湖南省农科院植保所刘都才研究员
截至2015年,我国已有35种杂草(21种双子叶,14种单子叶)的55个生物型对10类32种化学除草剂产生了抗药性,且以ALS和ACCase类除草剂生物型居多。
我国抗性杂草不断蔓延,抗性治理刻不容缓。在“江苏省第二十届农药与药械信息技术交流会”上,来自湖南省农科院植保所的刘都才老师为我们详细讲解了长江流域稻/麦田杂草抗药性现状及治理措施。
我国抗药性杂草发生概况
恶性抗性杂草爆发,你准备好了吗?
据技术专家预测:3~5年后,我国抗性杂草种类将急剧上升;10年后,我国抗性杂草或将大爆发。此外,市场分析师指出,我国除草剂现已进入以“抗性管理、减量施用”为特征的“2.0”时代。
抗性杂草危害大,防治难度增加。刘老师说道,抗性杂草发生面积正在迅速扩大,以往具有良好防效的除草剂在生产上大打折扣,容易导致除草剂用量增加,药害问题突出,农田生态环境恶化,粮食减产严重。
抗药性杂草,农民深受其害
表1展示了我国12种抗药性杂草抗药水平及分布地区。其中,播娘蒿、日本看麦娘、荠菜和稗草的最高抗药性水平较高,且分布地区广。
表1 我国12种抗药性杂草抗药水平及分布地区
杂草 |
除草剂 |
最高抗药 |
分布地区 |
播娘蒿 |
苯磺隆、唑草酮、2甲4氯 |
1954 |
陕西、河北、天津、山东、安徽、江苏、河南、甘肃 |
日本看麦娘 |
精噁唑禾草灵、炔草酸、高效氟吡甲禾灵、氯磺隆、绿麦隆、双氟磺草胺、百草枯 |
1574 |
安徽、江苏、山东、湖北、河南 |
苯磺隆 |
1216 |
河北、河南、山东、陕西、江苏 | |
精噁唑禾草灵、五氟磺草胺、禾草丹、二氯喹啉酸、丁草胺、烟嘧磺隆 |
718 |
浙江、湖南、江苏、黑龙江、新疆、宁夏、江西 | |
反枝苋 |
氯嘧磺隆、烟嘧磺隆、噻吩磺隆、咪唑乙烟酸、阿特拉津 |
295 |
辽宁、黑龙江 |
菵草 |
174 |
江苏、上海 | |
看麦娘 |
绿麦隆、甲基二磺隆、炔草酸、精噁唑禾草灵 |
110 |
江苏、安徽、湖北、河南、山东 |
野燕麦 |
炔草酸 |
16 |
河南 |
麦家公 |
苯磺隆 |
16 |
山东 |
猪殃殃 |
苯磺隆 |
16 |
河南、陕西、安徽 |
雨久花 |
苄嘧磺隆、吡嘧磺隆 |
13 |
吉林 |
牛筋草 |
草甘膦、百草枯、高效氟吡甲禾灵、精喹禾灵 |
11 |
广东 |
稻田除草进入抗性治理时代
近年来,稻田除草剂除草越发复杂,抗药性杂草不断泛滥,长江中下游直播稻田受灾严重,双季稻区水稻田杂草抗性发生频率较高。表2展示了截至2015年我国稻田抗性杂草的首次报道时间、地点、除草剂及抗性机制,首次报道地点主要集中在长江中下游地区,且以以抗ALS、ACCase和合成激素类除草剂生物型居多。
表2 我国稻田抗性杂草首次报道时间、地点及抗性机制(截至2015年)
杂草 |
抗性首次 |
报道 |
除草剂 |
抗性机制 |
稗草 |
2000 |
湖南 |
二氯喹啉酸 |
合成激素类 |
雨久花 |
2003 |
吉林 |
苄嘧磺隆、吡嘧磺隆 |
ALS |
慈姑 |
2003 |
吉林 |
苄嘧磺隆、吡嘧磺隆 |
ALS |
鸭舌草 |
2010 |
安徽 |
苄嘧磺隆 |
ALS |
稗草 |
2011 |
安徽 |
五氟磺草胺、精噁唑禾草灵 |
2SOA/ALS/ACCase |
千金子 |
2011 |
湖北 |
氰氟草酯 |
ACCase |
短芒稗 |
2013 |
浙江 |
二氯喹啉酸 |
合成激素类 |
由下图可见,从湖北公安到江苏南通,沿长江1,000公里,长纵深100公里的直播稻田是抗药性杂草的重灾区。
我国稻田抗性杂草分布广
表3 全国稻田抗性杂草中心区域明显
抗性省份 |
抗性主要分布区域 |
湖北 |
公安、黄梅、阳新、武穴、荆州 |
湖南 |
南县、鼎城、汉寿、沅江 |
安徽 |
宣城区、庐江、南陵 |
江苏 |
溧阳、兴化、宝应、江都、洪泽、滨海、建湖、泗洪 |
江西 |
余干、南昌周边、鄱阳 |
辽宁 |
东港、营口、盘锦 |
宁夏 |
宁夏全省以银北为主 |
黑龙江 |
虎林、抚远、建三江区域 |
双季稻区水稻田杂草抗性发生频率高。由表4可知,湖南、江西、安徽稻田稗草种群对五氟磺草胺和二氯喹啉酸的抗性发生率较高,其中2014年对五氟磺草胺的发生率高达59%。
表4 湖南、江西、安徽稻田稗草种群对主要除草剂的抗性
