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介绍
对芽前除草剂具有抗药性的牛筋草种群的发生率不断增加(Breeden 等,2017)。参考文献 Breeden、Brosnan、Breeden、Vargas、Eichberger、Tresch 和 Laforest2017年;麦卡洛等人。参考 McCullough、Yu 和 Barreda2013年;麦克尔罗伊等人。参考 McElroy、Head、Whetje 和 Spak2017)迫使草坪管理者依靠芽后(POST)除草剂来控制匍匐翦股颖草坪内的牛筋草。匍匐翦股颖中牛筋草的后期控制选项有限。精恶唑禾草灵可以有效地控制匍匐翦股颖内的牛筋草,但前提是对二叶期牛筋草多次施用,最大标记施用量为 18 g ha −1(Leibhart 等,2017)。参考 Leibhart、Sousek、Custis 和 Reicher2014)。Speedzone®(PBI-Gordon Corporation,肖尼,堪萨斯州)是一种阔叶除草剂,含有唑草酮、麦草畏、2,4-D 和甲基氯苯氧基丙酸 (MCPP),可以控制牛筋草,但标签规定的 4 周重复施用间隔通常会导致效果变化结果(卡罗尔等人。参考卡罗尔、布鲁斯南和布里登2021 年;莱布哈特等人。参考 Leibhart、Sousek、Custis 和 Reicher2014)。
Topramezone 是一种抑制 4-羟基苯基丙酮酸双加氧酶(HPPD;被美国杂草科学学会归类为第 27 类除草剂)的除草剂,可以控制冷季型草坪中的成熟牛筋草(Cox 等,2016)。参考 Cox、Rana、Brewer 和 Askew2017),但它有可能以标明的比率伤害匍匐翦股颖草坪(Brewer参考 Brewer、Willis、Rana 和 Askew2017年;埃尔莫尔等人。参考文献 Elmore、Brosnan、Armel、Kopsell、Best、Mueller 和 Sorochan2015)。由于这种潜在的伤害,草坪管理者采用了多种方法来减轻顶草区对匍匐翦股颖的伤害,包括频繁的低剂量施用。频繁、低剂量施用topramezone可以有效控制牛筋草,而不会造成不可接受的伤害匍匐翦股颖(Brewer和Askew)参考 Brewer 和 Askew2021),但频繁使用topramezone增加了除草剂处理与其他农用化学品混合以实现实用性的可能性。
草坪管理者经常在一个罐中混合多种农用化学品,以减少施用成本和喷雾设备造成的压实。由于植物生物化学的变化,化学外加剂可以改变除草剂的吸收、易位或代谢(Akobundu 等,2017)。参考 Akobondu、Sweet 和 Duke1975),化学混合物已被用来减少topramezone对草坪的伤害(Boyd等人,参考文献 Boyd、McElroy、Han 和 Guertal2021 年;布鲁尔等人。参考 Brewer、Craft 和 Askew2021)。当螯合铁时,狗牙根(Cynodon dactylon L. Pers.)的植物毒性会降低(Boyd 等人,2017)。参考文献 Boyd、McElroy、Han 和 Guertal2021)与topramezone混合。赛克津混合物通过减少白色变色并降低topramezone比率来实现牛筋草控制,从而改善狗牙根对topramezone的反应(Brewer等人,2015)。参考 Brewer、Craft 和 Askew2021)。单独添加二氯喹啉酸,或绿草定、2,4-D + 麦草畏 + MCPP + 唑草酮也可以减少与topramezone相关的狗牙根漂白(Brewer等,2017)。参考文献 Brewer、McCurdy、Elmore、Askew 和 Richard2016年;卡罗尔等人。参考卡罗尔、布鲁斯南和布里登2021 年;考克斯等人。参考 Cox、Rana、Brewer 和 Askew2017)。当topramezone与除草剂安全剂解毒喹混合时,匍匐翦股颖草坪受到的伤害较小(Elmore等,2017)。参考文献 Elmore、Brosnan、Armel、Kopsell、Best、Mueller 和 Sorochan2015)。此外,铁螯合物、多效唑和草坪色素混合物可改善匍匐翦股颖对topramezone的反应(Goncalves参考贡萨尔维斯2019)。尽管化学外加剂已被充分证明可以影响植物对topramezone的反应,但之前的研究尚未评估topramezone与杀菌剂的相互作用。
