HPPD抑制剂类除草剂 在水稻上的开发与应用

    一、 东北早熟稻作带耐抗性阔叶杂草和莎草发生趋势

    1.黑龙江省水稻田耐抗性阔叶杂草和莎草发生趋势

    20世纪80年代及以前，稻田稗草、眼子菜、三棱草（包括日本藨草、扁秆藨草、三棱藨草等）为三大害草，此外，还有雨久花、泽泻、莹蔺、针蔺、牛毛毡等；90年代开始有少量眼子菜。由于连续使用吡嘧磺隆、苄嘧磺隆等药剂使原来发生较重的恶性杂草眼子菜以及异型莎草危害逐步减轻，而多年生的野慈姑、泽泻、莎草科杂草及一年生的雨久花危害加重。黑龙江省稻田雨久花的出苗可从6月中旬一直持续到8月中旬，其中以6月下旬至7月中旬为发生盛期，并以此阶段出苗的雨久花对水稻生长危害最大。哈尔滨、牡丹江、佳木斯三地雨久花对苄嘧磺隆和吡嘧磺隆均产生了抗药性，二者抗性系数较为接近，说明抗药性雨久花生物型对苄嘧磺隆和吡嘧磺隆两种磺酰脲类除草剂存在交互抗性，按国际通用的抗性划分标准1RI10，二者均未达中等抗性水平，这与生产实际调查药剂使用情况相符合，三地所采样本以牡丹江点的抗药性最强，哈尔滨点和佳木斯点的抗性较为接近。

    2.吉林省水稻田耐抗性阔叶杂草和莎草发生趋势

    由于长期使用苄嘧磺隆和吡嘧磺隆，吉林省水田抗药性杂草无论是在种类、数量、分布范围方面还是在对水稻生产的危害方面，均呈明显增加趋势。目前吉林省稻田抗药性杂草种类约有5~6种，分布于全省的各主要稻区，发生面积约6万公顷。2012年度对吉林省主稻区18420公顷稻田进行了抗药性杂草发生特征调查，结果表明杂草发生较为严重稻田占10%左右，30%稻田存在各类抗药性杂草。

    总结其发生特点有以下几点：

    （1） 发生种类多。调查结果显示，吉林省抗药性杂草为抗磺酰脲类除草剂的雨久花、慈姑类，还有疑似抗药性生态型的狼巴草、柳叶狼巴草、泽泻以及莎草科的藨草、牛毛毡、萤蔺等。以上抗药性杂草多发生在除草剂多次、大剂量使用稻田。

    （2） 发生密度大、减产幅度大。吉林稻区发生的抗药性杂草主要为慈姑和雨久花且发生程度较轻，减产幅度小；长春稻区发生的主要抗药性杂草为慈姑、雨久花、三棱草和萤蔺等，杂草发生种类多，但发生程度较轻；松原稻区发生的抗药性杂草为慈姑、藨草；通化稻区主要发生的抗药性杂草为雨久花、慈姑；延边稻区发生的抗药性杂草为慈姑、雨久花，在常规使用剂量下，抗性生物型的防效仅为敏感生物型的50%，还发生疑似抗药性生态型的狼巴草、柳叶狼巴草、泽泻以及莎草科的藨草、牛毛毡、萤蔺等。目前吉林省各地区的主稻田中抗药性杂草在延边、通化稻区的杂草发生密度和减产幅度大，而松花江下游的吉林、长春稻区以及松原稻区抗药性杂草发生程度相对较轻。

