论文部分内容阅读
摘要：为探究水稻对异丙甲草胺的敏感性，选育耐药性品种及为异丙甲草胺水田安全应用提供理论依据，用琼脂培养法室内测定了‘T优15’、‘株712s’、‘深两优5814’、‘T优227’、‘湘丰优9号’、‘丰源优272’等6个水稻品种对异丙甲草胺的敏感性。结果表明，异丙甲草胺对水稻发芽、苗与根的生长均有较强的抑制作用，异丙甲草胺浓度越高抑制作用越大。并且根比苗更为敏感，在异丙甲草胺浓度为0.05 mg/L时，6个品种根长抑制率分别为38.7%、34.2%、28.4%、16.1%、16.4%、25.1%，苗高抑制率分别为7.6%、6.3%、8.2%、8.9%、18.3%、5.5%。6个水稻品种中，‘丰源优272’对异丙甲草胺耐受性最高，异丙甲草胺对其苗高、苗重、根长、根重的IC50分别为0.958 9、1.867 4、1.093 9、3.968 2 mg/L。
关键词：水稻； 异丙甲草胺； 敏感性
中图分类号： S 482.4
文献标识码： A
异丙甲草胺（metolachlor），2乙基6甲基N（1’甲基2’甲氧乙基）氯代乙酰替苯胺，属于氯代酰胺类除草剂。该药经幼芽吸收，向上传导，抑制幼芽与根的生长。通过抑制发芽种子的蛋白质合成，或者抑制胆碱渗入磷脂，干扰卵磷脂形成，而达到除草的目的[12]。因其具有杀草谱广、效果突出、价格低廉等特点，在大豆、玉米、棉花、花生、甘蔗等旱田作物中得到了广泛应用[3]。2011年异丙甲草胺销售额高达5.5亿美元，成为仅次于草甘膦、百草枯、2，4滴的全球第四大除草剂[4]。
近年来除草剂市场变化迅速，同为酰胺类除草剂的乙草胺已被欧盟禁止生产使用，异丙甲草胺在水田中的应用被普遍看好[45]。研究表明，异丙甲草胺在水田中活性极高，使用稍有不慎便会影响水稻的发芽、苗长等生理指标[6]。同时其在土壤中吸附与解吸附行为受土壤有机质含量影响，在有机质含量较低的土壤中极易迁移淋溶至耕作层，影响作物正常生长[7]。已有学者在异丙甲草胺水田安全应用领域进行了系列研究，柏连阳带领团队先后几年研究了酰胺类除草剂的解毒作用，提出了除草剂混配植物源解毒剂的思路[810]。但目前不同水稻品种对异丙甲草胺敏感性差异的研究鲜见报告，敏感性是植物对外来刺激的感应程度，其直接表明作物对刺激的耐受能力，在生理抗性研究上具有指示作用，选育出耐受性高的品种也是解决除草剂应用难题常用的方法[11]。笔者选取了早籼、中籼、晚籼共6个品种进行了试验，试图找出品种与敏感性之间的关系，为选育耐性品种及异丙甲草胺水田安全应用提供依据与参考。
1 材料与方法
1.1 供试材料
‘T优15’（三系杂交早籼稻）、‘株712s’（两系杂交早籼稻）、‘深两优5814’（两系杂交中籼稻）、‘T优227’（三系杂交中籼稻）、‘湘丰优9号’（三系杂交晚籼稻）、‘丰源优272’（三系杂交晚籼稻），由湖南亚华种子有限公司与娄底市农业科学研究所提供；96%异丙甲草胺乳油，瑞士先正达作物保护有限公司生产。
1.2 试验方法
1.2.1 异丙甲草胺对水稻发芽率的影响
参照周小毛等的方法[12]将960 g/L异丙甲草胺乳油配制成5 g/L的母液，然后配制成2、1、0.5、0.05、0.005、0.000 5 g/L系列浓度溶液，用上述浓度的溶液浸泡水稻种子48 h后，转移至铺有两层湿透滤纸的培养皿中，每皿30粒，另设空白对照，每个处理重复3次。置于催芽仪中恒温28 ℃培养2 d，测定发芽数，计算发芽率，并折算出校正发芽率。
发芽率（%）=发芽数/种子总数×100；
校正发芽率（%）=处理组发芽率/对照组发芽率×100。
1.2.2 异丙甲草胺对水稻生长的影响