由于在高度管理的草坪上频繁使用,杀菌剂可能会与除草剂混合或在施用除草剂后几天内施用。尽管尚未报道杀菌剂对topramezone杂草控制效果的影响,但先前的研究已经评估了种植系统中其他除草剂与杀菌剂的组合。兰卡斯特等人。(参考兰开斯特、乔丹、约克、伯克、科尔宾、谢尔顿、威尔卡特和蒙克斯2005 a) 发现,嘧菌酯、啶酰菌胺、唑菌胺酯和百菌清与烯草酮或稀禾定混合使用时,可以减少对花生作物上大马唐 ( Digitaria sanguinalis L. Scop.) 的控制。兰卡斯特等人。(参考兰开斯特、比姆、拉尼尔、乔丹和约翰逊2007)还发现,当使用双氯磺草胺时,唑菌胺酯和百菌清会降低对普通豚草(Ambrosia artemisiifolia L.)的控制,但当使用 2,4-DB 时,百菌清不会影响高牵牛花(Ipomoea purpurea L.)的控制(Lancaster 等,2007)。参考兰开斯特、约旦、约克、威尔卡特、蒙克斯和勃兰登堡2005 年b). 相比之下,多种杀菌剂并没有影响草甘膦对几种杂草的功效(Gricher 和 Prostko)参考格里彻和普罗斯特科2009)或用甲马烟控制黄莎草(Cyperus esculentus L.)(Jordan 等人,2009)。参考乔丹、兰开斯特、拉尼尔、拉西特和约翰逊2009)。
先前的研究表明,杀菌剂可以改变草坪系统的除草性能,例如在圣奥古斯丁草中使用唑啉草酯发生的情况[ Stenotaphrum secundatum (Walter) Kuntze] (Peppers et al. 2017)。参考 Peppers、Harris 和 McElroy2020)。我们假设,当将topramezone和百菌清的混合物应用于牛筋草和疾病控制时,情况也可能如此。由于百菌清是草坪草上最常用的杀菌剂(美国 EPA 2017)并以多种配方上市,我们进行了研究,以检验在草坪系统中与两种常用的百菌清配方混合时,topramezone 对牛筋草的控制效果。这些研究首次探讨了杀菌剂混合物如何影响topramezone对杂草的控制,也是首次比较两种杀菌剂配方对除草功效的影响。我们的第一个目标是确定百菌清混合物如何改变牛筋草控制和生物量以响应五种topramezone剂量。我们的第二个目标是评估单独使用topramezone或与两种百菌清制剂混合对冷季草坪中牛筋草的控制作用。
材料和方法
牛筋草对单独使用苯吡草酮以及与百菌清联用的速率响应
2021 年 2 月至 3 月期间,在弗吉尼亚州布莱克斯堡 (北纬 37.23°,西经 80.44°) 的 Glade Road 研究设施启动了两项温室试验,以评估牛筋草对五种 topramezone 的反应(Pylex ® ;巴斯夫公司,北卡罗来纳州三角研究园) )单独施用或与百菌清(Daconil Weatherstik ® ;Syngenta Crop Protection LLC)联合施用。两项试验均采用随机完整区组设计,每项重复四次。处理按照五乘二的因子排列进行排列,其中有五个水平的topramezone率和两个水平的百菌清(包括或不包括)。所检查的topramezone的五个比率分别为0、1、2、4和6 g ae ha -1,以及百菌清的单一比率(7,400 g ai ha -1)用topramezone的所有比率进行检查。与典型标签推荐的施用量相比,本研究中检查的施用量相对较低,以模拟通常用于匍匐翦股颖草坪的低剂量、频繁施用方案。所有治疗均在初次施用后 3 周重新施用。施用时牛筋草正处于5至8分蘖生长期。使用经校准以提供280 L ha -1的CO 2加压喷雾室施用除草剂压力为 289 kPa,并配备单个 TeeJet 8002(伊利诺伊州格伦代尔高地喷涂系统)甚至扁扇形喷嘴。所有含有topramezone的处理均使用0.5% v/v的甲基化种子油(MSO)(Dyne-Amic®;Helena Chemical Company,Collierville,TN)。第二次施用后 3 周评估牛筋草视觉控制百分比。在收集对照数据的同时收集地上牛筋草生物量。将植物材料干燥 1 周,然后称重。