    3.辽宁省水稻田耐抗性阔叶杂草和莎草发生趋势

    除草剂长时间、大面积的应用是水稻田杂草群体发生、危害与演替的最主要因素。在长期的连年使用一种或同一类型除草剂的情况下，大量对除草剂敏感的群体被杀死而减少，使另一些对该药剂不敏感的杂草种群数量急剧增长，并在短期内迅速上升成为优势种杂草。例如长期以来辽宁省大量使用杀稗剂与磺酰脲类药剂的混剂，如敌稗、禾大壮、丁草胺（马歇特）、二氯喹啉酸等混用苄嘧磺隆或吡嘧磺隆，使稗草的种群数量大大下降，稗草已经从20世纪80年代全国农田杂草考察组公布的辽宁省水田恶性杂草下降为主要杂草，对磺酰脲类敏感的三裂慈姑、眼子菜、水莎草、荆三棱的种群数量下降，而对这两类药剂敏感性差的匍茎剪股颖、疣草、蔗草、扁秆蔗草、野慈姑、雨久花正在上升或已经成为优势种杂草。除此之外，由于高度的单一药剂选择压力，使靶标杂草群体中对除草剂具有抗性的突变体得到逐渐发展，其发展速度与除草剂的选择压大小呈正相关。通过几年来防治药剂的使用情况证明，单位面积的除草剂用量，平均4年增长一倍。其中稗草、野慈姑、雨久花、萤蔺的耐药性程度达到了相当高的水平，匍茎剪股颖尚未筛选到具有显著防效的药剂。从全省杂草的耐药性水平来看，推断野慈姑、雨久花以及稗草的某些种已经出现了抗药性突变株，并表现出较强的田间适应性。辽宁省稻农使用除草剂的主要时期是水稻移栽后7~9天做封闭处理，这样能够很有效地防除前期出土的杂草，如稗草、野慈姑、狼把草等。对于在6月下旬至7月初出苗较晚的杂草如雨久花等，此时正值水稻的分蘖盛期，该时期施药易影响作物的产量建成，所以从水稻开始分蘖至封行前农民很少施用除草剂。在某种程度上，这种管理方式也助长了雨久花之类杂草的滋生与蔓延，这种现象在辽宁省稻区较为普遍。

    二、 HPPD抑制剂类除草剂在水稻上的开发

    在稻田杂草抗药性越来越强的情况下，除了改进栽培管理方式和耕作制度等进行应对之外，最主要解决方法仍在于开发、筛选能够有效应对抗性杂草的不同作用机理除草剂，以解决对磺酰脲类和激素类除草剂已产生抗性的杂草。由于对羟苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）抑制剂类除草剂在东北水稻区几乎没有使用的历史，而且与磺酰脲类、激素类除草剂不存在交互抗性问题。所以，HPPD抑制剂类除草剂成为解决抗性杂草最有潜力的品种。

    1. 旱地除草剂转登水田施用的5%硝磺草酮·丙草胺GR。由先正达最先开发，注册商标为达将特。

    （1） 5%硝磺草酮·丙草胺GR简介：

    东北水稻田由于多年使用磺酰脲类、酰胺类、合成激素类除草剂，导致阔叶杂草和莎草抗药性发展很快，尤其是水稻田里的东北“三菜”抗药性非常严重，对于这些抗性杂草旱地除草剂转登水田是一个很好的解决途径。

    2014年先正达公司开创性地把硝磺草酮应用在了移栽水稻田，注册商标为达将特（5%硝磺草酮·丙草胺GR，配比为0.6∶4.4），是东北移栽稻田专用除草剂。5%硝磺草酮·丙草胺GR可以有效防治稻田稗草和对磺酰脲类除草剂产生抗性的阔叶杂草及莎草科杂草，如雨久花、萤蔺（水葱）等恶性杂草，按推荐剂量使用，防效可达90%以上。5%硝磺草酮·丙草胺GR的杀草谱及防除效果（见表1）。

