周 偉,向德明,田明慧,楊紅武,向青松,滕 凱,饒 巍
(1湖南湘西州煙草公司鳳凰縣分公司,湖南鳳凰416200;2湖南湘西州煙草公司,湖南吉首416000;3湖南省煙草公司,長沙410005;4湖南常德市煙草公司桃源縣分公司,湖南桃源415700)
應用化學除草劑防除農田雜草,具有投入少、見效快的特點[1],因此化學除草劑在糧[2-4]、棉[5]、油[6-8]、蔬[9]、果[10]等農林生產上得到廣泛使用。煙草對除草劑比較敏感,種植者如施用操作不當,易導致藥害發(fā)生[11],也可能因土壤殘留而影響下季作物的生產[12],但有磺酰脲類、酰胺類、二硝基苯胺類等14種除草劑推薦在煙葉生產上使用[13],碸嘧磺隆是其中之一。筆者2019年的試驗研究結果表明,在煙株團棵至旺長初期壟溝定向噴施25%碸嘧磺隆有效濃度為58.3 mg/kg,能有效防除大田烤煙壟間雜草,對煙株的生長發(fā)育無不良影響[14]。筆者進一步篩選其在大田烤煙生產上適宜的使用濃度,探究其對煙株生長發(fā)育和煙葉品質是否安全,以及探尋其對烤煙生長的藥害解除辦法,旨在指導生產應用。
2020年在湖南省湘西州花垣縣道二鄉(xiāng)生態(tài)金葉科技示范園內開展盆栽試驗,大田試驗選擇在示范園內4號試驗地(旱地)進行,前作烤煙。海拔510 m,大田期平均氣溫23℃,總降雨量815 mm,總日照數(shù)797 h,與歷年平均水平相似。
烤煙品種‘云煙87’,常規(guī)漂浮育苗。
除草劑為25%碸嘧磺隆水分散粒劑,市購,推薦施用劑量105 g/hm2,推薦有效成分施用濃度為58.3 mg/kg。保護劑為蕓苔素內脂(BR,0.01%,液劑,市購)、奈安(香豆素酶,0.1%,粉劑,河南遠東生物工程有限公司)。
設8個處理,每個處理采取露天盆栽方式移栽10株煙苗,按照《農藥殘留試驗準則》(NY/T 788—2004)[15]設計碸嘧磺隆用量,在煙苗移栽35天時直接定向噴霧盆栽煙株莖葉及其附近30 m2煙地壟溝的雜草上,至葉尖產生液滴為止。每個處理藥液用量為450 kg/hm2。噴藥時,用塑料布做遮擋物將不同處理的煙株隔開,防止藥液漂移影響試驗結果。以有效濃度為計,具體處理為:T1碸嘧磺隆50 mg/kg,T2碸嘧磺隆58.3 mg/kg,T3碸嘧磺隆 87.5 mg/kg,T4(CK)清水對照,T5碸嘧磺隆58.3 mg/kg+奈安2.67 mg/kg,T6碸嘧磺隆87.5 mg/kg+奈安2.67 mg/kg,T7碸嘧磺隆58.3 mg/kg+BR 0.33 mL/kg,T8碸嘧磺隆87.5 mg/kg+BR 0.33 mL/kg。
4月19日盆栽試驗與大田試驗均按“井窖式”[16]移栽煙苗,5月24日施藥,田間管理參照《湘西州烤煙標準化生產技術規(guī)范》施行。
1.5.1 煙株藥害調查 煙苗移栽35天(進入團棵期)后開始施藥,在施藥后1、3、5、10、37天,根據(jù)《煙草除草劑藥害分級及調查方法》(YC/T 526—2015)[17]和《煙草農藝性狀調查測量方法》(YC/T 142—2010)[18]逐株調查記載盆栽煙苗的長勢及藥害發(fā)生狀況,計算葉片藥害發(fā)生率、藥害指數(shù)、葉面積及煙株生長抑制率,如式(1)~(4)。