使用 SAS 软件(版本 9.2;SAS Institute Inc,Cary,NC)对数据进行方差分析,并使用 SAS 软件(9.2 版;北卡罗来纳州卡里市 SAS Institute Inc)对数据进行方差分析,以评估主效应以及topramezone 剂量、百菌清混合物和试验的主要影响和所有可能的相互作用。重复对可见牛筋草损伤和干重的影响。使用 SigmaPlot(14.0 版;Systat Software,San Jose,CA)对显着的 topramezone 剂量反应进行非线性回归。将目视估计的牛筋草控制数据拟合到三参数 S 形模型方程(方程 1):
其中f代表相对于未处理对照的可见损伤百分比,x代表 topramezone 率,a、b和x 0代表回归参数。该方程用于计算相对于未处理的对照,单独使用topramezone以及与百菌清组合观察到50%(C 50 )牛筋草控制的比率。干重数据符合双参数指数衰减模型(方程式 2):
其中f表示重量占未处理对照的百分比,x表示 topramezone 率,a和b表示回归参数。该方程用于计算相对于未经处理的检查,单独使用topramezone以及与百菌清组合观察到的干重减少50% (WR 50 )的比率。对所得的C 50和WR 50值进行方差分析,并使用Fisher 保护的LSD 检验将平均值分离为P ≤ 0.05。
牛筋草对单独使用苯吡草酮以及与两种百菌清制剂组合的反应
实地试验于 2021 年夏季在弗吉尼亚州布莱克斯堡的弗吉尼亚理工大学高尔夫球场 (VT) 和新泽西州北不伦瑞克的罗格斯霍特农场 2 (RU)(北纬 40.47°,西经 74.42°)启动,以评估牛筋草单独使用两种比例的topramezone 以及与两种百菌清制剂组合进行控制。处理被安排在随机完整区组、析因设计中,其中包括两种水平的topramezone和三种水平的杀菌剂混合物的所有组合。还包括未处理的对照比较。topramezone 的两个水平分别为 3.7 和 6.1 g ae ha −1。所有含topramezone 的处理均使用0.5% v/v 的MSO。三种浓度的杀菌剂分别为不含百菌清混合物、单独百菌清以及百菌清加苯并苯并-S-甲基(S-甲基1,2,3-苯并噻二唑-7-硫代甲酸酯;Daconil Action;Syngenta Crop Protection LLC)。两种制剂的百菌清比率均为7,400g ai ha -1,苯并-S-甲基比率为14 g ai ha -1。根据需要重新应用所有处理,以达到可接受的(>80%)牛筋草控制,仅使用topramezone以6.1 g ae ha −1施用。仅在 VT 首次施用后 2 周重新施用治疗,因为在 RU 的单次施用已实现显着控制。在 VT 进行的这项研究是在一条球道上进行的,该球道由匍匐翦股颖和多年生黑麦草草坪的混合物组成,剪草高度保持在 1.5 厘米。在本试验开始时,各地块的牛筋草覆盖率平均为 25% 至 35%,并且在最初施用时间时有 3 至 5 个分蘖。RU 进行的研究以多年生黑麦草为对象,修剪高度保持在 4 厘米;各地块的牛筋草覆盖率平均为 20% 至 30%。RU试验于2021年7月20日启动。VT试验于2021年7月21日启动,并于2021年8月6日重新应用治疗。Prodiamine(Barricade 4FL;先正达作物保护有限责任公司 (Syngenta Crop Protection LLC) 在第二次施用后应用于所有地块,以减少与未暴露于 POST 施用的新发芽植物相关的评级误差。Prodiamine 施用量为 1,261 g ai ha−12021 年 8 月 7 日对所有地块进行控制。在初次施用 (DAIT) 后 7、14 和 21 天对牛筋草控制进行目视评估。控制以百分比形式评估,其中0%等于无控制,100%等于完全牛筋草控制。在 42 DAIT 时,使用线相交计数评估牛筋草覆盖率百分比,其中包括每块地块处理部分内 6.35 厘米(2.5 英寸)增量的 70 个相交。每个交叉点被评为含有牛筋草或不含牛筋草。通过比较每次复制中未处理检查中的牛筋草覆盖度与每个处理过的小区中的覆盖度,根据线交叉计数确定牛筋草对照。对牛筋草对照数据进行方差分析并划分平方和,以评估试验地点、topramezone 比率和杀菌剂混合物的相互作用。
结果与讨论
牛筋草对单独使用苯吡草酮以及与百菌清联用的速率响应
