【摘 要】
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小麦是我国仅次于水稻的第二大主粮作物,因此,保证小麦丰产丰收对于我国坚守“谷物基本自给、口粮绝对安全”战略底线具有重要意义。近年来,麦田恶性杂草节节麦(Aegilops tauschii Coss.)发生为害范围不断扩大,为害程度不断提高,已经严重威胁到小麦生产安全。在当前生产条件下,甲基二磺隆是防治麦田节节麦最主要的除草剂,但存在药效不够理想、药害风险较高等问题,因此,开展安全剂吡唑解草酯与甲基
【基金项目】
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小麦田重大草害绿色防控关键技术创新与示范(18226511),2018~2020,河北省重点研发计划; 黄淮海小麦-玉米种植区主要病虫害的绿色防控技术(2016YFD0300705),2016~2020,国家重点研发计划; 主要粮食作物田恶性杂草绿色防控关键技术研究(2019-1-1-01),2019~2021,河北省农林科学院现
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小麦是我国仅次于水稻的第二大主粮作物,因此,保证小麦丰产丰收对于我国坚守“谷物基本自给、口粮绝对安全”战略底线具有重要意义。近年来,麦田恶性杂草节节麦(Aegilops tauschii Coss.)发生为害范围不断扩大,为害程度不断提高,已经严重威胁到小麦生产安全。在当前生产条件下,甲基二磺隆是防治麦田节节麦最主要的除草剂,但存在药效不够理想、药害风险较高等问题,因此,开展安全剂吡唑解草酯与甲基二磺隆协同使用技术研究,进一步提高对小麦的安全性和对节节麦的防治效果,对于小麦生产实践具有重要意义。本文在进行节节麦发生和为害规律研究的基础上,提出了吡唑解草酯拌种协同甲基二磺隆喷雾防治麦田节节麦的策略,研制了专用的吡唑解草酯拌种剂并初步明确了其使用技术,同时对吡唑解草酯作用机制进行了系统研究,获得的主要结果如下:1、麦田恶性杂草节节麦在河北省小麦主产区普遍发生,2019年发生面积150万公顷,平均密度8.89茎/m2,均度26.80%,频率63.54%。保定地区节节麦为害呈上升趋势,相对于2018年,2019年和2020年密度分别提高40.59%和94.37%,频率分别提高8.07和5.15个百分点。明确了节节麦最重要的传播途径是商品麦种,传播到新的区域后定殖能力强,1株/m2即可建立种群,定殖后种群增长速度快,且其危害具有一定隐蔽性,前期为害很小但后期为害能力迅速提高。节节麦对小麦产量损失模型为Y=2.6589+0.8011X,其中X为节节麦(基本苗)密度对数,Y为产量损失率机率值。节节麦最适于出苗的土层深度为1~5cm,最佳的萌发温度为15℃~20℃,最佳发芽温度为20℃,最适于萌发和发芽的pH值均为8.0;渗透势-0.4~-0.1 MPa促进种子萌发和发芽,-0.6 MPa抑制发芽;对NaCl、Na2SO4敏感。节节麦与不同杂草混发群落的自然演变方向不同,当前生产上常用的除草剂处理对不同群落演变方向的影响也呈多样化。2、传统的吡唑解草酯使用方法(与甲基二磺隆混合茎叶喷雾),可以使节节麦中甲基二磺隆的降解速度提高24%,使节节麦对甲基二磺隆的耐药性提高7.93倍,为了解决这一问题,本文提出了吡唑解草酯对小麦进行拌种处理,以避免增强节节麦耐药性的策略。室内试验结果表明,吡唑解草酯拌种可以使小麦对甲基二磺隆的耐药性提高21.82倍,效果优于传统喷雾方法(7.02倍),并进一步证明,在室内条件下,吡唑解草酯拌种用量50~200 g a.i./100kg种子,对小麦安全,持效期可达40 d以上,不同品种小麦经吡唑解草酯拌种处理,对甲基二磺隆的耐药性提高1 0.57%~52.57%,表明吡唑解草酯拌种使用具有一定的必要性和可行性。3、研制出适于小麦拌种专用的15%吡唑解草酯种子处理乳剂,具有良好的物化性能,符合种子处理乳剂的各项指标要求,能够应用到实际生产当中,为进一步开展吡唑解草酯拌种使用技术研究奠定了基础;初步明确了 15%吡唑解草酯种子处理乳剂的田间使用剂量为12.5~50.0g a.i./100kg种子,对小麦安全,且可以有效地保护小麦免受甲基二磺隆药害。4、吡唑解草酯提高小麦对甲基二磺隆耐药性的机制包括:(1)加快小麦中甲基二磺隆的降解速度;(2)诱导小麦中除草剂代谢关键酶及抗逆相关转录因子和蛋白激酶的上调表达,同时可以显著降低甲基二磺隆胁迫对小麦基因表达的影响;(3)提高小麦ALS活性,并可以降低甲基二磺隆对小麦ALS活性的抑制程度;在分子水平上,对ALS基因ALS1和ALS2表达量本身没有明显作用,但可以降低甲基二磺隆胁迫对ALS1和ALS2表达量的影响;(4)对CYP450s含量的直接影响较小,但可以使小麦在甲基二磺隆胁迫下保持较高的CYP450s含量;在分子水平上,使CYP450s基因CYP1表达量降低,同时可以使小麦在甲基二磺隆胁迫下保持较高的CYP1表达量;(5)对GSTs含量的直接影响较小,但可以使小麦在甲基二磺隆胁迫下保持更高的GSTs含量;在分子水平上,可以提高GSTs基因GST1表达量,同时使小麦在甲基二磺隆胁迫下获得更高的GST1表达量。吡唑解草酯拌种使用技术研究为麦田恶性杂草节节麦的科学防治提供了新的思路并奠定了物资基础,在生产上具有一定的应用价值;吡唑解草酯作用机制研究对于开发新型安全剂及安全剂的合理使用具有重要作用,同时对于除草剂选择性机制、杂草抗药性机制研究具有重要的借鉴意义。
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