近年来,我国农药创制能力得到了很大的提升,据有关媒体报道,2020年至今,共有41个农药品种获得国际标准化组织(ISO)农药通用名技术委员会批准或临时批准的英文通用名。
其中,中国创制品种有20个,几乎占据了半壁江山。在这20个农药创制品种中,除草剂有双唑草酮、环吡氟草酮、苯唑氟草酮、三唑磺草酮、氟草啶、氟氯氨草酯、氟砜草胺、溴噁草松、氟嘧啶草醚、吡唑喹草酯、喹草酮共11个品种,占了创制农药品种一半以上,而这其中防除水稻田杂草的有三唑磺草酮、氟砜草胺、氟嘧啶草醚、吡唑喹草酯占了新创制除草剂品种的近一半,可见大家对水稻除草剂品种研发的重视。
我国稻田杂草种类很多,一直是水稻重要的生物灾害也是影响水稻产量和品质的重要因素。据统计,我国每年因杂草而直接导致的稻谷损失高达1000万吨,平均损失率超过了15%。随着土地流转规模化经营程度提高,精细耕作水平的下降,农业措施控草效果难以落实,封闭除草效果下降；直播稻面积的扩大,有利于杂草的发生；茎秆禁烧,土壤种子库杂草种子越来越大；机械跨区作业；杂草抗药性增强等因素,杂草为害日趋严重,且严重田块往往形成逐年加重的恶性循环。尤其是稗草、千金子等禾本科杂草,损失越来越大,严重田块甚至因草荒而绝收。
在水稻禾本科杂草茎叶除草剂市场防除稗草一直沿用的除草剂产品有二氯喹啉酸、双草醚、五氟磺草胺、噁唑酰草胺等,防除千金子常用的除草剂有氰氟草酯、噁唑酰草胺等。使用之初,这些药剂对稗草、千金子等靶标杂草效果都很好,如1990年代二氯喹啉酸对稗草效果显著。其后,五氟磺草胺对水稻安全,对稗草高效,成为水稻田经典的除草剂。然而,目前稗草、千金子对这类药剂的抗性普遍存在,甚至十分严重。
2022年全国农业技术服务推广中心监测显示,从全国7省21县(市、区)稻田中采集稗草种群118～123个,对五氟磺草胺抗性种群占比为78.5%、高抗种群占比为28.9%,对二氯喹啉酸抗性种群占比为86.6%、高抗种群占比为23.5%,对氰氟草酯抗性种群占比为64.4%,高抗种群占比为5.1%,对噁唑酰草胺抗性种群占比为3.2%,与2021年相比,高抗种群占比增加,抗性呈持续上升趋势。从全国4省9县(市、区)稻田中采集千金子种群55个,对氰氟草酯抗性种群占比为85.5%,江苏、浙江高抗种群占比均超过65%；采集千金子种群44个,对噁唑酰草胺抗性种群占比为65.9%,浙江、江苏高抗种群占比分别为20.0%、9.1%。与2021年相比,高抗种群占比显著升高,抗性发展速度快,抗性持续上升风险较高。2021年张昊等科研人员(安徽省农科院植保所)研究发现,安徽省主要稻区稗草对主要除稗剂二氯喹啉酸、双草醚、五氟磺草胺、噁唑酰草胺的抗性频率分别为34.8%、21.7%、13.7%、9.8%,且出现同时对多种除稗剂具有抗性的多抗性种群。
因此,在农药新产品创制、推广中,这类除草剂备受关注,市场活跃。如已获批准或临时批准英文通用名的11个除草剂产品中,可用于稻田防除稗草或千金子的有三唑磺草酮、氟砜草胺、氟嘧啶草醚、吡唑喹草酯。笔者根据现有资料,结合近年试验、示范应用体会,对相关产品作简要总结以飨读者。
三唑磺草酮
三唑磺草酮是清原农冠自主开发的新型除草剂,是全球首例安全用于水稻田苗后茎叶处理防除禾本科杂草的HPPD抑制剂类除草剂。