将960 g/L的异丙甲草胺乳油配制成1、0.2、0.1、0.02、0.01 g/L系列浓度溶液备用，待琼脂培养基（200 mL）冷却至50 ℃左右时分别取以上浓度溶液1 mL加入其中，并搅拌均匀。配制成异丙甲草胺浓度为分别为5、1、0.5、0.1、0.05 mg/L的琼脂培养基，以蒸馏水做空白对照。选取催芽至芽长0.5 cm的稻种均匀播于培养基上，每杯20粒，各处理重复3次。烧杯用薄膜封口，置于光照培养箱中培养（28 ℃、4 500 lx光照12 h，26 ℃黑暗12 h），培养5 d后，随机取10株测定苗高、根长、苗鲜重、根鲜重，计算不同浓度下对各指标的抑制率[10]。
抑制率（%）=（1-处理组值/对照组值）×100。
1.2.3 异丙甲草胺对不同水稻品种毒力关系
通过测定不同浓度对苗高、根长、苗重、根重的抑制率，建立回归模型，找到异丙甲草胺浓度与抑制率的关系，得出不同品种的毒力回归方程，并计算抑制中浓度（IC50）。
1.2.4 数据分析
试验数据分析用Excel 2003与 SPSS统计软件完成，以SPSS中的 LSD 多重比较法进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 异丙甲草胺对发芽率的影响
如表1所示，异丙甲草胺对6个品种的发芽均起到了较强的抑制作用。0.000 5 g/L浓度也表现出了微弱的抑制作用，其中‘丰源优272’校正发芽率仅88.2%，与清水对照组达到极显著差异（P<0.01）。随着异丙甲草胺浓度的增加，抑制作用越大，当异丙甲草胺浓度为2 g/L时，6个品种中最大发芽率为53.2%（‘T优227’），最小发芽率仅30.6%（‘T优15’），与清水对照组间均达到极显著差异（P<0.01）。
2.2 异丙甲草胺对不同品种水稻秧苗素质的影响
2.2.1 异丙甲草胺对‘T优15’的影响 如图1所示，异丙甲草胺对‘T优15’的作用显著，抑制率随浓度的升高而变大，5 mg/L处理中，对苗高、根长、苗重、根重的抑制率分别为69.1%、65.1%、60%、48.4%。4个指标中根长最为敏感，异丙甲草胺浓度为0.05 mg/L时，根长抑制率达到38.7%，后期随异丙甲草胺浓度的上升抑制率变化缓慢；随异丙甲草胺浓度的上升苗高抑制率变化最快，0.05 mg/L处理时苗高抑制率为7.56%，当异丙甲草胺为5 mg/L时，其达到69.1%，抑制作用增强了9.1倍。
2.2.2 异丙甲草胺对‘株712s’的影响
异丙甲草胺对水稻‘株712s’的影响如图2所示，异丙甲草胺在达到0.5 mg/L时，对苗高、根长、苗重、根重全部表现出抑制作用，随后随着异丙甲草胺浓度的上升抑制率均有所上升。4个指标中以根长最为敏感，在0.05 mg/L培养基中抑制率为34.2%，而此浓度下苗重抑制率为-0.5%，表现出微弱的促进作用，当培养基异丙甲草胺浓度上升到0.1 mg/L时，促进作用更为明显，抑制率达到-3.0%。
2.2.3 异丙甲草胺对中‘深两优5814’的影响
如图3所示，异丙甲草胺对水稻‘深两优5814’的影响中，苗高、根长、苗重、根重表现各异，其中以根长对异丙甲草胺浓度最为敏感，在0.05 mg/L时，抑制率为28.4%；以苗高抑制率随异丙甲草胺浓度上升变化最快，在0.05 mg/L培养基中苗高抑制率为8.3%，当培养基浓度达到5 mg/L时抑制率为72.6%，上升了8.7倍；以苗重抑制率最小，5个不同异丙甲草胺浓度下抑制率分别为-1.7%、5.3%、28.8%、38.7%、53.2%，低浓度下甚至表现出促进作用。
2.2.4 异丙甲草胺对‘T优227’的影响
由图4可知，异丙甲草胺对水稻‘T优227’影响显著，异丙甲草胺浓度越高抑制作用越明显。0.05 mg/L的异丙甲草胺培养基对苗重表现出了明显的促进作用，其抑制率为-11.8%，但当浓度达到0.1 mg/L时，促进作用转为抑制作用，抑制率为2.2%；0.1 mg/L浓度下，苗高、根长、苗重、根重4个指标中根长受异丙甲草胺影响最大，抑制率为32.8%；浓度为0.5 mg/L时，苗高受异丙甲草胺影响最明显，抑制率为63.3%，随着浓度的上升苗高抑制率进一步增加，在5 mg/L时抑制率达到94.1%。