1.5.2 雜草防效調查 單子葉雜草與雙子葉雜草之和統(tǒng)稱為綜合雜草。施藥后,每個處理隨機選擇3個點,每點0.25 m2,調查記載各處理單、雙子葉雜草的株數(shù)及其鮮重,分別計算單子葉雜草、雙子葉雜草、綜合雜草株防效和鮮重防效,如式(5)~(6)。
在下部煙葉成熟期,每株各摘取同一葉位的煙葉,其中T2、T4摘取下、中、上3個部位的煙葉,其他處理摘取中部煙葉,分別在恒溫干燥箱中經105℃殺青30 min、75℃烘干后制樣,由專業(yè)機構按照《高效液相色譜-串聯(lián)質譜法》(YC/T 405.1—2011)檢測煙葉中砜嘧磺隆的殘留量。
應用Excel 2013軟件統(tǒng)計數(shù)據(jù),應用SPSS軟件采取Duncan法作多重比較分析。
2.1.1 砜嘧磺隆致盆栽煙株藥害癥狀的初期表現(xiàn) 從表1看出,T1、T2、T3處理在藥后1天均未見藥害癥狀,藥后3天除對照T4外均出現(xiàn)心葉和嫩葉“黃化”現(xiàn)象,藥后5天癥狀加劇,較老葉片出現(xiàn)“黃斑”,心葉畸形或皺縮,煙株滯長矮化,這與磺酰脲類除草劑[17]的藥害特征基本相符,但藥后10天“黃化”“皺縮”現(xiàn)象基本消失,藥后15天“黃化”“黃斑”“畸形”現(xiàn)象全部消失,煙株恢復為正常狀態(tài)。T1、T2的藥害癥狀一致,T3的“黃斑”基本連成片,且無“綠島”,說明砜嘧磺隆超出推薦用量后藥害會加重。
表1 砜嘧磺隆對煙株的藥害癥狀表現(xiàn)
奈安或BR與砜嘧磺隆混施后的T5、T6、T7、T8,煙株依然出現(xiàn)藥害,其產生規(guī)律與T1、T2、T3一致,但與同等劑量未添加保護劑的T2、T3對比,藥害癥狀既有相同點又有不同點。相同點是心葉和嫩葉褪綠黃化、老葉出現(xiàn)黃斑、煙株滯長,不同點是添加保護劑的處理心葉只皺縮而無內卷或外卷現(xiàn)象出現(xiàn),較老葉無連片的“黃斑”,藥害相對較輕,且T5無煙株滯長矮化現(xiàn)象,藥害程度僅為3級。說明在施用砜嘧磺隆時配施一定量的保護劑奈安或BR,其藥害有所減輕,其中奈安較BR效果明顯。
在本試驗中,心葉出現(xiàn)“綠島”“似勺狀”,嫩葉出現(xiàn)“黃化”現(xiàn)象的外觀特征變化,在《煙草除草劑藥害分級及調查方法》中缺乏具體描述,這可能是由不同施藥方式引起,是對其的有益補充;藥后10天癥狀逐步消失,至15天全部消失,具體機理不詳。
2.1.2 砜嘧磺隆對盆栽煙株旺長期生長發(fā)育的抑制影響 從表2看出,T1、T2、T3對煙株的株高抑制率分別達到23.29%、23.40%、24.84%,說明各處理較對照T4均產生了明顯的抑制作用,達到極顯著差異,且隨施藥濃度的升高抑制作用增強。T1、T2、T3受害煙葉數(shù)量分別為5.50、5.89、6.50片,受害葉發(fā)生率為44.00%、45.69%、52.00%,藥害指數(shù)分別為24.4、25.4、28.9,T1、T2藥害程度為5級,而T3達到了7級,說明砜嘧磺隆對靶標煙葉的影響呈正相關性,即隨施用濃度的提高受害葉數(shù)和藥害指數(shù)相應增加,藥害加重。
