《Crop, Forage & Turfgrass Management》：Soybean and tobacco response to sublethal rates of herbicides used along roadsides
编辑推荐：
这篇研究评估了北卡罗来纳州道路旁常用的五种除草剂在亚致死剂量下，对邻近主要经济作物大豆和烟草造成的潜在损伤。文章通过系统的田间试验，揭示了不同除草剂类型、施用剂量及施用时机对作物损伤、株高抑制和产量损失的交互影响，强调了在道路旁进行植被管理时，需根据作物种植期审慎选择除草剂，以最大限度地降低非靶标作物受损风险。
道路旁除草剂对大豆与烟草的亚致死效应研究
引言
大豆 (Glycine max) 和烟草 (Nicotiana tabacum) 是美国北卡罗来纳州的重要经济作物。然而，道路旁的植被管理广泛依赖除草剂，其喷洒过程中产生的颗粒或蒸汽漂移可能导致邻近敏感作物受损和减产。北卡罗来纳州交通部 (NCDOT) 管理着庞大的公路系统，虽然采用了旨在减少漂移的喷嘴和设备，但环境因素（如风速、交通湍流）和除草剂的残留活性仍对附近农田构成潜在风险。本研究旨在探究大豆和烟草对五种常用道路旁除草剂亚致死剂量的响应，评估不同施用时机下的作物损伤，以识别作物敏感的关键窗口。
材料与方法
研究于2022年和2023年在北卡罗来纳州杰克逊斯普林斯附近的桑德希尔研究站进行。供试土壤为Candor砂土。试验采用裂区设计，主区为五种除草剂，包括磺酰磺隆 (sulfometuron-methyl)、茚草氟胺 (indaziflam)、绿草定 (triclopyr)、绿草定+二氯吡啶酸 (triclopyr+clopyralid) 以及2,4-滴+2,4-滴丙酸 (2,4-D+dichlorprop)。每种除草剂设置四个剂量水平：0.01倍、0.05倍、0.10倍和1倍（1倍为田间推荐剂量）。施用时机分为六个阶段：种植或移栽前18、12、6周，种植或移栽当天，以及种植或移栽后4周和8周。每处理设三次重复，并包含未处理对照。
大豆和烟草田均保持无杂草状态。在种植或移栽后12周，评估作物视觉损伤（如坏死、变色、畸形生长）和株高。损伤程度按0%（无损伤）到100%（完全死亡）的等级估算。株高数据转换为相对于未处理对照的株高抑制率 (HR)。大豆在十月底收获，测量产量并计算产量损失率 (YL)。数据采用SAS软件进行方差分析 (ANOVA)，并使用Tukey's HSD检验在α=0.05水平上进行均值比较。
结果
大豆的响应
- •
磺酰磺隆：在1倍剂量下，于种植时或种植后施用造成最严重的损伤（76%–88%）、株高抑制（47%–72%）和产量损失（71%–85%）。种植前施用及低剂量（≤0.1倍）下响应微弱。
- •
绿草定+二氯吡啶酸：1倍剂量在种植后施用导致近乎完全的损伤（93%–100%）、株高抑制（81%–100%）和产量损失（94%–100%）。即使在0.1倍剂量下，种植后4周施用也导致高损伤。
- •
绿草定：对大豆的伤害模式与上述混合物相似，但单剂绿草定在亚致死剂量下造成的伤害更甚。例如，0.1倍剂量种植后施用导致93%–100%的损伤和88%–100%的产量损失。即使在最低剂量0.01倍下，种植后施用仍引起显著响应。
- •
2,4-滴+2,4-滴丙酸：种植后施用，特别是在种植后4周，伤害最大。1倍剂量在此时可导致植株完全死亡。0.1倍剂量下伤害中等。0.01倍剂量在所有时机下均未引起显著响应。
