材料和方法
1.1 供試材料
1.1.1 供試鱧腸種群采集概況
2011年至2013年,作者所在研究團隊分別在山東省、湖北省和江蘇省水稻主產區,從不同用藥歷史的水稻田以及臨近的從未使用過吡嘧磺隆等ALS抑制劑的荒地采集鱧腸草種,共采集到28個鱧腸種群。樣品采集地點及用藥史詳見表1,其中LC11、LC12、LC13分別代表2011、2012、2013年采集的鱧腸種群。于2014年完成對28個鱧腸種群的抗性測定。
1.1.2 供試藥劑與施藥設備
供試藥劑:10%吡嘧磺隆可濕性粉劑,江蘇常隆農化有限公司生產。施藥設備:ASS4型行走式噴霧塔(配備Tee Jet 8003扇形噴頭,噴霧壓力為0.275 Mpa),國家農業信息化工程技術研究中心研制。
1.1.3 供試鱧腸種群幼苗培養
將未施用除草劑的農田表層土壤過篩,并按照3∶1(表層土∶營養土)的比例加入營養土(有機質含量≥15%,氮磷鉀總含量≥0.88%,pH為7~7.5),定量裝入10.5 cm×9 cm盆缽中備用。不同種群的鱧腸種子用清水于4℃浸種15 d,打破休眠,播種并均勻覆土,保持晝夜溫度22~35℃。各種群按照試驗設計播種足夠的盆缽數,子葉展開至2葉期間苗,使每盆保留的植株分布均勻,各處理間植株生長基本一致,當鱧腸長至4葉期,按照設計劑量進行藥劑處理。
1.2 試驗方法
1.2.1 不同鱧腸種群在10%吡嘧磺隆WP推薦劑量處理下的存活率測定
以28個鱧腸種群為供試材料,每個種群播種10盆,按1.1.3中方法培養幼苗,選擇其中生長基本一致的8盆,并在藥前統計每盆鱧腸株數。以10%吡嘧磺隆WP有效劑量(下同)30 g/hm2配成噴液量為367.5 L/hm2的藥液,以ASS4型行走式噴霧塔進行莖葉噴霧。施藥后14 d記錄各種群鱧腸的存活株數,計算存活率。
存活率(%)=施藥后存活株數/施藥前總株數×100。
1.2.2 鱧腸對吡嘧磺隆的抗性水平測定
在試驗1.2.1基礎上,選用種群LC1225和該省份的敏感種群LC1224為試驗材料。試材培養同1.1.3,子葉展開后間苗,每盆保留長勢均勻一致的10株植株。吡嘧磺隆處理劑量為0、0.312 5、0.625、1.25、2.5、5、10、20、40、80、160、320 g/hm2,每處理3次重復。施藥方法同試驗方法1.2.1。
1.2.3 數據調查和分析
施藥后觀察藥害癥狀的變化,施藥后14 d測定不同劑量藥劑處理后地上部分鮮重,計算各處理相對于對照的鮮重比。將獲得的鮮重比數據采用Sigma Plot 12.0軟件的雙邏輯非線性回歸模型進行處理,計算鮮重抑制中量GR50。計算公式如下:
2 結果與分析
2.1 不同鱧腸種群在10%吡嘧磺隆WP作用下的存活率
施用30 g/hm2 10%吡嘧磺隆WP后14 d各鱧腸種群的存活率見表1。盡管不同地區采集的種群出苗時間、生長發育略有不同,但同一地區所采種群出苗時間和生長發育差異不大。噴施吡嘧磺隆后,江蘇省鱧腸種群LC1225和其他各種群之間表現出明顯差異,LC1225種群經30 g/hm2 10%吡嘧磺隆WP處理后全部存活,14 d后與對照相比雖然生長緩慢,但仍有新葉發生,繼續培養,可以逐步恢復生長,并開花、結實。而其余供試種群對吡嘧磺隆較敏感,在施藥3~4 d后,開始出現葉片萎蔫癥狀;7 d后,地上部分受到明顯抑制,葉片褪綠呈黃色,新葉生長基本被抑制,甚至死亡;14 d后,全部枯死。
根據初篩結果,采自山東省的7個種群、湖北省的17個種群和江蘇省的3個種群對吡嘧磺隆敏感,而江蘇省種群LC1225則呈現出一定程度抗性。
2.2 江蘇省LC1225鱧腸種群對吡嘧磺隆的抗性水平
