40%砜吡草唑悬浮剂的除草活性及对花生的安全性评价

曲明静 曲春娟 高兴祥 厍月明 姚永生 杜龙

摘要

为明确砜吡草唑在花生田应用的可行性，采用整株生物测定法测定40%砜吡草唑悬浮剂对马唐Digitaria sanguinalis、狼尾草Pennisetum alopecuroides、稗Echinochloa crusgalli、藜Chenopodium album、反枝苋Amaranthus retroflexus及马齿苋Portulaca oleracea的除草活性，评价药剂对花生的安全性，并利用田间小区药效试验进行验证。结果表明：40%砜吡草唑悬浮剂对6种供试杂草均表现出极高活性，GR50为0.76～2.90 g/hm2，在13.32 g/hm2剂量下，对供试杂草防效均达100%。40%砜吡草唑悬浮剂对3种禾本科杂草、3种阔叶杂草的毒力分别是960 g/L精异丙甲草胺乳油的5.60～9.30倍和22.16～25.24倍。在盆钵底部渗灌、喷淋浇水2种灌溉条件下，40%砜吡草唑悬浮剂对花生的GR10分别为212.03、87.68 g/hm2，剂量越高，对花生生长的抑制愈明显，对花生安全性欠佳。在盆钵底部渗灌条件下，砜吡草唑在花生和供试杂草间的选择性指数为29.45～142.30，具有较高选择性。田间试验表明，40%砜吡草唑悬浮剂施用剂量120～240 g/hm2时，对杂草的总体防效在92.6%以上，花生增产率21.09%～22.71%，雜草防效及花生产量均显著高于960 g/L精异丙甲草胺乳油720 g/hm2处理，所有药剂处理未见药害症状。综上，40%砜吡草唑悬浮剂可作为花生田低量、高效化学除草的备选药剂，但需关注砜吡草唑过量施用及降雨积水等因素导致的花生安全性问题。

关键词

花生; 砜吡草唑; 选择性; 安全性; 杂草防效

中图分类号：

S 451.22

文献标识码： B

DOI： 10.16688/j.zwbh.2022711

Herbicidal activity of pyroxasulfone 40% SC on weeds and its safety evaluation on peanuts

QU Mingjing1， QU Chunjuang1， GAO Xingxiang2， SHE Yueming3， YAO Yongsheng3， DU Long1*

（1. National Engineering Technology Research Center of Peanut， Shandong Peanut Research Institute， 

Qingdao 266100， China; 2. Institute of Plant Protection， Shandong Academy of Agricultural Sciences， 

Jinan 250100， China; 3. College of Agriculture， Tarim University， Alaer 843300， China）

Abstract

To determine the feasibility of the pyroxasulfone applying in peanut field， the herbicidal activity of pyroxasulfone 40% SC on Digitaria sanguinalis， Pennisetum alopecuroides， Echinochloa crusgalli， Chenopodium album， Amaranthus retroflexus and Portulaca oleracea was determined by whole plant assay， and the safety of the pesticide on peanut was evaluated through field trail. The results showed that pyroxasulfone 40% SC showed very high activity against the six tested weeds， with GR50 value of 0.76－2.90 g/hm2 and control efficacy of 100% at 13.32 g/hm2. Toxicity of pyroxasulfone 40% SC to three gramineous weeds and three broadleaf weeds was 5.60－9.30 times and 22.16－25.24 times of Smetolachlor 960 g/L EC， respectively. GR10 values of pyroxasulfone 40% SC were 212.03 g/hm2 and 87.68 g/hm2， respectively under the two watering methods， watering by bottom infiltration and spraying above the basin. The higher the dose， the more obvious the growth inhibition， indicating relatively poor safety of pyroxasulfone to peanut. Even so， the selectivity index of pyroxasulfone was 29.45 to 142.30 between peanuts and weeds under the way of watering by bottom infiltration. Field trail showed that weed control efficacy was more than 92.6% when pyroxasulfone 40% SC at dose of 120－240 g/hm2， and the yield increase rate of peanut was 21.09%－22.71%. The weed control efficacy and peanut yield were significantly higher than that of Smetolachlor at dose of 720 g/hm2， and no crop injury was observed in all treatments. In conclusion， pyroxasulfone 40% SC can be used as an alternative herbicide for weed control in peanut fields， but it is necessary to pay attention to the peanut safety issues caused by excessive application of pyroxasulfone and rainfall water accumulation.