- •
茚草氟胺：与其他除草剂不同，其在种植前或种植时施用对大豆造成的伤害最大（1倍剂量下损伤83%–100%）。种植后施用伤害降低。亚致死剂量在所有时机下均仅引起微弱或无响应。
烟草的响应
- •
磺酰磺隆：1倍剂量在移栽时施用造成最大损伤（87%）。较早（移栽前18周）或较晚（移栽后）施用伤害程度相似或较低。0.1倍剂量在移栽时和移栽后4周引起中等伤害。
- •
绿草定+二氯吡啶酸：1倍剂量在移栽后4周和8周施用分别造成78%和55%的损伤。0.1倍剂量下伤害中等。低剂量（≤0.05倍）下伤害轻微。
- •
绿草定：在所有测试除草剂中对烟草的伤害最严重，特别是在移栽后施用。1倍剂量在移栽后4周和8周导致100%损伤。即使0.1倍和0.05倍剂量，移栽后施用也导致高损伤（70%–82%）。值得注意的是，移栽前施用在所有剂量下常观察到负的株高抑制率（即株高增加）。
- •
2,4-滴+2,4-滴丙酸：1倍剂量在移栽后4周施用导致完全损伤（100%）和70%的株高抑制。0.1倍和0.05倍剂量下伤害中等。0.01倍剂量下伤害轻微，且移栽前施用也常观察到负株高抑制。
- •
茚草氟胺：在所有时机和剂量下，对烟草仅造成轻微损伤（≤28%）和极小、为零或负的株高抑制（-7% 至 -20%），表明烟草对其具有较高的耐受性。
讨论
本研究发现了除草剂类型、剂量和施用时机对作物损伤影响的显著差异。总体而言，在种植或移栽时及之后施用除草剂，对两种作物的伤害均大于种植前施用。
除草剂特性与作物敏感性：标记为芽前 (PRE) 使用的茚草氟胺在种植前对大豆伤害最大，而磺酰磺隆（兼具芽前和芽后活性）在种植时和种植后对大豆伤害最大。在烟草上，磺酰磺隆在移栽时伤害最大，而茚草氟胺的影响最小。对于标记为芽后 (POST) 使用的除草剂（绿草定、绿草定+二氯吡啶酸、2,4-滴+2,4-滴丙酸），其在种植后施用对两种作物均造成最严重伤害，其中绿草定的伤害性通常最强。大豆和烟草对植物生长调节剂类除草剂（如绿草定、2,4-滴）高度敏感，但敏感度存在差异。
施用时机与残留活性：即使除草剂在非标记的时机施用（如PRE除草剂在作物出土后施用，或POST除草剂在种植前施用），在0.1倍剂量下仍可观察到一定活性，尽管0.01倍剂量下影响通常微弱或无。这可能是由于除草剂的残留活性或通过非主要吸收途径（如根系吸收）起作用。尽管最早一次施药在移栽前126天，超过了除茚草氟胺外所有除草剂的文献报道半衰期，但在早期施用时机仍观察到了伤害，这凸显了田间环境下除草剂降解的可变性和实际残留活性的不确定性。
低剂量刺激效应：在所有测试除草剂的全剂量或亚致死剂量下，偶尔观察到大豆和烟草出现负的株高抑制率（即处理植株高于对照）。这可能用“毒物兴奋效应” (hormesis) 来解释，即低剂量的除草剂（尤其是植物生长调节剂类）可能刺激植物生长。此外，田间试验中植物的自然生长变异也可能导致这一结果。
研究意义与局限性：本研究结果揭示了常用于道路旁植被管理的除草剂在亚致死剂量下对邻近大豆和烟草作物的潜在威胁，强调了根据作物种植周期，明智且谨慎地选择除草剂类型和施用时机，对于最小化非靶标伤害风险至关重要。研究中包含的1倍剂量代表了一种最坏情况模拟，因此结果应被视为作物潜在响应的保守估计。此外，本试验使用的喷嘴类型与道路旁实际应用的免喷杆喷嘴不同，重点在于评估可能到达非靶标植物的除草剂浓度效应，而非液滴大小和喷雾模式。
