拔节期喷施二甲四氯对不同品种杂交谷生长的影响

董淑琦，原向阳，温银元，郭平毅*，胡春艳，聂磊云，王 婵

(1.山西农业大学农学院，山西太谷 030801；2.山西省农业科学院果树研究所，山西太谷 030800)



拔节期喷施二甲四氯对不同品种杂交谷生长的影响

董淑琦1，原向阳1，温银元1，郭平毅1*，胡春艳1，聂磊云2，王 婵1

(1.山西农业大学农学院，山西太谷 030801；2.山西省农业科学院果树研究所，山西太谷 030800)

[目的]分析喷施二甲四氯对不同品种杂交谷的生长是否有影响，为谷田除草剂的筛选提供试验依据。[方法]采用完全随机设计，在谷子拔节期喷施推荐剂量二甲四氯，进行大田喷施试验，施药后30 d测定杂交谷子的形态指标(株高、叶长、叶宽、茎粗)，生理指标(SOD酶活性、POD酶活性及MDA含量)，光合作用参数(净光合速率Pn、蒸腾速率Tr)。[结果]喷施二甲四氯对张杂3号的株高、叶长、茎粗均没有显著影响，对叶宽具有明显促进作用，对SOD酶活性、POD酶活性、MDA含量没有显著影响，但均有略微上升趋势，对净光合速率、蒸腾速率均有明显的促进作用；喷施二甲四氯对张杂12号形态指标均没有显著影响，但对茎粗有略微抑制作用，对SOD酶活性有明显的抑制作用，明显提高POD酶活性，对MDA含量没有显著影响，抑制了净光合速率，略微促进了蒸腾速率；喷施二甲四氯对张杂13号的株高、叶宽、茎粗均没有显著影响，但明显促进了叶长生长，对SOD酶活性具有明显的抑制作用，对POD酶活性和MDA含量均没有显著影响，但轻微抑制了POD酶活性。[结论]喷施二甲四氯对张杂3号、张杂12号、张杂13号3个品种杂交谷的药害不明显，二甲四氯可以用于这3个品种杂交谷田除草。

二甲四氯；酶活性；光合作用；形态指标

谷子是一年生草本植物，属于禾本科，耐贫瘠、抗旱、适应性广，具有较高的营养价值，脱壳后即为人们所食用的小米，是我国北方的主要粮食作物之一[1]。近年来随着谷子种植规模逐年增加，谷田杂草种类繁多，危害严重，一般减产20%以上，严重制约着谷子生产[2-3]。44%谷友WP是南开大学研制的一个具有自主知识产权的二元复配制剂，是国内外第1个注册登记的谷田专用除草剂，推荐剂量 2 100 g/hm2，于播后苗前进行土壤处理[4-6]，可有效控制谷田单子叶杂草的危害。因谷子对除草剂较为敏感，稍有不慎容易造成药害，严重时会造成缺苗断垄现象。目前防除谷田阔叶杂草仍然是个瓶颈，目前尚未开发出适合的除草剂。

二甲四氯(MCPA)属于苯氧羧酸类选择性除草剂，具有较强的内吸传导性，主要用于苗后茎叶处理，对禾本科作物安全，对阔叶作物敏感，可有效地防除阔叶杂草和莎草科杂草[7]。大多数除草剂在禾本科的小麦和水稻上可以使用，而在同属于禾本科作物谷子田喷施后会造成药害现象，严重时导致谷苗被除草剂杀灭。该研究在谷子拔节期喷施推荐剂量二甲四氯，通过分析形态指标和生理指标，明确喷施二甲四氯对不同品种杂交谷的生长是否有影响，为谷田除草剂的筛选提供试验依据。

1　材料与方法

1.1材料试验材料张杂3号、张杂12号、张杂13号，来自于山西农业大学祁县谷子种植基地。

1.2方法试验于2015年8月在山西农业大学祁县谷子基地进行。采用完全随机设计，在谷子拔节期喷施20%二甲四氯钠水剂200 mL+对水40 kg(推荐剂量)，对照用清水，每个处理小区面积30 m2，3次重复。