2.2.5 异丙甲草胺对‘湘丰优9号’的影响
如图5所示，异丙甲草胺对‘湘丰优9号’的影响随浓度的上升而愈发显著，当异丙甲草胺浓度为5 mg/L时，苗高、根长、苗重、根重的抑制率分别为84.7%、52.9%、69.1%、55.1%。其中以苗高最为敏感，其在5个浓度下抑制率分别为18.3%、28.9%、58.3%、696%、84.7%，均高于同浓度下根长、苗重、根重等指标的抑制率。0.05 mg/L的异丙甲草胺对苗重、根重表现出了一定的促进作用，抑制率分别为-11.8%、-13.4%，随着浓度的上升促进作用转为抑制作用。
2.2.6 异丙甲草胺对‘丰源优272’的影响
异丙甲草胺对‘丰源优272’的影响如图6所示，随着异丙甲草胺浓度的上升，抑制率呈逐步递增趋势。当浓度为5 mg/L时，各指标的抑制率均达到最大，分别为70.3%、58.6%、57.9%、49.9%。其中根长对异丙甲草胺最为敏感，在0.05 mg/L培养基中抑制率为25.1%，而此浓度下苗高、苗重、根重的抑制率分别为5.5%、11.9%、13.8%。苗高抑制率随异丙甲草胺浓度的上升变化最快，在0.05 mg/L时抑制率仅5.5%，5 mg/L时达到70.3%，同时表明，异丙甲草胺低浓度下对苗的抑制作用较小，但当其达到一定浓度时抑制作用最为显著。
2.3 水稻对异丙甲草胺的敏感性
由2.2中异丙甲草胺对水稻影响结果可知，异丙甲草胺对水稻苗高、根长、苗重、根重有抑制作用，而且随着异丙甲草胺浓度的增加，抑制作用越强。异丙甲草胺的浓度与抑制率间呈现经典的“S”形关系，将苗高、根长、苗重、根重的抑制率转化为几率值，将异丙甲草胺浓度转化为浓度对数值，进行浓度对数-几率值直线回归，从而得到相应的回归方程，并利用回归方程计算出苗高、苗重、根长、根重的IC50值，结果如表2。
由表2所示，异丙甲草胺对水稻苗高、苗重、根长、根重均表现出了较强的抑制作用，其中苗高、苗重、根重以‘T优227’最为敏感，其IC50分别为0.353 3、0.94、0.874 1 mg/L；根长以‘T优15’最为敏感，IC50为0.415 mg/L。在4个指标中对异丙甲草胺最敏感的是根长，其在早籼稻、中籼稻中IC50最大为0.734 4 mg/L；对异丙甲草胺耐受性最高的为苗重，其IC50处于0.94～6.024 1 mg/L之间。
同时各品种对异丙甲草胺的敏感性表现各异。其中早稻品种苗高的耐受性比中籼、晚籼品种高，早籼品种‘T优15’与中籼品种‘T优227’苗高相比，苗高IC50高出3.3倍。根长对异丙甲草胺的耐受性以晚籼最高，晚籼品种‘湘丰优9号’与‘丰源优272’的根长IC50分别为2.764 2、1.093 9 mg/L，而早籼与中籼的根长IC50在0.415～0.734 4 mg/L内，最大相差6.7倍。两系杂交水稻苗重的耐受性最强，其中‘株712s’的IC50为6.024 1 mg/L，与苗重最敏感的三系杂交水稻‘T优227’相比，‘株712s’的IC50为其6.4倍。综合比较，对异丙甲草胺最敏感的是‘T优227’，其苗高、苗重、根长、根重的IC50分别为0.353 3、0.94、0.459 4、0.874 1 mg/L；对异丙甲草胺耐受性最高的是‘丰源优272’，其苗高、苗重、根长、根重的IC50分别为0.958 9、1.867 4、1.093 9、3.968 2 mg/L。 3 讨论
从研究结果来看，水稻不同品种对异丙甲草胺的耐药性有一定的差异，对异丙甲草胺最敏感的是中籼稻品种‘T优227’，耐药性最强的是晚籼稻品种‘丰源优272’。分析可知早籼稻的苗高耐药性比中籼、晚籼稻品种高，晚籼稻的根长耐药性比早籼、中籼稻品种好，两系杂交稻的苗重耐药性比三系杂交稻强。但由于本试验研究品种有限，各系列其他品种是否也存在此规律尚需进一步研究总结。
