張燕寧，張 蘭，毛連綱，陳 星，周杰敏，蔣紅云

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，農(nóng)業(yè)部作物有害生物綜合治理綜合性重點實驗室，北京 100193)

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26種除草劑對斜生柵藻的生長抑制活性

張燕寧，張 蘭，毛連綱，陳 星，周杰敏，蔣紅云*

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，農(nóng)業(yè)部作物有害生物綜合治理綜合性重點實驗室，北京 100193)

[目的]明確不同種類除草劑對藻類植物的生態(tài)毒性等級。[方法]采用吸光度法測定26種常用除草劑對斜生柵藻(Scenedesmusobliquus)的生長抑制活性。[結(jié)果]26種除草劑中有9種對斜生柵藻為低毒，7種為中毒，10種為高毒，中高毒品種占65.4%。[結(jié)論]除草劑對藻類存在較大的生態(tài)毒性，應(yīng)慎重選擇使用。

除草劑；斜生柵藻；生長抑制

化學(xué)除草劑因其成本低、效果好、效率高在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟中發(fā)揮了重要作用，以黑龍江省為例，黑龍江農(nóng)藥使用以除草劑為主，占農(nóng)藥量的85%以上。2012年除草劑使用商品量59 504 t，有效量28 693 t，可用面積3 575萬hm2次[1]。但化學(xué)除草劑的使用和管理現(xiàn)狀并不規(guī)范，對環(huán)境造成了嚴(yán)重危害，例如長殘效除草劑在土壤中的殘留時間一般為2～3年，有的長達(dá)4年，對生態(tài)環(huán)境、糧食作物產(chǎn)量、食品安全和人類生存環(huán)境帶來巨大危害[2-3]。藻類是水生生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者，其多樣性和初級生產(chǎn)量直接影響水生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能[4]。因此，綠藻是研究水體遭受環(huán)境污染程度較為理想的生態(tài)毒理研究材料[5]。而除草劑的大量使用損傷藻類的抗氧化系統(tǒng)、抑制藻類光合作用[6-8]，有些除草劑還可引發(fā)藻類細(xì)胞核改變和細(xì)胞壁異常[9]，其對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響不容忽視。筆者在實驗室條件下研究了26種常用化學(xué)除草劑對斜生柵藻的生長抑制活性，探討了化學(xué)除草劑對藻類群落和水生生態(tài)系統(tǒng)的潛在風(fēng)險，以期為建立經(jīng)濟、合理使用除草劑的標(biāo)準(zhǔn)體系，限制和減少長殘留除草劑的生產(chǎn)和使用，推廣應(yīng)用安全、高效的除草劑品種提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1供試藥劑。供試除草劑共計26種(表1)，均由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所農(nóng)藥毒理及天然產(chǎn)物化學(xué)組提供。26種除草劑均為單劑，包括12種劑型。

1.1.2供試藻種及培養(yǎng)基。斜生柵藻，從農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所引種，無菌操作條件下將試驗藻接種到裝有培養(yǎng)基的三角瓶內(nèi)，在人工氣候箱中培養(yǎng)。每隔96 h接種1次，反復(fù)接種2～3次，使藻基本達(dá)到同步生長階段，以此作為試驗用藻。斜生柵藻培養(yǎng)及試驗采用水生4號培養(yǎng)基。

1.2試驗方法將供試除草劑按一定比例配成5～7個濃度，作為2倍試驗藥液。在無菌條件下，移取藻原液置于三角瓶中，加入蒸餾水和水生4號培養(yǎng)基，充分搖勻，使斜生柵藻細(xì)胞濃度約為1×104個/mL，作為2倍藻原液。將2倍藻原液50 mL與2倍試驗藥液50 mL充分混勻。同時設(shè)置空白對照組，處理組和對照組均設(shè)3次重復(fù)。將三角瓶封口置于人工氣候箱中培養(yǎng)72 h每天充分搖勻6次以上。試驗水溫21～24 ℃，光暗時間16∶8 h，光強4 440～8 880 Lx。于培養(yǎng)24、48、72 h時分別取樣10 mL，分3次用分光光度計測定每個處理藻液的吸光度。

