砜吡草唑对大豆田杂草生长的抑制活性及其作物安全性评价_吴明峰.pdf

第53卷精细化工中间体砜吡草唑对大豆田杂草生长的抑制活性及其作物安全性评价吴明峰1，2，3，余倩莎1，2，3，柳爱平1，2，龙楚云1，2，3，黄至畅1，2，3，成淑芬1，2，3，钟馥骏1，2，3，李建明1，2，3，陈力华1，2，3*，欧晓明1，2，3*（1.湖南化工研究院有限公司 国家农药创制工程技术研究中心，湖南 长沙 410014；2.农用化学品湖南省重点实验室，湖南 长沙 410014；3.湖南化研院检测技术有限公司，湖南 长沙 410014）摘要：采用室内生物活性测定方法研究了新型除草剂砜吡草唑土壤喷雾处理对大豆田四种主要杂草苘麻、藜、狗尾草和马唐的除草活性，并评价了砜吡草唑对大豆作物的安全性。结果表明，砜吡草唑对四种杂草具有较高抑制活性，对三种大豆品种具有较好安全性，选择性指数均大于2。砜吡草唑可用于大豆田杂草的土壤封闭处理。关键词：砜吡草唑；大豆；除草剂；安全性中图分类号：S482.4文献标志码：A文章编号：1009-9212（2023）01-0022-04DOI：10.19342/ki.issn.1009-9212.2023.01.004Herbicidal Activity of Pyroxasulfone Against Soybean Fields Weeds and its Phytotoxicity to CropsWU Ming-feng1,2,3,YU Qian-sha1,2,3,LIU Ai-ping1,2,LONG Chu-yun1,2,3,HUANG Zhi-chang1,2,3,CHENG Shu-fen1,2,3,ZHONG Fu-jun1,2,3,LI Jian-ming1,2,3,CHEN Li-hua1,2,3*,OU Xiao-ming1,2,3*(1.National Engineering Research Center for Agrochemicals,Hunan Research Institute of Chemical Industry,Changsha 410014,China;2.Agrochemical Key Laboratory of Hunan Province,Changsha 410014,China;3.HunanResearch Institute of Chemical Industry Testing Technology Co.,Ltd.,Changsha 410014,China)Abstract：The indoor herbicidal activity of a new herbicide pyroxasulfone with soil spray blocking treatment againstfour main weeds in soybean fields,Abutilon theophrasti,Chenopodium album,Setaria viridis and Digitariasanguinalis,was studied by using the indoor bioassay method,and evaluated the safety of pyroxasulfone against threesoybean varieties.The results showed that pyroxasulfone had high biological activities on four kinds of weeds and hadgood safety for the three soybean varieties,the selectivity index was higher than 2.So it can be used as a soil sealingtreatment agent in soybean field.Key words：Pyroxasulfone;soybean;herbicide;safety基金项目：长沙市科技计划重点项目（kh2201207）。作者简介：吴明峰（1989），男，湖南怀化人，助理研究员，硕士，研究方向：农药生物活性研究（E-mail：）。联 系 人：陈力华，高级工程师，硕士，研究方向：农药残留、化学品安全评估研究（E-mail：）；欧晓明，研究员，博士，研究方向：农药残留化学、环境毒理学研究（E-mail：）。收稿日期：2023-01-04农药及中间体第53卷第1期2023年2月精 细 化 工 中 间 体FINE CHEMICAL INTERMEDIATESVol.53 No.1Feb.2023豆类作物是当今人类种植的三大类食用作物（禾谷类、食用豆类、薯类）之一，在粮食作物中的数量仅次于禾谷类，是人类食用蛋白质的第二来源。