2,4-滴丁酯对不同叶龄期玉米植株形态的影响

赵长山，郭晓慧，何付丽，陈丽丽，李 灼，张明波

（东北农业大学农学院，哈尔滨 150030）

2,4-滴丁酯为苯氧羧酸类除草剂，可被植物根、茎、叶吸收，禾本科作物对其具有较强耐性，而多数阔叶杂草、莎草科杂草及鸭跖草（俗称兰花菜）等恶性杂草对其较为敏感[1-2]，具有作用位点多、长期使用抗性杂草出现比例低[3]、不易被雨水冲刷、价格低廉、药效持久等优点[4]，2,4-滴丁酯成为玉米田苗后处理较为常用的除草剂。但已有研究表明，玉米不同叶龄期对2,4-滴丁酯的敏感性不同[5]，对玉米产生的影响持续时间较长，生育初期所受影响直到玉米抽穗时仍能显现出来[6]。这种药害常使农民错过挽救的最佳时机，针对这一现象，本研究以2012年占黑龙江省垦区玉米种植面积55%的德美亚1号玉米为研究对象，探讨不同施药时期和施药量对玉米植株形态的影响，根据施药后玉米早期药害症状尽早判断出后期药害程度，为有效缓解2,4-滴丁酯对玉米造成的药害提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试药剂

2,4-滴丁酯乳油72%，由大连松辽化工有限公司生产。

1.1.2 供试玉米品种

德美亚1号，由黑龙江省农业科学院提供。

1.2 方法

在室外自然条件下进行盆栽试验，取未使用除草剂的表层土壤过筛后使用，装入上口直径29 cm，高27 cm的塑料桶中，每桶定量浇水2 L，播种深度为3 cm，每桶播10粒，待玉米长至2叶期定苗6株。试验采用裂区设计，主处理为施药量，设72%2,4-滴丁酯乳油有效成分用量分别为324、648、972、1 296、1 620 g · hm-2，不施药对照6个水平，副处理为施药时期，设玉米2叶1心期、4叶1心期和7叶1心期共3个叶龄期，3次重复。利用KNAPSACK Hydraulic Sprayer背负式喷雾器（四喷头，喷嘴型号为TEEJET 80015VS），兑水225 L·hm-2进行茎叶喷雾处理。

观察2,4-滴丁酯对玉米植株形态产生的影响，做详细文字记录及图像采集。于玉米抽穗期分别调查无法抽雄及畸形雌穗植株占植株总数的百分比，对穗部药害情况逐株进行调查，结果见表1，计算药害指数，对玉米气生根和茎基部以图像形式加以记录。数据采用DPSv10.15企业版软件统计分析，利用（Duncan's multiple rangertest,DMRT）比较不同处理间药害指数。

表1 玉米穗部药害分级Table1 Classification table of phytotoxicity on tassels and ears

2 结果与分析

2.1 不同叶龄期施用2,4-滴丁酯对玉米叶片生长的影响

如图1所示，3个叶龄期施用2,4-滴丁酯，玉米长到10叶1心时，施药量为324 g·hm-2时叶片均未出现明显药害症状。而施药量超过648 g·hm-2后各叶龄期施药处理表现出不同的药害症状，2叶1心期施药，玉米叶片症状变化过程如图2所示，玉米长到7叶时开始出现心叶平行于叶脉皱缩的现象（a），接着抽出的叶片出现多条主脉（b），当第10片叶长出时已变形为粗、硬的棍状（c），或者心叶长出时沿叶缘愈合在一起呈筒状，导致新生叶片无法抽出，随着施药量的增加这种症状愈加严重，且叶片产生的这种现象直到玉米抽穗时仍 无法恢复，严重影响玉米雄穗和雌穗的正常抽出；4叶1心期施药，玉米长到7叶时叶片开始出现扭卷现象，叶脉弯曲向上生长，此阶段玉米叶片卷成葱状，远观药害症状相当严重（见图3），叶片并未长在一起，随着植株的生长，叶片可恢复舒展状态，恢复速度随施药量的增加而减慢，因此玉米4叶1心期施用2,4-滴丁酯会对玉米雄穗抽出造成一定影响，但程度低于2叶1心期施药；7叶1心期施药，当玉米长至10叶1心时（见图2），在各施药量下玉米叶片仅略显僵直，并未出现皱缩现象，直至玉米抽穗时叶片才出现轻微扭卷，此时叶片畸形仍会对玉米雄穗的抽出造成一定影响。

图1 3个叶龄期施用2,4-滴丁酯后玉米长至10叶1心时叶片的症状Fig.1 Leaves morphology of 10 leaf stage spray 2,4-D butylate at three leaf stages

图2 玉米2叶1心期施用2,4-滴丁酯648 g·hm-2时叶片形态的变化过程Fig.2 Change process of leaves morphology spray2,4-D butylate 648 g·hm-2at 2 leaf stage