1.3指标测定及方法施药后30 d在田间用刻度尺测量株高、叶长和叶宽，游标卡尺测量茎粗，选取不同品种杂交谷子抽穗期倒2叶，采用CI-340测定光合作用参数。同时采集倒2叶片若干，置于冰盒带回测定酶活性，过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量测定参照《植物生理学实验指导》中的方法执行。

1.4数据分析数据采用Excel 2007和 DPS统计软件进行处理和分析，并用LSD法对数据进行多重比较。

2　结果与分析

2.1喷施二甲四氯对不同品种谷子株高的影响喷施二甲四氯的张杂3号、张杂12号、张杂13号与对照相比差异均不显著(P<0.05)。与对照相比，喷施二甲四氯的张杂3号株高略微增高了3.6 cm；喷施二甲四氯的张杂12号谷子的株高较对照基本没有改变；喷施二甲四氯的张杂13号的株高较对照略微增高了5.5 cm(图1)。

注：小写字母不同表示不同处理差异显著(P<0.05)。Note：Different lowercases stand for significant difference among various treatments(P<0.05).图1　喷施二甲四氯对不同品种谷子株高的影响Fig.1　Effects of spraying MCPA on plant height of different varieties of foxtail millets

2.2喷施二甲四氯对不同品种谷子叶长的影响喷施二甲四氯的张杂3号叶长为31.93 cm、张杂12号叶长为33.05 cm，与其对照叶长相比，均没有发生显著变化，与对照叶长(35.08 cm)相比，喷施二甲四氯的张杂13号的叶长有明显增加，差异显著(图2)。

注：小写字母不同表示不同处理差异显著(P<0.05)。Note：Different lowercases stand for significant difference among various treatments(P<0.05).图2　喷施二甲四氯对不同品种谷子叶长的影响Fig.2　Effects of spraying MCPA on leaf length of different varieties of foxtail millets

2.3喷施二甲四氯对不同品种谷子叶宽的影响与对照相比，喷施二甲四氯对张杂3号叶宽有显著的促进作用，其叶宽明显增加0.5 cm；喷施二甲四氯对张杂12号和张杂13号的叶宽没有显著影响(图3)。

注：小写字母不同表示不同处理差异显著(P<0.05)。Note：Different lowercases stand for significant difference among various treatments(P<0.05).图3　喷施二甲四氯对不同品种谷子叶宽的影响Fig.3　Effects of of spraying MCPA on leaf width of different varieties of foxtail millets

2.4喷施二甲四氯对不同品种谷子茎粗的影响喷施二甲四氯对不同品种谷子的茎粗没有显著影响，喷施二甲四氯后的谷子，其茎粗与对照相比均有减少趋势，张杂3号、张杂12号、张杂13号的茎粗分别较其对照减少了0.32 、1.05 、0.48 mm，其中张杂3号减少最少，药害不明显(图4)。

注：小写字母不同表示不同处理差异显著(P<0.05)。Note：Different lowercases stand for significant difference among various treatments(P<0.05).图4　喷施二甲四氯对不同品种谷子茎粗的影响Fig.4　Effects of spraying MCPA on stem diameter of different varieties of foxtail millets

2.5喷施二甲四氯对不同品种谷子SOD酶活性的影响喷施二甲四氯对张杂3号的SOD酶活性变化没有显著影响，与对照相比上升了281.53 U/(gFW·h)，有略微的促进作用；喷施二甲四氯对张杂12号和张杂13号SOD酶活性变化有显著影响，与对照相比分别下降了451.57、703.83 U/(gFW·h)，有明显的抑制作用(图5)。

注：小写字母不同表示不同处理差异显著(P<0.05)。Note：Different lowercases stand for significant difference among various treatments(P<0.05).图5　喷施二甲四氯对不同品种谷子SOD酶活性的影响Fig.5　Effects of spraying MCPA on SOD activity of different varieties of foxtail millets