目前，人类栽培的主要食用豆有15个属26个种，世界上有160多个国家和地区种植，总产量7 000万吨左右。中国是世界第三大食用豆生产国，第1期总产量占世界食用豆生产总量 7%1。据统计，2021年我国大豆种植面积为840万hm2，其种植面积占我国粮食总种植面积7.14%2。大豆种植生产过程中会遭受各种有害生物的侵袭危害，尤其是大豆田杂草危害可导致大豆减产10%以上，严重时可以超过50%，甚至造成绝产3。因此，杂草的有效防控是大豆稳产增产的关键。砜吡草唑（Pyroxasulfone）化学名称为3-（5-（二氟甲氧基）-1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-4-基）甲基）磺酰基）-5，5-二甲基-4，5-二氢异噁唑，是日本组合化学工业株式会社于2002年开发的一种新型高效、广谱芽前土壤处理或芽后早期茎叶处理异噁唑类除草剂，通过抑制植物体内超长链脂肪酸生物合成而发挥除草作用，能够有效防除稗草（Echinochloa crusgalli（L.）Beauv.）、马唐（Digitaria sanguinalis L.）、狗尾草（Setaria viridis（L.）Beauv.）、鹅观草（Elymus kamoji（Ohwi）S.L.Chen）、棒头 草（Polypogon fugax Nees ex Steud.）、黑 麦 草（Lolium perenne L.）等禾本科杂草和苘麻（Abutilontheophrasti Medic.）、苋（Amaranthus tricolor L.）、藜（Chenopodium album L.）、曼陀罗（Datura stramoniumLinn.）、紫 草（Lithospermum erythrorhizon Sieb.etZucc.）、播娘蒿（Descurainia sophia L.）、野豌豆（Viciasepium L.）等阔叶杂草4-7，因其具有杀草谱广、活性高、用量低、持效期长、安全性好等优点而在国内具有较好市场应用前景。砜吡草唑已在日本、美国、澳大利亚、加拿大、新西兰等国家登记，主要作为小麦、棉花、大豆、玉米、向日葵、花生等作物田土壤封闭剂推广使用。然而在中国登记砜吡草唑的企业还较少，仅上海群力化工有限公司登记用于小麦田杂草防除8-9，尚未见其在中国大豆田的登记推广和应用报道。基于此，本文研究砜吡草唑对大豆田常见杂草的室内活性及其对大豆的安全性，以期为该除草剂在大豆上的登记应用提供技术支撑。1实验部分1.1药剂与植物供试药剂：98%砜吡草唑原药、40%砜吡草唑悬浮剂（上海群力化工有限公司）。对照药剂：97%异丙甲草胺原药（上虞颖泰精细化工有限公司）。供试杂草：苘麻、藜、狗尾草、马唐（湖南化工研究院有限公司生测中心杂草种子库保存）。供试作物：金大豆626（湖北省当阳市穗天种业有限公司）、中黄39（济宁圣源种业有限公司）、浙农8号（浙江勿忘农种业股份有限公司）。1.2试验设计1.2.1砜吡草唑的室内除草活性参照NY/T 1155.32006 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10。在直径9 cm、高6 cm的塑料钵内装适量未施任何除草剂的过筛土，将供试靶标杂草种子2025粒播种在塑料钵内，盖0.51 cm厚细土，浇水后放在温室内培养备用，播种24 h后使用喷雾塔（农业部南京农业机械化研究所3WP-2000型行走式喷雾塔，TP6501型扇形喷头，喷雾高度 300 mm，药液量450 L/hm2）进行土壤喷雾处理。98%砜吡草唑原药设7.5、15、30、60、120、240、480 g a.i./hm27个处理剂量，对照药剂97%异丙甲草胺原药设15、30、60、120、240、480、960 g a.i./hm27 个处理剂量，用0.2 mL N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶解，加入含0.1%Tween80乳化剂的清水定容后搅拌均匀，每钵喷药液1 mL，每个处理4次重复，并设不含药剂的处理为对照。处理后试材置于温室内培养（白天约25，晚上约15）并保持土壤湿润，定期观察靶标杂草的生长情况，处理后21 d目测靶标杂草受害症状及生长抑制情况，称量地上部分鲜重或株鲜重，以靶标杂草生长抑制率或鲜重抑制率评价药剂对靶标杂草的毒力作用。鲜重抑制率=对照杂草鲜重-处理杂草鲜重对照杂草鲜重100%采用DPS7.05数据处理软件进行统计分析，以鲜重抑制率（y）和剂量对数值（x）建立回归方程（y=ax+b），计算98%砜吡草唑原药对不同杂草鲜重的除草剂抑制杂草鲜重50%或90%的有效剂量，即ED50和ED90，以ED50值评价药剂对杂草的毒力大小。