典型黄壤烟田莠去津残留降解及烟草致害阈值研究

摘要  通过田间试验研究贵州典型黄壤烟田莠去津的残留和消解动态，阐明烟草的药害发生及烟草的致害阈值与安全间隔期，并分析土壤环境因素对莠去津半衰期的影响。结果表明：莠去津对烟草生长发育的抑制作用十分明显，显示为叶片瘦小、严重者畸形，老叶叶尖脉黄化。烟草株高抑制率、叶面积抑制率与莠去津施药剂量均呈极显著正相关，随莠去津施用剂量的增加，株高和叶面积的抑制率增加。莠去津在典型黄壤中降解半衰期为8.45～11.95 d，田间安全隔离期应长于48.6 d，莠去津降解半衰期与土壤有机质含量呈显著正相关，与pH和速效钾呈显著负相关，与碱解氮和有效磷含量相关性不显著。研究结果对黄壤高粱/玉米-烟草轮作系统除草剂合理施用及烟叶安全性具有重要指导价值。

关键词  黄壤烟田；莠去津；残留降解；致害阈值；安全间隔期

中图分类号  X171  文献标识码  A  文章编号  0517-6611（2024）05-0085-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.05.020

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on the Residual Degradation of Atrazine and Damage Threshold of Tobacco in Typical Yellow Soil Tobacco Fields

ZHAO Xu-ying1， PENG Liang-rui1， LI Cai-bin2 et al

（1. Tobacco Research Institute of CAAS， Qingdao，Shandong 266101;2. Bijie Tobacco Branch Company， Bijie， Guizhou 563000）

Abstract  Field experiments were conducted to study the residue and degradation dynamics of atrazine in typical yellow soil tobacco fields in Guizhou Province，the occurrence of tobacco pesticide damage and the threshold and safety interval of tobacco damage was elucidated.The effects of soil environmental factors on the half-life of atrazine was analyzed. The results showed that atrazine inhibited the growth of tobacco significantly， which showed that the leaves were small， serious deformity， the old leaf tip vein began to yellow. The inhibition rates of plant height and leaf area were significantly positively correlated with atrazine dosage. The inhibition rates of plant height and leaf area increased with the increase of atrazine dosage. The degradation half-life of atrazine in typical yellow soil was 8.45-11.95 d， and the safe isolation period in the field should be longer than 48.6 d. The degradation half-life of atrazine was significantly positively correlated with the content of soil organic matter， there was significant negative correlation with pH and available potassium， but no significant correlation with available phosphorus and available nitrogen. The results had great significance to the scientific application of herbicides and tobacco safety in the sorghum/maize-tobacco rotation area of yellow soil.

Key words  Yellow soil tobacco field;Atrazine;Residual degradation;Hazard threshold;Safety interval

基金项目  贵州省烟草公司毕节市公司科技项目（2020520500240072，2023520500240162）；湖南省烟草公司衡阳市公司科技项目（2020430400240090）；中国农业科学院科技创新工程项目（ASTIP-TRIC06）。

作者简介  赵旭影（1997—），女，河北沧州人，硕士研究生，研究方向：产地环境质量安全防控技术。

*通信作者，农艺师，从事烟田生物炭及烟叶种植技术研究。

收稿日期  2023-03-29

莠去津（atrazine，ATZ），化学名称为2-氯-4-二乙胺基-6-异丙胺基-1，3，5-二嗪，是一种人工合成的选择性内吸传导型三嗪类除草剂，主要用于防除一年生禾本科杂草和阔叶杂草［1］，具有除草效率高、价格低廉等优点。因其对玉米及高粱具有较好的选择性，被广泛应用于玉米和高粱的种植过程中。然而，残留的莠去津在土壤中不易降解，容易对生态环境及后茬敏感作物生长发育造成严重影响［2］。

除草剂在土壤中的降解主要依靠化学水解和微生物降解，其降解特征受到有机质、pH、氮、磷、钾等各土壤环境因素的影响［3-4］，因而在不同土壤中的降解半衰期不同。莠去津在沈阳地区黑土中的消解半衰期为15.61～16.27 d ［5］，三唑酰草胺在吉林黑土、江西红土和安徽水稻土中的降解半衰期分别为86.5、106.0和91.4 d ［6］，这为不同地区土壤中作物的除草剂科学施用与管理提供依据。