Key words

peanut; pyroxasulfone; selectivity; crop safety; weed control efficacy

花生Arachis hypogaea是我国重要的经济、油料作物，常年播种面积约460万hm2，总产量1 700万t，分别占油料（不含大豆）种植面积和总产量的1/3和1/2，在促进社会经济发展中发挥着重要作用［1］。杂草是我国花生田重要的有害生物，通常可造成花生减产5%～30%，严重者可导致花生绝收［2］。花生在我国种植范围广，主要集中在河南、山东、河北、辽宁、广东、江苏等地，由于各地自然条件、耕作制度、栽培措施等存在差异，导致花生田杂草种类繁多，约有70多种，隶属于约26科［1，3］。其中发生量较大、危害较重的杂草有：马唐Digitaria sanguinalis、稗属Echinochloa、牛筋草Eleusine indica、狗尾草Setaria viridis、狗牙根Cynodon dactylon、画眉草Eragrostis pilosa、白茅Imperata cylindrica、反枝苋Amaranthus retroflexus、凹头苋Amaranthus blitum、马齿苋Portulaca oleracea、藜Chenopodium album、灰绿藜Oxybasis glauca、蒺藜Tribulus terrestris、香附子Cyperus rotundus、碎米莎草Cyperus iria、龙葵Solanum nigrum和苘麻Abutilon theophrasti等［4］。目前，化学除草是花生田杂草防治的主要方式，常用除草剂品种有：乙草胺、精异丙甲草胺、二甲戊灵、乙氧氟草醚、乙羧氟草醚、氟磺胺草醚、高效氟吡甲禾灵、精喹禾灵、甲咪唑烟酸、噁草酮、灭草松、扑草净等。近年来由于部分地区杂草群落演替及抗药性等问题，导致常规药剂防除效果降低。筛选新型除草剂及开展相关使用技术研究成为解决该问题的有效途径。

砜吡草唑（pyroxasulfone）属异噁唑类除草剂，抑制植株内超长脂肪酸的生物合成［56］，由日本组合化学公司开发，自2011年起先后在澳大利亚、美国及加拿大获得登记，是一种广谱、高活性、高安全性、作物适应广的新型芽前土壤处理剂［7］。砜吡草唑在100～250 g/hm2有效剂量下可有效防除稗属、狗尾草属Setaria、马唐属Digitaria、黑麦草属Lolium、鹅观草属Roegneria、雀麦属Bromus、棒头草属Polypogon、梯牧草属Phleum、黍属Panicum、高粱属Sorghum等禾本科杂草，及苋属Amaranthus、马齿苋属Portulaca、藜属Chenopodium、茄属Solanum、苘麻属Abutilon、野豌豆属Vicia、播娘蒿属Descurainia、紫草属Lithospermum、大戟属Euphorbia、曼陀罗属Datura等阔叶杂草，其用量是常用品种精异丙甲草胺、乙草胺的1/10，目前该药已在国外登记用于小麦、玉米、大豆、棉花、向日葵、洋葱、马铃薯等作物，国内仅登记用于小麦［79］。

因该药剂优异的除草效果及作物安全性，除登记作物小麦，国内有学者仅对该药剂在玉米、高粱、谷子等作物田的应用技术进行了研究［1012］。虽有文献报道砜吡草唑可用于花生田除草［9］，但在花生田的相关应用技术未见探索。本文通过室内生物测定及田间药效试验对砜吡草唑除草活性及对花生的安全性进行评价，旨在为该药剂的推广使用提供理论依据及实践指导。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试药剂：40%砜吡草唑悬浮剂（SC），上海群力化工有限公司;960 g/L精异丙甲草胺乳油（EC），瑞士先正达作物保护有限公司。