2.6喷施二甲四氯对不同品种谷子POD酶活性的影响喷施二甲四氯对不同品种谷子POD酶活性的影响不同，其对张杂3号和张杂13号酶活性没有显著影响，张杂3号的POD酶活性与对照相比上升了29 μg/(gFW·min)，张杂13号的POD酶活性较对照下降了115.30 μg/(gFW·min)；喷施二甲四氯对张杂12号的POD酶活性有明显的促进作用，较对照显著上升了253 μg/(gFW·min)(图6)。

注：小写字母不同表示不同处理差异显著(P<0.05)。Note：Different lowercases stand for significant difference among various treatments(P<0.05).图6　喷施二甲四氯对不同品种谷子POD酶活性的影响Fig.6　Effects of spraying MCPA on POD activity of different varieties of foxtail millets

2.7喷施二甲四氯对不同品种谷子MDA含量的影响喷施二甲四氯对不同品种谷子MDA含量均没有显著影响。从图7可知，喷施二甲四氯对张杂3号MDA含量有略微促进作用，对张杂12号和张杂13号MDA含量有略微抑制作用。

注：小写字母不同表示不同处理差异显著(P<0.05)。Note：Different lowercases stand for significant difference among various treatments(P<0.05).图7　喷施二甲四氯对不同品种谷子MDA含量的影响Fig.7　Effects of spraying MCPA on MDA content of different varieties of foxtail millets

2.8喷施二甲四氯对不同品种谷子光合作用参数的影响喷施二甲四氯对张杂3号的净光合速率和蒸腾速率都有促进作用，较对照净光合速率和蒸腾速率分别升高了6.10 μmol/(m2·s)、1.42 g/(m2·h)；喷施二甲四氯对张杂12号的净光合速率产生抑制作用，较对照下降了4.38 μmol/(m2·s)，对张杂12号的蒸腾速率有促进作用，较对照升高了0.63 g/(m2·h)；喷施二甲四氯对张杂13号的净光合速率和蒸腾速率均产生促进作用，较对照净光合速率和蒸腾速率分别升高了2.72 μmol/(m2·s)、1.23 g/(m2·h)(表1)。

表1喷施二甲四氯对不同品种谷子光合作用参数的影响

Table 1Effects of spraying MCPA on photosynthesis parameters of different varieties of foxtail millets

品种Varieties净光合速率Pnμmol/(m2·s)蒸腾速率Trg/(m2·h)张杂3号Zhangza358.375.11张杂3号对照Zhangza3control52.273.69张杂12号Zhangza1262.655.13张杂12号对照Zhangza12control67.034.50张杂13号Zhangza1370.225.90张杂13号对照Zhangza13control67.504.67

3　结论与讨论

在对不同品种谷子喷施二甲四氯后，其各形态指标、生理指标、光合作用参数均受到不同程度的影响。喷施二甲四氯对张杂3号谷子的株高、叶长、SOD酶活性、POD酶活性、MDA含量、净光合速率、蒸腾速率都有略微促进作用，对茎粗有略微抑制作用，明显促进了叶宽的增加，表明张杂3号谷子没有受到抑制，药害现象不明显；喷施二甲四氯对张杂12号谷子的株高、叶宽有略微的促进作用，对叶长、茎粗以及MDA含量产生略微的抑制作用，明显促进了POD酶活性和蒸腾速率，对SOD酶活性和净光合速率有明显的抑制作用，表明张杂12号谷子可能产生药害现象，经过后期的生长可逐渐恢复；喷施二甲四氯对张杂13号谷子的株高和叶宽具有略微的促进作用，对茎粗、POD酶活性、MDA含量有略微的抑制作用，明显促进了叶长、净光合速率和蒸腾速率，对SOD酶活性产生了明显的抑制作用，表明张杂13号谷子也受到药害影响，后期可逐渐恢复生长，药害现象不明显。

