大豆双枯病田间案例的法证分析

大豆双枯病田间案例的法证分析

在一篇论文中讨论了可能使用法医分析来确定可疑的双氰胺接触时间的问题作物观察之前的文章.在本文中,我们通过在米德附近的内布拉斯加州东部研究和推广中心(ENREC)观察到的一个被双氰胺损伤的大豆植株的实际田间案例,展示了如何应用这种法医分析。一个相关的文章观察双甘酸损伤是否改变大豆节理发生率。

案例研究时间表

2018年5月10日(覆盖作物终止):该地块的西半部于2017年秋季种植了谷类黑麦覆盖作物,于5月10日终止了覆盖作物。枯死的黑麦茎秆在5月23日大豆种植日之后的几周内仍然直立,然后就倒下了。

2018年5月23日(种植地块):ENREC地块由八排dicamba-resistant品种还有八行adicamba-sensitive品种东西方向种植成30英寸长50英尺长的行。(两者都是MG 2.4。)两个品种在营养发育过程中没有明显的区别(即VE的Vn阶段(羽化)、VC (V0)(子叶期)、V1(单叶期)、V2 (1三叶形期)等(Fehr和Caviness, 1980年),并且,正如预期的那样,从V1开始的节点应计率相同(图1).

大豆节数在整个季节的发生率图
图1。在不同日期种植的四个成熟组(四种符号类型)大豆品种的主要茎节叶发生模式(见图表底部)。注意,节点累积率的线性关系(连续节点之间3.7天)从V1阶段(水平线)开始,直到Vn阶段才停止,该阶段的品种达到R5阶段(不同品种MG不同)。这些2017年的数据来自米德附近内布拉斯加州东部研究和推广中心种植的地块。

6月26日(受伤观察):观察到典型的绞绳性损伤dicamba-sensitive品种植物小叶(图2),但对dicamba有抗性的品种没有。6月26日,两个品种都被确定处于V7-R1阶段。注意:该地块(或ENREC的35个地块中的任何其他地块)均未使用含双嘧唑啉的除草剂,2018年ENREC喷雾器槽中也未使用任何此类除草剂。

七月五日(植物检查)例很明显dicamba-sensitive品种植株(ENREC地块南侧的8行)表现出明显的叶尖损伤(图3一),尽管在西半部(即有8行位于谷类黑麦覆盖作物区(图3 b).

黄豆三叶草小叶的双甘醇损伤症状
图2。这些几乎发育完全的三叶状小叶在小叶上边缘的细胞分裂完成之前就直接暴露在dicamba中,这导致了小叶尖端的“拉绳”损伤症状,缩短了小叶的长度。
在田间测量大豆的生长
大豆田景

图3。这是2018年7月5日并排排列的双坎巴敏感品种(左)和抗双坎巴品种(右)的照片。两个品种都是MG 2.4, 5月23日种植,7月5日处于V9的大豆营养期和R2的繁殖期。
图3 b。与图3a相同的区域,左边是八行对双坎巴敏感的品种,右边是八行抗双坎巴的品种。左边的八行是秋季种植的谷物黑麦覆盖作物,已于5月10日终止种植。死去的黑麦茎秆在种植后几周都保持直立。

7月5日的观察表明:

  1. 由于在ENREC区域以外的一块田地施用了一种含二氯虫胺的除草剂,造成了细微喷雾滴(或可能挥发的二氯虫胺蒸汽)的脱靶运动。
  2. 直立的黑麦茎秆高耸在大豆幼苗/植株上,可能提供了一些微妙的保护,使其免受脱靶运动的影响。我们在这里不讨论后一种观察结果的意义,但它可能会引起对覆盖作物-大豆除草剂相互作用感兴趣的杂草科学研究人员的兴趣。

请拿好
内布拉斯加州大豆生产和双甘巴使用调查。

找到有关调查的信息以及如何使用调查结果在这里。


dicamba诱导的小叶顶端损伤可显著缩短受影响的小叶的长度(图2),从而对大豆作物捕获太阳能用于光合作用的能力产生负面影响。7月5日,检查相邻的工厂排伤者对dicamba敏感(图3a)和non-injureddicamba-resistant品种(图3 b)表明,八行敏感的品种在多个茎节的整体叶面积明显减少,也落在8行茎节的后面耐药品种相对于正常的季节性进展到冠层完全关闭。显然,树叶受伤了dicamba-sensitive品种被排除在每天收集太阳能的能力之外。