据王恒智、王豪等科研人员报道,采用温室盆栽法研究,三唑磺草酮对不同叶龄水稻具有较高的安全性,在有效成分24g/亩的剂量下,对2叶期以后的水稻干重抑制率为0%；其除草活性与稗草的叶龄显著相关,其中2～3叶期的稗草最为敏感,有效成分2g/亩的三唑磺草酮,对其干重抑制率为95%～98%；三唑磺草酮具有一定的耐雨水冲刷能力,药后降雨间隔达到8小时以上,其除草活性与药后降雨间隔时间无显著相关性。为发挥最大药效,建议使用应选择在水稻2叶期以后至稗草2～4叶期,晴朗天气,气温高于20℃的情况下施药,如药后8小时以内遇降雨天气则需进行补喷。
三唑磺草酮用于水稻移栽田和直播田,对3叶期粳稻和4叶期籼稻安全。三唑磺草酮对稗草、千金子有较高活性,且与当前稻田常用除草剂如氰氟草酯、五氟磺草胺和二氯喹啉酸等,无交互抗性。可有效防除水稻田对ALS抑制剂、ACCase抑制剂产生抗性的稗属杂草,以及对ACCase抑制剂产生抗性的千金子。
2020年1月,江苏清原农冠杂草防治有限公司三唑磺草酮95%原药、6%可分散油悬浮剂,以及28%敌稗.三唑磺草酮(25%敌稗+3%三唑磺草酮)可分散油悬浮剂在我国取得登记。商品名稻裕R、稻谷盈R、赛丹R等。其中,6%三唑磺草酮可分散油悬浮剂登记用于防除水稻田稗草,在直播水稻田,该制剂用药量为115~150毫升/亩；在移栽水稻田,东北地区的制剂用药量为200～250毫升/亩,其他地区的制剂用药量为150～180毫升/亩。
2021年,清原农冠正式发布了稻裕R/稻谷盈R的全新市场定位,即稻裕R/稻谷盈R混用丙草胺,用于粳稻田“二封杀窗口期”,一次性解决水稻田抗性稗草、千金子,并抑制后续杂草出土,提高除草效率。
2022-2023年,笔者跟踪了部分三唑磺草酮(稻裕)防除千金子的应用结果,表现作用速度快、防除效果好,对水稻较安全。同时,在防除大龄千金子(补除)上也进行了示范,示范水稻类型为直播杂交籼稻,施药时间2023年6月20日,在千金子4～6叶期使,6%三唑磺草酮可分散油悬浮剂每亩用量提高到400毫升对水25千克,排干田水后均匀喷雾,药后3天回水。药后3～5天千金子叶片白化、披垂、软腐,7～9天基本全部死亡,防效在95%以上,仅在局部高密度区域有少数株恢复生长(估计是喷药时植株在下部,触药量偏少),而每亩30%氰氟草酯可分散油悬剂(OD)160毫升处理和每亩40%噁唑.氰氟乳油(EC)110毫升处理,防效仅40%～60%,差异较大。但用量提高后,对水稻生长抑制作用明显,药后10天表现为植株矮化、株型松散、分蘖减少,其后逐渐恢复生长。在大龄千金子补除时,6%三唑磺草酮的安全性、经济用量,还待进一步试验。
氟砜草胺
氟砜草胺是清原农冠自主研发的最新一代HPPD抑制剂类水稻田除草剂,商品名稻普瑞R。能有效防治稗草、马唐、千金子和部分阔叶类、莎草科杂草,兼具茎叶、土壤活性。和其他HPPD抑制剂类除草剂不同的是,它对水稻极其安全,对粳稻、籼稻安全性没有差异,对不同龄期的水稻安全。
2023年7月,清原作物科学在湖南省沅江市开展了“新一代安全、高效、广谱HPPD抑制剂类除草剂氟砜草胺及其系列产品水直播稻田除草示范”项目,据湖南省农学会组织中国农业科学院植物保护研究所、湖南省农业科学院、沈阳农业大学、山东省农业科学院植物保护研究所、全国农业技术推广服务中心、湖南省植保植检站有关专家现场考察报道,氟砜草胺单剂(稻普瑞)施药后6天,杂草全株白化,施药后28天,对稗草、千金子、异型莎草等杂草总防效达98%以上,高于对照药剂五氟磺草胺、40%氰氟草酯25～28个百分点,且氟砜草胺在水稻“昱香两优馥香占”(杂交籼稻)2～3叶期和分蘖期,采用飞防和人工施药方式,均无药害症状。