异丙甲草胺对水稻萌发抑制作用明显，且与质量浓度成正相关性，同一浓度下不同品种间受抑制差异显著，表明各品种发芽对异丙甲草胺的耐药性也不同，这与陈国参等[13]关于酰胺类除草剂能抑制种子萌发的结论一致。从异丙甲草胺对水稻幼苗的抑制规律来看，根对异丙甲草胺的敏感性较茎敏感性差，异丙甲草胺在低浓度下抑制根长，但根重反而上升，表明在异丙甲草胺在一定浓度范围内促进水稻生根。异丙甲草胺对水稻生长的抑制率与其浓度成典型的“S”模型，这与周小毛[12]、朱金文[14]等关于除草剂浓度与水稻抑制关系的结论相符合。
异丙甲草胺是高效的芽前选择性除草剂，不同植物对其耐药性的差异是由于对其代谢降解速度的差异而产生的。除草剂与谷胱甘肽的轭合反应是植物耐药性的一个主要原因，植物体内的谷胱甘肽S转移酶（GSTs）可催化这种反应。另有研究表明，植物对除草剂的分解功能与细胞色素P450相关[1516]。本试验在发芽、幼苗生长指标上初步研究了不同水稻品种对异丙甲草胺的敏感性，虽是室内测定结果，水稻对药剂的敏感性与田间有所不同，但通过平行比较与趋势分析可表明，在水稻的常规种植品种中存在很大差异，在实际生产中应加以选择与应用。对于品种间耐药性差异的原因，还有待从代谢降解途径及药害机理等机制方面深入研究。
参考文献
[1] O’Connell P J， Harms C T， Allen J R F. Metolachlor， Smetolachlor and their role within sustainable weedmanagement [J]. Crop Protection， 1998，17 （3）： 207212.
[2] 吴文君，罗万春. 农药学[M]. 北京：中国农业出版社， 2008.
[3] Armel G R， Wilson H P， Richardson R J， et al. Mesotrione， acetochlor， and atrazine for weed management in corn （Zea mays） [J]. Weed Technology， 2003，17 （2）： 284290.
[4] 孙克.全球十大除草剂的市场与展望[J].农药，2013，52（5）：317322.
[5] 杨希坤.异丙甲草胺时代已来临[J].山东农药信息，2011（12）：2930.
[6] 吴景，柏连阳，周小毛. 酰胺类除草剂的安全剂研究进展[J]. 中国植保导刊，2010，30（2）：1416.
[7] 徐军，邱星辉，曹宏，等. 氯乙酰胺类除草剂微生物降解研究进展[J].应用与环境生物学报， 2004，10（3）：389393.
[8] 柏连阳. 芽前水田除草剂混用对水稻安全性的联合作用与机理研究[D].长沙：湖南农业大学， 2000.
[9] 李静波. 川芎提取物解除精异丙甲草胺对水稻药害的研究[D]. 长沙：湖南农业大学， 2012.
[10]刘绍文. 北细辛挥发油对异丙甲草胺解毒效果研究[D]. 长沙：湖南农业大学， 2008.
[11]董晓雯，王金信，毕建杰，等.不同玉米品种对烟嘧磺隆的敏感性差异[J]. 植物保护学报，2007，34（2）：182186.
[12]周小毛，柏连阳，陈桂华，等.5个水稻品种对胺苯磺隆的敏感性[J].湖南农业大学学报（自然科学版），2004，30（1）：4346.
[13]陈国参，张玉聚，石红霞，等.酰胺类除草剂的药害表现与安全应用[J]. 农药， 2002，43（9）：3233.
[14]朱金文，魏方林，陆小磊，等.五氟磺草胺对水稻种子萌发及幼苗生长的影响[J].农药学学报，2006，8（2）：129133.
