旱田杂草抗药性动态及治理措施

抗药性杂草现状
l 全球杂草抗药性发展
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小麦 75 玉米 61 水稻 51 大豆 48 路边 34
小麦、玉米、水稻等主粮作物杂草抗性严重
抗药性杂草现状
l 全球杂草抗药性发展
Country
Total
A B C1 C2 D G K1 O Other
China
Common Lambsquarters
Chenopodium album Photosystem II inhibitors (C1/5) atrazine Canada, Ontario 1973 Corn (maize), and Cropland
61种 杂草对光系统Ⅱ、光系统Ⅰ、ALS、EPSP、PPO、ACCase、 HPPD等抑制剂产生抗性；
2013年美国报道 地肤 抗莠去津/草甘膦/氯磺隆/麦草畏 2 交互抗性（Cross resistance）：同一作用机理不同药剂
2008年丹麦报道：虞美人 （papaver rhoeas） 抗双氟磺草胺/甲基碘磺隆/苯磺隆--ALS抑制剂
Species Group
Herbicides Location Year Situation(s)
diclofop-methyl, fenoxaprop- butyl, imazapyr, metolachlor, metsulfuron-
P-ethyl, fluazifop-P-butyl, methyl, quizalofop-P-ethyl, sethoxydim,
pinoxaden, quizalofop-P-ethyl,tralkoxydim, triallate, triasulfuron, and
概念—耐药性与抗药性？
l 杂草抗药性是怎样产生的？
杂草：田间自然产生的抗药性突变个体 除草剂选择压：长期单一使用某种（类）除草剂 其他因素：单一种植某种作物 ……
靶标 除草剂
靶标 除草剂
靶标 除草剂
抗性植株
抗性种群
概念—耐药性与抗药性？
l 杂草抗药性 是杂草种群进化的一种固有自然现象，在靶标
除草剂选择压存在下得以表现，如果持续增加除草剂选择压，就 会导致杂草敏感种群发生密度降低，抗性种群逐渐猖獗。
抗性杂草
猪殃殃、播娘蒿、荠菜 猪殃殃
牛繁缕、麦家公 繁缕
棒头草、菵草 大巢菜
（日本）看麦娘 千金子 雨久花 鸭舌草 蔊菜 慈菇
通泉草、黄鹑菜、硬草 反枝苋
靶标除草剂
ALS inhibitors 苯磺隆 Synthetic Auxins 激素类 ALS inhibitors 苯磺隆 Synthetic Auxins 激素类 ACCase inhibitors 烯草酮；拿扑净等 ALS inhibitors 苯磺隆 ACCase /ALS inhibitors/光系统Ⅱ ACCase inhibitors 氰氟草酯 ALS inhibitors 苄嘧磺隆 ALS inhibitors苄嘧磺隆 ALS inhibitors苄嘧磺隆 ALS inhibitors苄嘧/吡嘧磺隆 Bipyridiliums 联吡啶类百草枯 ALS/PPO 咪唑乙烟酸/氟磺胺草醚
A 乙酰辅酶A羧化酶 B 乙酰乳酸合成酶 C 光系统Ⅱ抑制剂 D 光系统Ⅰ电子传递 G 5-烯醇丙酮酰莽草酸合成酶 K 微管组装抑制剂 O 合成激素类
中国：抗药性杂草生物型数量占第6位（43种，小麦、水稻为主）
抗药性杂草现状
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l 我国杂草抗药性杂草
低-高 中 低 低 低
2013年（张宏军等），马唐对烟嘧磺隆抗药性指数900 2014年（井秋月等），稗草对烟嘧磺隆抗药性指数14.8
l 玉米田杂草抗性发生情况
鸭跖草对莠去津抗性
鸭跖草不同地理种群遗传多样性丰富，对莠去津敏感性存在 差异，可能存在低水平抗性
pop-10
0.75
0.81
0.87
0.94
Long chain fatty acid inhibitors
Lipid Inhibitors；DOXP inhibitors
clethodim, clodinafop-
chlorpropham, chlorsulfuron, clomazone,
propargyl, cycloxydim,
diclofop-methyl, ethalfluralin, fluazifop-P-
糙果苋A.tuberculatus
玉米抗药性报道最多的国家：美国、加拿大、欧盟、巴西、阿根廷等
l 玉米田杂草抗性发生情况