对于牛筋草 C 50和 WR 50,topramezone 剂量和百菌清混合物的相互作用是显着的 (P < 0.05) ,并且不依赖于试验 (P > 0.05)。所得的 C 50和 WR 50值受百菌清混合物的显着影响(P < 0.05)。回归分析表明,导致不超过30%控制的topramezone的较低比率受百菌清混合物的影响最小(图 1)。当以较高剂量施用topramezone时,可以测量到牛筋草对照中百菌清的减少(图 1),这显着改变了C 50值(表 1)。Topramezone 用量为 3.68 g ae ha-1单独控制牛筋草 50%,当添加百菌清时,需要额外增加 28% 的 topramezone 才能匹配此控制水平。当与百菌清结合施用时,需要更高的topramezone比例才能实现地上生物量的减少(图 2)。单独使用 3.04 g ae ha -1 topramezone时,牛筋草生物量减少了 50% ,但使用 5.27 g ae ha -1当添加百菌清时,需要使用topramezone,或者多73%来匹配生物量减少水平。这些结果表明,百菌清对苯丙草酮引起的短期可见牛筋草植物毒性的影响很小,但它降低了对牛筋草生长和随后死亡率的总体影响。剂量反应研究的结果与我们最初的假设一致,即添加百菌清会降低topramezone对牛筋草的除草活性,并表明有必要进行额外的实地研究。
牛筋草对单独使用苯吡草酮以及与两种百菌清制剂组合的反应
在 14 和 42 DAIT 时,百菌清混合物与topramezone率之间的相互作用是显着的(P < 0.0001)并且不依赖于试验地点(P > 0.56)。因此,在这些评级时间点汇集了牛筋草控制数据。单独使用 6.1 g ae ha -1的topramezone对牛筋草的控制在VT和RU下分别为80%和82%(数据未显示)。因此,尽管在 VT 进行了两次处理,在 RU 只进行了一次处理,但各地点之间的牛筋草控制水平相似。需要在 VT 而不是 RU 进行第二次处理可能是因为 VT 的平均降雨量为 24 mm wk -1 ,而 VT 的平均降雨量为 53 mm wk -1RU(数据未显示)和 VT 缺乏灌溉。根据 Shekoofa 等人报告的结果,有限的水可能会降低 VT 位置的 topramezone 活性。(参考文献 Shekoofa、Brosnan、Vargas、Tuck 和 Elmore2020)。
在 14 和 42 DAIT 时,按 6.1 g ae ha -1施用的 topramezone对牛筋草的控制效果比按 3.7 g ae ha -1施用的 topramezone 的控制效果高 13% (当对各种外加剂水平进行平均时)(表 2 ))。无论速率或评估日期如何,百菌清和百菌清加苯并苯唑-S-甲基均显着降低了苯草酮对牛筋草的控制效果。相对于单独施用的苯吡唑草酮,无论速率或评估日期如何,百菌清和百菌清加苯并苯唑-S-甲基均显着降低了牛筋草的控制效果。在 14 DAIT 时,单独使用百菌清和百菌清加苯并苯唑-S-甲基分别将单独使用苯吡草酮的牛筋草防治效果从 64% 降低到 48% 和 44%。同样,在 42 DAIT 时,与单独施用 topramezone 相比,两种含百菌清的混合物均可将牛筋草控制减少 21% 至 28%。
这些数据表明添加任一百菌清制剂都会降低topramezone对牛筋草的控制。这是草坪系统中 topramezone 拮抗作用的第一份报告。然而,在农业生产中已经观察到了topramezone拮抗作用。例如,当草甘膦应用于印第安纳州的抗草甘膦巨型豚草(Ambrosia trifida L.)时,草甘膦会拮抗topramezone(Harre等,2017)。参考 Harre,《Young and Young》2018)。接触性除草剂苯嘧磺草胺和敌稗拮抗了水稻(Oryza sativa L.)生产中稗草( Echinochloa crus-galli L. Beauv.)的topramezone控制(Moore 2019)。此外,当与抑制乙酰乳酸合酶的除草剂联合使用时,HPPD 抑制性除草剂的功效通常会降低(Kaastra 等人,2015)。参考 Kaastra、Swanton、Tardif 和 Sikkema2008)。