[15]Sibony M， Rubin B. Molecular basis for multiple resistance to acetolactate synthaseinhibiting herbicides and atrazine in Amaranthus blitoides （prostrate pigweed） [J]. Planta，2003，216（6）：10221027.
[16]Kolkman J M， Slabaugh M B， Bruniard J M， et al. Acetohydroxyacid synthase mutations conferring resistance to imidazolinone or sulfonylurea herbicides in sunflower [J]. Theoretical and Applied Genetics， 2004， 109（6）： 11471159.
关键词：水稻； 异丙甲草胺； 敏感性
中图分类号： S 482.4
文献标识码： A
异丙甲草胺（metolachlor），2乙基6甲基N（1’甲基2’甲氧乙基）氯代乙酰替苯胺，属于氯代酰胺类除草剂。该药经幼芽吸收，向上传导，抑制幼芽与根的生长。通过抑制发芽种子的蛋白质合成，或者抑制胆碱渗入磷脂，干扰卵磷脂形成，而达到除草的目的[12]。因其具有杀草谱广、效果突出、价格低廉等特点，在大豆、玉米、棉花、花生、甘蔗等旱田作物中得到了广泛应用[3]。2011年异丙甲草胺销售额高达5.5亿美元，成为仅次于草甘膦、百草枯、2，4滴的全球第四大除草剂[4]。
近年来除草剂市场变化迅速，同为酰胺类除草剂的乙草胺已被欧盟禁止生产使用，异丙甲草胺在水田中的应用被普遍看好[45]。研究表明，异丙甲草胺在水田中活性极高，使用稍有不慎便会影响水稻的发芽、苗长等生理指标[6]。同时其在土壤中吸附与解吸附行为受土壤有机质含量影响，在有机质含量较低的土壤中极易迁移淋溶至耕作层，影响作物正常生长[7]。已有学者在异丙甲草胺水田安全应用领域进行了系列研究，柏连阳带领团队先后几年研究了酰胺类除草剂的解毒作用，提出了除草剂混配植物源解毒剂的思路[810]。但目前不同水稻品种对异丙甲草胺敏感性差异的研究鲜见报告，敏感性是植物对外来刺激的感应程度，其直接表明作物对刺激的耐受能力，在生理抗性研究上具有指示作用，选育出耐受性高的品种也是解决除草剂应用难题常用的方法[11]。笔者选取了早籼、中籼、晚籼共6个品种进行了试验，试图找出品种与敏感性之间的关系，为选育耐性品种及异丙甲草胺水田安全应用提供依据与参考。
1 材料与方法
1.1 供试材料
‘T优15’（三系杂交早籼稻）、‘株712s’（两系杂交早籼稻）、‘深两优5814’（两系杂交中籼稻）、‘T优227’（三系杂交中籼稻）、‘湘丰优9号’（三系杂交晚籼稻）、‘丰源优272’（三系杂交晚籼稻），由湖南亚华种子有限公司与娄底市农业科学研究所提供；96%异丙甲草胺乳油，瑞士先正达作物保护有限公司生产。
1.2 试验方法
1.2.1 异丙甲草胺对水稻发芽率的影响
参照周小毛等的方法[12]将960 g/L异丙甲草胺乳油配制成5 g/L的母液，然后配制成2、1、0.5、0.05、0.005、0.000 5 g/L系列浓度溶液，用上述浓度的溶液浸泡水稻种子48 h后，转移至铺有两层湿透滤纸的培养皿中，每皿30粒，另设空白对照，每个处理重复3次。置于催芽仪中恒温28 ℃培养2 d，测定发芽数，计算发芽率，并折算出校正发芽率。
发芽率（%）=发芽数/种子总数×100；
校正发芽率（%）=处理组发芽率/对照组发芽率×100。
1.2.2 异丙甲草胺对水稻生长的影响
将960 g/L的异丙甲草胺乳油配制成1、0.2、0.1、0.02、0.01 g/L系列浓度溶液备用，待琼脂培养基（200 mL）冷却至50 ℃左右时分别取以上浓度溶液1 mL加入其中，并搅拌均匀。配制成异丙甲草胺浓度为分别为5、1、0.5、0.1、0.05 mg/L的琼脂培养基，以蒸馏水做空白对照。选取催芽至芽长0.5 cm的稻种均匀播于培养基上，每杯20粒，各处理重复3次。烧杯用薄膜封口，置于光照培养箱中培养（28 ℃、4 500 lx光照12 h，26 ℃黑暗12 h），培养5 d后，随机取10株测定苗高、根长、苗鲜重、根鲜重，计算不同浓度下对各指标的抑制率[10]。