表2 砜嘧磺隆藥后5天煙株的生長情況
由表3看出,藥后10天各處理株高的抑制效果減弱,T1、T2、T3株高抑制率分別較藥后5天降低了1.13、0.35、1.43個百分點,但與T4(CK)仍然存在極顯著差異,說明株高抑制率與施藥濃度的正相關性不變,隨著施藥后時間的推移抑制作用下降,但株高抑制率仍然維持在10%~30%之間,藥害程度依舊為5級。T1的總葉數(shù)與對照相同,T2、T3略少于對照,且無顯著差異;T1、T2、T3受害葉數(shù)自藥后5天至藥后10天無增加,藥害發(fā)生率分別降低了11.46、10.82、13.31個百分點。以上結果表明,砜嘧磺隆對烤煙生長的抑制影響主要在藥后10天以內,這與藥害癥狀的消長狀況一致;10天以后,該除草劑可能被降解而對煙株的危害性減弱,受害葉不再增加,總葉數(shù)與對照無顯著差異。
表3 砜嘧磺隆藥后10天煙株的生長情況
2.1.3 砜嘧磺隆對盆栽煙株打頂后生長發(fā)育的抑制影響 由表4可見,打頂后T1、T2、T3的株高、莖圍差別較小,存在隨施藥濃度的升高抑制率略微提高的趨勢,但處理間無顯著差異;有效葉數(shù)明顯減少,抑制率從16.06%上升到17.52%,且與T4(CK)達到極顯著差異;煙株各部位最大葉的面積受抑制影響不同,以下部葉為重,較對照減少20.27%~25.31%,達到顯著差異;中部葉略優(yōu)于對照,而上部葉面積略低(T1、T2)或明顯低(T3)于對照T4,可能是煙株前期生長發(fā)育受阻影響到了后期的發(fā)育進程所致。
表4 砜嘧磺隆藥后37天煙株的生長情況
上述結果表明,隨著煙株生育進程的推進,株高、莖圍受砜嘧磺隆的影響明顯減弱,但有效葉數(shù)減少,下部葉面積降低,會直接影響煙葉產量。下部葉是由施藥初期受害最重的心葉及嫩葉發(fā)育而成,表現(xiàn)長寬不足生長受到抑制;而中上部葉影響較小,可能與砜嘧磺隆在煙株體內易降解有關,這與王巖[19]、祁穎慧[20]等研究報道一致,即砜嘧磺隆屬于易降解農藥。
由表5看出,在T2基礎上添加保護劑奈安或BR后的T5與T7,對砜嘧磺隆的藥害產生了不同的修復作用。T5的株高抑制率僅為0.93%,比T2降低了22.47個百分點,藥害程度降低為3級,修復作用最大;T7的修復作用較小,株高抑制率只比T2降低了0.42個百分點,藥害程度為5級,與T2結果一致。T5的株高抑制率與T2、T7比較均達到極顯著差異,與T4無顯著差異。在葉數(shù)方面,T5和T7均略多于T2,但T2、T5、T7、T4間未達到顯著差異;在受害葉數(shù)方面,添加保護劑未能影響受害葉數(shù)的增加或減少,T2、T5、T7間未達到顯著差異。
表5 添加保護劑5天后煙株的生長情況
在T3的基礎上添加奈安或BR后的T6與T8,對砜嘧磺隆產生的藥害修復作用較小。T6、T8的株高抑制率較T3分別只降低2.48、1.86個百分點,且T3、T6、T8之間均未達到顯著差異;在葉數(shù)和受害葉數(shù)方面的影響也類似。