中国：国际1例，国内7例
Common Name Large Crabgrass
Species
Digitaria sanguinalis
Group
ALS inhibitors (B/2)
Biblioteka Baidu
Coefficient
鸭跖草对莠去津剂量反应方程（21d）
pop-1 pop-2 pop-3 pop-7 pop-15 pop-19 pop-25 pop-4 pop-9 pop-10 pop-5 pop-28 pop-30 pop-6 pop-16 pop-14 pop-40 pop-35 pop-39 pop-37 pop-17 pop-23 pop-24 pop-38 pop-11 pop-12 pop-18 pop-22 pop-26 pop-29 pop-31 pop-8 pop-27 pop-13 pop-21 pop-32 pop-33 pop-20 pop-34 pop-36
全球254种杂草(148种双子叶，106种单子叶)的494个生物型对23类163种除草剂产生抗性
抗药性杂草现状
l 全球杂草抗药性发展
莠去津
66种
咪唑乙烟酸 43种
苯磺隆
43种
草甘膦
41种
甲氧咪草烟 39种
甲磺隆
38种
氯磺隆
36种
碘甲磺隆 35种
恶唑禾草灵 33种
百草枯 31种
……
排在产生抗药性杂草前15位的除草剂
1.00
鸭跖草种群对莠去津剂量-反应曲线
种群 JS-10 HB-3 JL-7 JL-1
GR50 （ g ai/hm2） 122.21 153.27 374.68 379.57
小麦田杂草抗药性发展
l 小麦田杂草抗性发生情况
全球321例抗性报道；1982年开始，3例抗药性报道
Common Name Species Group
Herbicides
nicosulfuron
Location
China, Hebei Province
Year
2010
Situation(s) Corn (maize)
国际报道：马唐对烟嘧磺隆敏感性降低（河北省）（彭学岗）
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l 玉米田杂草抗性发生情况
主要内容
l 杂草抗药性概念与现状 l 玉米小麦田杂草抗药性动态 l 杂草抗药性治理措施
概念—耐药性与抗药性？
l 敏感种
能被除草剂推荐剂量（登记剂量）杀死的杂草种（species）
l 耐药性种
除草剂杀草谱中不包含的杂草种（species）， 这些种除草剂推荐剂量（登记剂量）仍能存活。
硝磺草酮敏感种：反枝苋、苍耳、苘麻、 马唐；耐药性种：狗尾草、野黍
中国玉米田抗性杂草种类及抗性程度（国内资料）
年度 2005 2010 2013 2014 2014 2018 2018
地点 河南 河北 河北、东北 黑龙江 黑龙江 黑龙江 吉林
杂草 马唐 马唐 马唐 稗草 反枝苋 稗草 鸭跖草
药剂 莠去津 烟嘧磺隆 烟嘧磺隆 烟嘧磺隆 噻吩磺隆 莠去津 莠去津
抗性 低 低
主要杂草：稗、牛筋草、狗尾草、马唐、反枝苋、绿苋、长芒苋、 地肤、藜、苘麻、小飞蓬等
l 玉米田杂草抗性发生情况
2017年加拿大报道糙果苋对莠去津、草甘膦、咪唑乙烟酸、乳氟 禾草灵产生交互抗性；2018年美国发现其对莠去津、草甘膦、氯 嘧磺隆、氟磺胺草醚、硝磺草酮、2,4-D产生交互抗性
Common Name Species Group
and sethoxydim
trifluralin
United Kingdom
Australia, South Australia /Western Australia
精喹禾灵、拿扑净等ACCase抑制剂； ACCase、ALS、微管抑制剂等
小麦田杂草抗药性发展
l 小麦田杂草抗性发生情况
杂草： 75种 除草剂类别：对ALS、ACCase、合成激素类、微管抑制剂、脂类 抑制剂、PPO、DOXP 抑制剂、类胡萝卜素生物合成、光系统Ⅱ、 EPSP、抑制剂等产生抗性； 主要杂草种类：黑麦草、野燕麦、大穗看麦娘、看麦娘、日本看 麦娘、菵草、奇异虉草、小籽虉草、双雄雀麦、棒头草； 播娘蒿、荠菜、野胡萝卜、野芥菜、西亚蒜芥、皱匕果芥、遏蓝 菜、繁缕、猪殃殃、鼬瓣花、卷茎蓼、酸模叶蓼、苦苣菜等
43
8 15 1 2 5 2 0 5
5
Brazil
46
7 19 4 0 1 8 0 2
5
France
48
6 16 22 1 0 2 0 1
0
Canada
65
4 25 12 3 3 5 1 6
6
Australia
88
12 26 8 0 10 14 3 4 11
U.S.A.