供试杂草：马唐、狼尾草、稗、藜、反枝苋、马齿苋种子于2019年9月采自山东省花生研究所莱西试验基地。

供试作物：花生品种‘花育36’，山东省花生研究所育种团队提供。

仪器：ASS4自动控制喷洒系统，北京农业信息技术研究中心。

1.2 试验设计

1.2.1 室内生物活性测定

室内生物活性测定参照《农药室内生物测定试验准则 除草剂 第3部分：活性测定试验 土壤喷雾法》［13］及《农药室内生物测定试验准则 除草剂 第6部分：对作物的安全性试验 土壤喷雾法》［14］。于2020年9月-10月将未使用过除草剂的土壤过筛后装入塑料花盆（直径12 cm）中备用。1） 除草活性评价：每盆播种16粒催芽露白的杂草种子，播种后1 d，喷雾法施用除草剂，喷雾后移至人工气候室培养。采用盆缽底部渗灌方式保持土壤湿润。40%砜吡草唑SC的剂量设置为0.165、0.494、1.48、4.44、13.32 g/hm2（有效剂量，下同）;对照药剂960 g/L精异丙甲草胺EC对马唐、稗、狼尾草的除草活性评价剂量设置为0.89、2.67、8、24、72 （1/9推荐剂量） g/hm2，对藜、马齿苋、反枝苋的除草活性评价剂量设置为2.67、8、24、72、216 （1/3推荐剂量） g/hm2。2） 对花生安全性评价：每盆播种4粒花生种子，播种后1 d，喷雾法施用除草剂，喷雾后移至人工气候室培养。为模拟田间降雨、积水等对砜吡草唑安全性的影响，同时设置底部渗灌和喷淋浇水2种灌溉方式。40%砜吡草唑SC的浓度设置为40、120、360、1 080、3 240、9 720 g/hm2，对照药剂960 g/L精异丙甲草胺EC浓度设置为648（推荐剂量）、1 944、5 832、17 496、52 488 g/hm2。气候室条件：光周期L∥D=12 h∥12 h，温度光期25°C/暗期20°C。试验均设清水对照。作物安全性评价及除草活性评价均在施药后28 d进行，分别测量花生株高，收获花生及杂草地上部分，80°C烘干24 h，称量并记录各处理干重。每处理4个重复，试验重复2次。

1.2.2 田间药效试验

田间药效试验于2021年在山东省花生研究所莱西试验基地，参照《农药 田间药效试验准则（二） 第126部分：除草剂防治花生田杂草》［15］ 进行。试验土地为壤土，有机质含量1.87%，土壤pH为6.7。40%砜吡草唑SC分别设90、120、150、240 g/hm2 4个施用剂量，对照药剂960 g/L精异丙甲草胺EC施用剂量为720 g/hm2，另设人工除草和空白对照。小区面积4 m×5 m，随机区组排列，每处理4个重复。于2021年5月6日播种花生，次日进行土壤喷雾处理。采用绝对值法调查各处理防效，每处理随机选择3个样点，每样点0.25 m2，于药后20、40 d调查记录各处理杂草株数，计算株防效;药后40 d调查记录各处理鲜重，计算鲜重防效。施药后7、20 d及40 d观察花生叶色、生长情况，记载有无药害及药害恢复情况。为避免积水，利用微喷带进行灌溉。花生成熟后，全小区收获测产。

1.3 数据处理及分析

室内生物活性测定的2次试验数据利用SPSS进行方差齐性检验及方差分析后显示无显著性差异，遂将2次试验数据合并分析。利用R分析软件dcr程序包计算试验药剂对花生的GR10、GR50和杂草的GR50、GR90（除草剂抑制植物生物量10%、50%、90%的剂量），拟合方程为式（1）［1617］，以此计算药剂选择性指数（式2）、毒力倍数（式 3）［18］：同时计算田间药效试验中40%砜吡草唑对杂草的防效（式4，5）。利用SPSS 20.0进行数据统计，Duncan氏新复极差法进行多重比较。