采集时间 |
除草剂 |
种群数量 |
抗性种群 |
抗性发生率 |
2013 |
二氯喹啉酸 |
62 |
14 |
23 |
2013 |
乙草胺 |
62 |
4 |
6 |
2014 |
五氟磺草胺 |
62 |
25 |
40 |
2014 |
五氟磺草胺 |
51 |
30 |
59 |
刘老师指出,1995年二氯喹啉酸在湖南两湖流域直播稻区大面积推广,根据2008—2014年监测,稗草对二氯喹啉酸产生了高水平抗性的占39.2%,中等水平抗性占7.8%,低水平抗性占5.9%。通过田间试验发现,湖北省稗草种群对二氯喹啉酸的抗性发生率高达80%,对五氟磺草胺的抗性发生率为50%,对双草醚的抗性发生率为30%。
此外,五氟磺草胺对湖北公安、黄梅、监利,湖南沅江、汉寿、鼎城、南县、资阳、华容、湘阴,江西南昌、余干、鄱阳,安徽庐江、南陵、宣州等稻田区域均有不同程度的抗性发生。
五氟磺草胺的抗性监测
麦田杂草抗性发生现状
小麦在近20年内一直处于作物抗除草剂杂草案例之首。此外,小麦抗药性杂草生物型也居各大作物之首,且以抗ACCase和ALS类除草剂生物型居多,可见小麦抗性杂草治理尤为重要。
各种作物抗除草剂杂草案例随年份增长情况
小麦田抗ALS、ACCase和激素类除草剂种类如下:
对ALS抑制剂产生抗性的杂草:播娘蒿、荠菜、猪殃殃、麦家公、牛繁缕、蔊菜和豌豆对苯磺隆产生抗性;日本看麦娘、看麦娘、菵草对甲基二磺隆产生抗性。
对ACCase抑制剂产生抗性的杂草:看麦娘对炔草酯和精噁唑禾草灵的抗性;日本看麦娘对炔草酯、精噁唑禾草灵和唑啉草酯的抗性;菵草、硬草、棒头草对精噁唑禾草灵的抗性。
对激素类除草剂产生抗性的杂草:繁缕对2甲4氯和氯氟吡氧乙酸的抗性;播娘蒿对2甲4氯的抗性;猪殃殃对氯氟吡氧乙酸的抗性。
在江苏省麦田禾本科杂草抗性强度示意图中可看出,苏中盱眙、金湖、宝应、高邮、兴化、盐都、建湖以及苏南六合、江宁、溧阳、宜兴和苏北赣榆、东海抗性较大。在安徽省麦田禾本科杂草抗性强度示意图中可看出,安徽肥东、肥西、寿县、全椒、天长和来安县抗性较大。
江苏、安徽省麦田禾本科杂草抗性强度示意图
杂草抗性产生原因和防治措施
化学除草剂筛选了抗性,但并没有创造抗性。任一杂草种群本来就存在着少量的抗除草剂个体,重复使用这种除草剂使得这些个体一直存活并不断产生种子。通过长期的选择,抗药性生物型将主导这一杂草种群。
杂草抗性产生假说
刘老师指出,杂草抗性的产生有两大主要因素:人为因素和杂草本身因素。
人为因素:① 除草剂的大量单一应用,选择压的长期存在;② 机械化收割,会导致抗性杂草种子传播;③ 作物品种的异地调运;④ 部分区域内粗放的杂草治理;⑤ 直播、少耕、免耕措施。
杂草本身因素:① 单株产生种子的数量大;② 杂草发生密度越大,存在抗药性个体几率就越高;③ 杂草种子在土壤中休眠时间越短,在除草剂选择压作用下该种群的抗药性发展就越快;休眠时间越长,该种群的抗药性发展就越慢,这是由于新萌发的敏感植株总能稀释抗药性种群。
针对于此,刘老师提出了4个除草剂抗性管理指导原则:
① 除草除早不除晚,除小不除老。杂草早期治理是未来除草剂的战略,在杂草最脆弱生育期进行防治,使用可选择的早期防治除草剂;
② 混用除草剂、交替使用除草剂,避免同一田块长时间使用单一作用机理的除草剂;
③ 轮作,以达到作物多样性,选择有竞争性作物,调整播种量,增加与杂草的物理竞争,使用抗除草剂作物以确保使用可选择作用机理的除草剂;
④ 物理防治措施,通过合理的农业措施降低土壤种子库的含量,合理使用机械控草。在农田管理措施中,可推广一封闭二杀草三补施的除草技术,效果更佳。
与此同时,还可开发新的作用机理的除草剂品种,如硝磺草酮、双环磺草酮、双唑草腈、DPX848。此外,学习国外经验,开发多元混剂和新剂型也是一条思路。
除草除早不除晚,产量损失明显减
封闭除草效果好
最后,刘老师提到了陶氏益农的灵斯科。灵斯科是具有独特作用机理的新型茎叶处理除草剂,可用于水稻和其他作物,防治禾本科、阔叶和莎草科杂草,其有效成分为氯氟吡啶酯,通过与植物体内激素受体结合,干扰植物正常的生理生化功能,从而致敏感植物死亡。灵斯科可用于管理其他作用机制除草剂的抗性杂草,如ALS抑制剂、ACCase抑制剂、HPPD抑制剂、草甘膦等抗性杂草,具有杀草谱广、无交互抗性、速效性好、安全性好和环境友好的特点。