氟磺胺草醚对后茬作物小麦生理指标的影响

李新安,李广领,谢兰芬,王亚平,陈锡岭

(河南科技学院,河南新乡453003)

氟磺胺草醚对后茬作物小麦生理指标的影响

李新安,李广领,谢兰芬,王亚平,陈锡岭

(河南科技学院,河南新乡453003)

为探讨长残效除草剂氟磺胺草醚对后茬作物小麦生理指标的影响,采用大田试验,测定不同施药剂量下小麦的株高、叶绿素与丙二醛含量、抗氧化酶活性的变化.结果表明:与对照相比,氟磺胺草醚抑制了小麦的株高,降低了叶绿素含量,增加了丙二醛含量;使抗氧化酶SOD、CAT活性降低,POD活性升高.说明氟磺胺草醚土壤残留会对后茬作物小麦的生长产生明显影响,生产中应注意严格控制氟磺胺草醚的使用剂量和安全间隔期.

氟磺胺草醚;土壤残留;小麦;生理指标

氟磺胺草醚(fomesafen)属二苯醚类除草剂,主要用于大豆、花生和棉花田芽后喷施防除阔叶杂草[1],其在土壤中的残留期可达6～12个月[2],且可在土壤中累积,很容易对后茬敏感作物造成药害、减产甚至绝收[3-4].在我国,大豆-小麦、花生-小麦和棉花-小麦的轮作模式较为普遍,大豆、花生和棉花田的除草剂残留积累,将会严重影响到后茬作物小麦的生长,对我国农业安全产生造成巨大的影响.

目前,有关长残效除草剂残留对后茬作物影响的研究,多集中在土壤中的残留动态[5]、残留危害剂量[6]、生物测定评价方法[7-8]以及对后茬作物的危害[9-10]、安全性[11-15]等方面,而氟磺胺草醚土壤残留对后茬作物小麦生理指标的影响尚未见报道.本研究采用大田试验,以后茬作物小麦为研究对象,测定不同氟磺胺草醚施药剂量下小麦的株高,叶绿素、丙二醛(MDA)含量,抗氧化酶酶中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的变化,以期为氟磺胺草醚田间残留对后茬农作物生长的影响提供参考.

1 材料与方法

1.1 试验材料

氟磺胺草醚标准样品(98.8%),由上海农药研究所制备;质量分数为25%的氟磺胺草醚水剂(京博农化科技股份有限公司);磷酸缓冲液、Tris-HCl、H2O2、三氯醋酸、硫代巴比妥酸、丙酮、KH2PO4、苯酚、蔗糖、乙酸乙酯(分析纯)、连二亚硫酸钠、浓硫酸、冰乙酸、氯化钠和HPLC级乙腈.

KH19小型医用离心机(湖南凯达科技有限公司),UV-2601型紫外分光光度计(北京北分瑞利分析仪器有限责任公司).

1.2 试验方法

1.2.1 田间处理 试验地选择在河南省新乡市古固寨镇河南科技学院试验田,土壤类型为潮土,3年内无氟磺胺草醚使用史.土壤基本理化指标为:有机质9.63g/kg、全氮0.99 g/kg、全钾13.58 g/kg、全磷1.58g/kg、pH值8.17.根据氟磺胺草醚田间推荐使用剂量的高剂量450g/hm2(以有效成分计),设置6个处理组,分别为田间推荐高剂量的0.5、1、2、4、8、16倍,即施药量分别为225、450、900、1800、3600、7200g/hm2.每个小区20m2,各小区之间设1m隔离带.施药第二天种植后茬作物小麦.播种10、17、24、38、52d后分别进行样品采集,测定小麦的生理指标.田间小区划分见图1.

表1 田间小区图Fig.1 Field plot experiment

1.2.2 生理指标测定 叶片中SOD酶活性测定采用氮蓝四唑(NBT)光还原法[16];CAT酶活性测定采用紫外吸收法[16];POD酶活性测定采用愈创木酚法[17];MDA含量测定采用硫代巴比妥酸法[16];叶绿素含量测定采用丙酮提取法[18].

2 结果与分析

2.1 氟磺胺草醚对小麦株高的影响

氟磺胺草醚田间残留对后茬作物小麦株高的影响见图2.