有研究表明，植物处于逆境条件及衰老等都会导致其细胞内自由基产生和消除的平衡遭到破坏，进而出现自由基积累，从而加剧膜脂过氧化，导致膜系统受损，最终使得组织受到破坏，植物受到伤害[8]。李萍等[9]研究2种土壤处理除草剂扑草净、速收对34个品种谷子安全性的影响，结果表明这2种除草剂对大部分谷子的株高、叶面积有一定的抑制作用，不同除草剂对同一种谷子的生理指标影响是有差异的。这与该研究得出的二甲四氯对3种杂交谷子的株高、叶长和叶宽均有不同程度的轻微抑制作用结果相一致。解丽丽等[10]采用盆栽试验研究了在张杂谷5 号5～6 叶期喷施不同剂量的拿捕净，结果表明随剂量的增加，张杂谷5 号的SOD活性、

POD活性和MDA含量随之升高，CAT活性先升高后下降，且随时间的延长逐渐升高，而叶绿素质量浓度随拿捕净剂量的增加而下降，并随时间的延长先下降后上升，拿捕净对杂交谷张杂谷5 号相对安全。这与该研究得出的喷施二甲四氯对3种杂交谷的酶活性有轻微的抑制作用的结果相一致。

综上所述，同一种除草剂在推荐剂量使用下，不同品种谷子的各个指标所受到的影响各有差异，各品种谷子所产生的药害也是不同的。通过对不同品种谷子喷施二甲四氯推荐剂量后各指标的分析讨论，结果表明二甲四氯对张杂3号的药害现象最不明显，对张杂12号和13号2个品种的抑制生长作用在30 d后得到了逐渐恢复，不影响谷子的生长。试验表明二甲四氯可以在杂交谷田用于除草，在常规品种谷田是否有药害现象还需要进一步的研究。

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Effects of Different Varieties of Hybrid Foxtail Millets Growth by Spraying MCPA at Jointing Stage

DONG Shu-qi, YUAN Xiang-yang, WEN Yin-yuan, GUO Ping-yi*et al

(College of Agriculture, Shanxi Agricultural University, Taigu, Shanxi 030801)

[Objective] The aim was to analyze whether there was injury phenomenon by spraying MCPA on different varieties of hybrid foxtail millets growth, to provide experimental basis for screening out herbicides. [Method] It was using a completely randomized design. Recommended dose MCPA was sprayed in hybrid foxtail millet at jointing stage in field experiment. Shape indexes (plant height, leaf length, leaf width and stem diameter), physiological indexes (SOD, POD and MDA) and photosynthetic parameters (Pn and Tr) were tested after spraying 30 days. [Result] The results showed that plant height, leaf length and stem diameter of Zhangza 3 had no significant effect, but leaf width had obvious promoting effect. SOD activity, POD activity and MDA content had no significant effect, but showed a slight upward trend. Pn and Tr were promoted significantly. Morphological indexes of Zhangza 12 had no significant effect. It had obvious inhibitory effect on SOD activity and Pn index, promotion effect on POD activity and Tr index significantly. The plant height, stem diameter and leaf width of Zhangza 13 had no significant impact, but obviously promoted the growth of leaf length. It had obvious inhibitory effect on SOD activity and no significant effect on POD activity and MDA content, but slightly inhibited the POD activity. [Conclusion] It shows that the MCPA could be used on three varieties of hybrid foxtail millet.

MCPA; Enzyme activity; Photosynthesis; Morphological index

山西省科技重点研发(指南)项目(2015-TN-09)；山西农业大学引进人才博士科研启动费项目(2013YJ01)；山西农业大学科技创新基金项目(2014023)。

董淑琦(1980-)，男，山西应县人，讲师，在站博士后，从事植物化感作用和生物防除杂草研究。*通讯作者，教授，博士生导师，从事作物化学调控与化学除草研究。

2016-05-10

S 515

A

0517-6611(2016)17-044-03