1.2.2砜吡草唑对大豆的安全性评价参照NY/T 1155.62006 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 土吴明峰，等：砜吡草唑对大豆田杂草生长的抑制活性及其作物安全性评价23第53卷精细化工中间体壤喷雾法11。在直径9 cm、高6 cm的塑料钵内装适量未施任何除草剂的过筛土，将供试靶标杂草种子2025粒和供试四种大豆种子1015粒各分别播种在塑料钵内，盖0.51 cm厚细土，浇水后放在温室内培养备用，播种24 h后使用3WP-2000型行走式喷雾塔进行土壤喷雾处理。40%砜吡草唑悬浮剂设6个处理剂量，大豆上为25、50、100、200、400、800 g a.i./hm2；杂草上为 7.5、15、30、60、120、240 g a.i./hm2。每钵喷药液1 mL，每个处理4次重复，并设不含药剂的处理为对照。处理后试材置于温室内培养（白天约25，晚上约15）并保持土壤湿润，定期观察靶标杂草的生长情况，处理后 21 d 目测靶标受害症状及生长抑制情况，称量地上部分鲜重或株鲜重，以大豆鲜重抑制率评价药剂对大豆的毒力作用。计算和统计方法参照1.2.1，计算40%砜吡草唑悬浮剂对三种大豆种子的ED10（除草剂抑制作物鲜重 10%的有效剂量）和药剂对四种杂草种子的ED90，并根据药剂对作物的 ED10和药剂对杂草的ED90值计算选择性指数。当选择性指数大于2时，药剂对作物安全。选择性指数=作物的ED10杂草的ED902结果与分析2.1砜吡草唑的室内活性98%砜吡草唑原药对杂草鲜重抑制的毒力测定结果见表1。表198%砜吡草唑原药对杂草鲜重抑制的毒力测定结果Table 1Fresh weight inhibition rates test of weeds after 98%Pyroxasulfone treatments苘麻藜狗尾草马唐苘麻藜狗尾草马唐回归方程式（y=ax+b）y=1.254 9x+2.856 3y=1.280 3x+2.920 2y=1.293 6x+3.043 5y=1.212 4x+3.053 2y=2.606 4x+1.018 7y=2.518 7x+1.103 4y=2.749 4x+1.048 2y=2.530 7x+1.172 7相关系数（r）0.992 70.988 30.997 10.991 00.993 80.995 50.967 50.984 1ED50值及95%置信限（g a.i./hm2）51.08（44.0559.24）42.11（34.7151.10）32.54（29.4036.03）40.34（34.0047.88）223.69（192.70259.67）177.33（157.26199.96）140.33（101.96193.14）127.52（102.41158.79）ED90值及95%置信限（g a.i./hm2）536.41（407.33706.40）422.05（305.38583.30）318.56（275.40368.49）460.08（343.42616.39）4 052.01（2 795.475 873.37）2 571.62（1 942.583 404.38）2 343.18（1 105.974 964.39）1 578.97（997.322 507.39）药剂靶标砜吡草唑异丙甲草胺（对照）由表1可知，98%砜吡草唑原药对苘麻、藜、狗尾草、马唐等四种杂草均具有较好的除草活性，其活性明显高于对照药剂 97%异丙甲草胺原药，为异丙甲草胺原药的 35 倍。砜吡草唑原药对杂草的鲜重抑制率随着剂量的增加而相应提高，其对四种杂草的鲜重抑制活性从大到小的顺序依次是狗尾草马唐藜苘麻。其中以 98%砜吡草唑原药对狗尾草生长的抑制活性最高，鲜重ED50和ED90分别为32.54和318.56 g a.i./hm2；其次是对马唐 和 藜 的 抑 制 活 性，鲜 重 ED50和 ED90分 别 为40.34、42.11 g a.i./hm2和460.08、422.05 g a.i./hm2；对苘麻活性稍低，鲜重ED50和ED90分别为51.08和536.41 g a.i./hm2。2.2砜吡草唑对作物的安全性40%砜吡草唑悬浮剂对杂草和大豆的鲜重抑制活性结果见表2。由表2可知，40%砜吡草唑悬浮剂对四种杂草的鲜重抑制活性（ED90）依次是狗尾草马唐藜苘麻，对狗尾草活性最高，鲜重ED90为124.72 g a.i./hm2，对苘麻活性最低，鲜重ED90为219.37 g a.i./hm2；对杂草和大豆鲜重的ED10值依次是毛豆 2927金大豆 626中黄 39，其 ED10分别为596.87、805.17、842.11 g a.i./hm2。