由表6看出,在T2基礎上添加奈安或BR的T5與T7,T5對株高的修復最明顯,株高抑制率僅為7.89%,比T2低15.16個百分點,但較藥后5天時的修復作用略有減弱,仍與T2、T7保持著顯著差異,而與T4無顯著差異;在T3基礎上添加奈安或BR的T6與T8,藥后10天T6、T8株高與對照存在顯著差異,但T3、T6、T8間未達到顯著差異。
表6 添加保護劑10天后煙株的生長情況
在葉數(shù)的影響上,相比藥后5天,各處理的抑制率均有不同程度的下降。T5、T7、T8的葉數(shù)均多于對照T4,以T5最多達17.7片,其次T7為17.6片,但各處理間未達到顯著差異??赡苁菬熤暝诖穗A段進入了旺長盛期,大量吸收土壤中的水分和養(yǎng)分,自身旺盛的合成與代謝活動消減了砜嘧磺隆的不利影響,與添加保護劑沒有直接關系。
以上分析說明,2種保護劑都表現(xiàn)出明顯的藥害修復作用,但僅對煙株株高表現(xiàn)出顯著的抑制修復作用,而對葉數(shù)、受害葉數(shù)無顯著影響。修復作用在藥后5天最為明顯,隨著施藥時間的推移,在藥后10天修復作用下降,僅奈安保護劑(T5)表現(xiàn)顯著修復的作用,而蕓苔素內酯(T7)無顯著修復作用。砜嘧磺隆的施用濃度會影響保護劑的修復作用,在中等劑量(T2)施用條件下,2種保護劑均表現(xiàn)出修復作用,在高劑量(T3)施用條件下,可能因為2種保護劑添加量不足,修復作用均不明顯。
在T2基礎上添加奈安或BR,雜草防效顯著,但出現(xiàn)單子葉雜草株防效降低而雙子葉雜草株防效增高的趨勢,其中T5優(yōu)于T7(表7)。在T3基礎上添加奈安或BR,對單子葉雜草的株防效有提高但未受顯著影響,對雙子葉雜草的株防效有所降低。T6防效僅37.3%,在T3水平上降低29.9個百分點,統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)該區(qū)莎草較多。以上結果說明,添加保護劑可降低砜嘧磺隆對雜草的防效,但在保護劑定量的基礎上隨砜嘧磺隆施用量的提高防效也提高,這與砜嘧磺隆對煙株生長發(fā)育的影響結果一致;同時也表明,砜嘧磺隆對莎草基本無效,這與2019年的試驗效果一致[14]。
表7 保護劑與砜嘧磺隆混施10天后對雜草的株防效
由表8可看出,對比未添加保護劑的處理,砜嘧磺隆與保護劑混施后,對降低單、雙子葉雜草的鮮重防效影響較大,尤以T5、T7顯著。表明添加奈安或BR等保護劑能降低砜嘧磺隆的持效期。
經農業(yè)農村部煙葉產品質量監(jiān)督檢測中心檢測,T2和T4各3個、T5~T8各1個煙葉樣品均無砜嘧磺隆含量檢出,說明砜嘧磺隆在下部煙葉成熟前已降解,對煙葉質量安全。因此,行業(yè)至今未有砜嘧磺隆的殘留限量標準規(guī)定[21]。
筆者以煙葉生產上推薦使用的除草劑砜嘧磺隆為研究對象,模擬煙農在實際使用過程中的不規(guī)范操作,在旺長初期采取對煙株莖葉和煙田壟購雜草定向噴霧的方法,研究其對烤煙產生的藥害影響,驗證奈安、BR等2種保護劑對砜嘧磺隆產生藥害的修復作用。
砜嘧磺隆施用不當,會對旺長初期的烤煙快速產生最高至7級程度的藥害,且隨施藥劑量的加大藥害加重。藥害癥狀主要表現(xiàn)為前期心葉畸形、心葉和嫩葉黃化、老葉黃斑、煙株滯長和后期下部葉短小。
