几种不同茎叶处理除草剂对谷子的安全性研究

2010-09-10宋喜娥王宏富郭平毅姚满生来改英

山西农业科学 2010年4期

宋喜娥，王宏富，郭平毅，姚满生，来改英

（山西农业大学农学院，山西太谷030801）

谷子抗旱耐瘠、适应性广，是我国北方重要的粮食作物。随着全球性水资源的匮乏，人们对旱作农业日趋重视，加之小米营养价值高、适口性好，对调节膳食结构起积极重要的作用[1]，使谷子生产呈现出新的发展势头，种植面积逐年增长。然而，由于谷子粒小苗弱，杂草为害十分严重，影响了谷子的产量和品质，并成为制约谷子生产的最大障碍之一。化学除草技术的应用为解决杂草为害提供了有效途径，但如果施用不当，也会给作物带来一定的药害[2]。百草敌、2甲4氯和2，4-D丁酯在其他作物杂草控制中的研究应用已有报道[3～7]，但在谷子上的应用还未见报道。近年来，关于谷子化学除草方面的研究也有一些报道[8～13]。由于作物品种不同，对除草剂的抗性也存在很大差异，加之化学除草具有较强的地域性，不同地区的方法只可借鉴，不可照搬。

本试验在前人研究基础上，筛选了百草敌、2甲4氯和2，4-D丁酯3种除草剂，系统研究了其对谷子形态指标及生理代谢的影响，旨在为探讨谷子田安全、高效的化学除草方案，为谷子的高产栽培提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试谷子品种为晋谷30号，由山西农业科学院品种资源研究所提供。

1.2 供试除草剂及其浓度

供试除草剂及其浓度如表1所示。

1.3 试验设计

试验地设在山西农业大学实验农场。采用单因素随机完全区组设计，4个处理，3次重复，共12个小区，小区面积为20 m2。

表1 供试除草剂及其浓度

1.4 方法

各处理于谷子4叶龄时用0.8型手持式喷雾器进行叶面喷雾，施药后20 d进行调查。调查指标包括株高、株数、叶面积、鲜质量等形态指标和叶绿素含量、细胞膜透性、可溶性糖含量等生理指标。成熟后进行考种，调查其产量。用Excel录入数据并统计各项指标平均数，用DPS7.05软件对所得数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 除草剂对谷子形态指标的影响

从表2可以看出，3种除草剂对谷子株高、株数、鲜质量都有一定程度的抑制作用，其中抑制作用最强的是2，4-D丁酯，最弱的是百草敌，且影响规律一致。3种药剂对谷子叶面积的影响则不同，百草敌和2甲4氯使谷子的叶面积有增大的趋势，但与对照间的差异未达到显著水平；而2，4-D丁酯则使谷子的叶面积显著降低，与对照之间差异显著。

表2 3种除草剂对谷子形态指标的影响

进一步计算3种除草剂对谷子株高、株数、鲜质量、叶面积等形态指标的抑制率结果发现，百草敌对谷子株数的抑制率最大，对谷子株高的抑制率最小；2甲4氯对谷子鲜质量的抑制率最大，对株高的抑制率最小；2，4-D丁酯对谷子株数的抑制率最大，其次是鲜质量，对株高的抑制率最小（图1）。3种药剂对谷子各项形态指标的影响规律相同，其中抑制作用最强的是2，4-D丁酯，最弱的是百草敌，2甲4氯抑制作用居中。

2.2 除草剂对谷子生理指标的影响

作物叶绿素含量的多少可直接反映作物光合能力的大小及同化产物积累的多少。本研究分析了3种茎叶处理除草剂对谷子叶绿素含量的影响，结果发现，3种药剂对谷子叶绿素含量都有一定的抑制作用，抑制最强的是2，4-D丁酯，最弱的是百草敌（表3）。

过氧化物酶属于膜保护性酶，在除草剂胁迫下，谷子组织中通过多种途径产生O2-，OH-等自由基，而这些自由基具有很强的氧化能力，对许多生物功能分子都有破坏作用。正常情况下，细胞内自由基的产生和清除处于动态平衡状态；当受胁迫时，自由基会导致膜脂过氧化作用，清除自由基的过氧化物酶活性就会下降，平衡将被打破。由表3可知，3种药剂对谷子过氧化物酶都有抑制作用，其中2甲4氯抑制作用最强，2，4-D丁酯最弱。

硝酸还原酶活性的大小可间接反映植物氮代谢的状况。植物吸收的硝酸根离子，首先通过硝酸还原酶的催化，被还原成亚硝酸根离子，产生的NO2-可从植株组织中渗透并积累在外界溶液中。本研究中，硝酸还原酶活性对照最高，其次是百草敌处理，2，4-D丁酯处理的最小（表3）。