y=C+D-C1+xGR50b（1）

式中：y为不同除草剂剂量下植株地上部分干重占对照的百分比;x为除草剂剂量;C、D分别为剂量反应下限、上限;b为斜率;GR50为生长抑制中量。

2 结果与分析

2.1 砜吡草唑的除草活性

试验结果（表1）表明，在室内条件下，40%砜吡草唑SC对6种供试杂草均表现出极高活性，在13.32 g/hm2剂量下，对马唐、稗、狼尾草、马齿苋、反枝苋及藜的防效均达100%。对照药剂960 g/L精异丙甲草胺EC在72 g/hm2剂量下，对马唐、稗、狼尾草的防效为84.91%～100%，在216 g/hm2剂量下对马齿苋、反枝苋的防效为100%，对藜的防效为71.13%。40%砜吡草唑SC对马唐、稗、狼尾草、藜、马齿苋、反枝苋的GR50分别为2.90、2.75、0.86、1.59、0.96、0.76 g/hm2，GR90为1.49～7.20 g/hm2。960 g/L精异丙甲草胺EC对以上6种杂草的GR50分别为24.26、15.39、8.00、40.13、22.76、16.84 g/hm2，GR90为10.18～155.85 g/hm2。砜吡草唑对3种禾本科杂草的毒力是精异丙甲草胺的5.60～9.30倍，对3种阔叶杂草的毒力是精异丙甲草胺的22.16～25.24倍。与精异丙甲草胺相比，砜吡草唑对所有供试杂草的除草活性更高。

2.2 砜吡草唑对花生的安全性

与对照药剂960 g/L精异丙甲草胺EC相比，40%砜吡草唑SC对花生的安全性略差，其对花生株高及干重均有一定影响，随着处理剂量的升高，对花生生长的抑制愈明显（表2）。在底部渗灌方式下，40%砜吡草唑SC（冬小麦田间推荐剂量150～180 g/hm2）剂量低于120 g/hm2时，对花生生长有轻微的促进作用，对株高及干重的抑制率分别为：-7.65%～-4.86%、-9.89%～-7.40%;处理剂量为360 g/hm2时对株高影响不大，但对干重抑制较为明显，抑制率为7.54%;剂量为1 080～9 720 g/hm2（9～81倍田间推荐剂量）时，对株高及干重的抑制率分别为：21.16%～28.93%、31.01%～37.81%（表2）。在底部渗灌方式下，砜吡草唑对花生的GR10为212.03 g/hm2，高于冬小麦田推荐剂量;而精异丙甲草胺（花生田推荐用量648～864 g/hm2）在5 832 g/hm2（9倍田间推荐剂量）时对花生生长尚无影响，其对花生的GR10为6 385.6 g/hm2（表3），远高于其在花生田的推荐用量。

相比底部渗灌方式，喷淋浇水方式下，40%砜吡草唑SC对花生的安全性明显降低。施用剂量为40 g/hm2时对花生生长无明显影响。剂量为120 g/hm2时花生生长开始受到抑制，株高、干重抑制率分别为8.71%、13.36%;剂量为360 g/hm2时抑制作用明显增强，对花生株高、干重抑制率分别为22.13%、59.30% （表2），GR10为87.68 g/hm2（表3）。相较底部渗灌方式，采用喷淋浇水方式，960 g/L精異丙甲草胺EC对花生安全性也降低，在5 832 g/hm2剂量（9倍田间推荐剂量）下对株高、干重抑制率为分别为-0.25%、18.98% （表2），GR10为3 780.39 g/hm2（表3），但是，对花生安全性仍显著高于砜吡草唑。

2.3 砜吡草唑在花生与杂草间的选择性

结果（表4）表明：40%砜吡草唑SC在花生和马唐、稗、狼尾草、藜、马齿苋、反枝苋间的选择性指数分别为46.40、29.45、136.79、88.34、96.38及142.30，960 g/L精异丙甲草胺EC在花生和以上几种杂草间的选择性指数分别为19.23、20.14、62.73、4.10、10.70及13.05。与精异丙甲草相比，砜吡草唑在花生和供试杂草间选择性指数更高。精异丙甲草胺对供试阔叶杂草的选择性明显低于对禾本科杂草的选择性，而砜吡草唑在禾本科杂草与阔叶杂草之间均表现出较高的选择性。