法医分析-植物数据

7月18日(节点计数):为了确定ENREC地块何时可能接触到dicamba,法医分析描述在之前的作物观察文章作为测试用例应用于该领域。7月18日,每个品种随机采集10株植物,评估其营养(Vn)和繁殖(Rn)阶段;两个品种均处于相同的V13 R4期。受伤的10株植物dicamba-sensitive然后将各种品种放在一辆皮卡车的后车门上,用墨水向上标记它们的主茎节点,在子叶节点疤痕处用0(0)标记,在单叶小叶节点疤痕处用1标记,在节点2、3、4和直到茎节点13处用1标记在所有10株植株中,三叶状小叶顶端表现为“紧缩的绳状”的最底层节点被确定为主茎节3。那天有风,所以在这10棵植物的上面放了一把黄色的尺子,这样每棵植物上的节点3墨水标记就在尺子的上方显示出来(图4一).小木桩被添加到节点3末端小叶尖端,显示出“掐拉绳”损伤。3个三叶状叶的侧小叶顶端也显示出小叶损伤,但在这张照片中不能在风中被压住。

双甘酸损伤的大豆植株
鉴定大豆植株上的双枯伤部位

图4。7月18日采集的植物来自对双甘醇敏感的品种。在这个有风的日子里,用一个黄色的尺子来固定植物的茎的底部,但在尺子的顶部边缘仍然可以看到(用墨水编号的)茎节点3。另用尺子按下植株顶,用木棍按下节3三叶状叶,以便观察节3顶叶上被捏断的拉绳伤(通过指向顶叶的小地桩)。侧小叶受伤,但在这里看不见。在这张照片中,10株植物中只有6株可见,但其他4株也受到了同样的伤害。
图4 b。在所有10株植株中,最上面的节是第9节,表现出绞束小叶的损伤。末端小叶“中心”用墨水标记为7(左)和9(右),以反映其茎节。第10节点末梢小叶位于照片最左边,小叶尖端无损伤。

下一步的法医步骤是确定所有的高茎节点与小叶显示挤压拉绳损伤。在所有10株植物中,4、5、6、7、8和9节均有叶片损伤,但10 ~ 13节均无叶片损伤。图4一).节点7、8、9的小叶(图4 b)可能处于叶片原基期,当(然后)在4、5和6时出现的小叶被认为直接暴露于dicamba。第7、8和9节的小叶仍然受到损伤,这是由于dicamba从暴露的叶片转移到在茎尖发育的尚未出现的叶原基上。dicamba连续迁移到茎尖的程度是剂量依赖性的,决定了在一个给定的dicamba暴露事件中,主茎尖上有多少连续的叶原基受到影响。

根据上述观察,我们可以推断:

  1. 枝干主节3叶因暴露于dicamba时尚未完全发育而受损。
  2. 在随后出现的13个主要茎节中,第9节叶是最上面的一个,表现出双瓣损伤(通过易位)。在V3和V9阶段之间预计将发生6个周期(9 - 3),周期为3.7天(每个新节点),共22.2天(6 x 3.7)。
  3. 此外,在V9和V13(7月18日)之间会发生四个3.7天的周期,总共14.8天(4 x 3.7)。22.2和14.8天的总和是37天,推测从V3的日历日到V13的日历日(7月18日)。因此,dicamba暴露事件可能发生在V3阶段,估计发生在6月11日或前后(7月18日之前37天)。
与试验田相关的天气数据图表
相对于试验区的天气数据RTS

图5。SoyWater预测了5月23日种植两种MG 2.4品种的ENREC地块的Vn和Rn阶段的日历日期。这个屏幕截图捕获了SoyWater表的一部分,显示了6月12日两个品种V3的实现预测。V3弹出照片是通过鼠标单击表左侧的V3 p文本生成的。
图5 b。这个屏幕截图捕捉了大豆水表的部分,显示了7月18日V12 R4的两个品种的投影。

UNL SoyWater网站该软件用于给定大豆田的灌溉调度,在法医分析中也很有用,因为当种植日期和品种MG已知时,它通过嵌入在SoyWater中的SoySim作物模型预测Vn和Rn大豆种植阶段的日历日期。对于这个特定的ENREC图,V3和V13的SoyWater日历预测日期分别为6月12日和7月17日(图5),与上述田间人工植物取样方法确定的日历日期大致相同。