尽管通过本研究无法确定含百菌清产品减少topramezone牛草控制的机制,但Lancaster等人。(参考兰开斯特、乔丹、约克、伯克、科尔宾、谢尔顿、威尔卡特和蒙克斯2005 a) 发现,当以混合物形式施用时,百菌清可减少稀禾定和烯草酮的吸收约 14%。根据其他研究中的速率反应,topramezone 吸收的类似减少预计会减少牛筋草的控制(Brewer 等,2017)。参考 Brewer、Craft 和 Askew2021)。然而,研究人员尚未评估与百菌清一起使用时topramezone 的吸收情况。此外,在含百菌清的产品中添加 MSO 可能会轻微损害牛筋草,因为与 MSO 一起添加配制的杀菌剂会累积表面活性剂负荷。这些研究中评估的两种百菌清配方的标签不鼓励使用表面活性剂混合物,以减少草坪损伤的可能性(Anonymous 2018,2022 )。罗宾逊等人。(参考 Robinson、Cowbrough、Sikkema 和 Tardif2013 )观察到当戊唑醇与2,4-D和溴苯腈等除草剂一起施用时,小麦(Triticum aestivum L.)出现短暂损伤。当百菌清与唑啉草酯和 MSO 一起施用到圣奥古斯丁草时,观察到短暂损伤(Peppers 等人,2016)。参考 Peppers、Harris 和 McElroy2020)。对小麦和圣奥古斯丁草的这种短暂损伤的描述与表面活性剂引起的损伤一致;然而,两项研究均未收集支持这一说法的数据。在当前的研究中,与百菌清制剂所伴随的额外表面活性剂负载相关的损伤是合理的,但在规定的评级日期没有观察到。
温室速率响应筛选的结果表明,当与百菌清联合施用时,topramezone 不会对牛筋草的控制超过 80%,除非它以上述标记的速率施用到匍匐翦股颖草坪上。对于稀禾定和烯草酮,通过将百菌清与这些除草剂结合使用,增加的除草剂用量克服了大马唐控制的减少(Lancaster 等,2017)。参考兰开斯特、乔丹、约克、伯克、科尔宾、谢尔顿、威尔卡特和蒙克斯2005 年a)。在这项研究中,评估了匍匐翦股颖的最大topramezone施用量(6.1 g ae ha -1),但不足以减轻百菌清对topramezone控制牛筋草的拮抗作用。然而,通过增加topramezone施用的总数可以潜在地克服牛筋草控制的减少。先前的研究表明,通常需要多次施用topramezone来控制牛筋草(Brewer等人,2017)。参考 Brewer、Craft 和 Askew2021 年;考克斯等人。参考 Cox、Rana、Brewer 和 Askew2017)。当苯草酮和百菌清同时施用时,施用额外的苯草酮来克服因混合两种产品而导致的牛筋草控制降低可能比分别施用苯草酮和百菌清所涉及的劳动力和燃料更经济。所涉及的经济性将取决于所采用的草坪管理、地区劳动力和燃料成本以及管理投入的可用时间。美国高尔夫球场管理者协会进行的一项广泛调查发现,劳动力、杀菌剂和除草剂分别占高尔夫球场平均年度预算的 55%、4% 和 2%(GCSAA 2018 ))。可以合理地假设,与混合物相比,单独施用除草剂和杀菌剂的额外劳动力成本可能会抵消杂草控制功效的任何潜在收益。根据这些研究的结果,我们可以得出结论,当以 6 g ae ha -1或更低的用量施用时,添加百菌清会降低用topramezone对牛筋草的控制。经常以 6 g ae ha −1的剂量使用topramezone 的从业者应采取预防措施单独使用该产品,而不是与百菌清一起使用,或者他们应该了解混合产品的经济价值,以及与可接受的杂草控制所需的topramezone处理数量相比如何。由于许多高尔夫球场经常使用百菌清,未来的研究应该确定是否按顺序使用topramezone和百菌清会比混合物更有效地控制杂草。如果可以的话,两者应该间隔什么时间间隔呢?同样,评估百菌清如何影响topramezone的吸收和易位可能有助于设计处理方案,以减轻由混合物引起的牛筋草控制减少的问题。
实际影响
匍匐翦股颖草坪草中的牛筋草控制选择是有限的,特别是随着牛筋草对芽前除草剂的抗药性的增加。Topramezone 可以有效地控制牛筋草,但当施用量为其他冷季型草允许的最大用量的三分之一时,topramezone 会伤害匍匐翦股颖。这导致许多最终用户在整个生长季节采用频繁、低剂量的topramezone施用方案来控制牛筋草。施用频率的增加会导致害虫防治处理之间存在更多潜在的重叠。百菌清的施用时间可能与频繁施用topramezone一致。先前的研究表明,百菌清的混合物可能会降低多种除草剂的除草功效。温室和田间研究表明,无论配方如何,百菌清与topramezone一起使用时都会降低牛筋草的控制效果。这些数据将帮助草坪管理者和推广专家了解这些组合的有害影响。通过添加有关百菌清混合物引起的负面相互作用的警告声明,可以改进topramezone标签。