1.3數(shù)據(jù)處理將吸光度按照繪制的藻細(xì)胞濃度-吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線換算成細(xì)胞數(shù)，計算抑制率，用DPS13.01數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計算供試除草劑對斜生柵藻24、48、72 h的生物量抑制半數(shù)效應(yīng)濃度(EyC50)和95%置信限。

1.4毒性等級劃分參考國家標(biāo)準(zhǔn)《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗準(zhǔn)則》[10]，依據(jù)72 h除草劑對斜生柵藻的EyC50值劃分毒性等級：EyC50>3.0 mg a.i./L為低毒；0.3 mg a.i./L

2　結(jié)果與分析

由表2可知，26種除草劑中，2甲4氯鈉、氰氟草酯等9種除草劑為低毒；苯磺隆、二甲戊靈等7種除草劑為中毒；百草枯、莠去津等10種除草劑為高毒。其中，煙嘧磺隆、砜嘧磺隆、苯磺隆、吡嘧磺隆同屬于磺酰脲類除草劑，氰氟草酯和炔草酯同屬于芳氧基苯氧丙酸類除草劑，但對斜生柵藻的毒性等級不同，說明同一類除草劑毒性并不相似。草甘膦、草銨膦和百草枯都屬于滅生性除草劑，但毒性差別較大，草

表1　供試除草劑

表2　26種除草劑對斜生柵藻生長抑制試驗結(jié)果

甘膦和草銨膦對斜生柵藻毒性為低毒，而百草枯對斜生柵藻為高毒。莎稗磷、雙草醚和莠去津?qū)π鄙鷸旁宓亩拘暂^高。

3　結(jié)論與討論

斜生柵藻是一種常見的淡水藻，屬綠藻門綠球藻目柵藻科柵藻屬。該試驗結(jié)果表明，26種常用化學(xué)除草劑中，對斜生柵藻毒性為中高毒的除草劑占65.4%，表明除草劑對藻類存在較高的生態(tài)毒性。同一類除草劑對斜生柵藻的毒性不同，在防治雜草時應(yīng)盡量選擇低毒的除草劑。莎稗磷、雙草醚對斜生柵藻的生長抑制毒性較高，且2種藥劑均登記于水稻田，對自然水體存在潛在風(fēng)險，應(yīng)慎重選擇使用。

化學(xué)除草劑在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中發(fā)揮著重要作用，但使用和管理不規(guī)范的危害也日益顯著，為減少化學(xué)除草劑危害，應(yīng)加強化學(xué)除草劑的使用和管理，加快生物除草劑的研發(fā)，利用自然界生物中具有生物活性的代謝產(chǎn)物，開發(fā)新生物源型除草劑。生物除草劑具有定向性、研制周期短、研發(fā)費用相對低廉的特點[11-15]，同時能夠降低其環(huán)境殘留[16]，應(yīng)加大這一領(lǐng)域研究成果的開發(fā)和利用。

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Inhibitory Activity of 26 Herbicides against the Growth ofScenedesmusobliquus

ZHANG Yan-ning, ZHANG Lan, MAO Lian-gang, JIANG Hong-yun*et al

(Key Laboratory of Comprehensive Treatment of Integrated Pest Management, Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193)

[Objective] To determine the inhibitory activities of 26 kinds of herbicides against the growth ofScenedesmusoblique. [Method] Absorption spectrophotometry method was used to detect the inhibitory activities of 26 kinds of herbicides against the growth ofS.oblique. [Result] Among the 26 kinds of herbicides, nine herbicides were low toxicity toS.oblique, seven were moderate toxicity, and ten were highly toxicity. Herbicides with high and moderate toxicity accounted for 65.4%. [Conclusion] Herbicides have relatively great ecotoxicity to algae, which should be used carefully.

Herbicides;Scenedesmusoblique; Growth inhibition

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科技專項(201503107)。

張燕寧(1979- )，女，北京人，助理研究員，從事農(nóng)藥環(huán)境毒理研究。*通訊作者，研究員，博士，從事農(nóng)藥環(huán)境毒理及天然產(chǎn)物化學(xué)研究。

2016-07-11

S 482.4

A

0517-6611(2016)23-132-02