抑制率（%）=（1-处理组值/对照组值）×100。
1.2.3 异丙甲草胺对不同水稻品种毒力关系
通过测定不同浓度对苗高、根长、苗重、根重的抑制率，建立回归模型，找到异丙甲草胺浓度与抑制率的关系，得出不同品种的毒力回归方程，并计算抑制中浓度（IC50）。
1.2.4 数据分析
试验数据分析用Excel 2003与 SPSS统计软件完成，以SPSS中的 LSD 多重比较法进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 异丙甲草胺对发芽率的影响
如表1所示，异丙甲草胺对6个品种的发芽均起到了较强的抑制作用。0.000 5 g/L浓度也表现出了微弱的抑制作用，其中‘丰源优272’校正发芽率仅88.2%，与清水对照组达到极显著差异（P<0.01）。随着异丙甲草胺浓度的增加，抑制作用越大，当异丙甲草胺浓度为2 g/L时，6个品种中最大发芽率为53.2%（‘T优227’），最小发芽率仅30.6%（‘T优15’），与清水对照组间均达到极显著差异（P<0.01）。
2.2 异丙甲草胺对不同品种水稻秧苗素质的影响
2.2.1 异丙甲草胺对‘T优15’的影响 如图1所示，异丙甲草胺对‘T优15’的作用显著，抑制率随浓度的升高而变大，5 mg/L处理中，对苗高、根长、苗重、根重的抑制率分别为69.1%、65.1%、60%、48.4%。4个指标中根长最为敏感，异丙甲草胺浓度为0.05 mg/L时，根长抑制率达到38.7%，后期随异丙甲草胺浓度的上升抑制率变化缓慢；随异丙甲草胺浓度的上升苗高抑制率变化最快，0.05 mg/L处理时苗高抑制率为7.56%，当异丙甲草胺为5 mg/L时，其达到69.1%，抑制作用增强了9.1倍。
2.2.2 异丙甲草胺对‘株712s’的影响
异丙甲草胺对水稻‘株712s’的影响如图2所示，异丙甲草胺在达到0.5 mg/L时，对苗高、根长、苗重、根重全部表现出抑制作用，随后随着异丙甲草胺浓度的上升抑制率均有所上升。4个指标中以根长最为敏感，在0.05 mg/L培养基中抑制率为34.2%，而此浓度下苗重抑制率为-0.5%，表现出微弱的促进作用，当培养基异丙甲草胺浓度上升到0.1 mg/L时，促进作用更为明显，抑制率达到-3.0%。
2.2.3 异丙甲草胺对中‘深两优5814’的影响
如图3所示，异丙甲草胺对水稻‘深两优5814’的影响中，苗高、根长、苗重、根重表现各异，其中以根长对异丙甲草胺浓度最为敏感，在0.05 mg/L时，抑制率为28.4%；以苗高抑制率随异丙甲草胺浓度上升变化最快，在0.05 mg/L培养基中苗高抑制率为8.3%，当培养基浓度达到5 mg/L时抑制率为72.6%，上升了8.7倍；以苗重抑制率最小，5个不同异丙甲草胺浓度下抑制率分别为-1.7%、5.3%、28.8%、38.7%、53.2%，低浓度下甚至表现出促进作用。
2.2.4 异丙甲草胺对‘T优227’的影响
由图4可知，异丙甲草胺对水稻‘T优227’影响显著，异丙甲草胺浓度越高抑制作用越明显。0.05 mg/L的异丙甲草胺培养基对苗重表现出了明显的促进作用，其抑制率为-11.8%，但当浓度达到0.1 mg/L时，促进作用转为抑制作用，抑制率为2.2%；0.1 mg/L浓度下，苗高、根长、苗重、根重4个指标中根长受异丙甲草胺影响最大，抑制率为32.8%；浓度为0.5 mg/L时，苗高受异丙甲草胺影响最明显，抑制率为63.3%，随着浓度的上升苗高抑制率进一步增加，在5 mg/L时抑制率达到94.1%。
2.2.5 异丙甲草胺对‘湘丰优9号’的影响