160
15 52 26 11 6 17 6 8 19
WC12-10
CCC CGC
Pro-197-Thr
靶基因有多个突变位点，导致交互抗性
抗药性杂草现状
l 全球杂草抗药性发展
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抗药性杂草发生频度高的 三类除草剂 B类：ALS抑制剂 如抗苯磺隆、咪唑乙烟酸 C类：光系统Ⅱ抑制剂 如抗莠去津、嗪草酮 A类：ACCase抑制剂 如抗烯禾啶、精喹禾灵
Herbicides
Location Year Situation(s)
Tall Waterhemp Amaranthus tuberculatus (=A. rudis) ALS inhibitors Photosystem II inhibitors PPO inhibitors EPSP synthase inhibitors atrazine, glyphosate, imazethapyr, and lactofen Canada, Ontario 2017 Corn (maize), and Soybean
杂草抗药性的危害
杂草群落演替 超量用药：防除成本增加、作物药害、环境污染 整体化学防控体系失效
播娘蒿的抗性生物型和敏感生物型对苯磺隆的反应
玉米田杂草抗药性发展动态
l 玉米田杂草抗性发生情况
全球312例抗性报道；1973加拿大首次报道了藜对莠去津的抗性
Common Name
Species Group Herbicides Location Year Situation(s)
抗性机制
靶标位点
1、基因突变
如第197位脯氨酸突变导 致播娘蒿抗苯磺隆（ALS inhibitor） 2、基因扩增
抗草甘膦牛筋草
非靶标位点
1、吸收 2、传导
3、代谢改变
如GST、SOD、POD、P450 酶含量和活性提高 4、其它原因 “隔离”与“屏蔽”
概念—耐药性与抗药性？
l 靶基因突变：ALS抑制剂的不同突变位点
Kochia scoparia 地肤
ALS inhibitors；Photosystem II inhibitors EPSP synthase inhibitors；Synthetic Auxins atrazine, chlorsulfuron, dicamba, and glyphosate United States, Kansas 2013 Corn (maize)
Herbicides
Location
Blackgrass 大穗看麦娘 Rigid Ryegrass 硬直黑麦草
Alopecurus myosuroides Lolium rigidum
ACCase inhibitors；ALS inhibitors
ACCase inhibitors
Microtubule inhibitors；Mitosis inhibitors
烟嘧磺隆敏感种：马唐、牛筋草、稗、 反枝苋；耐药性种：苘麻、萝藦、铁苋菜
概念—耐药性与抗药性？
l 抗药性种
以前能被除草剂推荐剂量（登记剂量）杀死的杂草种（敏感种）在 除草剂推荐剂量下不能被杀死。
生产中杂草不能被靶标除草剂杀死的两种情形： 第一种情况：喷雾技术不佳，杂草植株接触除草剂量不足 第二种情况：杂草产生抗药性
敏感种内
敏感生物型
抗性生物型
（sensitive biotype）（ resistant biotype ）
或称敏感种群
或称抗性种群
概念—耐药性与抗药性？
l 多抗与交互抗性
1 多抗性（ Multiple resistance）：杂草种群对不同作用机理除草剂产生 抗性，如ALS/EPSP； ALS/ACC 。