480 g/mL氟乐灵乳油和460 g/mL 2-甲-灭草松可溶液剂。

玉米除草剂药效对比试验研究

玉米苗期除草是减少病虫基数的重要方法之一,本试验通过对7种常用除草剂在玉米田进行杂草防除研究,结果表明:各处理除草剂在示范剂量内对玉米很安全,处理2、4防治成效较差,处理1、3、6、7防治成效均较好。综合考虑防效成果和经济效益,建议应用28%烟嘧·莠去津可分散油悬浮剂90 mL/667 m^(2)。

碘甲磺隆钠盐除草剂的合成分析

在国家可持续发展和生态文明建设背景及“绿水青山就是金山银山”的理念下,化学农药在减少作物损失及抑制有害生物的蔓延、改善土壤环境方面起到重要作用。碘甲磺隆钠盐是一种通过抑制乙酰乳酸合成酶起作用的磺酰脲类除草剂,主要适用于小麦作物,由于其高效低毒且对环境友好因而具有广泛的应用前景。文章阐述了碘甲磺隆基本物化性质、作用机理及其合成工艺路线,通过对比选取最优合成路线来指导碘甲磺隆产业化生产。

广东西江流域橘园除草剂使用和残留情况的调查研究

调查了广东省西江流域柑橘产业带(下称产业带)33个橘园除草剂使用和残留情况。结果表明,产业带橘园年均除草次数为3.48次;除草方式以单用除草剂为主,占比达60.61%;人工机械割草使用率偏低,涉及机械以背负式割草机为主;75.76%的果园均使用过除草剂,混合使用草铵膦和草甘膦的比例最高,达39.39%;30.30%的橘园土壤中检测出草甘膦残留,2个橘园地表径流水中检测出草铵膦残留。分析了橘园除草剂残留的潜在原因,提出了相应的治理技术。

不同除草剂用量的田间防效及对玉米安全性影响

为筛选玉米田高效安全的除草剂使用剂量及助剂增效效应,提高玉米生产效率。在黑龙江省佳木斯市选取乙草胺(81.5%乳油)、莠去津(38%悬浮剂)及2种除草剂助剂,每种除草剂组合设低、高2个浓度,每种助剂设低、中、高3种浓度,开展了田间土壤喷施对玉米田间杂草的防效及对玉米安全性和产量的影响试验。结果表明,苗前除草对所有田间杂草均具有防除效果,降低除草剂用量田间杂草防除率也降低,通过添加助剂能够提高杂草防除率。总的来看,有效成分1 472 g·hm^(-2)乙草胺+11 482 g·hm^(-2)莠去津+225 mL·hm^(-2)助剂2号的防除效果最优。

除草剂药害的产生与控制

除草剂施用过量、施用时期不当、间隔期不够、气象条件不利等可导致直接药害;蒸气压较高、雾滴过小、风力过大等可导致飘移药害;残留期长、土壤黏重、间隔期不足等可导致残留药害。分析了不同作用机理的除草剂所产生的特异性药害症状,提出了除草剂科学安全使用、添加安全剂、喷施植物生长调节剂和叶面肥、果断毁种等预防和缓解除草剂药害的有效措施。