2.4 田间药效试验

田间试验结果显示：40%砜吡草唑SC对禾本科及阔叶杂草防效优异，与室内生物活性测定结果基本一致。药后20 d，90 g/hm2剂量下对稗、马唐、藜、鬼针草Bidens pilosa的株防效分别为92.0%、93.7%、80.7%、78.8%，综合防效88.7%（表5），与对照药剂960 g/L精异丙甲草胺EC 720 g/hm2剂量防效相当。当砜吡草唑剂量≥120 g/hm2时，其对鬼针草的防效显著提高，防效≥89.8%，对藜、稗和马唐的防效也有所提高，杂草综合防效≥93.0%，显著高于对照药剂。药后40 d，各处理株防效及鲜重防效均有一定程度降低。但是，砜吡草唑剂量≥120 g/hm2时，杂草总体株防效、总体鲜重防效均在92.6%以上，表现出较好的持效性。

药后7、20 d及40 d，目测各处理植株叶色及生长情况，各药剂处理与空白对照相比，未发现叶色、生长改变等症状。测产结果表明，与空白对照相比，药剂处理及人工除草处理增产显著，增产率16.16%～22.71%。40%砜吡草唑SC 120～240 g/hm2处理增产率21.09%～22.71%，高于对照药剂的增产率（17.60%，表6）。

3 结论与讨论

砜吡草唑杀草谱广，可有效防除大多数禾本科杂草及多种阔叶杂草。砜吡草唑与精异丙甲草胺同属氯代乙酰胺类除草剂，但与精异丙甲草胺相比，砜吡草唑具有更低的施用剂量（约为其他氯代乙酰胺类除草剂用量的1/10）［8］，对众多阔叶杂草，甚至抗性杂草具有更优秀的防除效果［1921］。Nakatani等报道，在温室条件下，试验土壤选用砂壤土，砜吡草唑对稗、狗尾草的致死剂量为16 g/hm2，对藜、苘麻的致死剂量为63 g/hm2［6］;徐洪乐等报道，在人工气候室内，试验土壤使用过筛土与草炭1∶1混合，40%砜吡草唑SC对牛筋草、狗尾草的致死剂量为60 g/hm2，对马唐、稗的致死剂量约为120 g/hm2［11］;在温室条件下，试验土壤使用有机质含量1.7%的过筛土，40%砜吡草唑SC 45 g/hm2对鹅观草Elymus kamoji、多花黑麦草Lolium multiflorum、雀麦Bromus japonicus、棒头草Polypogon fugax、鬼蜡烛Phleum paniculatum等禾本科杂草，播娘蒿Descurainia sophia、麦家公Lithospermum arvense、泽漆Euphorbia helioscopia等阔叶杂草的防效均达100%，ED90均小于22.5 g/hm2［12］。本研究测定了花生田常见的6种杂草对砜吡草唑的敏感性，结果与前人研究略有不同：在人工气候室培养条件下，试验土壤为砂壤土，40%砜吡草唑SC 4.44 g/hm2处理可使狼尾草、藜、马齿苋和反枝苋完全死亡，13.32 g/hm2处理可使马唐和稗完全死亡。与上述报道相比，本研究中供试杂草表现出对砜吡草唑更高的敏感性，试验土壤类型、有机质含量、杂草培养环境、杂草种群差异、制剂类型可能是导致这种差异的原因。本研究中，对照药剂960 g/L精异丙甲草胺EC对禾本科及阔叶杂草的GR50分别为8.00～24.26、16.84～40.13 g/hm2。以精异丙甲草胺的GR50为基准，砜吡草唑对阔叶杂草的毒力（毒力倍数22.16～25.24倍）高于禾本科杂草（毒力倍数5.60～9.30倍）。因此，在以供试杂草为主要草相的作物田（如玉米），使用砜吡草唑进行土壤处理将会有效解决作物田单一使用乙草胺、精异丙甲草胺对藜、苘麻等阔叶杂草防效差的难题。另外，砜吡草唑土壤残留活性持效期长达85 d，可进一步降低后期杂草茎叶处理的难度［22］。