施藥后14 d觀察不同鱧腸種群生長情況,結果表明敏感性鱧腸種群LC1224在10%吡嘧磺隆WP處理劑量為0.312 5~1.25 g/hm2時,鱧腸葉片呈現畸形,葉緣開始枯黃;處理劑量為2.5~20 g/hm2時,葉片部分枯萎;當處理劑量為40~320 g/hm2時,葉片全部枯萎。而抗藥性鱧腸種群LC1225在處理劑量為0.3125和0.625 g/hm2時與空白對照無明顯差異;處理劑量為1.25~20 g/hm2時,相比對照生長緩慢;處理劑量為40~320 g/hm2時,鱧腸葉片呈現畸形,葉緣枯黃(圖1)。
采用整株測定法得到不同鱧腸種群對吡嘧磺隆的劑量反應曲線(圖2)。在供試劑量范圍內,隨著吡嘧磺隆處理劑量的升高,鱧腸種群的鮮重顯著降低。當處理劑量為0.312 5 g/hm2時,敏感種群LC1224相對于對照的鮮重比為47.64%,而抗藥性種群LC1225相對于對照的鮮重比為97.89%;當處理劑量為20 g/hm2時,LC1224的鮮重比為5.21%,而LC1225的鮮重比為53.43%;當處理劑量為320 g/hm2時,LC1224的鮮重比為1.62%,而LC1225的鮮重比為11.29%。
根據雙邏輯非線性回歸模型計算出10%吡嘧磺隆WP對鱧腸敏感種群LC1224和鱧腸抗藥性種群LC1225的GR50值分別為0.25 g/hm2和16.66 g/hm2,LC1225的抗藥性指數(RI)為66.64(表2),這表明鱧腸種群LC1225已對吡嘧磺隆產生較高水平抗性。
3 結論與討論
本研究從湖北省、山東省、江蘇省采集的28個鱧腸種群中,除江蘇省鱧腸種群LC1225對吡嘧磺隆產生了一定程度抗性外,其余27個種群均表現為敏感。從其用藥背景分析,LC1225表現抗性與其所在區域長期連續使用吡嘧磺隆密切相關。李茹等[22]研究發現,調查的10個鱧腸種群對芐嘧磺隆均敏感,GR90為25.81~71.25 g/hm2,尚未發現明顯抗性種群。而本研究中,施藥20 g/hm2 10%吡嘧磺隆WP對敏感種群LC1224相對于對照的鮮重比為5.21%,與李茹的研究結果相比,LC1224對ALS抑制劑類除草劑的敏感性差異不大;而抗藥性種群LC1225相對于對照的鮮重比為53.43%,表現出對ALS抑制劑類除草劑敏感性降低。隨著單一或作用機制相同的除草劑使用年限的增加,抗藥性個體得以存活并不斷產生種子,使種群中抗藥性個體數量不斷增加,從而引起抗藥性雜草的蔓延,以致常規用藥劑量已不能達到預期的防除效果[23]。
單就防除對吡嘧磺隆敏感的鱧腸種群而言,目前在除草劑的選擇上還有較大空間,結合除草時期及正確施藥技術,可得到較理想的防除效果并能有效延緩抗藥性鱧腸的發生。本研究發現,江蘇省鱧腸種群LC1225具有10年以上的吡嘧磺隆使用歷史,已產生較高水平抗性(RI=66.64)。針對這種常規劑量已不能防除的鱧腸種群而言,若盲目加大吡嘧磺隆用量,不僅不能有效防除(80 g/hm2時仍能產生種子)鱧腸,反而增加了對抗性鱧腸生物型的選擇壓力,使其種群數量不斷增加,因此宜慎用或不用ALS抑制劑類除草劑,或與其他不同作用機理的除草劑輪換使用。本試驗調查了山東省、湖北省和江蘇省水稻田鱧腸抗藥性發生情況,今后還將對我國其他水稻主產區鱧腸種群的抗藥性水平進行監測,以指導農民科學合理使用除草劑。本研究結果中江蘇省鱧腸種群LC1225對吡嘧磺隆的敏感性降低,尚不明確其抗性機理是由靶標位點抗性還是非靶標位點抗性引起[2427],有待進一步深入研究。
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(責任編輯:楊明麗)