利用耐嗪草酮扁豆新品系通过PSII抑制型除草剂防控抗ALS抑制剂莴苣杂草的研究

《Weed Technology》：Control of common sowthistle (Sonchus oleraceus ) and prickly lettuce (Lactuca serriola ) with PSII-inhibiting herbicides in a novel breeding line of metribuzin-tolerant lentil (Lens culinaris )

本刊推荐：为解决澳大利亚南部扁豆田ALS抑制剂抗性杂草（如苦苣菜和刺莴苣）防控难题，研究人员开展耐嗪草酮扁豆新品系M043的田间药效评价。研究表明，嗪草酮540 g ai ha-1（PSPE或POST施用）可有效控制抗性杂草且不影响作物安全，为扁豆生产提供了替代ALS抑制剂的新方案，对延缓抗性演化具有重要意义。

　　

在南澳大利亚的广袤农田里，扁豆（Lens culinaris Medik.）作为冬季谷物生产区日益重要的轮作作物，正面临着严峻的杂草挑战。特别是苦苣菜（Sonchus oleraceus L.）和刺莴苣（Lactuca serriola L.）这两种阔叶杂草，它们不仅因免耕播种 practices 而繁盛，更因对乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂类除草剂产生广泛抗性而难以防控。这些杂草会分泌乳白色汁液导致机械收割故障，增加谷物含水量并污染籽粒，其风媒传播特性与强大种子生产能力更使得问题雪上加霜。更棘手的是，扁豆本身竞争力弱，早期活力低，且缺乏有效的苗后（POST）除草剂选择，使得杂草管理成为制约产业可持续发展的关键瓶颈。

为突破这一困境，澳大利亚阿德莱德大学与南澳大利亚研究与发展研究所（SARDI）的科研团队将目光投向新型除草剂耐受性状的开发。他们利用诱变技术培育出耐嗪草酮（metribuzin）的扁豆新品系M043，并于2018-2019年在梅特兰（Maitland）和罗斯沃西（Roseworthy）开展田间试验，系统评估基于PSII抑制型除草剂的杂草防控方案。这项发表在《Weed Technology》的研究，为抗性杂草管理提供了新思路。

研究团队采用随机区组设计，在南澳大利亚三个试验点（梅特兰2018年与2019年、罗斯沃西2019年）开展田间试验。关键技术创新点包括：1）比较嗪草酮不同施用量（270与540 g ai ha^-1）与施用时机（播前混土PPI、播后苗前PSPE、苗后POST）的防控效果；2）评估双氟磺草胺（diflufenican）作为苗后补充施用的作用；3）以常规扁豆中登记使用的特丁津（terbuthylazine）为对照；4）结合气象数据（图1）分析降雨对除草剂活性的影响。杂草密度测定采用0.25 m²样方，作物安全性通过可视化损伤评分与产量测定评估。

杂草防控效果

所有除草剂处理均显著降低两种杂草密度（表3）。嗪草酮540 g ai ha^-1的防控效果最优，其PSPE与POST施用（无论是否添加双氟磺草胺）在三个试验点均实现苦苣菜与刺莴苣的持续控制。值得注意的是，嗪草酮270 g ai ha^-1 PSPE配合双氟磺草胺POST处理在梅特兰2019年对苦苣菜的防控效果显著提升，表明低剂量配合不同作用机理的除草剂具有协同潜力。特丁津处理虽有效，但整体逊于高剂量嗪草酮方案。

1.1.1 嗪草酮用量效应

高剂量嗪草酮（540 g ai ha^-1)对苦苣菜的防控效果显著优于低剂量（270 g ai ha^-1)，尤其在PSPE单独施用条件下。例如在梅特兰2019年，高剂量PSPE处理将苦苣菜密度降至接近零，而低剂量处理残留种群较多。剂量效应在配合双氟磺草胺时差异缩小，凸显配伍处理的稳定性。

施用时机与双氟磺草胺补充效应

PSPE与POST时机总体无显著差异，但梅特兰2019年数据显示，嗪草酮PSPE配合双氟磺草胺对刺莴苣的防控优于POST处理。研究者推测这与双阶段施药可控制多批次萌发杂草有关。双氟磺草胺的添加显著增强了低剂量嗪草酮（270 g ai ha^-1) PSPE对苦苣菜的防控效果，但对高剂量嗪草酮或POST施用的增效有限。

与特丁津处理对比

特丁津增量（750 vs 1050 g ai ha^-1)未提升防控效果。虽然特丁津对刺莴苣的防控与最佳嗪草酮处理相当，但对苦苣菜（尤其在梅特兰2018年）的防控效果显著弱于高剂量嗪草酮方案。这凸显当前登记剂量特丁津在抗性杂草面前的局限性。

降雨条件的影响

降雨模式显著影响土壤吸收型除草剂（嗪草酮、特丁津）的活性。梅特兰2018年均匀分布的降雨促进除草剂根系吸收，而2019年罗斯沃西的集中强降雨可能加剧淋溶风险。尽管如此，M043品系在所有试验点均未出现药害，证明其耐性稳定性。

作物安全性与产量

所有除草剂处理对M043扁豆的建植与产量均无负面影响（表4）。尽管两个试验点在PPI/PSPE施药后出现超过30 mm强降雨（常规扁豆药害风险条件），但仅见双氟磺草胺引起的短暂叶片白化现象，未影响最终产量。M043品系对嗪草酮的耐受剂量达常规品种的33倍，为高风险降雨区安全使用高剂量除草剂提供保障。

本研究证实耐嗪草酮扁豆品系M043可安全有效地防控ALS抑制剂抗性苦苣菜与刺莴苣。高剂量嗪草酮（540 g ai ha^-1)无论是PSPE还是POST施用均表现优异，且配合双氟磺草胺可增强低剂量方案的稳定性。相较于当前登记的特丁津，嗪草酮方案展现更强防控潜力，同时规避常规扁豆因降雨引发的药害风险。值得注意的是，PSII抑制剂靶标抗性常伴随适应性代价，这为抗性管理提供天然优势——在轮作中暂停使用可促进敏感生物型复苏。然而，该技术需纳入多元化除草剂轮用策略，避免重蹈ALS抑制剂抗性覆辙。这项研究为冬季谷物产区阔叶杂草综合治理提供新工具，其商业化推广将显著增强扁豆生产的可持续性。