2022年4月,氟砜草胺在柬埔寨获批,完成全球首登。预计2023年将在我国获得登记,于2024年水稻季上市。
氟嘧啶草醚
氟嘧啶草醚是江苏常州市信德农业科技有限公司以双草醚为先导化合物创制的嘧啶水杨酸结构除草剂,由江苏省农用激素工程技术研究中心有限公司进行产业化开发。
氟嘧啶草醚为乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂,通过抑制ALS合成酶活性,造成支链氨基酸合成受阻,进而影响蛋白质合成,导致植株死亡。
许江岩等科研人员采用土壤喷雾法,茎叶喷雾法和叶片涂抹法,测定了氟嘧啶草醚的作用方式和对水稻的安全性,结果显示,嘧啶草醚可以通过稗草叶片、叶鞘和根系吸收而发挥杀草活性,但不能通过芽鞘吸收,对水稻安全性较高。
氟嘧啶草醚具有选择性,用于水稻可防除稗草、红脚稗、双穗雀稗、稻稗等多种禾本科杂草及阔叶杂草。潘以楼等科研人员用双草醚作为对照药剂,在室内测定了6种稻田杂草对氟嘧啶草醚的敏感性。结果显示,氟嘧啶草醚对禾本科杂草千金子、稗的活性稍高于双草醚,对鳢肠、碎米莎草、丁香蓼和鸭舌草的活性稍低于双草醚。
氟嘧啶草醚对环境友好、低毒,可作为水稻田替代或轮换使用的新除草剂品种,在水稻生产上具有一定应用价值。但需要注意的是,其与该类除草剂其他品种相似,作用靶标较为单一,实际应用中应注意避免长期单独使用。目前,氟嘧啶草醚尚未获得我国登记。
吡唑喹草酯
吡唑喹草酯是先达股份以喹唑啉二酮为全新先导结构创制的专利化合物,商品名道清扬R,为HPPD抑制剂类除草剂。吡唑喹草酯具有强内吸传导性,通过茎叶喷雾防除水稻田杂草,对大龄、高密度杂草也有出色的防效。吡唑喹草酯突破了HPPD抑制剂类除草剂不可在籼稻田安全使用的世界性难题,按照推荐方法使用,对杂交稻、常规籼稻、粳稻、糯稻安全。
吡唑喹草酯与现有的化合物无交互抗性,可以作为抗性管理的替代产品。其对ALS抑制剂、ACCase抑制剂、激素类除草剂产生抗性的禾本科杂草有效,能够防除抗性千金子、稗草、虮子草、碎米知风草(乱草)、稻李氏禾、双穗雀稗等杂草。
2021年,沈井东、邱丽国等科研人员在上海川东农场开展了吡唑喹草酯防除大龄千金子试验,试验水稻品种为南粳9108,于5月27日移栽,试验在7月12日(栽后45天)进行,施药时水稻10.5叶,千金子10叶左右,有3～4个分蘖；每亩用5%吡唑喹草酯悬浮剂200毫升,对水30千克均匀喷雾；药后24小时复水3～5cm,并保水4～5天,之后按照正常水层进行管理。结果表明,每亩5%吡唑喹草酯可分散油悬浮剂200mL,在水稻拔节孕穗期施用,可以有效防除水稻田抗性千金子,药后5天千金子叶色褪绿,出现白化症状,部分叶片叶尖变枯、发黄；药后15天,千金子叶片下垂、白化,部分叶片枯黄；药后28天,千金子整株枯死,鲜重防效和株防效分别达到94.18%和100.00%。施药后水稻叶色有褪淡现象,药后15天,对水稻株高、茎蘖数都有一定影响,药后28天恢复正常。
2023年,在安徽单季稻生产季节,也开展了大量的试验示范,从反馈的结果看,对千金子防除效果好,对水稻安全,对稗草防除还需要进行混用。2023年7月26-27日,在安徽铜陵,先达股份组织召开了现场观摩与预上市活动。