如图5所示，异丙甲草胺对‘湘丰优9号’的影响随浓度的上升而愈发显著，当异丙甲草胺浓度为5 mg/L时，苗高、根长、苗重、根重的抑制率分别为84.7%、52.9%、69.1%、55.1%。其中以苗高最为敏感，其在5个浓度下抑制率分别为18.3%、28.9%、58.3%、696%、84.7%，均高于同浓度下根长、苗重、根重等指标的抑制率。0.05 mg/L的异丙甲草胺对苗重、根重表现出了一定的促进作用，抑制率分别为-11.8%、-13.4%，随着浓度的上升促进作用转为抑制作用。
2.2.6 异丙甲草胺对‘丰源优272’的影响
异丙甲草胺对‘丰源优272’的影响如图6所示，随着异丙甲草胺浓度的上升，抑制率呈逐步递增趋势。当浓度为5 mg/L时，各指标的抑制率均达到最大，分别为70.3%、58.6%、57.9%、49.9%。其中根长对异丙甲草胺最为敏感，在0.05 mg/L培养基中抑制率为25.1%，而此浓度下苗高、苗重、根重的抑制率分别为5.5%、11.9%、13.8%。苗高抑制率随异丙甲草胺浓度的上升变化最快，在0.05 mg/L时抑制率仅5.5%，5 mg/L时达到70.3%，同时表明，异丙甲草胺低浓度下对苗的抑制作用较小，但当其达到一定浓度时抑制作用最为显著。
2.3 水稻对异丙甲草胺的敏感性
由2.2中异丙甲草胺对水稻影响结果可知，异丙甲草胺对水稻苗高、根长、苗重、根重有抑制作用，而且随着异丙甲草胺浓度的增加，抑制作用越强。异丙甲草胺的浓度与抑制率间呈现经典的“S”形关系，将苗高、根长、苗重、根重的抑制率转化为几率值，将异丙甲草胺浓度转化为浓度对数值，进行浓度对数-几率值直线回归，从而得到相应的回归方程，并利用回归方程计算出苗高、苗重、根长、根重的IC50值，结果如表2。
由表2所示，异丙甲草胺对水稻苗高、苗重、根长、根重均表现出了较强的抑制作用，其中苗高、苗重、根重以‘T优227’最为敏感，其IC50分别为0.353 3、0.94、0.874 1 mg/L；根长以‘T优15’最为敏感，IC50为0.415 mg/L。在4个指标中对异丙甲草胺最敏感的是根长，其在早籼稻、中籼稻中IC50最大为0.734 4 mg/L；对异丙甲草胺耐受性最高的为苗重，其IC50处于0.94～6.024 1 mg/L之间。
同时各品种对异丙甲草胺的敏感性表现各异。其中早稻品种苗高的耐受性比中籼、晚籼品种高，早籼品种‘T优15’与中籼品种‘T优227’苗高相比，苗高IC50高出3.3倍。根长对异丙甲草胺的耐受性以晚籼最高，晚籼品种‘湘丰优9号’与‘丰源优272’的根长IC50分别为2.764 2、1.093 9 mg/L，而早籼与中籼的根长IC50在0.415～0.734 4 mg/L内，最大相差6.7倍。两系杂交水稻苗重的耐受性最强，其中‘株712s’的IC50为6.024 1 mg/L，与苗重最敏感的三系杂交水稻‘T优227’相比，‘株712s’的IC50为其6.4倍。综合比较，对异丙甲草胺最敏感的是‘T优227’，其苗高、苗重、根长、根重的IC50分别为0.353 3、0.94、0.459 4、0.874 1 mg/L；对异丙甲草胺耐受性最高的是‘丰源优272’，其苗高、苗重、根长、根重的IC50分别为0.958 9、1.867 4、1.093 9、3.968 2 mg/L。 3 讨论
从研究结果来看，水稻不同品种对异丙甲草胺的耐药性有一定的差异，对异丙甲草胺最敏感的是中籼稻品种‘T优227’，耐药性最强的是晚籼稻品种‘丰源优272’。分析可知早籼稻的苗高耐药性比中籼、晚籼稻品种高，晚籼稻的根长耐药性比早籼、中籼稻品种好，两系杂交稻的苗重耐药性比三系杂交稻强。但由于本试验研究品种有限，各系列其他品种是否也存在此规律尚需进一步研究总结。
异丙甲草胺对水稻萌发抑制作用明显，且与质量浓度成正相关性，同一浓度下不同品种间受抑制差异显著，表明各品种发芽对异丙甲草胺的耐药性也不同，这与陈国参等[13]关于酰胺类除草剂能抑制种子萌发的结论一致。从异丙甲草胺对水稻幼苗的抑制规律来看，根对异丙甲草胺的敏感性较茎敏感性差，异丙甲草胺在低浓度下抑制根长，但根重反而上升，表明在异丙甲草胺在一定浓度范围内促进水稻生根。异丙甲草胺对水稻生长的抑制率与其浓度成典型的“S”模型，这与周小毛[12]、朱金文[14]等关于除草剂浓度与水稻抑制关系的结论相符合。