砜嘧磺隆的藥害持續(xù)期較短,施藥10天后前期癥狀基本消失,15天后全部消失,煙株恢復正常生長,至煙葉成熟初期株高、葉數(shù)接近對照,中上部葉面積與對照比無顯著差異,煙葉中無藥劑殘留,對煙葉質量安全。
奈安、BR均能對砜嘧磺隆產生的藥害起到一定程度的緩解修復作用,對煙株株高有顯著的抑制修復作用,對直接接觸到藥液的受害葉影響效果不顯著。奈安的修復作用優(yōu)于BR。若將2種保護劑同時結合施用效果可能更佳。
2種保護劑均可降低砜嘧磺隆對雜草的防效和持效期,進一步證實其對砜嘧磺隆的藥效發(fā)揮起到一定的限制作用。
在煙葉生產活動中,可在煙株團棵至旺長初期定向噴施砜嘧磺隆于煙地(田)壟溝內,以預防和控制單、雙子葉雜草的混合發(fā)生與危害,有效成分濃度以50~58.3 mg/kg為宜,但不宜直接噴霧到煙株莖葉上;一旦發(fā)現(xiàn)煙株有明顯的藥害癥狀出現(xiàn),可立即噴施奈安、BR等加以保護。
在旺長初期將砜嘧磺隆藥液直接噴霧到煙株莖葉上,會使煙株產生藥害,且隨施藥劑量的加大而藥害加重,最高達到7級;藥害癥狀在藥后3天開始顯現(xiàn),藥后5天加劇,嚴重到心葉和嫩葉全部“黃化”,輕者有“綠島”,心葉或扭曲或側彎、或內卷或外卷似勺狀,老葉出現(xiàn)不規(guī)則“黃斑”,煙株滯長矮??;藥后10天“黃化”“綠島”現(xiàn)象基本消失,藥后15天“畸形”“黃化”“黃斑”現(xiàn)象全部消失,受害煙葉和煙株恢復正常狀態(tài);藥后37天株高、莖圍、葉數(shù)與對照基本一致。段燕平等[22]在研究煙地雜草的防除效果時,發(fā)現(xiàn)在較高氣溫下噴霧有效濃度為25 mg/kg的砜嘧磺隆,烤煙的心葉出現(xiàn)短暫的褪色,但7~10天迅速消失,后期的葉色、葉長、葉寬、株高與空白對照無顯著差異,結論與本研究一致。孫宏宇等[23]研究發(fā)現(xiàn),在團棵期前9天用25%砜嘧磺隆(有效濃度0.11 mg/kg)噴霧煙株莖葉后,藥后31天煙株恢復正常。羅金香等[24]施用25%砜嘧磺隆有效濃度為41.67 mg/kg,對煙草生長各項指標的影響由藥后15天低于對照但差異不顯著,到藥后30天與對照差異不顯著且高于對照,評價為對煙草安全。張仁闊等[25]采用砜嘧磺隆土壤處理致煙草前期產生嚴重藥害癥狀,持續(xù)時間長,不易恢復,與本試驗采用莖葉噴霧處理致煙株產生的藥害,能恢復正常的結果有明顯的區(qū)別。本試驗煙株打頂后,株高、莖圍、上部葉面積與對照接近,中部葉面積略優(yōu)于對照,經方差分析,均未達到顯著差異,經藥后30天分析檢測煙葉無藥劑殘留,可以推斷砜嘧磺隆被煙株吸收后降解較快,在煙株體內的殘留期不長,受害煙株可以恢復生長,除下部葉外各項農藝性狀指標與對照無顯著差異。王巖等[26]研究發(fā)現(xiàn)25%砜嘧磺隆WG在馬鈴薯植株體內的半衰期為0.93~2.90天,屬于易降解農藥(T1/2<30天),在環(huán)境中降解較快,殘留期短。祁穎慧等[20]研究發(fā)現(xiàn),砜嘧磺隆在玉米鮮植株中的半衰期為10.8~10.9天,降解速率要快于土壤降解。步海燕[27]、邵穎[28]等對砜嘧磺隆在環(huán)境中的降解行為進行了研究,發(fā)現(xiàn)砜嘧磺隆在植株體內可進行代謝降解、水化學降解、光化學降解。在本試驗中,因為煙株莖葉直接接觸到藥液,隨后發(fā)育成煙株下部葉,導致下部煙葉發(fā)生藥害,前期生長發(fā)育速度不及對照。因此,在實際生產應用中應避免將砜嘧磺隆藥液直接噴霧到煙株上。
