全 文 ：抗草甘膦小飞蓬检测方法的建立
吴加军 1 , 宋小玲1 , 强　胜 1 , 耿贺利 2
(1.南京农业大学杂草研究室 ,江苏南京 210095;2.先正达(中国)投资有限公司 ,上海 200120)
　　摘要:采用温室生物测定法建立小飞蓬对草甘膦的抗性检测方法。小飞蓬幼苗长至 5 ～ 7叶期 ,单株移栽 ,
15 ～ 20叶时 , 按不同浓度处理喷施草甘膦。用药后 3 d进行第一次观察 , 记录各浓度的药害症状 ,并划分药害级
别。以后每隔 4d记录 1次 ,药害级别转化为药害综合指数。当不同处理间的药害症状有极显著差异时进行鲜
重和干重的测定。分别以所获得的药害综合指数 、鲜重 、干重和药剂剂量的对数进行回归 , 所有的数据都用 log
-logistic回归模型进行模拟。通过比较两次重复实验的结果 , 证实采用药害分级 、鲜重 、干重的方法都能较好地
反映小飞蓬受害情况和不同剂量草甘膦处理间的关系 , 但药害分级的方法是 3种方法中重复性最好的一种。
　　关键词:草甘膦;小飞蓬;抗性检测方法
　　中图分类号:S481+.4　　文献标识码:A　　文章编号:1002-1302(2006)06-0187-03
收稿日期:2006-03-14
基金项目:瑞士先正达公司与南京农业大学合作项目。
作者简介:吴加军(1980—),男 ,江苏淮安人 ,硕士生 ,主要从事草甘
膦抗性杂草调查研究工作。通讯作者:强　胜 , 教授 , 博导 , Tel:
(025)84395470;E-mail:wrl@njau.edu.cn。
　　草甘膦是美国孟山都公司 20世纪 70年代开发
的广谱灭生性除草剂 ,广泛应用于路边 、地头 、环境 、
草场 、林地 、果桑茶园等处和农田定向喷雾 ,用来防
治一年生和多年生杂草[ 1] 。草甘膦自商品化以来 ,
由于具有卓越除草性能 ,应用范围不断扩大 。随着
抗草甘膦转基因作物 (大豆 、玉米 、棉花 、油菜和甜
菜等)的培育成功 ,并大面积商品化 ,更加拓宽了草
甘膦的施用范围 ,使得本来只能灭生性除草的草甘
膦能在作物苗期施用 ,从而推动了全球草甘膦消费
量稳步提高 [ 2-3] 。我国草甘膦生产始于 20世纪 80
年代中期 ,经过近 20年发展 ,已成为草甘膦生产和
使用大国 ,而且随着国外抗耐草甘膦转基因作物在
我国的批准释放 ,草甘膦使用量还会逐年上升 。
草甘膦曾被认为是较少产生抗药性的除草剂之
一 [ 4] 。随着草甘膦的广泛应用 , 1996年首次报道澳
大利亚瑞士黑麦草(Loliumrigidum)对草甘膦产生
抗药性 ,陆续发现并报道杂草产生抗药性问题 ,迄今
已有 8种杂草包括瑞士黑麦草[ 5-6] 、小飞蓬(Conyza
canadensis)[ 7-8] 、野塘蒿(Conyzabonariensis)[ 9] 、牛
筋草 (Eleusineindica)[ 10-11] 、多花黑麦草 (Lolium
multiflorum)[ 12] 、长叶车前(Plantagolanceolata)[ 9] 、
豚草(Ambrosiaartemisifolia)和长芒苋(Amaranthus
palmeri)等对草甘膦产生了抗药性。
这表明同其他除草剂一样 ,杂草对草甘膦也会
产生抗药性。如果大量杂草对草甘膦产生抗药性 ,
转基因抗草甘膦作物依赖的基础将不复存在 ,绿色
革命建立的化控体系将被彻底打破 ,杂草控制问题
将复归到最原始的状态 。目前 ,监测杂草抗药性 ,有
助于对抗性杂草种群的产生作出早期预测 ,为建立
合理的除草剂轮用体系和杂草综合防治技术体系提
供科学依据 ,也可以为国家杂草控制策略 、除草剂生
产 、推广应用以及转基因抗除草剂作物的推广应用
的宏观控制体系提供基础信息 。
研究表明 ,生物测定法是检测草甘膦抗性杂草
的有效方法。目前应用的生物测定法有两种 ,一是
培养皿实验;二是盆钵试验。培养皿生物测定已被
报道成功地应用于多花黑麦草对草甘膦抗性检
测[ 12] 。盆钵实验则成功地用于对小飞蓬 [ 7] 、多花黑
麦草 [ 12] 、瑞士黑麦草 [ 5]的草甘膦抗性检测。
目前 ,我国尚未有关于草甘膦抗性杂草的研究
报道 。为了获得我国的草甘膦抗性杂草的基础信