由于这次敌敌畏暴露的可疑日期(6月11日或12日)非常早于2018年种植季节,因此敌敌畏脱效事件很可能不是由于在ENREC地块附近的一块田地中对抗敌敌畏大豆施用了含敌敌畏的除草剂。一个更有可能的推断是,脱靶运动源于在附近玉米田施用的一种含有二氯胺的除草剂.这样的从玉米到大豆的脱靶运动并不罕见。

法医分析-天气资料

为了评估从6月11日午夜过后到6月17日午夜之前的7天时间里,该地块的每小时风向和风速,从高原区域气候中心获得了每小时天气数据自动气象站ENREC地块以北一英里(A255369 ITHACA 3E)。对该每小时数据的七天曲线图的检验(图6)揭示:

  1. 六月的这七天大部分都是晴天(除了6月12日和18日中午短暂的晴天)。
  2. 大多数日子的最高气温是90-95华氏度,但在6月12日和13日上升到85华氏度。
  3. 12日和13日上午相对湿度(RH)为95%,随后迅速下降至下午的60%和40%(15日和16日中午后RH也为40%)。
  4. 6月11日至12日全天的风速都低于每小时10英里。
  5. 除6月11日下午三时至6月13日上午三时外,大部份白天/晚上的风向一直为单向的南风或东南风(图6右下角)。6月11日下午2点到6点之间,风从南方转向东北,尽管夜间的微风来自西西向。相反,12日下午2点到6点刮的是东北风。
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图6。从6月11日(0100时)到6月17日(2400时),在位于ENREC地块以北一英里(站#A255369)的高原区域气候中心自动气象站记录的每小时太阳辐射、空气温度和相对湿度值(左图)和风速/方向值(右图)。每个图中的水平轴按24小时的数值进行缩放。11、12、13、14、15、16和17值上面的勾号表示6月每一天的凌晨12:01分“开始”。在风向图中,左轴有方位角度数单位,而右轴有度数对应的基点(N=0, E=90, S=180, W=270)。(查看一般风向的程度范围在这些数据集中使用。)注:右下方的图表数据仅涵盖6月的3天(即11、12、13,其中11.5、12.5、13.5表示中午)。实心竖线定义了四个连续的每天六小时的时间段(即,0-600、600-1200、1200-1800和1800-2400);虚线表示这四个时间段内的两个小时。

ENREC基地的南部是大片的牧场,西部和北部是高大的防风林,东部是一个中心枢纽玉米田。据了解,这片玉米田在6月12日喷洒了玉米除草剂Status(5盎司/英亩)和AMS(2.57磅/英亩)。根据喷雾器操作员的记录,喷雾从下午1点47分开始(记录的风速/方向为西北偏北风速每小时6英里),到下午3点47分结束(记录的风速/方向为每小时3.5英里的北风)。相反,如上所述,气象站从下午2点到6点吹的是东北风。

通过使用该法医分析方法,可以推断6月12日玉米喷洒事件很可能是从玉米田转移到ENREC大豆田的dicamba (Status中存在)的来源,从而推测导致了典型的dicamba诱导的大豆小叶损伤图2和3。

作物顾问、农学家、农民和农业部人员可能会对应用于一个实际的大豆dicamba伤害案例的法医分析的例子感兴趣。

参考文献

沃尔特·r·菲尔和查尔斯·e·卡维内斯,1980。大豆的发展阶段。ISU特别报告http://lib.dr.iastate.edu/specialreports/87

加斯帕,亚当,约翰·加斯卡,米米·布罗斯克,肖恩·康利。大豆生长阶段的视觉指南.威斯康星大学麦迪逊分校。

UNL SoyWater网站。http://hprcc-agron0.unl.edu/soywater/

里斯,珍妮,詹姆斯·斯派克特,兰迪·普莱尔,托德·惠特尼,阿米特·贾拉,罗伯特·克莱因,和斯特万·克内泽维奇。玉米应用中Dicamba可能脱靶运动2018年2月15日。

高原地区气候中心网站。https://hprcc.unl.edu/awdn.php

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一片玉米田。