    （2）5%硝磺草酮·丙草胺GR产品特点

    ① 有效防除抗性杂草：双重作用机理，其中HPPD抑制剂为水稻田新型作用机理的除草剂，可以有效防除对磺酰脲类产生抗性的阔叶草及莎草科杂草。

    ② 杀草谱广、持效期长：一次施药可以同时防除稗草、大多数一年生阔叶杂草和莎草。

    ③ 剂型先进：产品为颗粒剂，施药窗口与返青肥重叠，可以与肥混施，减少农民作业成本。

    （3） 5%硝磺草酮·丙草胺GR使用方法：

    5%硝磺草酮·丙草胺GR作为水稻土壤封闭处理用，在水稻移栽后5~10天，水稻秧苗返青后毒肥毒土或单独均匀撒施，不得喷雾，900~1200克/亩，施药时施药后田间需有水层3~5厘米，施药后保持水层5~7天。施药时期一定要掌握好，必须在禾本科杂草1.5叶龄前使用，阔叶杂草不易超过10厘米，否则药效受影响。由于施药时期与施返青肥使用时间重叠，也可以与肥混施，以降低农民的生产成本。

    （4） 5%硝磺草酮·丙草胺GR使用注意事项：

    ① 严格按照推荐剂量施用，请勿擅自增加或减少，施药时颗粒剂与土或肥混拌均匀，并确保撒施均匀。

    ② 5%硝磺草酮·丙草胺GR只推荐在移栽粳稻田施用，严禁在籼稻或籼稻血缘的品种上施用。

    ③　整地务必平整，否则会增加药害风险。

    ④　田间保水不好，施药时禾本科草超过1.5叶龄，阔叶杂草太大（高度超过10厘米）都可能会导致防效下降。

    ⑤　东北移栽粳稻田发生的多年生杂草野慈姑、矮慈姑、泽泻发生严重地块，由于种子和球茎都能萌发，球茎萌发时期长难防治，需要结合其他措施进行防治。

    ⑥　长粒香等品种禁用。

    ⑦　移栽田无前处理不推荐使用，有前处理要插后15天使用。

    ⑧　极端高温天气不推荐使用。

    （5） 5%硝磺草酮·丙草胺GR的应用

    赵秀梅、王连霞、郑旭、刘洋等进行了5%丙草胺·硝磺草酮GR对水稻移栽田杂草的防效及安全性试验。试验结果表明：试验药剂5%丙草胺·硝磺草酮GR675、750、825、900、1500g a.i./hm2处理水稻均无药害表现，水稻整个生育期生长、分蘖、成熟期均正常，增产显著，并且未发现试验药剂对天敌等非靶标生物有不良影响，在试验剂量范围内安全性非常好。5%丙草胺·硝磺草酮GR对一年生禾本科杂草稗草，一年生阔叶杂草雨久花、狼巴草，多年生阔叶杂草野慈菇，莎草科杂草三棱藨草的防除效果很好，750、825、900、1500g a.i./hm2剂量的总株防效及总鲜防效均大于95%，与对照单剂相比较，对一年生禾本科杂草稗草、一年生阔叶杂草雨久花、狼巴草的防除效果好于100g/L硝磺草酮SC，对多年生阔叶杂草野慈菇、莎草科杂草三棱藨草的防除效果远远高于500g/L丙草胺EC，扩大了杀草谱，并且药效的持效期可达45天以上。

　　  适宜施药量为5%丙草胺·硝磺草酮GR750~825g a.i./hm2，杂草基数大的地块用高量，杂草基数小的地块用低量。于水稻移栽后5~7天，稗草小于1.5叶期，均匀撒施，施药时田间保持3~5cm水层，并保持此水层5~7天，避免水层淹没稻苗心叶。

    2. 硝磺草酮+苯噻酰草胺

    46%硝磺草酮·苯噻酰草胺WP为内吸、触杀选择性除草剂，水稻移栽后5~7天使用，能非常有效地防除水田一年生及多年生杂草，对禾本科杂草稗、牛毛草及阔叶雨久花、慈姑等和莎草科杂草等有较好的防除效果，该药剂对各种杂草用药后10天总株防效为67.4%~95.4%，药后20天总株防效为86.8%~99.2%，药后30天总株防效为72.6%~98.0%。