息 ,有必要建立一种快速 、可行的检测方法 。为此 ,
我们于 2003年 9月开始对草甘膦抗性杂草的检测
方法进行了研究 ,以期为开展草甘膦抗性杂草的检
测和监测奠定必要的技术基础 。
1　材料与方法
1.1　材料
用于检测的小飞蓬种子收集于南京市沧波门地
区的路边 。除草剂商品名为农旺(41%草甘膦异丙
—187—江苏农业科学　2006年第 6期DOI :10.15889/j.issn.1002-1302.2006.06.069
胺盐水剂),浙江新安江化工有限公司生产。实验
容器包括塑料盒(22cm×15cm×7cm)和一次性塑
料口杯(5cm×5cm×8cm)。土壤为菜园土与草木
灰混合物(2 ∶1)。其他材料包括洒水壶 、手持式喷
雾器 、棉纱布等。
1.2　方法
1.2.1　播种　试验于 2003年 9月到 10月在南京
农业大学温室进行 。将供试泥土装入供试塑料盒 ,
反复洒水 4 ～ 5次 ,使盒中土壤完全被水浸透。取待
测种子均匀播撒于盒中 ,播种量根据种子活力和大
小适当增减 。播完种后适当铺撒薄土于种子表面 ,
喷湿土面 ,使草种与土壤充分接触 。立即用 150目
尼龙纱网罩住播种盒(防止外界杂草种子飘进去),
置于光照充足的温室中 。温室的温度保持在 25 ～
30 ℃之间 。此后每天用手持式喷雾器喷水 ,不用冲
力较大方式浇水 ,以免冲动草种;保证盒中不积水 ,
以免草种腐烂影响出苗。拔除非目标杂草 。
1.2.2　移苗　用打孔器在一次性塑料杯底中部打
出约 1 cm左右的圆孔 。将供试土装入杯中 ,反复洒
水使杯中土壤完全湿透后备用。待苗长至 5 ～ 7叶
期 ,选择生长均匀一致的苗移栽到装有腐殖质肥的
一次性塑料口杯中。每杯移入 1株幼苗。移苗后置
于阴凉处缓苗 4 ～ 5 d,定根后再移至阳光充足的地
方 ,每天定时浇水 ,拔除非目标杂草。
1.2.3　药剂处理
1.2.3.1　喷药均匀度的测试　为了确保喷药均匀 ,
先以蓝墨水(奥林丹牌)代替除草剂进行预喷实验 ,
以检测喷施的均匀性。具体方法是在 1 m2的正方
形区域内均匀放置直径 12 cm的玻璃培养皿 9个 ,
分别吸取墨水 4ml、2 ml、1 ml定容至 100 ml,用喷
雾器在 1 m2内匀速喷洒 ,每个浓度 3次重复 ,收集
培养皿中的落液 ,定容至 10 ml,在波长 310 nm(蓝
墨水最高吸收波长)处测其吸光值 ,采用 SPSS软件
进行方差分析 ,综合评价喷药的均匀度。
1.2.3.2　喷药方法和浓度设置　采用手持式喷雾
器喷施供试药剂 。药剂实验浓度依次为 0、35、70、
140、280、560、1 120、2 240、4 480、8 960ga.i./hm2。
施药后 48h内杂草叶面不能湿水 ,将处理完的植株
放置于盛水的托盘中 ,通过杯子底部的圆孔渗水。
1.2.4　药害症状的观察和回归方程的建立与 ED50
值的计算　喷药后 3d左右开始进行第一次观察并
记录分级 ,以后每隔 4 d进行一次观察分级 ,在处理
后 8 ～ 12 d药害症状差异明显时 ,分别测定与记录
药害分级 、地上部鲜重和干重 ,所得数据通过 SAS
统计软件 ,用 Logistic方程进行回归 [ 7] ,得到回归方
程:Y=C+(D-C)/(1+exp(b×ln(X/ED50)。药
害综合指数 =1-[ ∑ (该级别代表值 ×该级别的观
察株数)/(所有观察株数 ×5)] 。利用回归方程 ,计
算 ED50值 。南京采集的小飞蓬经同样的方法两次
检测后 ,比较药害分级 、测定地上部鲜重和干重 3种
方法的优缺点 。确定最佳方法 。药害分级的标准如
下 , CK:无症状;1级:心叶轻微萎蔫或无显著变化 ,
植株整体轻微萎蔫(叶片变为暗绿 , 叶片下垂 );2
级:心叶萎蔫 (下垂),心叶叶缘变黄 ,植株整体萎
蔫 ,叶片从叶尖开始黄化卷曲 ,部分叶片出现枯斑 ,
植株生长受抑制;3级:心叶黄化卷曲 ,部分畸形萎
缩 ,植株整体褪绿黄化 , 枯叶面积增大 (40% ～
70%),植株生长受抑制 ,并有萎缩的趋势;4级:心
叶畸形卷曲 ,黄化严重并有枯斑出现 ,植株整体黄化
严重 ,枯叶面积达到 70%以上 ,植株萎缩 ,生长停
滞;5级:植株严重萎缩 ,枯死面积达到 95%以上 ,仅