图2 氟磺胺草醚对小麦株高的影响Fig.2 The effects of fomesafen on wheat plant height

由图2可知,播种10 d后,处理组小麦株高明显低于对照;播种38 d后,高剂量处理组小麦株高明显低于低剂量处理组和对照组.说明长残效除草剂氟磺胺草醚田间残留对后茬作物小麦的株高有一定的抑制作用,且随着使用剂量的增加抑制作用增强.

2.2 氟磺胺草醚对小麦叶绿素和MDA含量的影响

氟磺胺草醚田间残留对后茬作物小麦叶片中叶绿素及MDA含量的影响见图3.

图3 氟磺胺草醚对小麦叶片叶绿素、MDA含量的影响Fig.3 The effects of fomesafen on wheat chlorophyll and MDA content

由图3可知,播种10 d后,处理组小麦叶绿素含量低于对照组,但差异不明显;38 d后,高剂量处理组叶绿素含量明显低于低剂量处理组和对照组,且随着施药剂量的增加叶绿素含量减少,药害现象逐渐加重,高剂量处理组叶绿素含量减少70%以上,小麦植株黄化.播种10～38 d,处理组MDA含量高于对照组,但差异不明显;52 d后,MDA含量随着施药剂量的增加逐渐增加,高剂量处理组MDA含量明显高于低剂量处理组和对照,增加量可达180%.这说明氟磺胺草醚田间残留导致后茬作物小麦叶片中叶绿素和MDA含量发生变化,与CK相比,明显降低了叶绿素的含量,增加了MDA的含量.

2.3 氟磺胺草醚对小麦抗氧化酶活性的影响

氟磺胺草醚田间残留对后茬作物小麦叶片抗氧化酶活性的影响见图4.

图4 氟磺胺草醚对小麦抗氧化物酶活性的影响Fig.4 The effects of fomesafen on wheat antioxidant enzyme activity

由图4可知,后茬作物小麦播种10 d后,处理组SOD活性明显低于对照组,且随施药剂量的增加而明显降低,到17 d后,处理组与对照组差异减少,逐渐恢复至对照.处理后10 d,处理组CAT活性明显低于对照组,17 d差距减小,24 d低剂量处理恢复至对照水平,高剂量处理仍低于对照,38 d后,处理组小麦叶片中CAT活性与对照组差异减小.处理后10 d,药剂处理组POD活性与对照组相比没有明显变化,但处理38 d后,高剂量处理组POD活性明显高于对照组和低剂量组.这说明氟磺胺草醚田间残留导致后茬作物小麦叶片中抗氧化物酶发生变化,与CK相比,处理组SOD、CAT活性明显降低,POD活性明显升高.

3 结论

长残效除草剂的过量使用给作物带来了不适宜的生长环境.许多研究[19-22]表明,在逆境胁迫下,植物体内SOD、POD、CAT等保护酶活性和MDA、叶绿素含量会发生相应变化,这些变化量目前已被作为评价逆境伤害程度和植物适应性的指标而广泛应用.本研究结果得出,长残效除草剂氟磺胺草醚会对后茬作物小麦的生长产生胁迫,且随着施药剂量的增加,胁迫作用逐渐明显.与对照相比,氟磺胺草醚田间残留抑制了小麦的株高,降低了叶片中叶绿素的含量,增加了MDA含量;使叶片中抗氧化酶活性发生变化,其中SOD、CAT活性降低,POD活性升高.以上结果说明,长残效除草剂氟磺胺草醚的过量使用会对后茬作物小麦的安全生产造成影响,生产中应注意严格控制氟磺胺草醚使用剂量和安全间隔期.

[1]刘长令.世界农药大全:除草剂卷[M].北京:化学工业出版社,2002:192-194.

[2]JohnsonDH,TalbertRE.Imazaquin,chlorimuronandfomesafenmayinjurytotationvegetablesand sunflower(Heliantbus annuus)[J]. Weed Technology,1993,7（3）:573-577.

[3]王险峰,关成宏,辛明远.我国长残效除草剂使用概况、问题及对策[J].农药,2003,42（11）:5-10.

[4]王险峰.长残效除草剂对后茬作物的影响[J].现代化农业,2008（8）:10-12.