土壤湿度、土壤墒情、杂草群落、施药剂量、环境等因素均可影响土壤处理除草剂的药效［23］。其中，土壤湿度对药效影响最大，合适的土壤湿度可以降低土壤表层除草剂的流失，提高除草剂在土壤中的分散，进而提高杂草对除草剂的吸收，最终促进除草剂药效的发挥［2425］。然而，土壤湿度过高，也可导致除草剂对作物产生药害［26］。例如，施药后降雨可降低二甲戊灵土壤处理水稻的出苗率［27］，过多的降水可降低噁草酮对旱直播水稻的安全性［28］。土壤湿度过大，一方面增加了作物对除草剂的吸收，另一方面，较低的土壤含氧量也可能降低作物对除草剂代谢，易导致作物药害的发生［29］。本研究中，采用盆钵底部渗水及土层上方喷淋浇水2种灌溉方式，与底部渗灌相比，喷淋浇水可显著降低砜吡草唑、精异丙甲草胺对花生的GR10、GR50值。2种灌溉方式，每次灌溉均至最大土壤含水量，土壤湿度基本保持一致，但喷淋浇水会出现短暂的盆钵积水，这可能有利于土表层除草剂向下淋溶，使花生根部吸收更多的药剂。因此，在本研究中，水饱和的土壤可能会暂时降低花生对除草剂的代谢，但是，积水导致的药剂淋溶可能是导致药剂对花生安全性降低的主要原因。在底部滲灌方式下，40%砜吡草唑SC、960 g/L精异丙甲草胺EC对花生的GR10分别为212.03、6 385.60 g/hm2，与2种药剂田间推荐剂量（砜吡草唑150～180 g/hm2、精异丙甲草胺648～864 g/hm2）相比，砜吡草唑对花生的安全性远低于精异丙甲草胺。

诸多研究已明确砜吡草唑田间应用的优良防效，在我国小麦田登记用量为150～180 g/hm2，在国外玉米、向日葵、大豆等作物田推荐用量为125～250 g/hm2，在部分砂壤土、有机质含量低的作物田施用低剂量，反之选用高剂量［10， 30］。但是，过高的施用剂量也易导致某些作物出现药害。例如，砜吡草唑333 g/hm2可致向日葵出现药害，受害可达17%［31］;雨量充沛时，330 g/hm2可加重高粱药害［32］;即便在178 g/hm2 剂量下，大豆也可能会出现轻微的药害症状［33］。本研究中，40%砜吡草唑SC 90～240 g/hm2剂量下，各处理均未出现明显黄化、矮化、叶片卷曲等药害症状，当剂量≥120 g/hm2时，杂草防效超过93.0%，防效理想。但是，室内对花生安全性测定显示，砜吡草唑对花生的安全性远低于精异丙甲草胺，在有积水、有机质含量低等极端情况时，花生仍有发生药害的风险。因此，花生田施用砜吡草唑，需着重考虑剂量升高对作物安全性的影响。除草剂复配，可降低药剂施用剂量、扩大杀草谱，是生产中常用措施。例如，砜吡草唑89～112 g/hm2与丙炔氟草胺71～88 g/hm2复配用于大豆田土壤处理，对杂草防效优异，大豆产量与人工除草处理无显著差异;27%二甲戊灵·砜吡草唑乳油在607.5～1 012.5 g/hm2剂量下可有效防除棉田马唐、牛筋草、马齿苋、反枝苋等杂草，增产显著，无药害症状［3435］。因此，砜吡草唑与其他药剂混配用于花生田除草，可能会降低花生产生药害的风险。砜吡草唑小剂量重复施药，在保证杂草防效的基础上，也可在一定程上降低作物药害。例如，40%砜吡草唑SC 210 g/hm2土壤处理可致高粱严重药害，若先用120 g/hm2土壤处理，2周后以90 g/hm2再次进行茎叶处理，可显著降低高粱药害［36］。另外，使用安全剂氟草肟（fluxofenim）对高粱进行种子包衣处理，可显著提高高粱对砜吡草唑的耐药性［36］。因此，筛选有效的安全剂也是提高砜吡草唑对花生安全性的途径之一。

综上所述，40%砜吡草唑SC对花生田主要杂草防效优异，虽然该药剂在杂草与花生之间具有较高选择性，但是在较高剂量下导致药害的风险较大。因此，砜吡草唑在花生田的安全应用还需在药剂复配、施药方法、安全剂筛选等方面进行更加全面的研究。

参考文献

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（责任编辑：田 喆）