余少量黄化严重的心叶 ,或整株死亡。
2　结果与分析
2.1　播种
采用 1.2.1描述的播种方法 ,小飞蓬一般在播
种后 2 ～ 4 d出苗 ,根据种子情况不同 ,出苗率大概
在 40% ～ 85%,通常当年刚采集的种子活力较高 ,
萌发率在 80% ～ 90%左右 ,由于小飞蓬的种子没有
休眠期 ,种子成熟后播种即可出苗 。因此 ,在做生物
测定实验时用当年采集的种子可以获得理想的出
苗率 。
2.2　移苗
采用 1.2.2描述的移苗方法 ,在 5 ～ 7叶期移
苗 ,小飞蓬的平均存活率达到 80%以上 。由于移苗
时选择移栽大小一致的幼苗 ,可保障喷药处理具有
更好的重复性和可比性 。
2.3　喷药均匀度测试
测试结果经方差分析表明 ,稀释不同倍数的药
液在供试的喷雾方法下各点的药液量都无极显著差
异 ,除稀释 50倍第 3点和第 6点有显著差异外 ,其
他各稀释倍数下各点都无显著差异(表 1)。这说明
采用本试验的喷雾方法基本能达到均匀 。
2.4　最佳检测方法的确定
同时采用药害分级 、测定地上部鲜重和干重的
方法两次检测小飞蓬的 ED50值(表 2、表 3)。结果
—188— 江苏农业科学　2006年第 6期
表 1　喷药均匀度测试结果
喷药位置
(培养皿号)
均匀度
100倍液 50倍液 25倍液
1 0.157Aa 0.299Aab 0.561Aa
2 0.157Aa 0.297Aab 0.56Aa
3 0.157Aa 0.296Ab 0.561Aa
4 0.157Aa 0.301Aab 0.561Aa
5 0.157Aa 0.298Aab 0.562Aa
6 0.154Aa 0.304Aa 0.563Aa
7 0.156Aa 0.303Aab 0.562Aa
8 0.155Aa 0.302Aab 0.562Aa
9 0.160Aa 0.303Aab 0.561Aa
　　注:A表示在 0.01水平上差异 , a、b表示在 0.05水平上差异。
表 2　小飞蓬草甘膦抗性检测结果比较
重复 反应参数种类 剂量反应曲线 相关系数
重复 1 鲜重 Y=0.184+0.704/[ 1 +(X/2.888 2)11.329 5] 0.963＊＊
干重 Y=0.003 3 +0.138 2/[ 1 +(X/3.145 6)9.401 3] 0.953＊＊
药害分级 Y=1 /[ 1+(X/2.762)8.644 2] 0.979＊＊
重复 2 鲜重 Y=0.007 071+2.003 243/[ 1+(X/2.141 4)8.439 3] 0.905＊＊
干重 Y=0.002 3+0.298 943/[ 1 +(X/2.153 4)8.176 3] 0.911＊＊
药害分级 Y=0.028 6 +0.685 7/[ 1 +(X/2.241 5)7.003 9] 0.927＊＊
　　注:＊表示 0.05水平显著差异 , ＊＊表示 0.01水平显著差异。
表 3　小飞蓬草甘膦抗性检测 3种反应参数
ED50值(ga.i./hm2)及其比值
项目 鲜重法 干重法 药害分级法
重复 1 316.94 573.303 237.019
95%置信区间 241.82 ～ 415.42 423.725 ～ 775.504 192.435 ～ 292.001
重复 2 138.484 142.364 174.381
95%置信区间 114.578 ～ 167.379 117.788 ～ 172.068 123.538 ～ 246.263
ED50重复 1 /重复 2 2.29 4.03 1.36
表明药害分级的 ED50比值最小 ,而鲜重和干重的比
值都较大 ,相差 2 ～ 4倍左右 ,因此采用药害分级方
法重复性较好。喷施草甘膦的小飞蓬叶片呈现斑块
状坏死或枯黄 ,在检测中很难精确称量鲜重 ,同时鲜
重受水分影响较大 ,采用鲜重指标检测重复性差 ,操
作有一定难度。采用干重虽克服了水分影响 ,但干
重是在鲜重的基础上获得数据 ,依然存在操作难 、重
复性差的缺点。而采用药害分级的方法相对容易操
作 ,受水分的影响小 ,且在整个检测过程中可以随时
对检测对象进行分级统计。因此我们认为 ,药害分
级的方法是检测小飞蓬草甘膦抗性的较好方法 。