砜嘧磺隆是磺酰脲類除草劑。本試驗發(fā)現(xiàn)受害煙葉的葉面癥狀表現(xiàn)與《煙草除草劑藥害分級及調查方法》(YC/T 526—2015)[17]中的描述有些不同,應是對其的有益補充。
奈安是一種含生物酶的生物制劑,有效成分是香豆素酶[29]。張春芝[30]在將奈安添加到乙草胺、噻吩磺隆、精喹禾靈、氟磺胺草醚等除草劑上的試驗中,沒有發(fā)現(xiàn)對大豆產生藥害癥狀,而有效緩解了除草劑對大豆生長的影響。王興宏等[31]將奈安添加到氟樂靈、異丙草胺、莠去津等除草劑中,應用到玉米、茴香、食葵等作物上,能縮短除草劑對作物的抑制期,促進作物增產增收,提高品質。邊強[32]、周小毛[33]、黃允才[34]、沐興武[35]等研究報道,蕓苔素內脂通過提高作物體內乙酰乳酸合成酶(ALS)活性,降低磺酰脲類除草劑活性,緩解藥害,可作為除草劑的安全劑使用,并在大豆、玉米、小麥、水稻、高粱等作物上試驗起到良好的安全保護作用。在本試驗中,在不同劑量的砜嘧磺隆藥液中添加相同劑量的保護劑奈安或BR后,施藥初期煙株心葉無內卷或外卷似勺狀的畸形現(xiàn)象發(fā)生。說明2種保護劑都表現(xiàn)出明顯的藥害修復作用,但僅對煙株株高表現(xiàn)出顯著的抑制修復作用,而對葉數(shù)、受害葉數(shù)無顯著影響,對直接接觸藥液的下部煙葉修復效果不顯著。修復作用在藥后5天最為明顯,隨著施藥時間的推移,在藥后10天修復作用下降,僅奈安保護劑(T5)表現(xiàn)顯著修復的作用,而蕓苔素內酯(T7)則無顯著修復作用。砜嘧磺隆的施用濃度會影響保護劑的修復作用,在中等劑量(T2)施用條件下,2種保護劑均表現(xiàn)出修復作用,在高劑量(T3)施用條件下,可能因為2種保護劑添加量不足,修復作用均不明顯。至于除草劑與保護劑的最合理配施比例,還需進一步試驗論證。
砜嘧磺隆在奈安、BR 2種保護劑的配施作用下,對單雙子葉雜草的株防效、鮮重防效均呈降低趨勢,且比砜嘧磺隆單施的防效持效期由80天以上縮短為60天以內,尤其是在BR的作用下持效期更短,由此進一步證實添加2種保護劑能減輕或降低砜嘧磺隆的藥效,且奈安對砜嘧磺隆持效期的影響小于BR。崔艷杰[36]在玉米中應用奈安添加到乙草胺、噻吩磺隆、煙嘧磺隆、莠去津等除草劑,試驗結果為奈安不降低除草效果,而且能夠提高除草效果;張春芝[37]也在大豆試驗中發(fā)現(xiàn)添加奈安除草效果有95%以上。崔東亮等[38]在把0.02 mg/L蕓苔素內酯(BR)與不同除草劑混用的試驗中,發(fā)現(xiàn)對雜草防效的影響存在提高、降低、無影響3種結果。本試驗與其他學者的研究結果不一致,分析原因首先可能是煙田雜草種群的差異,其次是奈安或BR與不同除草劑配施,在濃度、配比、施用時期上不同,從而出現(xiàn)對除草劑雜草防除的影響結果不同。