图3 4叶1心期施用2,4-滴丁酯的玉米长至8叶1心时的症状Fig.3 Morphology of 8 leaf stage spray 2,4-D butylate at 4 leaf stage

2.2 不同叶龄期施用2,4-滴丁酯对玉米穗部生长的影响

2.2.1 2,4-滴丁酯对玉米雄穗和雌穗生长的影响

由图4和表2可知，3个叶龄期施药对玉米雄穗和雌穗生长的影响程度不同。2叶1心期施药，仅施药量为324 g·hm-2时雄穗和雌穗均能够正常抽出；施药量为648 g·hm-2时玉米雄穗被卷裹于叶片内，部分雄穗可继续生长从包裹的叶片中“抽出”，但雄穗抽出时由于受到外力作用而显弱小，另有58.30%的雄穗无法抽出，雌穗均可正常生长；施药量达到972 g·hm-2时，雄穗被紧实地卷裹于卷曲成葱状的叶片内，50%的雄穗完全无法抽出，另外有66.70%的雌穗也被包裹于叶片中，随着生长可以逐渐伸展出来，但穗轴已经弯曲变形，严重影响果穗质量，施药量超过1 296 g·hm-2后玉米无法抽雄且畸形雌穗的百分比超过83.30%，已接近绝产。4叶1心期施药，施药量为324 g·hm-2时与对照相似，雄穗饱满，主轴长，分支多；施药量为648～1 296 g·hm-2的玉米雄穗均能抽出，但主轴短，分支少，雄穗相对弱小，造成雄穗花粉量明显减少，可供授粉的花粉量不足；施药量达1 620 g·hm-2时有个别玉米雄穗被心叶卷裹其中，无法抽出，而此叶龄期施药玉米雌穗在各施药量下均可正常生长。7叶1心期施药，抽穗时期略有滞后，在施药量为324～1 296 g·hm-2时雄穗均能正常抽出；施药量为648～1 296 g·hm-2时同样出现雄穗主轴短，分支少的现象；施药量达到1 620 g·hm-2时也有个别植株叶片卷裹导致雄穗无法抽出，雌穗在各施药量下均可正常生长。

图4 3个叶龄期施用2,4-滴丁酯对玉米穗部生长的影响Fig.4 Effect of spray 2,4-D butylate on tassel and ear growth at three leaf stages

表2 3个叶龄期施用2,4-滴丁酯对玉米雄穗及雌穗生长的影响Table2 Effect of tassel and ear spray 2,4-D butylate at three leaf stages(%)

2.2.2 2,4-滴丁酯对玉米穗部药害指数的影响

综合考虑玉米雌穗和雄穗的受害情况，根据表1玉米穗部受害分级情况进行逐株调查，玉米穗部药害指数如图5所示。施药量为324 g·hm-2时，3个叶龄期施药的玉米穗部长势与对照相似。而在施药量超过648 g·hm-2后，随着施药量的增加，3个叶龄期施药的玉米穗部药害指数均呈增大趋势，当施药量为648 g·hm-2时，2叶1心期施药的玉米穗部药害指数已达到60%，而4叶1心期和7叶1心期施药不到10%；施药量为972 g·hm-2时2叶1心期施药玉米穗部药害指数达到75%，而4叶1心期和7叶1心期施药在10%；施药量超过1 296 g·hm-2后2叶1心期施药的玉米穗部药害指数超过90%，而4叶1心期和7叶1心期施药穗部药害指数仅为10%～30%。

可见，2叶1心期施药的玉米穗部药害指数显著高于4叶1心期和7叶1心期，而4叶1心期和7叶1心期施药玉米穗部药害指数在各施药量处理之间无显著差异。

图5 3个叶龄期施用2,4-滴丁酯对玉米穗部药害指数的影响Fig.5 Effect of spray 2,4-D butylate on phytotoxicity index of tassel and ear at three leaf stages

2.3 不同叶龄期施用2,4-滴丁酯对玉米气生根及茎基部生长的影响

如图6所示，3个叶龄期施用2,4-滴丁酯对玉米气生根和茎基部影响不同。2叶1心期施药，对照气生根贴近地面生长，粗壮坚韧、表皮角质化、后壁组织发达，入土后抗拔力强，施药量324 g·hm-2时气生根着生部位增高，其末端在扎入土壤前即发黑、萎缩、停止生长；施药量超648 g·hm-2气生根形态异常，随着施药量增加变形越严重，此叶龄期施药后各施药量下玉米茎基部节间均有所增长。4叶1心期施药，施药量为324～972 g·hm-2时气生根多数能够扎入土壤，仅有少数几根生长方向不规则；施药量1 296～1 620 g·hm-2时气生根虽然形态有所变化，变成扇板状、变细或数量增多，但均可扎入土壤，此叶龄期施药后气生根着生部位均较接近地面。7叶1心期施药，施药量324～648 g·hm-2时气生根数量明显减少且生长方向不规则，能够扎入土壤的极少；施药量超过972 g·hm-2后其生长极不规则，盘结在其着生茎节处，均不能入土，此叶龄期施药后玉米茎基部节间明显增长，茎节出现膨大、变脆、弯曲现象，随施药量增加，其症状愈加严重。