    该药剂应用适期为水稻移栽前3~5天，药土法撒施处理，施药量保持田内有3~5厘米的水层，保水3~5天。推荐剂量为有效成分100~120克/亩，喷液量30升/亩。

    3. 其他含有硝磺草酮的有效配方有硝磺草酮+嗪吡嘧磺隆和硝磺草酮+吡嘧磺隆。

    4. 双环磺草酮

    （1） 双环磺草酮的使用技术

    日本SDS生物公司研究的双环辛烷类的白化型水稻田用芽后除草剂，具有强的抑制HPPD的作用。用于水稻直播田和移栽田，制剂为25%SC，推荐制剂用量40~60毫升/亩，芽前早期至芽后早期使用，持效期长。

    杀草谱宽： 对稗草、阔叶杂草和莎草均有防效，对多年生草类、顽固杂草以及耐磺酰脲类杂草有效。实地试验表明其对抗磺酰脲除草剂的杂草具有极强活性并且药效持久，特别对具芒碎米莎草科等重要杂草萤蔺（水葱）具卓效。

    缓释效果： 其杀草速度较缓，但从发生前至5叶期的很长的时间内均十分有效且对高叶龄的花茎伸长期杂草能完全抑制花芽的形成从而破坏次年种子的更新。再则，其持效期为6周以上，甚至达到8周。双环磺草酮的杀草谱及防除效果（见表2）。

    （2） 双环磺草酮的应用

　　  张永凯进行25%双环磺草酮SC防除水稻移栽田一年生杂草药效试验，采用不同剂量对比试验，研究25%双环磺草酮SC对水稻移栽田一年生禾本科杂草（稗草）、阔叶杂草（慈姑、雨久花）、莎草科杂草（三棱草、水葱）的防除效果。结果表明：25%双环磺草酮SC用量以50~60ml/667m2为宜，于移栽后7天水稻缓苗后稗草1.5叶前采用茎叶喷雾法均匀施药，可有效防除杂草，且对水稻生长无不良影响。

　　  齐萌、王亚楠等为明确25%双环磺草酮SC对水稻移栽田杂草的防效和对水稻的安全性，采用茎叶喷雾施药，于2012~2013年进行了2年田间药效试验。结果表明，25%双环磺草酮SC的推荐用量为168~252g a.i./hm2，施药28天后对杂草总体防效可达95.58%，并对水稻安全。

    5. 三唑磺草酮

　　  由青岛清原农冠自主研发，商标为“稻裕”。三唑磺草酮是HPPD酶抑制剂类化合物，属于内吸传导型除草剂，可以通过杂草的叶片及根、茎等多种途径吸收，不易返青复发。该类化合物的作用机制是通过抑制植物体控制光合作用关键色素酶的活性，使其底物转化为尿黑酸过程受阻，从而导致生育酚及质体醌无法正常合成，影响靶标体内类胡萝卜素合成，导致叶片发黄、发白，影响植物体内光合作用正常进行，最终彻底死亡。该作用机制除草剂尚未在国内水稻田大面积推广应用，抗性风险极小，且与当前主要除草剂品种无交互抗性，能够在未来很长一段时间内解决稻田抗性杂草日益泛滥的问题。

　　  三唑磺草酮可有效防除水稻直播田、移栽田主要禾本科杂草及部分一年生莎草及阔叶杂草，且对抗ALS抑制剂、ACCase抑制剂、激素类的稗草及千金子均有显著防效。本品混配性好，且在保水良好的条件下亦有良好的封闭效果。

　　  资料显示，三唑磺草酮处理稗草，典型的中毒症状为叶片发白，自上而下干枯，最终整株枯萎腐烂；处理3~4叶期多抗性稗草，施药后5天，稗草叶片发白，8天全株开始枯萎腐烂；处理高密度稗草，稗草叶片发白枯萎；处理莎草，全部枯萎腐烂。

    6. 呋喃磺草酮

    呋喃磺草酮属三酮类除草剂，是新型的广谱除草剂，可抑制植物生长中不可或缺的色素合成，通过根、茎、幼芽、叶吸收并迅速传导。对芒碎米莎草属及耐磺酰脲类除草剂的杂草很有效，主要用于水稻田和玉米田除草，对鸭舌草、雨久花、泽泻、耳叶水苋防效较好。