3　讨论
除草剂抗性检测是生物测定法的一种 ,如同其
他生物测定法一样 ,生物测定材料即植株生长的一
致性是首要的条件[ 13] ,这是实验可靠性的重要保证
之一。本实验采取先大量育苗 ,再移苗的方法保证
获得生长比较一致的植株 。
药剂喷施方法也是确保实验成功的重要因素 ,
原本应用喷雾塔喷药来保证喷药时压力 、流速 、浓度
的一致性 ,但是由于小型喷雾塔一次能够处理的植
株数量太少 ,不能满足大规模筛选的要求。而大型
喷雾塔由于价格昂贵 ,成本较高 。我们通过改进喷
施方法 ,在不需要依赖大型喷雾装置的情况下可以
保证喷药的均匀一致性 。
建立杂草抗草甘膦检测方法的实验结果表明 ,
在药害指数 、鲜重和干重 3种反应参数中 ,药害指数
能很好的反应经处理后的小飞蓬随草甘膦浓度增加
的反应趋势 ,并具有较好的重复性 。这与其他实验
的报道不一样 [ 5, 7, 12] ,可能是由于实验环境不同造成
的。但只要处理间的条件一致 ,药害指数较鲜重和
干重能更直观地反映出杂草经除草剂处理后的反应
结果 。此外 ,由于杂草的药害症状可以连续观察 ,可
以跟踪杂草在喷药处理后各个时间段的连续变化趋
势 ,更有利于了解杂草对除草剂的抗性情况 。
参考文献:
[ 1]任不凡.草甘膦及其研究进展 [ J] .农药 , 1998, 37(7):1-3.
[ 2]向文胜.抗除草剂草甘膦转基因作物 [ J] .东北农业大学学报 ,
1998, 29(1):92-98.
[ 3]傅定一.草甘膦的第二次机遇 [ J] .农药 , 2002, 41(10):1-5.
[ 4]向文胜 ,王相晶 ,任天瑞 ,等.除草剂草甘膦不易产生抗性的机理
[ J] .世界农药 , 2002, 24(5):17-19.
[ 5] PratleyJ, UrwinN, StantonR, etal.ResistancetoglyphosateinLoli-
umrigidum.I.Bioevaluation[ J] .WeedScience, 1999, 47(4):405
-411.
[ 6] SimarmataM, KaufmannJE, PennerD.Potentialbasisofglyphosate
resistanceinCaliforniarigidryegrass(Loliumrigidum)[ J] .Weed
Science, 2003, 51(5):678-682.
[ 7] VanGesselMJ.Glyphosate-resistanthorseweedfromDelaware
[ J] .WeedScience, 2001, 49(6):703-705.
[ 8] RogersCB.GlyphosateresistanceinHorseweed(Conyzacanaden-
sis)fromawesternKentuckyfarm[ G] ∥Proceedings, Southern
WeedScienceSociety.56:360.
[ 9]王　萍 , 周志强 , 江树人 ,等.杂草对草甘膦的抗性及抗性治理
[ J] .农药科学与管理 , 2004, 25(5):18-22.
[ 10] DolJ.GlyphosateresistanceinanotherplantResistant-Pest-
Management[J].2000, 11(1):5-6.
[ 11] LeeLJ, NgimJ.Afirstreportofglyphosate-resistantgoosegrass
[ Eleusineindica(L.)Gaertn] inMalaysia[ J] .PestManagement
Science, 2000, 56(4):336-339.
[ 12] PerezA, KoganM.Glyphosate-resistantLoliummultiflorumin
Chileanorchards[ J].WeedResearch, 2003, 43:12-19.
[ 13]宋小玲 ,马　波 ,皇甫超河 ,等.除草剂的生物测定 [ J].杂草科
学 , 2004(3):1-5.
—189—吴加军等:抗草甘膦小飞蓬检测方法的建立