异丙甲草胺是高效的芽前选择性除草剂，不同植物对其耐药性的差异是由于对其代谢降解速度的差异而产生的。除草剂与谷胱甘肽的轭合反应是植物耐药性的一个主要原因，植物体内的谷胱甘肽S转移酶（GSTs）可催化这种反应。另有研究表明，植物对除草剂的分解功能与细胞色素P450相关[1516]。本试验在发芽、幼苗生长指标上初步研究了不同水稻品种对异丙甲草胺的敏感性，虽是室内测定结果，水稻对药剂的敏感性与田间有所不同，但通过平行比较与趋势分析可表明，在水稻的常规种植品种中存在很大差异，在实际生产中应加以选择与应用。对于品种间耐药性差异的原因，还有待从代谢降解途径及药害机理等机制方面深入研究。
参考文献
[1] O’Connell P J， Harms C T， Allen J R F. Metolachlor， Smetolachlor and their role within sustainable weedmanagement [J]. Crop Protection， 1998，17 （3）： 207212.
[2] 吴文君，罗万春. 农药学[M]. 北京：中国农业出版社， 2008.
[3] Armel G R， Wilson H P， Richardson R J， et al. Mesotrione， acetochlor， and atrazine for weed management in corn （Zea mays） [J]. Weed Technology， 2003，17 （2）： 284290.
[4] 孙克.全球十大除草剂的市场与展望[J].农药，2013，52（5）：317322.
[5] 杨希坤.异丙甲草胺时代已来临[J].山东农药信息，2011（12）：2930.
[6] 吴景，柏连阳，周小毛. 酰胺类除草剂的安全剂研究进展[J]. 中国植保导刊，2010，30（2）：1416.
[7] 徐军，邱星辉，曹宏，等. 氯乙酰胺类除草剂微生物降解研究进展[J].应用与环境生物学报， 2004，10（3）：389393.
[8] 柏连阳. 芽前水田除草剂混用对水稻安全性的联合作用与机理研究[D].长沙：湖南农业大学， 2000.
[9] 李静波. 川芎提取物解除精异丙甲草胺对水稻药害的研究[D]. 长沙：湖南农业大学， 2012.
[10]刘绍文. 北细辛挥发油对异丙甲草胺解毒效果研究[D]. 长沙：湖南农业大学， 2008.
[11]董晓雯，王金信，毕建杰，等.不同玉米品种对烟嘧磺隆的敏感性差异[J]. 植物保护学报，2007，34（2）：182186.
[12]周小毛，柏连阳，陈桂华，等.5个水稻品种对胺苯磺隆的敏感性[J].湖南农业大学学报（自然科学版），2004，30（1）：4346.
[13]陈国参，张玉聚，石红霞，等.酰胺类除草剂的药害表现与安全应用[J]. 农药， 2002，43（9）：3233.
[14]朱金文，魏方林，陆小磊，等.五氟磺草胺对水稻种子萌发及幼苗生长的影响[J].农药学学报，2006，8（2）：129133.
[15]Sibony M， Rubin B. Molecular basis for multiple resistance to acetolactate synthaseinhibiting herbicides and atrazine in Amaranthus blitoides （prostrate pigweed） [J]. Planta，2003，216（6）：10221027.
[16]Kolkman J M， Slabaugh M B， Bruniard J M， et al. Acetohydroxyacid synthase mutations conferring resistance to imidazolinone or sulfonylurea herbicides in sunflower [J]. Theoretical and Applied Genetics， 2004， 109（6）： 11471159.