药剂对作物和杂草的选择性指数结果见表3。由表3可知，40%砜吡草唑悬浮剂对3个大豆品种均有较好安全性，在试验设计剂量下3个大豆品种出苗及生长均正常。从选择性指数看，40%砜吡草唑悬浮剂对大豆品种中黄39与苘麻、藜、狗尾草、马唐四种杂草之间的选择性最高，选择性指数分别为3.84、4.68、6.75、4.93，而金大豆626次之，毛豆2927稍低，但选择性指数均在2.72及24第1期以上，说明该药剂对三种大豆均安全。3结论98%砜吡草唑原药和 40%砜吡草唑悬浮剂对大豆田四种常见杂草苘麻、藜、狗尾草、马唐的生长表现出较好的抑制作用，且对大豆作物安全，可以推广应用于大豆作物田的杂草防除。试验是在室内温室完成的，与田间环境存在较大差异，后续仍需在田间条件下进行药效试验，以明确该药剂对大豆田杂草防除应用的可行性。参考文献：1高凤菊.食用豆优良品种及高产栽培技术M.北京:中国农业科技出版社,2016.2李伟杰.黑龙江北部地区大豆田杂草发生危害调查及化学防治研究D.北京:中国农业科学院,2014.3李香菊.近年我国农田杂草防控中的突出问题与治理对策J.植物保护,2018,44(5):77-84.4张一宾.异噁唑类除草剂的研发和发展前景J.世界农药,2015,37(1):4-8.5苏少泉.除草剂新品种 Pyroxasulfone 的开发与使用J.农药,2012,51(2):133-134.6NAKATANI M,YAMAJI Y,HONDA H,et al.Development ofthe novel pre-emergence herbicide pyroxasulfoneJ.Journal ofPesticide Science,2016,41(3):107-112.7TANETANI Y,KAKU K,KAWAI K,et al.Action mechanism ofa novel herbicide,pyroxasulfoneJ.Pesticede Biochemistry andPhysiology,2009,95(1):107-112.8徐洪乐,苏旺苍,冷秋丽,等.砜吡草唑对玉米田杂草的除草活性及其安全性评价J.玉米科学,2021,29(2):157-163.9徐洪乐,樊金星,张宏军,等.麦田新型除草剂砜吡草唑的除草活性J.植物保护,2019,45(4):288-292.10中华人民共和国农业部.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:NY/T 1155.32006S.北京:中国农业出版社,2006.11中华人民共和国农业部.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:NY/T 1155.62006S.北京:中国农业出版社,2006.表240%砜吡草唑悬浮剂对杂草和大豆鲜重抑制的毒力测定结果Table 2Fresh weight inhibition rates test of weeds and soybeans after 40%Pyroxasulfone SC treatments苘麻藜狗尾草马唐金大豆626中黄39毛豆2927回归方程式（y=ax+b）y=1.619 3x+2.490 5y=1.648 0 x+2.565 7y=1.534 0 x+3.066 3y=1.425 8x+3.098 8y=0.428 9x+2.472 0y=0.498 2x+2.261 1y=0.491 9x+2.353 0相关系数（r）0.994 80.997 80.996 10.995 90.982 20.954 30.973 3ED10值（95%置信限）（g a.i./hm2）805.17（542.871 197.19）842.11（436.371 625.11）596.87（388.05918.08）ED90值（95%置信限）（g a.i./hm2）219.37（178.90268.98）179.78（159.39202.79）124.72（108.49143.38）170.72（145.12200.83）靶标表340%砜吡草唑悬浮剂对大豆的选择性指数法评价结果Table 3Evaluation results of the selective index methodfor 40%Pyroxasulfone SC on soybean苘麻藜狗尾草马唐金大豆6263.674.486.464.72中黄393.844.686.754.93毛豆29272.723.324.793.50靶标/作物品种选择性指数吴明峰，等：砜吡草唑对大豆田杂草生长的抑制活性及其作物安全性评价25