[5]王振军,茹德平,蒋福稳.花生田除草剂产生药害的原因及对策[J].农业科技通讯,2008（12）:135-136.

[6]付群梅,董德臻,吕龙,等.丙酯草醚在土壤中的残留及对后茬作物的安全性[J].农药,2009,48（1）:50-52.

[7]刘亚光,杨谦.长残留除草剂广灭灵的生物测定方法[J].东北农业大学学报,2005,36（4）:463-466.

[8]范志金,钱传范,党宏斌,等.麦谷宁生测方法及其对玉米的安全性研究[J].农药学学报,2000,2（1）:63-70.

[9]李美,高兴祥,高宗军,等.75%磺酰磺隆WDG对麦田杂草防除效果及后茬作物的安全性[J].麦类作物学报,2013,33（4）: 795-799.

[10]谢志坚,李海蓝,徐昌旭,等.两种除草剂的土壤生态效应及其对后茬作物生长的影响[J].土壤学报,2014,51（4）:880-885.

[11]王满意,王宇,边强,等.单嘧磺隆土壤残留12个月对主要后茬作物的安全性[J].农药,2013,52（4）:278-280.

[12]路兴涛,吴翠霞,张勇,等.360 g/L吡氟·氟噻·呋草酮悬浮剂对冬小麦田杂草的防除效果及对后茬作物的安全性[J].杂草科学,2013,31（4）:42-45.

[13]方越,沈雪峰,陈勇.丁噻隆防除甘蔗田杂草效果及其对后茬作物的影响[J].农药,2012,51（12）:921-923.

[14]郭成林,马跃峰,马永林,等.甲磺草胺对后茬作物室内安全性评价[J].农药,2014,53（6）:426-431.

[15]苏旺苍,孙兰兰,张强,等.甲咪唑烟酸在土壤中的残留对后茬小麦幼苗生长和光合作用的影响[J].麦类作物学报,2013,33（6）:1226-1231.

[16]高俊凤.植物生理学实验指导[M].北京:高等教育出版社,2006:210-214.

[17]张立军.植物生理学实验教程[M].北京:中国农业大学出版社,2007:103.

[18]张志良.植物生理学实验指导[M].北京:高等教育出版社,2009:61.

[19]武宝轩,格林·托德.小麦幼苗中SOD活性与幼苗脱水耐受力相关性研究[J].植物学报,1985,27（2）:152-160.

[20]王振镒,郭蔼光,罗淑平.水分胁迫对玉米SOD和POD活力及同工酶的影响[J].西北农业大学学报,1989,17（1）:45-49.

[21]蒋明义,荆家海.渗透胁迫对水稻膜脂过氧化及体内保护酶系统的影响[J].植物生理学报,1991,17（1）:80-84.

[22]曲东,王保莉,山仑,等.干旱条件下磷对玉米SOD和POD活性的影响[J].西北植物学报,1996,24（3）:47-51.

（责任编辑：邓天福）

The effect of fomesafen on the physiological index of wheat

LI Xinan,LI Guangling,XIE Lanfen,WANG Yaping,CHEN Xiling
(Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China)

In order to study the effects of long residual herbicide fomesafen on the physiological indices of succeeding crop wheat,the plant height,chlorophyll and malondialdehyde (MDA)content,antioxidant enzymes activity changes of wheat under different concentrations of fomesafen were tested by field experiment.The results showed that: compared with CK,the fomesafen residual in the field inhibit plant height,reduced the content of chlorophyll, increased the content of MDA,and changed the activity of antioxidant enzymes that SOD and CAT were decreased and POD was increased.Fomesafen residues in soil have significantly negative effects on succeeding crop wheat.It is necessary to strictly control the dosage of fomesafen and the safety period.

fomesafen;residues;wheat;physiological index

TQ450.2

：A

：1008-7516（2015）05-0036-04

10.3969/j.issn.1008-7516.2015.05.008

2015-07-22

公益性行业(农业)科研专项(201203098)

李新安(1986―),男,河南新乡人,硕士,助教.主要从事农药残留分析研究.

陈锡岭(1962―),男,河南滑县人,教授,硕士生导师.主要从事农药环境毒理学研究.