玉米叶片SPAD值在除草剂药害早期诊断中的应用

郭建文

（山西省农业科学院高粱研究所，山西晋中030600）

叶绿素是植物中的绿色物质，是一种复杂的有机酸，同时也是一类与光合作用有关的最重要的色素，是植物生长特性、生理变化和营养状况的重要指标[1-3]。绿色植物通过叶绿素，利用光能进行光合作用，即把二氧化碳和水转化为储存着能量的有机物，同时释放出氧气。叶绿素含量的变化能够间接反映植物生理活性的变化，因此，利用植物在不同生长状态下叶绿素含量的变化能够分析植物生长状况。传统的叶绿素含量测定方法操作繁琐，耗时太长，测量误差较大，日本科学家根据叶片叶绿素对有色光的吸收特性，通过测量一定波长的发射光强和透过叶片后的光强进行叶片叶绿素含量的测定，研究出了叶绿素测量仪器（SPAD，Soil and Plant Analyzer Development），其测得的SPAD值可以较好地反映植物叶片叶绿素的浓度[4-7]。

近年来，通过便携式叶绿素仪在田间简单、快速、无损检测植物叶片的SPAD值，对棉花、玉米、高粱、大豆、小麦、水稻和草莓等农作物生长状况及其氮素营养状况进行分析研究，已有大量报道[8-16]。但通过作物叶片SPAD值的改变进行除草剂药害诊断方面的研究，还未见报道。

本研究对推荐剂量不同倍数除草剂处理后玉米叶片SPAD值以及施药后玉米叶片SPAD值与玉米株高、地上部鲜质量相互关系进行分析，旨在探索玉米叶片SPAD值与除草剂药害的关系，为玉米田除草剂药害诊断与分析提供技术支持。

1 材料和方法

1.1 供试材料

供试药剂为10%硝磺草酮悬浮液（先正达作物保护有限公司）。供试作物为玉米（Zea mays L.），品种是叶色较深的自选5号和叶色较浅的自选22号（内部交流资源）。

1.2 试验方法

玉米出苗后约6叶期时，对茎叶进行喷雾。试验设供试药剂推荐剂量及推荐剂量的1.25，1.5，1.75，2倍5个不同处理，喷液量为450 L/hm2，以喷清水为空白对照。试验采用新加坡利农HD400背负式手动喷雾器进行茎叶喷雾处理。

1.3 数据测量

喷药前、喷药后1，3，5 d使用SPAD-502Plus叶绿素仪测量玉米倒二叶中部SPAD值，每个处理3次重复；喷药后5，15 d测量每个处理供试玉米的株高，并用百分位电子天平称量不同处理玉米的地上部鲜质量。

2 结果与分析

2.1 除草剂喷施前玉米叶片SPAD 值分析

喷药前随机选取2个供试玉米品种各10株，分别测定其倒二叶中部SPAD值，结果（表1）表明，随机测量的叶色较深的玉米品种自选5号的10株叶片SPAD值之间差异不显著，其值平均为62.66，叶色较浅的自选22号的10株叶片SPAD值之间差异也不显著，其值平均为52.52，但这2个品种的叶片SPAD值差异达到0.01显著水平。这表明，相同栽培条件下，同一品种玉米不同株系的叶片SPAD值相对稳定，玉米叶片SPAD值具有明显的品种特征。

表1 喷药前玉米叶片SPAD值

2.2 不同处理对玉米叶片SPAD 值的影响

采用供试除草剂推荐量不同倍数的剂量喷施玉米，处理后1，3，5 d测量倒二叶SPAD值，结果（表2）显示，玉米品种自选5号喷施供试除草剂1，1.25，1.5倍推荐量，处理后1，3，5 d倒二叶SPAD值均与空白对照处理无显著差异；在推荐量1.75倍剂量下，自选5号叶片的SPAD值比空白对照降低，且差异达0.05显著水平；在推荐量2倍剂量下，自选5号叶片SPAD值与空白对照差异达0.01显著水平。

玉米品种自选22号与自选5号类似（表2），除草剂使用剂量越高，叶片SPAD值越低。在推荐量1.5倍剂量下，叶片SPAD值与空白对照差异达0.01显著水平。在推荐量1.75，2倍剂量下，自选22号叶片SPAD值均与空白对照差异达0.01显著水平，且在推荐量1.75倍剂量下SPAD值显著低于推荐量1.5倍剂量下的SPAD值、显著高于推荐量2倍剂量下的SPAD值。

表2 不同处理下玉米叶片SPAD值的变化

2.3 不同处理对玉米株高及地上部鲜质量影响

分别于喷药后5，15 d测量各处理玉米株高，并称量各处理的地上部鲜质量。结果（表3）显示，喷药后5 d各处理玉米株高及地上部鲜质量均与对照之间差异不显著。喷药后15 d，在推荐量1，1.25，1.5倍的试验剂量下，玉米品种自选5号的株高及地上部鲜质量与对照之间差异均不显著；在试验剂量大于1.5倍推荐剂量时（1.75，2倍推荐剂量），玉米品种自选5号的株高及地上部鲜质量与对照之间差异均达到显著水平。供试品种自选22号在试验剂量大于推荐量的1.5倍时，株高及地上部鲜质量与对照之间差异均达到显著水平。这表明，2个玉米品种均在喷施大于一定剂量供试除草剂时，处理15 d后株高、地上部鲜质量受到了抑制，产生了明显药害。

表3 不同处理对玉米株高及地上部鲜质量的影响

2.4 受害玉米叶片SPAD 值与株高及地上部鲜质量的相关性分析

喷施除草剂处理后5 d玉米叶片SPAD值与处理后15 d的株高及地上部鲜质量相关性分析结果（表4）显示，在供试除草剂推荐量1.5倍的试验剂量下，玉米自选5号的叶片SPAD值与地上部鲜质量呈显著正相关，相关系数为0.54；玉米自选22号的叶片SPAD值与株高及地上部鲜质量均呈极显著正相关，相关系数分别为0.75和0.72。在喷施供试除草剂推荐量为1.75，2倍的试验剂量下，2个供试玉米品种叶片SPAD值与株高及地上部鲜质量均呈极显著正相关。这表明，喷施除草剂5 d后，玉米叶片SPAD值能够反映玉米受除草剂的药害程度，SPAD值越低，后期株高及地上部鲜质量也越低，玉米受除草剂的药害就越重；相反SPAD值越高，受害程度越轻。

表4 玉米叶片SPAD值与株高及地上部鲜质量的相关性分析

3 讨论与结论

绿色植物遭受除草剂药害后，内部结构和生理平衡被破坏，导致生活力下降，叶绿素含量降低，叶片SPAD值减小。在一定作用时间内，随除草剂在植物组织内部反应的进行，受害症状显现，叶片叶绿素含量逐步降低，SPAD值持续下降。

本研究表明，在供试除草剂推荐量1.75倍的试验剂量下，处理后5 d自选5号、自选22号2个供试玉米品种叶片SPAD值均比空白对照显著降低，但株高及地上部鲜质量差异不显著；处理后15 d，受害玉米株高及地上部鲜质量比对照处理显著降低，且处理后5 d受害玉米叶片SPAD值与处理后15 d玉米株高及地上部鲜质量呈显著正相关。这表明，喷施除草剂后，前期玉米叶片SPAD值能反映并在一定程度上预测除草剂对玉米的药害程度。据此，可通过测定玉米叶片SPAD值，诊断并预测玉米遭受除草剂的药害程度。

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