高粱或玉米与烟草的轮作是我国西南烟区重要的烟草栽培方式之一，莠去津是高粱、玉米田推荐施用的苗后选择性除草剂，近年来，过量及不合理施用导致后茬烟草的药害现象频发。莠去津对烟草的药害症状主要体现在抑制烟株株高和叶宽发育方面，不仅对烟叶的产量和质量产生负面影响，还严重制约了烟农的种烟积极性。因此该研究将聚焦西南高粱或玉米与烟草的轮作烟田的除草剂药害问题，解析莠去津在典型黄壤烟田中的残留降解规律，明确其在土壤降解中的降解半衰期以及对烟株致害阈值，为莠去津残留对烟草药害风险防控提供重要理论和实践指导。

1  材料与方法

1.1  供试材料

供试烟草品种为云烟105，供试莠去津除草剂为90%莠去津水分散粒剂（湖南省迅超农化有限公司）。

1.2  试验设计

田间试验于2021年在贵州省毕节市金沙县禹谟镇茶林堡（106.22°E、27.47°N）进行，试验地的土壤类型为黄壤，质地为砂壤土，其中土壤pH 6.08，有机质含量22.69 g/kg、碱解氮含量125.3 mg/kg、有效磷含量34.5 mg/kg、速效钾含量412.3 mg/kg。前茬作物为烤烟，未施用过莠去津等高风险除草剂。根据90%莠去津水分散粒剂的田间推荐施用量1 950 g/hm2，在烟田土壤中均设置3个剂量处理（1.00、0.50和0.05倍）及1个对照，分别对应处理①、②、③和CK，详见表1，每个处理3次重复，每个小区100株烟，莠去津进行土壤表面喷施处理，对照喷施等量自来水，其他烟叶田间管理措施均按照当地优质烟叶生产技术规程进行。

1.3  测定项目及方法

1.3.1  烟草药害观测。

于施药后3和40 d，参照 YC/T 526—2015《烟草除草剂药害分级及调查方法》［7］，对试验田的烟株药害情况进行观测，描述药害症状并进行赋值，根据药害严重程度分为6级，赋值分别为0、1、3、5、7、9。

1.3.2

致害阈值确定。根据农艺性状结果计算叶面积抑制率和株高抑制率，具体公式参照文献［8］。以烟草株高抑制率和叶面积抑制率为10%～15%时的施药浓度作为除草剂的致害临界阈值［9-10］，最终确定烟株的致害阈值。

1.3.3

安全间隔期确定。按照公式T1/2=ln2/k计算出除草剂在土壤中降解半衰期，根据烟株致害时间以及药害程度，并结合其在土壤中的消解状况，计算出致害临界剂量，代入田间消解试验动态方程，确定田间施药安全间隔期［11］。

1.3.4  土壤理化性质测定。

于施药后1、3、10、20、40、60和80 d，分别取各处理耕层土壤样品，带回实验室自然风干后，采用鲍士旦［12］的方法测定pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾等指标。

1.3.5  莠去津残留量测定。

于施药后1、3、10、20、40、60和80 d进行土壤取样，风干过20目筛后，取10 g待测土样，加10 mL 0.05%甲酸水，超声10 min，加入10 mL乙腈，涡旋10 min，4 000 r/min离心10 min，上清液过0.22 μm有机相滤膜后，采用高效液相色谱-质谱联用法（HPLC-MS）测定。

1.3.6

仪器条件。色谱柱为ACQUITY UPLC BEH C18（1.7 μm，2.1  mm×50 mm）；流动相为乙腈（A）/0.1%甲酸水（B），梯度洗脱：0 min，0%A+90%B；1 min，10%A+90%B；4.5 min，90%A+10%B；5.5 min，90%A+10%B，5.6 min，10%A+90%B；6.5 min，10%A+90%B。柱温30 ℃；流速0.15 mL/min；进样量3 μL。

1.4  数据分析

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 21软件进行相关数据的处理与分析。

2  结果与分析

2.1  莠去津对烟草的药害分析

通过莠去津的药害分析发现，莠去津对烟草株高、叶面积抑制作用十分明显，

叶片瘦小、严重者畸形，老叶叶尖脉开始黄化。从烟叶药害情况（表2）可以看出，施药后3 d莠去津各处理烟叶药害现象已十分明显，在各施药处理的烟田土壤中，烟株株高抑制率最高为8.82%，最低为8.09%，叶面积抑制率最高为18.40%，最低为10.91%，药害等级为2.4～3.3。在施药40 d后，该烟田中莠去津1.00和0.50倍剂量处理的烟株已死亡，在莠去津0.05倍剂量（处理③）的烟株株高抑制率为48.09%，叶面积抑制率为49.72%，药害等级为5.2。此外，烟草株高抑制率和叶面积抑制率与莠去津施药剂量均呈极显著正相关（P<0.01），相关系数分别为0.723、0.857，表明随着莠去津施用剂量的增加，株高抑制率和叶面积抑制率也呈线性增加。