图6 3个叶龄期施用2,4-滴丁酯对玉米气生根及茎基部生长的影响Fig.6 Effect of spray 2,4-D butylate on morphology of aerial root and stem base growth at three leaf stages

可见，不同叶龄期施用2,4-滴丁酯玉米气生根和茎基部的敏感性不同，由大到小依次为7叶1心期、2叶1心期、4叶1心期。

3 讨论与结论

本研究结果发现，玉米穗部受害与叶片的生长情况密切相关，这与玉米雄穗和雌穗着生部位有关，其中雄穗着生于茎秆顶端，雌穗着生于叶腋处，因此玉米叶片是否呈舒展状态直接影响玉米穗部的生长状况。2叶1心期施药，玉米叶片呈现皱缩状态，后期对玉米穗部的影响较严重；4叶1心期施药，玉米叶片出现扭卷现象，而7叶1心期施药，玉米叶片仅在抽雄时出现扭卷现象，这两个叶龄期施药对玉米穗部的影响均较小。因此，玉米田施用2,4-滴丁酯后，要密切关注玉米叶片形态的变化情况，若叶片出现‘皱缩’现象，要立即采取有效缓解措施，及时挽救减少损失。

玉米气生根是在穗期（拔节期—抽雄期）生成的，主要作用于中上部茎、叶的生长及雌、雄穗的分化发育，影响长穗结实[7]，管建慧研究，维持玉米气生根较高的吸收能力是保证玉米较高产量的关键因素[8]；同时气生根对玉米植株起到强有力的固定和支持作用，调查结果表明，玉米地上1～3节间越长、越细植株越易倒伏[7]。结合以上气生根和茎基部在玉米植株建成及产量形成过程中的作用，可知玉米气生根和茎基部生长的异常都会对玉米产量构成较大威胁。本试验结果表明，不同叶龄期施用2,4-滴丁酯对玉米气生根和茎基部产生不同影响，2叶1心期施药，气生根发育异常，汲取土壤养分的途径被阻断，导致玉米中上部营养供应不足，起不到牢固的固定、支持作用，易倒伏；4叶1心期施药，气生根的养分吸收过程受影响程度较小，并能够对玉米植株起到较好的固定、支持作用；而7叶1心期为玉米气生根形成期和拔节期，气生根和茎基部对药剂较为敏感，受到的影响也是3个施药时期中最严重的，使得玉米气生根无法起到汲取养分和固定植株的作用，玉米中上部营养供应不足，茎基部（承载地上部分全部重量）的茎节处极易受到外力作用而折断。可见，4叶1心期施用2,4-D丁酯对玉米气生根和茎基部安全，施药过早、过晚都会造成较大影响，把握好施药时期尤为重要。另外，保证玉米出苗整齐也是提高2,4-滴丁酯对玉米安全性的重要因素之一。

本研究通过跟踪调查施用2,4-滴丁酯后玉米植株形态的变化过程，以及对不同叶龄期施药后植株形态的差异进行对比，得出以下结论：玉米穗部生长受叶片形态的制约；各受害部位在不同叶龄期施药的处理之间敏感程度由大到小顺序为：叶片敏感性：2叶1心期＞4叶1心期＞7叶1心期，穗部敏感性：2叶1心期＞4叶1心期≈7叶1心期，气生根和茎基部敏感性：7叶1心期＞2叶1心期＞4叶1心期，即玉米4叶1心期施用2,4-滴丁酯比2叶1心期和7叶1心期施药较为安全，但施药量应控制在648 g·hm-2以下。

[1]马红,韩玉军,王谦玉,等.恶性杂草鸭跖草(Commelina commu⁃mis L.)叶片表皮特征及解剖结构的研究[J].东北农业大学学报,2011,42(10):95-98.

[2]Crosby D G,Tutass H O.Photodecomposition of 2,4-dichlorophe⁃noxy-acetic acid[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1966,14:596-599.

[3]韩丽珍,赵德刚.除草剂2,4-滴微生物降解研究进展[J].农药,2012,51(10):710-714,719.

[4]潘兴富,杜会方,邵华.除草剂2,4-二氯苯氧基乙酸残留检测方法研究进展[J].卫生研究,2010,39(4):519-521,524.

[5]张建平.二种激素类除草剂的安全使用技术[J].农村科技,2010(6):51.

[6]张玉聚,张德胜,刘周扬.苯氧羧酸类除草剂的药害与安全应用[J].农药,2003,42(1):41.

[7]郭庆法,王庆成,汪黎明.中国玉米栽培学[M].上海:上海科学技术出版社,2004:64-68,79,83-85.

[8]管建慧.玉米根系生长发育特性及地上部关系的研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2007.