目前,吡唑喹草酯正在登记中,有望于2024年推向市场。
苯丙草酮
苯丙草酮同样是先达股份开发的乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂类化合物,商品名马稗克R。与五氟磺草胺、氰氟草酯、噁唑酰草胺、二氯喹啉酸等无交互抗性,可有效防除水稻田对多类型除草剂产生抗性的一年生禾本科杂草,如稗草、千金子、双穗雀稗等。
2023年,在防除大龄稗草市场,笔者进行了农户应用性示范和同田对比示范。农户应用性示范安排了3块直播单季稻田,时间在7月上旬,防除时稗草较大,密度较高,单株约3～5个分蘖,用量每亩10%马稗克140毫升+专用助剂80毫升(2组),对水30千克,排干田水后,用背负式电动喷雾器均匀喷雾,药后10天以上目测效果,3块田中有1块田防效约85%左右,其他2块田约60%左右,结果表明,马稗克R单用,防除大龄稗草(补除)防效一般。
对比示范设5个处理：①每亩10%马稗克70毫升+专用助剂40毫升；②每亩10%马稗克70毫升+专用助剂40毫升+25%噁唑.氰氟EC225毫升；③每亩25%噁唑.氰氟EC400毫升；④每亩10%马稗克70毫升+专用助剂40毫升+10%双草醚OD70毫升；⑤空白对照。示范田为直播单季中籼稻,品种为徽两优粤禾丝苗,于6月14日播种。示范用药时间为7月12日(播后28天),施药时水稻为分蘖盛期,分蘖4～8个,平均6个,稗草分蘖1～9,平均4个,生长旺盛,田间稗草密度大。施药头天排干田水,每亩对水60斤,用背负式喷雾器均匀喷雾。药后4天回复深水,药后13天调查防效见表1。
由表1可见,防除大龄稗草时,处理1、2、3效果都较差,仅对稗草生长有一定的抑制作用,株高略矮,降低10%～23%,茎蘖数略少,减少7.4%～17.7%(表1)；每亩10%马稗克R70毫升单用株防效6.3%,鲜重防效31.9%,低于每亩25%噁唑.氰氟EC400毫升处理。而与双草醚混用,效果很好,药后5天不明显；药后7天大部分稗草已经完全枯死,一拔即断,水稻明显高于稗草,水稻叶片冠层已经难见稗草叶片；药后13天,每亩10%马稗克70毫升+专用助剂40毫升+10%双草醚OD70毫升处理,株防效达96.9%以上。鲜重防效达99.9%。试验表明,在补除稗草市场,马稗克R需要合理混用。预计该药将在2023年上市。
值得注意的是,笔者在资料查新时发现,在农药、植保等专业杂志上涉及这些产品的应用技术研究、试验报告极少,而较多的是一些相对粗放的农户应用性示范和会议观摩等市场造势类活动报道,原因可能是这些企业对于他们自主创新的品种在与农业技术部门合作方面开展规范、专业性的应用试验不多,技术总结报告少。而外企在新产品开发推广阶段,既注重市场造势拉动,又非常重视与农业技术部门的合作,如开展广泛的试验研究、总结,并有较多的专业论文、总结报告和技术交流活动等,以摸清产品的特性与使用技术,稳步开展产品推广,这也是农药从创制至上市阶段国内企业与外企着力点不同之处。除草剂产品应用技术要求更高,且区域间杂草种类、水稻类型(品种)、生境、抗性等都有所不同,忽视了产品应用技术专业的、广泛的试验探索,并对应用技术进行再开发、总结,或将对产品推广造成不利的影响。
本文作者为安徽省广德市农业技术推广中心