    7. 呋喃磺草酮+氟酮磺草胺

    该配方的有效成分之一的氟酮磺草胺为ALS抑制剂类内吸传导性除草剂，可防除水稻田中的稗草、千金子、莎草、丁香蓼，对稗草效果明显，对鸭舌草、雨久花、泽泻、耳叶水苋药效不足；另一有效成分呋喃磺草酮为三酮类除草剂，为HPPD抑制剂类除草剂，对鸭舌草、雨久花、泽泻、耳叶水苋防效较好，两者混配有扩大杀草谱作用。试验报告显示，氟酮磺草胺对3~4龄稗草ED90为25.04g a.i./hm2，对7~8龄稗草ED90为77.02g a.i./hm2，鲤肠ED90为35.94g a.i./hm2，碎米莎草ED90为30.48g a.i./hm2；呋喃磺草酮对稗草ED90为74.37g a.i./hm2，鲤肠ED90为11.17g a.i./hm2，氟酮磺草酮与呋喃磺草酮在混用范围内对稗草及鲤肠表现为加成作用，在稗草与水稻之间选择指数为6.6，在鲤肠与水稻之间选择指数为81.5，表明在移栽水稻田使用安全。

　　  王义生、刘煜财、李卫东等进行了300g/L呋喃磺草酮·氟酮磺草胺SC（毒土法） 防除移栽稻田杂草药效和安全性试验，结果表明：300g/L呋喃磺草酮·氟酮磺草胺SC可在水稻移栽后7~10天，即稗草立针期，阔叶杂草雨久花及莎草科杂草萌发或刚出土时，先用少量水充分溶解后，对沙土2~7kg/667m2，混拌均匀后均匀施用到覆盖2~5cm水层的稻田内，施药后保水7~10天，只灌不排，避免水层淹没水稻心叶，以保药效，避免药害。对于水稻移栽田的禾本科杂草、阔叶杂草、莎草科杂草发生一般的田地，可施用300g/L呋喃磺草酮·氟酮磺草胺SC 90g a.i./hm2，杂草基数较多的田地，可增加用量至108g a.i./hm2。

    三、 HPPD抑制剂类除草剂在水稻田应用中需要注意的问题

    1. 不同水稻品种敏感性存在差异。黑龙江、吉林、辽宁三省40个主栽品种中，龙洋16对5%硝磺·丙草胺GR表现最为敏感，在15千克/公顷，30千克/公顷剂量下均表现严重药害。此外，东农417、辽星19、稻作系2号对其也非常敏感。

    2. 非敏感品种在施药不均、剂量不同时也会产生轻微药害，药后7~10天可恢复。如吉粳809施药后7 天，在5%硝磺·丙草胺GR15千克/公顷剂量时药害严重度仅为3.3%，但剂量增加到30千克/公顷时，药害增加到36.7%。

    3. 移栽深度和水层深度也会影响水稻的敏感性。如龙粳31在5%硝磺·丙草胺GR15千克/公顷剂量下，水层高度5厘米时，药后7天在3厘米移栽深度下药害为3.33%，而在0.5厘米移栽深度下药害增加到16.67%。该品种在相同药剂剂量，3厘米移栽深度下、5厘米水层高度下药害为3.33%，而1厘米水层高度下药害增加为11.67%。

    4. 三种移栽方式下，人工移栽方式最安全，抛秧安全性最差。

    5. 混用尿素对水稻安全性无明显影响，混用硫铵可加重敏感品种药害。

    6. 施药期使用有机磷农药毒死蜱加重敏感品种药害。

    7. 不同龄期水稻对HPPD抑制剂类敏感性差异明显。

    四、 HPPD抑制剂类除草剂田间试验的相关情况

    2010年至今，HPPD抑制剂类除草剂申请田间试验的只有硝磺草酮，硝磺草酮共申请田间试验28个，其中硝磺草酮单剂7个，含量分别为10%、12%、15%、82%；合剂为21个。含有硝磺草酮的水稻田除草剂田间试验情况见表3。