低剂量农药对绿萝生长的Hormesis 效应

高 军，王 斌，施雪梅，余月书

(1.扬州市邗江区汉河街道办事处农业综合服务中心，江苏 扬州 225127;2.上海应用技术学院，上海 奉贤 201418)

农药在低剂量条件下不仅不能控制有害生物种群增长，反而能刺激其靶标生物产卵，引起有害生物种群增长，即农药诱导生物种群增长的Hormesis 效应［1，2］。Hormesis 效应是生物体的一种适应性反应，即致毒因素(如重金属、农药等)在一定剂量范围或强度内，生物具有不同的剂量反映关系［3］。本研究以绿萝为材料，研究低剂量百菌清、吡蚜酮对绿萝生长的刺激效应，探讨农药与植物生长间的关系。

1 材料与方法

1.1 实验材料

绿萝由上海应用技术学院温室培育。实验时剪取长10cm，带有一叶，不带根的茎待用。

试验农药用50%吡蚜酮可湿性粉剂、75%百菌清可湿性粉剂，均由上海园林研究所提供。

1.2 绿萝培养

将浓度(mg·kg-1)为2、4、8、16、32、64 的百菌清溶液与浓度(mg·kg-1)为0.0001、0.001、0.01、0.1、0.2、0.4 的吡蚜酮溶液放入500 mL 锥形瓶中。每瓶中插入1 株待用的绿萝，并固定。以清水处理作对照。每次处理重复10 次。

1.3 绿萝生长量测定

绿萝根长和株高的测定:绿萝处理后，每7 天测一次根长与株高生长量，连续测定5 次。

绿萝根重测定:绿萝处理后第35 天，将根完全剪下，用吸水纸吸干水份，用电子天平称重。

绿萝新增茎叶重量测定:农药处理前，用吸水纸吸干绿萝水份后，用电子天平称重。农药处理后第35 天，将绿萝根完全剪除后，以吸水纸完全吸干绿萝植株剩余部分水分，再称重。两次重量差值，即为绿萝新增茎叶重量。

1.4 数据处理

以SPSS12.0 统计软件进行实验数据分析。曲线拟合以EXCEL 进行。根据Bunning 和Kossler 的方法［4，5］，Hormesis 效应计算如下:

2 实验结果

2.1 农药对绿萝株高的影响

用浓度(mg·kg-1)为0.1、0.2 的吡蚜酮溶液处理后35 天能显著促进绿萝生长，同对照相比，绿萝株高分别增加51.91%与82.13%。百菌清农药处理对绿萝株高无显著影响(见表1)。

表1 农药对绿萝株高的影响 单位:cm

2.2 农药对绿萝根长的影响

百菌清4mg·kg-1处理后21 天，绿萝根长同对照相比显著增加252.55%;百菌清32mg·kg-1、64mg·kg-1处理后35 天，显著促进了绿萝根生长速度，同对照相比，分别显著增加72.72%、67.54%。吡蚜酮对绿萝根生长无显著影响(见表2)。

2.3 农药对绿萝根重的影响

同对照相比，吡蚜酮处理对绿萝根重无显著影响;百菌清64mg·kg-1处理，能显著增加绿萝根重，同对照相比，增加275%，结果见表3。

表2 农药对绿萝根长的影响 单位:cm

表3 农药对绿萝根重影响

2.4 农药对绿萝新增茎叶重量影响

吡蚜酮0.2mg·kg-1处理后，新增茎叶重量显著高于对照，同对照相比增重了182.25%。百菌清对绿萝新增茎叶重量无显著影响(见表4)。

以吡蚜酮浓度x 为横坐标，以绿萝新增茎叶重量f(x)为纵坐标，对吡蚜酮不同浓度与绿萝新增茎叶重量之间的关系进行拟合，得出f(x)与x之间存在显著的相关性(df =4，r =0.98 ＞r0.01=0.917)(图1)。两者回归关系为:

由f(x)= -22.367x2+11.439x +0.5642 =Y0=0.73，求出ZEP，即，ZEP1=0.015，ZEP2=0.496。

曲线f(x)与直线ZEP1、ZEP2，所围成的区域面积为AUCZEP=1.586。

表4 农药对绿萝新增茎叶重量影响

由Y0=0.73 与ZEP1、ZEP2所围成的区域面积为0.351，则曲线f(x)与Y0直线围成的区域面积为AUCH=1.586 -0.351 =1.235，由此，得出吡蚜酮对绿萝地上部增重刺激效应为77.89%;最大刺激效应为f(x)导数为0 时的x 值所对应的f(x)值，即2.027。

图1 吡蚜酮对绿萝新增茎叶重量的Hormesis 效应

3 讨论

低剂量农药胁迫下，绿萝不同的组织部位产生了不同的响应。低剂量吡蚜酮处理能显著促进绿萝株高增长，百菌清对绿萝株高无显著影响。但百菌清处理对绿萝根生长有显著刺激作用，而吡蚜酮对根生长量无显著刺激效应。绿萝同一部位对不同农药胁迫产生不同的响应，究其原因可能是由于农药品种不同所导致，其具体原因有待研究。百菌清对根长及吡蚜酮对株高的刺激效应可能是由于低浓度的农药导致细胞体内活性氧处于低浓度状态，进一步引起一系列的生理生化变化，从而引起细胞的生长增殖［6］。

农药的不同浓度对绿萝生长的刺激作用不尽相同。百菌清64mg·kg-1能引起绿萝根重的显著增加，其他浓度对绿萝根重无显著的刺激作用。实验中，供试百菌清的最高浓度为64mg·kg-1，但更高浓度是否会引起绿萝根重的显著增加，需在后续的试验中进一步研究。同时，吡蚜酮、百菌清对绿萝根长、株高的影响研究中，仅测试了35天内的生长量，35 天后是否会引起刺激效应，还是延续无刺激作用的趋势，也有待进一步研究。

Hormesis 效应是有毒物质一种低促高抑现象，AUCH/AUCZEP的比率不仅能够反映Hormesis效应的幅度，还能够为Hormesis 效应的存在提供进一步的证据。本研究中AUCH/AUCZEP的比率被用来证明Hormesis 效应及其幅度［7］。研究结果表明低剂量吡蚜酮诱导了绿萝茎叶重量增长Hormesis 效应。低剂量有毒物质引起的Hormesis效应是否是一个普遍现象，仍存争议［8，9］，但低剂量农药诱导生物的Hormesis 效应是一个不争的事实。化学农药引入农田生态系统的目的是控制农田有害生物，对化学农药的评估侧重于其对生物的毒害作用与对环境的污染，本研究结果对于重新评估农药的生态风险具有积极意义。

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［7］ CALABRESE E J，BALD WIN L A. A guantitatively- based methodology for the evaluation of chemical hormesis［J］.Hum Ecol Risk Assess，1997(3):545 -554.

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