植物组织在受到各种不利环境的为害后，细胞膜的结构和功能首先受到伤害，膜透性增大。若将受害的组织浸入无离子水中，其外渗液中电解质含量比正常组织外渗液中含量增加，组织受伤害越严重，电解质含量增加越多。用电导仪测定外渗液电导率的变化，可以反映出质膜受伤害的程度。表3显示，用3种药剂处理后，谷子细胞膜透性都呈增加趋势，其中变化最大的是2，4-D丁酯，说明其对谷子细胞膜的伤害最大。

可溶性糖含量的高低一方面可以反映谷子植株对除草剂胁迫的响应，另一方面也可以间接反映生物膜受伤害的情况。本研究中，3种药剂对谷子可溶性糖含量均有抑制，且与对照相比均达到显著水平（表3）。

表3 3种除草剂对谷子生理指标的影响

从图2可以看出，3种药剂中，2，4-D丁酯对谷子叶绿素含量的抑制率最大，百草敌和2甲4氯抑制率相近；3种药剂处理后，谷子的细胞膜透性均增大，其中影响最大的是2，4-D丁酯，最小的是百草敌；对谷子硝酸还原酶活性抑制率最高的是2，4-D丁酯，其次是2甲4氯，百草敌抑制率最小；3种药剂中，对谷子POD活性及可溶性糖抑制率最大的均为2甲4氯，对谷子POD活性抑制率居中的为百草敌，最小的为2，4-D丁酯；对谷子可溶性糖含量抑制率居中的是2，4-D丁酯，最小的是百草敌。

2.3 不同除草剂对谷子产量的影响

谷子成熟后对各小区进行考种，调查不同处理对谷子产量的影响，结果表现，2甲4氯和2，4-D丁酯处理后，谷子的产量均显著低于对照，而百草敌对谷子产量的影响与对照间的差异未达显著水平（图3）。

3 结论与讨论

随着我国产业结构和种植业结构的调整，谷子因具有较高的营养价值而备受青睐，种植面积逐年增长。但由于田间杂草种类多、为害大，严重地影响了谷子的产量和品质，制约了谷子的生产。农田化学除草剂自问世以来便成为控制杂草的有效途径，但由于谷子粒小苗弱，抗性较低，因此谷子田化学除草技术的研究十分困难，更缺乏安全、高效的专用除草剂。

本试验经过研究3种除草剂对谷子形态指标及生理指标的影响，探讨了3种药剂对谷子的安全性。通过比较3种除草剂对谷子形态及生理指标的影响，发现百草敌对谷子的安全性要优于2甲4氯和2，4-D丁酯，因此百草敌可作为谷子田的安全除草剂。建议今后设不同浓度的百草敌进一步研究，以期发现其最佳用药量和最佳施药时期。

［1］程汝宠，刘正理.谷子育种中几个主要性状选育方法的探讨[J].华北农学报，2003，18（院庆专辑）：145-149.

［2］郭平毅.农田化学除草 [M].北京：中国农业科技出版社，1996.

［3］娄国强，吕文彦，职明星.2甲4氯对不同小麦品种幼苗及生理指标的影响[J].麦类作物学报，2006，26（5）：143-145.

［4］王凤芝，孙福华，张晓东.2甲4氯钠防除稻田扁杆镳草药效试验[J].河北农业科学，2005，9（4）：40-42.

［5］潘晓皖，曹明坤，张启勇.百草敌防除小麦田杂草冬前施药研究[J].安徽农业科学，1996，24（1）：42-43.

［5］李香菊，李秉华，苏立军，等.2，4-D丁酯麦田除草效果及其对小麦安全性的研究 [J].河北农业科学，2002，6（4）：1-4.

［7］涂鹤龄，邱学林，辛存岳，等.百草敌与2，4-D丁酯混配防除春麦田阔叶杂草研究[J].杂草学报，1990，4（4）：14-19.

［8］任建跃.除草剂土壤处理对谷子生物学特性的影响 [J].安徽农学通报，2008，14（5）：116-117.

［9］王节之，王根全，郝晓芬，等.除草剂莠去津对谷子及谷田杂草的影响[J].山西农业科学，2008，36（9）：57-59.

［10］梁志刚，郝红梅，王宏富.单嘧磺隆对谷子田杂草的防效[J].农药，2006，45（3）：204-205.

［11］王鑫，原向阳，郭平毅，等.单嘧磺隆对谷子营养价值的影响[J].安徽农业科学，2006，34（3）：516，518.